著經濟的發展,重大工程建設項目也在逐漸增多,對于其前期基礎性工作工程地質勘察要求也越來越高,用傳統的勘察方法、手段已滿足不了設計要求。本文以臨沂市某特大橋工程地質勘察為例,說明工程物探在巖溶地區橋址詳勘階段的重要作用。

 

  1 工程概況

 

  擬建特大橋位于臨沂市北 河之上既有橋上游,全長1325m,主橋長900m,橋面寬9m,為多墩多孔平橋,橋中心線與老橋中心線平行,中心間距17m。工程由鐵道部第三勘測設計院設計,臨沂魯班建筑集團承建。 地形地貌為 河河床及河漫灘,屬河谷地貌,地形略有起伏,河床高程在6114～7010m之間。

 

  地質構造位于魯中南隆起東邊緣,處在沂沭斷裂帶與北西向構造的結合部位,斷裂構造發育。主要構造形式為臨沂弧形構造與北東向、北西向2組區域性斷裂。 本次勘察為詳細工程地質勘察階段,由于場區處在巖溶地區,工程地質條件較為復雜,勘察方案擬在工程物探基礎上再采用工程地質鉆探、原位測試、室內試驗等勘察測試方法。

 

  2 工程物探應用

 

  工程物探主要采用地質雷達、淺層地震、電法勘探等手段,查明場區第四系覆蓋層厚度,確定出斷層、溶洞的分布及發育情況。

 

  地質雷達探測:使用瑞典產的RAMAC/GPR型儀器,發射頻率50MHz,天線長210m,發射開線與接收天線間距110m,觀測點距110m,記錄時窗長 800ns,同步位移。資料處理用美國Micron公司生 產的便攜式計算機。共完成觀測剖面6條,沿軸線 方向上共完成觀測點1800個。資料處理得時間剖面6條(段)。

 

  電阻率垂向測探法:采用不等距對稱四極裝置。使用DDC-2B型電子自補儀進行觀測,供電電源為45V乙電池串并聯。保證供電電流≮500mA(大極距時),商量電位差≮10mV,觀測質量可靠。共完成最大AB/2為150m的測深點108個。繪制橫向比例尺1∶2000的視電阻率(Pa)斷面圖5張。遠排列密點距變觀地震反射波法:由于該地區沿設計剖面有數米的松散雜填土層,對地震波造成嚴重的散射和吸收,淺炮坑小藥量無法得到有效波。采用深鉆孔(5～8m),大藥量(3～5kg),密檢波點距、大偏移距、變觀技術進行施工,以控制水面覆蓋地段地下基巖地質構造情況。共完成道間距5m,接收段115m,偏移距從110～270m的變觀系統。孔深從415～715m,藥量310～510kg的遠距離爆炸和接收的工作14炮,接收點336個。資料處理得時間剖面1條。

 

  3 工程物探成果

 

  采用上述物探方法以后,通過對資料進行解釋,查清了場區第四系覆蓋層厚度,確定出斷層性質、規模及巖溶的分布及發育規律。 3.1 地層巖性

 

  通過工程鉆探驗證,場區地層為第四系全新統沖洪積層,侵入巖,石炭系(C)泥巖、頁巖、灰巖,奧陶系(O)灰巖。

 

  3.2 地質構造

 

  結合工程鉆探及區域地質資料,確定場區內有 4條斷裂見圖2。斷裂情況如下: F1:走向NNE,傾向NWW,傾角>80°,走向與橋軸線夾角約216°,為正斷層。為橋址區主要斷裂。F2、F3、F4:走向均為NW,傾向SW,傾角>80°,近于直立,為正斷層,規模小,斷層帶寬度均<5m。F1、F2、F3、F4斷裂為沂沭斷裂帶以西,北東向、 北西向斷裂束的次級構造,第四系沉積未受影響,屬 非全新活動斷裂。

 

  3.3 巖溶分布及發育規律

 

  巖溶為本橋址區內最主要的不良地質現象。根 據地質雷達探測、遠排列密點距變觀地震反射波法測試資料,通過工程鉆探驗證,場區中部石炭系灰巖地層中巖溶較為發育,尤其是F1與F3交匯部位巖溶發育強烈,溶洞大小不一,垂向長度在110～913m之間。巖溶類型為隱蔽型巖溶,溶洞為全充填、半充填或無充填,充填物為可塑～軟塑且多為軟塑粘土、細砂、夾雜有小灰巖礫塊,洞體穩定性較好,與地下水連通。

 

  4 結語

 

  擬建場區位于 河河床與河漫灘,砂層厚度大, 基巖巖性變化大,且受沂沭斷裂影響,斷層及巖溶發育,屬復雜場地。根據工程物探資料,結合工程地質鉆探、原位測試、室內試驗等成果,詳細查明橋址區工程地質條件,尤其是斷層分布及巖溶發育情況,為大橋基礎設計提供了準確地質資料。在巖溶地區重 大工程建設項目工程地質勘察采用工程物探方法,對下一步進行工程地質鉆探、原位測試等具有較強的指導意義,避免了工作的盲目性。