物探方法检测广泛用于工程勘察和检测领域

物探方法检测广泛用于工程勘察和检测领域

随着城市土地资源愈发紧张，交通日益拥堵，大量城市地下空间被开发利用，以地铁为代表的地下工程项目剧增。

注浆对地下工程、道路交通以及周边建筑物三者的安全至关重要，但现有的注浆效果检测手段效果有限，尤其是检测城市地下空间注浆效果的物探方法仍处于起步阶段。目前常用的注浆效果检测方法有四类：观察法、分析法（经验公式法）、变位推测法和检查孔法（钻芯取样法）[7]，但这四类方法都有一定的局限性。观察法是在注浆后、开挖过程中或钻孔后观察注浆孔、开挖断面或钻孔的稳定性、涌水、涌砂等情况，定性评价注浆效果，这种方法准确度低，且过于依靠经验。分析法是以对比、经验公式等方式分析评估注浆参数，这种方式只能评价注浆的整体效果，难以确定缺陷的具体位置。变位推测对注浆前后及和注浆过程中的地下水位或地表沉降进行监测，分析二者的变化以间接评估注浆效果，该方法同样难以确定缺陷的具体位置，且效率和准确度相对较低。钻芯取样法通常是建立在前三种检测方法结论的基础上，该方法准确度高，但工期长，成本高，且只能反映钻孔及附近小范围的注浆效果。总的来说，目前并无经济高效、效果的城市地下空间注浆效果检测手段，这方面的研究十分必要。

物探方法以其经济、高效、无损、准确的优势，广泛用于工程勘察和检测领域。目前城市地下空间注浆效果检测的物探方法很少，主要使用地质雷达方法[8]。采空区和岩溶的注浆效果探测与城市地下工程注浆效果检测类似，探测采空区和岩溶注浆效果的常用物探方法有：高密度电法、地质雷达、电测深、瞬变电磁、钻孔电磁波CT、钻孔地震波CT、瑞雷面波[9～18]。但对于城市地下工程的注浆效果检测，因城市环境复杂、特殊，这些方法变得不再非常适用。城市的硬质覆盖层，使得电（磁）方法的电极无法接地。地质雷达勘探深度有限，且勘探深度稍大时需使用分辨率较低的低频天线。同时大部分电（磁）方法的分辨率相对较低，且对深度反映不够准确。最重要的原因是注浆效果好的区域和注浆效果差的区域，注浆体和周围地层，在电性上的差异不大。

物探方法检测广泛用于工程勘察和检测领域

注浆效果检测对分辨率要求高，且勘探深度不断增大，而电（磁）方法的应用效果不好，因此物探方法应考虑地震方法。地震方法中常用的有：面波法、地震折射方法、地震反射方法。对于面波方法，城市环境内，在地表激发地震波，面波能量集中于硬质覆盖层，检测目标层内面波能量弱，因而面波方法无法用于城市地下工程的注浆效果检测。地震折射方法要求测线较长，不适合城市物探；且地震折射方法对注浆体这样的非面状结构不敏感，所以地震折射方法也不适合检测城市地下工程注浆效果。地震反射方法也有其局限性：硬质覆盖层使得检波器与地面耦合困难，且反射波法对非层状结构不敏感，多解性问题严重。

总的来说，常用工程物探方法无法有效解决城市地下工程注浆效果检测的问题，主要原因是这些方法对注浆效果不够敏感。物探方法对注浆效果敏感，就是对注浆前后、注浆效果好坏相关的物性参数敏感。虽然注浆工艺应用非常广泛，但主要是两个目的：一是加固地层、治理缺陷，一是堵水、防渗。因而注浆前后、注浆效果好坏的差别是强度和孔隙度的区别，这些特征反映在物性上就是地震波速（波阻抗）的差别，注浆效果好的地层地震波速高，注浆效果差的地层地震波速低，因此如果某物探方法能够得到地下介质的地震波速分布或波阻抗分布，则该方法适合检测注浆效果。

北京同度工程物探结合工程需要研发出TST隧道地质超前预报系统软件、RDscan道路空洞探测系统、山地地震系同、SSP散射法采空区探测等产品，特别是创新的开发出了一系列隐蔽工程的质量无损检测手段，工程物探发展的正确方向。