跨孔电阻率CT法在城市工程物探中的应用

跨孔电阻率 CT法在城市工程物探中的应用

王刚

陕西华实地质勘探有限公司 陕西 西安 710021

摘要：目前，建筑物勘探方法的使用较少，使用传统的地面勘探技术很难确保建筑物勘探的准确性。常规地面勘探技术主要是土地法、传统的高密度电法等，很难在建筑领域安装常规勘探线路。地热能探测深度有限，受到城市环境的严重干扰。一般高密度电阻率法只测量一种器件，采集方法落后，采集数据量少，运行效率低。传统的高密度电法采用器件固有的组织电极法进行测量，反演时，电阻剖面图根据调节装置进行反演，电网未得到充分利用，因此所收集的数据资料非常有限，计算精度很高地形网电极的实施方法与普通高密度电法相同，但采用该方法是为了收集所有可组合的电极数据，信息量比普通电法高出40倍以上，数据精度为这一系统和方法可以在建筑物中进行老桩检测试验。基于此，本篇文章对跨孔电阻率CT法在城市工程物探中的应用进行研究，以供参考。

关键词：跨孔电阻率CT法；城市工程物探；应用

引言

目前，随着我国现代化建设的推进，城市的不断发展和建设在备受推崇，然而我国各地区情况差异显著，在城市雨污水管道管理中经常遇到各类难题，如果这些问题没有及时采取适当的技术措施进行处置，很可能会导致路面及周边建筑不均匀沉降等严重问题。为防患于未然，推进城市建设发展，在城市建设前期开展多手段地质勘探方法显得尤为重要。跨孔电阻率CT法早在20世纪80年代美国和日本就展开相关研究。我国也紧随其后，自20世纪90年代以来，跨孔电阻率CT法逐步应用于工程实践中，目前也已取得较大进展。

1市政道路雨污水管网工程特点

市政管道雨污水管线工程主要是在城市道路的两边，管线距离周边的建筑物比较近，而且一座城市本身就具有人员密集、车辆较多的特点，管线建设在道路的两侧，在管线上方来来往往不管是车辆还是行人都十分多，导致实际修建管网工程期间，地下各类管线复杂，存在电线、地下水等多条线路，如若污水管网工程施工方未事先与各个部门进行协调与沟通，极有可能会影响管线的正常使用。另外，城市雨污水管网其自身是一种自流式排水系统，所以实际修建市政道路雨污水管网工程期间，对于工程的要求极为严格，不管是对管网的槽深，还是管道本身，都要求其具备较强的密闭性，一旦其中某一个环节出现错误，都会对城市道路、地下水造成影响。而且实际对市政道路雨污水管网工程施工期间，还需要对人行道进行拆除，在对工程回填期间要求也十分严格，因为回填质量不佳，会导致地面出现下沉等情况，从而影响到城市美观。因此，对市政道路的雨污水管网工程施工期间，相关部门应加强管理，从而在保证整个工程质量的同时，还不会影响到整个城市的美观性。项目实施前，在市政道路上施工的管道，必须做物探和地勘，在确定施工过程中会涉及到管线后，需要和各管线单位进行施工申报，在沟通协调承诺规范施工后，方可施工。

2跨孔电阻率CT法原理及工作方法

间质电阻率CT技术的原理与地面直流电法类似，也是一种电气勘探方法，通过观察和研究人工生成的地壳中岩石体电导率差异的地电场分布，解决工程地质问题但是，由于其电极位于地下，激励场位于地下，CT间质电阻率法可以获得较丰富的数据，对地面的电磁干扰较小，体积效应比传统的直流接地电阻率法显着降低，从而实现根据供电场普拉斯方程，当供电点在地下时，电平为u = I Lao / 4 pi ( 1 / r + 1 / r)。(1)在模式下:r是解析对称方法时观察点与虚拟电流源之间的距离。孔间电阻率CT测量分为两个、三个和四个极，经过仔细分析，比较了不同方法的电极布置方法与得到的模拟电阻值的幅值和稳定性值等。，确定四元法是所有测量方法中最好的。双极法电阻率计算公式如下:ΔU_MN= （ + － － － － + + ）;(2)ρ_S=4 · 。(3)A'、B'为镜像法求解时所设虚电流源。

3工程概况

项目1靠近城市地区(以下简称a区)的一个较低的十字路口，其中800个雨水管在经过该路口后与南面平行布置在侧壁附近的一个转弯处，由于施工时间较长，假定该转弯处的连接处漏水项目2靠近住宅建筑(以下简称b区)的西北角，废弃的雨水管3600穿过住宅建筑的西北角。据现场调查显示，住宅在前一次施工期间因修建桩而被雨水管损坏，此后没有采取任何修复措施。根据这一假设，随着时间的推移，住宅西北角的土壤从受损的雨水管中排出，随后由于下雨，损失速度更高，导致住宅西北角局部沉积，表面凹陷。两个探测项目的场地示意图见图1。

4跨孔电阻率CT法在城市工程物探中的应用分析

4.1工作方法

本文通过采用并行网络采集方法采集间质电阻率CT数据，在一节中采集了数万个数据，为利用现代反演技术处理层间电阻率数据提供了充分条件按照上述处理程序分别处理收集到的每个剖面数据，处理后绘制反演图，根据环境的电气特性解释和翻译探测剖面推断。

4.2工作布置

由于本工程现场的局限性，地面高密度电气测量线长度有限，因此探测深度较低，不符合探测深度要求， 因此，有必要使用穿透电阻率CT方法对上述两个部位进行探测工作，在a区沉积区进行探测，分别设置4个t形电阻率测量孔，采集3个电阻率CT剖面2-1 b区住宅楼西北角两侧对称布置四个测量孔，按比例分布，分别采集2个电阻率CT剖面1-4和2-3。孔的具体位置分布如图2所示。

4.3探测结果与分析，如下图3所示：

如图3所示，各电阻率CT段黑圈内为电阻率异常区，异常区埋深8米~ 10米，异常反应值相似，将雨水管埋深信息与约10米的信息相结合， 黑圈内区域为回缩区域。对于剖面高度为6米以上的相对较高强度异常区域，咨询是由于施工人员在进行检测工作前加固地下6米以上的泥浆注入造成的异常。 由于以前加固工程中对压实区域深度的认识不足，在这次加固工程确定地下空分布后，工作区地面继续沉降，施工方增加了加固深度，以恢复施工。最后，地下塌陷区已得到良好修复，通过持续观察，地表尚未沉降。b节第1-4节和第2-3节获得的电阻率CT节见图4。如图4所示，指定区域的电阻率1-4和2-3部分存在明显的电阻率异常，所有异常区域均以上部、下部形状表示，深度位置一致。通过将受损雨水管深度约6米与表面收缩部分的尺寸信息相结合，可以确定坍塌区域位于黑色封闭区域内。

承包商根据试验结果确定了沥青路面的地下分布情况，并在连续观察后对该地区进行了填充，但该地区尚未铺设。

结束语

综上所述，本文结合某项目进行分析，介绍跨孔电阻率CT法在工程物探中的应用。实践证明，采用跨孔电阻率CT法探测塌方区分布效率高、准确性高，能够为设计、施工提供更为翔实的地质资料，城市雨污水管道施工时可有针对性地对塌方区域采取有效的施工措施，避免施工突发灾害的发生。因此，跨孔电阻率CT法在城市工程物探勘察中具有一定的指导、借鉴意义。但是跨孔电阻率CT法也有工作量比较大、探测范围易受场地条件限制及不同地区与土反演电阻率数字的确定有一定的人为主观等局限性。这些问题有待进一步研究、商榷。

参考文献

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