摘要：抛石挤淤法是一种处理不良地质情况的常用方法，但抛石挤淤的深度与工地现场的实际情况密切相关，因此，与设计值可能会有较大差异，为保证工程质量，需要对抛石挤淤的厚度进行检测，本工程采用地质雷达法对抛石挤淤厚度进行检测，并采用钻孔探摸法联合检测，相互对比验证，结果表明地质雷达法检测层位数据准确、可信，可用于确定检测抛石层厚度。
关键词：抛石挤淤；地质雷达；钻孔探摸法
1 概况
东湖绿道二期（湖泽道）位于武汉市东湖旅游风景区。该工程原始地貌部分区域为湖区，场地地表水主要为现状东湖及其周边零星分布的小水塘。根据勘察结果，东湖水底标高在16.06～19.11m（以钻探孔口标高计）之间，水深0.60～3.50m，平均水深2.29m，水下为淤泥层，其它水塘面积较小。
根据工程地质条件和现场踏勘，工程设计人员将工程湖塘区域设计为抛石挤淤方法处理，抛石挤淤厚度约1~3m，块石挤淤至设计标高之后，路面结构层为：50cm级配碎石+2层20cm厚的混凝土，路面为6cm+4cm厚的沥青混凝土。
抛石挤淤法是一种处理不良地质情况的常用方法，但抛石挤淤的深度与工地现场的实际情况密切相关，因此，与设计值往往会有较大差异。为保证工程质量，需要对抛石挤淤的厚度进行检测。地质雷达是一种利用高频脉冲电磁波检测地下地质构造的成熟技术，广泛应用于公路、铁路路基路面检测等。
2 地质雷达检测工作原理
探地雷达利用发射天线向地下发射高频脉冲电磁波（几十MHz至上千MHz）。电磁波在地层中传播，遇到不同的电性分界面时，会反射部分电磁波能量回地面为探地雷达的接收天线接收。反射能量的强弱与电性分界面两侧物质的电性参数（介电常数）有关。而混凝土及块石与底下淤泥层介电常数有很大的差异。这为地质雷达法探测提供了介质分层依据。
设脉冲电磁波从发射天线到接收天线行程需时为T，则有：T=（4d2+x2）1/2／v，式中 d为目的体或界面的深度，x为两天线之间的距离，v为电磁波在地下介质中传播的速度。可见当地下介质中的电磁波波速v为已知时，可根据实际测到的精确T值，由上式求出界面的深度h。v可用宽角法直接测量，也可根据公式：v≈c／ε1/2（c=0.3m/ns）计算得到。
3 地质雷达测线布置
本项目采用钻孔探摸法和地质雷达联合检测的方法，以地质雷达法检测为主，钻孔探摸法为辅，通过将同一位置的钻孔数据与地质雷达探测进行对比和分析，对地质雷达检测的层位数据进行验证和修正。具体检测方法和要求如下：
（1）钻孔探摸法：选取检测路段每隔50m里程进行钻孔，呈之字型交错布置，因现场交叉作业等因素，部分位置点有所变动，以实际情况为准。该方法利用钻机设备从地表向地下钻进成孔，从钻孔中不同深度取得岩心，从而进行地层划分。
本次检测范围共有5段路面，钻孔编号规则：1#段孔号AK1~AK5、2#段孔号HK1~HK4、3#段孔号ZK1~ZK7、4#段孔号BK17~BK30、5#段孔号CK1~CK18。
（2）地质雷达法：按纵断面布设三条检测断面，分别沿道路左、中、右进行布置，左右边线离路沿1m，测线间距为2m，现场采用GPS-RTK进行定位，每隔5米做一个标记，以便对探测剖面进行校准。选用雷达天线中心频率为40MHZ，数据采集记录长度256ns，采样点数512，7次叠加，测距轮测量方式，地质雷达测试剖面解释通过数据处理得到雷达时间剖面图像后，即可进行雷达图像的分析解释（解释时深转换选取的电磁波波速为0.1m/ns）。
（3）将地质雷达所测得的原始记录资料，采用计算机进行编辑、滤波、振幅调整、时间剖面输出等一系列处理程序，根据波速进行时间深度的换算得到待解译的图像剖面，然后结合钻孔数据的层位比对分析，得到道路级配碎石层与块石层的厚度。
4 资料分析与检测结果
由于两种方法检测数值必须在相同条件情况下进行比对，综上述原因，下表中的钻孔数值根据实际情况作了相应的调整，地质雷达值中（沥青层+混凝土层）厚度值按设计值50cm取值。层位一、二、三分别为沥青层+混凝土层、级配碎石层、块石层。
表4-1 钻孔数值与地质雷达值对比（块石层厚度cm）
本项目选用的两种检测方法之间存在一定的偏差，产生偏差的原因大致有以下几种：
（1）钻探孔位置点选取时存在一定偶然性，可能选在抛石层孔隙间或边角处等，不同情况钻孔值可能会产生异常和偏差；
（2）钻孔过程中，钻头往下有一定的作用力，假定靠近淤泥层的块石体积小，可能会推向更深处，导致数值异常。
（3）地质雷达在测试和分析中存在着误差，由于局部级配碎石中的碎石、土和水含量有差别，从而会引起介电常数的变化，产生误差、图像处理时首波起跳点截取误差和层位读数误差等。
结语：
本项目通过采用钻孔探摸法和地质雷达法联合检测的方法，对武汉东湖绿道二期（湖泽道）工程其中5段道路进行了检测，具体结论如下：
本次通过两种方法进行对比检测，共选取相同位置的检测孔位进行对比分析，除个别异常点数据相差较大外，其余检测数值对比结果基本相符，由此可以说明，本项目两种方法的检测结果基本相近，可作为相互验证，结果表明地质雷达法检测层位数据准确、可信，可用于确定检测抛石层厚度。
参考文献：
[1]周鑫鑫，张鸿飞，史海涛. 公路隧道衬砌厚度的探地雷达检测方法[J]. 能源技术与管理. 2008（01）
[2]冯慧民. 地质雷达在隧道检测中的应用[J]. 现代隧道技术. 2004（04）
[3]刘敦文，黄仁东，徐国元，吕苗荣. 应用探地雷达技术检测隧道衬砌质量[J]. 物探与化探. 2001（06）
论文作者:周巧丽
论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期
论文发表时间:2018/12/17
标签：地质论文; 钻孔论文; 厚度论文; 电磁波论文; 剖面论文; 方法论文; 东湖论文; 《基层建设》2018年第31期论文;