物探方法檢測廣泛用于工程勘察和檢測領域

物探方法檢測廣泛用于工程勘察和檢測領域

隨著城市土地資源愈發(fā)緊張，交通日益擁堵，大量城市地下空間被開發(fā)利用，以地鐵為代表的地下工程項目劇增。

注漿對地下工程、道路交通以及周邊建筑物三者的安全至關重要，但現(xiàn)有的注漿效果檢測手段效果有限，尤其是檢測城市地下空間注漿效果的物探方法仍處于起步階段。目前常用的注漿效果檢測方法有四類：觀察法、分析法（經(jīng)驗公式法）、變位推測法和檢查孔法（鉆芯取樣法）[7]，但這四類方法都有一定的局限性。觀察法是在注漿后、開挖過程中或鉆孔后觀察注漿孔、開挖斷面或鉆孔的穩(wěn)定性、涌水、涌砂等情況，定性評價注漿效果，這種方法準確度低，且過于依靠經(jīng)驗。分析法是以對比、經(jīng)驗公式等方式分析評估注漿參數(shù)，這種方式只能評價注漿的整體效果，難以確定缺陷的具體位置。變位推測對注漿前后及和注漿過程中的地下水位或地表沉降進行監(jiān)測，分析二者的變化以間接評估注漿效果，該方法同樣難以確定缺陷的具體位置，且效率和準確度相對較低。鉆芯取樣法通常是建立在前三種檢測方法結(jié)論的基礎上，該方法準確度高，但工期長，成本高，且只能反映鉆孔及附近小范圍的注漿效果?？偟膩碚f，目前并無經(jīng)濟高效、效果的城市地下空間注漿效果檢測手段，這方面的研究十分必要。

物探方法以其經(jīng)濟、高效、無損、準確的優(yōu)勢，廣泛用于工程勘察和檢測領域。目前城市地下空間注漿效果檢測的物探方法很少，主要使用地質(zhì)雷達方法[8]。采空區(qū)和巖溶的注漿效果探測與城市地下工程注漿效果檢測類似，探測采空區(qū)和巖溶注漿效果的常用物探方法有：高密度電法、地質(zhì)雷達、電測深、瞬變電磁、鉆孔電磁波CT、鉆孔地震波CT、瑞雷面波[9～18]。但對于城市地下工程的注漿效果檢測，因城市環(huán)境復雜、特殊，這些方法變得不再非常適用。城市的硬質(zhì)覆蓋層，使得電（磁）方法的電極無法接地。地質(zhì)雷達勘探深度有限，且勘探深度稍大時需使用分辨率較低的低頻天線。同時大部分電（磁）方法的分辨率相對較低，且對深度反映不夠準確。最重要的原因是注漿效果好的區(qū)域和注漿效果差的區(qū)域，注漿體和周圍地層，在電性上的差異不大。

物探方法檢測廣泛用于工程勘察和檢測領域

注漿效果檢測對分辨率要求高，且勘探深度不斷增大，而電（磁）方法的應用效果不好，因此物探方法應考慮地震方法。地震方法中常用的有：面波法、地震折射方法、地震反射方法。對于面波方法，城市環(huán)境內(nèi)，在地表激發(fā)地震波，面波能量集中于硬質(zhì)覆蓋層，檢測目標層內(nèi)面波能量弱，因而面波方法無法用于城市地下工程的注漿效果檢測。地震折射方法要求測線較長，不適合城市物探；且地震折射方法對注漿體這樣的非面狀結(jié)構(gòu)不敏感，所以地震折射方法也不適合檢測城市地下工程注漿效果。地震反射方法也有其局限性：硬質(zhì)覆蓋層使得檢波器與地面耦合困難，且反射波法對非層狀結(jié)構(gòu)不敏感，多解性問題嚴重。

總的來說，常用工程物探方法無法有效解決城市地下工程注漿效果檢測的問題，主要原因是這些方法對注漿效果不夠敏感。物探方法對注漿效果敏感，就是對注漿前后、注漿效果好壞相關的物性參數(shù)敏感。雖然注漿工藝應用非常廣泛，但主要是兩個目的：一是加固地層、治理缺陷，一是堵水、防滲。因而注漿前后、注漿效果好壞的差別是強度和孔隙度的區(qū)別，這些特征反映在物性上就是地震波速（波阻抗）的差別，注漿效果好的地層地震波速高，注漿效果差的地層地震波速低，因此如果某物探方法能夠得到地下介質(zhì)的地震波速分布或波阻抗分布，則該方法適合檢測注漿效果。

北京同度工程物探結(jié)合工程需要研發(fā)出TST隧道地質(zhì)超前預報系統(tǒng)軟件、RDscan道路空洞探測系統(tǒng)、山地地震系同、SSP散射法采空區(qū)探測等產(chǎn)品，特別是創(chuàng)新的開發(fā)出了一系列隱蔽工程的質(zhì)量無損檢測手段，工程物探發(fā)展的正確方向。