在岩溶地区,传统的跨孔地震CT技术虽是主流,但钻孔漏水问题严重影响了其应用效果。近年来,双通道跨孔雷达技术应运而生,它不仅适用于干燥钻孔,还能在含水钻孔中发挥作用,电磁波波速CT计算、衰减CT计算和电阻率CT测量,提供了更丰富的探测成果。
今天分享的就是采用跨孔地震CT、CBRD双通道跨孔雷达CT协同应用,对广西某特大桥桩基岩溶进行探测,并对两种技术的数据成果进行了融合成像。
▍CBRD双通道跨孔雷达设备及参数
发生频率:40MHZ、100MHZ、200MHZ
采 样 率:1GHZ
采集方式:程控
成 果 图:波速CT,电阻率CT
▍观测系统设计
孔位及测线位置布局如图1所示,孔深范围为85~90 m之间。跨孔雷达CT测线被布置在3#孔与11#孔、5号#与13#孔之间,而跨孔地震CT测线则被布置在3#孔与9#、10#、12#孔之间。
图1 跨孔雷达、地震CT测线与桩基平面布置示意
▍探测成果与解译
√跨孔地震CT
跨孔地震CT测线1左侧为9#孔,右侧为3#孔,得到的图像如图2所示。结果显示该剖面中存在6处明显的低速异常,通过发育形态和参考地震波速,将其中3处标记为岩溶,波速变化在2~3 km/s之间;3处标记为节理密集带,波速变化在3~4 km/s之间。
图2 地震波速图 地质解释图
√跨孔雷达CT
雷达CT测线2左侧为13#孔,右侧为5#孔,图像如图3所示。综合电性特征,共推测圈定7处异常体。其中,当异常体为空溶洞时,电磁波速和电阻率均较低。而当异常体为填充型溶洞时,会导致电磁波速降低和电阻率略微升高。
图3 电磁波速图 电阻率图 地质解释图
√ 数据融合成果
1)基于所有测线数据,对地震波速与电磁波速数据进行三维融合成果图,如图4。可清晰展示尺度较大的低速异常体——节理裂隙发育带和空溶洞发育情况及与桩基空间交互情况;
2)基于地震波速与电阻率数据融合的成果图,如图5。可以清晰体现出串珠状空溶洞发育情况;
3)基于雷达CT测线的电磁波速与电阻率数据融合的成果图,如图6。通过电阻率差异,可以推测溶洞的充填性质。
图4 图5
图6 电磁波速与电阻率数据融合成果与地质构造图
▍总结
通过两种CT方法的应用和地震波波速CT、电磁波波速CT、电阻率CT三种数据的融合,能够更精确的三维定位岩溶空间,清晰地展示了岩溶与桩基之间的三维关系,为后续的工程处理提供了坚实的科学依据。