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《熱電技術(shù)》2018年第1期

摘要：地質(zhì)雷達(dá)是一種先進(jìn)的高頻電磁波勘察技術(shù)，由它可以精確地探測(cè)到地下淺層的空洞或異常體，其高分辨率、高效率、無(wú)損探測(cè)等優(yōu)點(diǎn)使其在眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本次在某電廠勘測(cè)中應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)測(cè)試（電磁波法）判斷覆蓋層厚度、巖石風(fēng)化程度，得到連續(xù)的地層數(shù)據(jù)，補(bǔ)充了巖土鉆探以點(diǎn)代線的問(wèn)題，較好地判別了基巖風(fēng)化程度的整體分布范圍及軟弱巖土層的分布區(qū)域，并通過(guò)工程地質(zhì)調(diào)查及鉆探驗(yàn)證，以指導(dǎo)后期施工。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)雷達(dá)；巖土勘察；覆蓋層厚度

一、引言

電力工程中巖土鉆探工作在覆蓋層厚度及巖石風(fēng)化程度的判定上存在以點(diǎn)代線、以點(diǎn)代面的缺陷，而覆蓋層厚度及巖石風(fēng)化程度等巖土工程地質(zhì)條件的準(zhǔn)確判斷直接影響了工程后期基坑開(kāi)挖、施工建設(shè)的工期和工程造價(jià)。本文選取山東省臨沂市某電廠工程勘察區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)雷達(dá)測(cè)試，結(jié)合鉆孔和工程地質(zhì)調(diào)查驗(yàn)證，解決巖土鉆探以點(diǎn)代線的問(wèn)題，對(duì)覆蓋層厚度和巖石風(fēng)化程度進(jìn)行論證，以確定其在廠址區(qū)的分布規(guī)律及工程性狀[1-2]。

二、地質(zhì)雷達(dá)測(cè)試設(shè)備

地質(zhì)雷達(dá)是一種先進(jìn)的高頻電磁波勘察技術(shù)，由它可以精確地探測(cè)到地下淺層的空洞或異常體，其高分辨率、高效率、無(wú)損探測(cè)等優(yōu)點(diǎn)使其在眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。它是基于高頻電磁波理論，向地下介質(zhì)發(fā)射一定強(qiáng)度的高頻電磁脈沖，電磁脈沖遇到不同電性介質(zhì)的分界面時(shí)即產(chǎn)生反射或散射，地質(zhì)雷達(dá)接收并記錄這些信號(hào)，再通過(guò)進(jìn)一步的信號(hào)處理和解釋即可了解地下介質(zhì)的分布情況[5-6]。當(dāng)電磁波在介質(zhì)中傳播時(shí)，其路徑—波形將隨所通過(guò)介質(zhì)的介電性質(zhì)及幾何形態(tài)而變化，據(jù)接收到波的旅行時(shí)間、幅度、頻率與波形變化等特征，可以推斷目的物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及深度、形狀等[7]。本次檢測(cè)工作使用儀器為瑞典MALA公司生產(chǎn)的ProEx型探地雷達(dá)，數(shù)據(jù)采集設(shè)備采用美國(guó)勞雷公司生產(chǎn)的SIR20型地質(zhì)雷達(dá)及配套的GSSI型非屏蔽天線，頻率15~80MHz。儀器工作參數(shù)的選取為：工作頻率20MHz，GSSI天線發(fā)射和接收；采樣點(diǎn)數(shù)為1024，疊加次數(shù)為256次。處理軟件采用是MALA雷達(dá)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集軟件GROUNDVISION。

三、地質(zhì)雷達(dá)測(cè)試成果分析

1．測(cè)線布置

根據(jù)探測(cè)要求及場(chǎng)地條件和工作環(huán)境，采用反射波剖面法，本次共布設(shè)10條地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)剖面。

2．資料解譯原則

探測(cè)的雷達(dá)圖形常以脈沖反射波的波形形式記錄，以波形或灰度顯示探測(cè)雷達(dá)剖面圖。地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)資料的解釋包括兩部分內(nèi)容，一為數(shù)據(jù)處理，二為圖象解釋。圖像處理包括消除隨機(jī)噪聲壓制干擾，改善背景；進(jìn)行自動(dòng)時(shí)變?cè)鲆婊蚩刂圃鲆嬉匝a(bǔ)償介質(zhì)吸收和抑制雜波，進(jìn)行濾波處理除去高頻，突出目的體，降低背景噪聲和余振影響。圖像解釋是識(shí)別異常，這是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)積累的過(guò)程，一方面基于地質(zhì)雷達(dá)圖像的正演結(jié)果，另一方面由于工程實(shí)踐成果獲得。只有獲得高質(zhì)量的地質(zhì)雷達(dá)圖像并能正確的判別異常才能獲得可靠、準(zhǔn)確的地質(zhì)解釋結(jié)果。

3．典型測(cè)線結(jié)果分析

本次重點(diǎn)分析剖面3-3'線與8-8'線的典型結(jié)果，通過(guò)對(duì)地質(zhì)雷達(dá)圖像的反復(fù)判讀識(shí)別和總結(jié)，得出均勻密實(shí)的正常巖體和不均勻密實(shí)的或地下存在空洞的巖體的雷達(dá)圖像的明顯差異，判斷覆蓋層厚度及巖石風(fēng)化程度。推測(cè)成果：自西向東進(jìn)行探測(cè)，該測(cè)線0~3.0m深度范圍內(nèi)，局部存在較薄覆蓋層和全風(fēng)化巖層，且測(cè)線中部存在斜向下裂隙，465#鉆孔之后巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，尾端在466#鉆孔之后顯示基巖面斜向下發(fā)展，推測(cè)為前期沖溝區(qū)域，且填充較為松散，最大厚度可達(dá)10m左右。剖面未發(fā)現(xiàn)大規(guī)模斷裂破碎帶等不良地質(zhì)現(xiàn)象存在。

4．成果對(duì)比

根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)查，擬建廠址區(qū)原始地貌存在數(shù)條沖溝、水塘等，現(xiàn)已全部回填，通過(guò)本工程一期勘測(cè)資料，大致確定沖溝的位置、走向等，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作進(jìn)行了優(yōu)化。另外對(duì)擬建主廠房區(qū)域已有巖石剖面的進(jìn)行了研究（見(jiàn)圖4）。圖中紅色邊框內(nèi)顏色較深的為黑云斜長(zhǎng)變粒巖，該巖石位于強(qiáng)風(fēng)化的白云鉀長(zhǎng)變粒巖中間，用手可掰斷；放入水中一天后軟化強(qiáng)烈，用手可碾成砂土狀。可見(jiàn)強(qiáng)風(fēng)化基巖內(nèi)部存在軟弱夾層。四、結(jié)論通過(guò)對(duì)雷達(dá)探測(cè)資料分析，結(jié)合工程地質(zhì)調(diào)查結(jié)果，本次得到以下結(jié)論：（1）根據(jù)地質(zhì)雷達(dá)測(cè)試，基本確定了重要建筑物區(qū)域原有沖溝的走向、覆蓋層埋深等，并判斷原有沖溝位置基巖面起伏變化較大，部分區(qū)域分布范圍廣。（2）建筑場(chǎng)地覆蓋層變化較大，分布范圍廣，覆蓋層土質(zhì)不均一，工程性質(zhì)變化大。場(chǎng)地基巖裂隙發(fā)育，局部風(fēng)化程度不均一，局部風(fēng)化強(qiáng)烈，并有較大的裂隙發(fā)育，巖石破碎。詳見(jiàn)各剖面圖。（3）雖然場(chǎng)地附近斷裂構(gòu)造發(fā)育，但擬建廠址區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)大規(guī)模斷裂破碎帶等不良地質(zhì)現(xiàn)象。各剖面僅發(fā)現(xiàn)規(guī)模較小的斜向下斷裂帶。（4）根據(jù)成果推斷，上覆人工填土和殘坡積層厚度變化大，分布不均勻，該層和全風(fēng)化基巖層在雷達(dá)上有比較清晰界面，穩(wěn)定的覆蓋層界面約為0~5m。場(chǎng)址內(nèi)基巖風(fēng)化作用強(qiáng)，穩(wěn)定的風(fēng)化基巖界面約為0~12m。

參考文獻(xiàn)

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作者：藺泓瑞；李仁杰；宋振 單位：山東電力工程咨詢?cè)河邢薰?/p>