直流電測深法在鐵路橋結(jié)合部臺后路基勘察中的應(yīng)用

盧昕

摘 要：我國的鐵路橋有很大一部分都修建在山溝或者河流的周圍，這些地方的地形地勢較為復(fù)雜。尤其是在河流上建造鐵路橋，會使得在鐵路橋結(jié)合部的橋臺后基由于常年受到水流的沖擊與腐蝕，時間長了很容易形成洞穴、液化以及松軟土等現(xiàn)象，給鐵路橋帶來非常大的危害，也使得鐵路橋出現(xiàn)很嚴重的隱患。如今的勘察技術(shù)發(fā)展的速度較快，且形式多種多樣，要想對鐵路橋的橋臺后基進行勘察，主要的技術(shù)手段就是利用直流電測深法。利用直流電測深法能夠準確的探測出在鐵路橋周圍出現(xiàn)的洞穴、液化以及松軟土等現(xiàn)象的具體出現(xiàn)的位置和出現(xiàn)的大小。文章將會從實際出發(fā)，對直流電測深法進行系統(tǒng)的描述，并且將直流電測深法在鐵路橋結(jié)合部臺后路基勘察中的具體應(yīng)用進行詳細的闡述。

關(guān)鍵詞：直流電；鐵路橋結(jié)合部；臺后路基勘察；具體應(yīng)用

中圖分類號：U412.22 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）14-0167-02

我國最常用的勘測法應(yīng)當就是直流電測深法，它是一種有效且較為快捷的測探方式，在勘察地下水、高原凍土、水電站地質(zhì)、煤礦陷落柱、火力發(fā)電廠的水源、尋找基巖地下水等流域都應(yīng)用到了直流電測深法，可以說應(yīng)用范圍十分廣泛。此種勘察法具有生產(chǎn)成本較低、工作的效率較高且勘察結(jié)果較為準確等優(yōu)點。

1 直流電測深法的勘察原理

直流電測深法主要是以地層中的部分介質(zhì)自身的導(dǎo)電性差異作為基礎(chǔ)，通過仔細的觀察與研究天然或者人工建立起來的地下穩(wěn)定電流場的分布規(guī)律，從而解決某些潛在的或者已經(jīng)出現(xiàn)的地質(zhì)問題的方法。

直流電測深法的原理：它是探測電性具有差異的巖土層豎直方向分布情況的一種電阻率方法，此方法主要采用在同一個測試點上多次地加大供電電極距，逐層次的去測量視電阻率ρs發(fā)生的變化，只要加大供電的電極距就能夠增大地質(zhì)勘探的深度。因此在同一個測試點上如果能夠不斷地加大供電的電極距，那么得出的視電阻率ρs的變化將會準確的反映出該測量點下的電阻率存在差異的地質(zhì)體的不同深度具體的分布情況。有一點值得強調(diào)的是，直流電測深法的常規(guī)測深方法就是對稱四級測深。在實際的野外地質(zhì)勘探中，利用對稱四級測深法有時會遇到由于地質(zhì)地標的障礙物的影響而沒有辦法加大電極極距的問題，而主要的障礙就是山川、河流、峽谷等。在這樣情況下應(yīng)當采用的方法是三級測探發(fā)法，三級測深法主要是利用加大電極距從而達到相應(yīng)的測深的目的。

直流電測深法在一般的情況下，進行工作布置都必須要求電力深剖面要與地質(zhì)的勘探剖面盡可能的重合，只有這樣才能夠?qū)⒌玫降馁Y料或者數(shù)據(jù)進行對比，從而最大限度的提高地質(zhì)資料的準確度。另外，在利用直流電測深法進行勘察的時候一般會要求點距要保證在三到五米左右，這個距離使地質(zhì)體的狀況能夠更加便于查明，最終提高地質(zhì)勘探的整體質(zhì)量。

2 直流電測深法的技術(shù)依據(jù)

鐵路橋在使用的過程中，周圍的地質(zhì)容易出現(xiàn)洞穴、松軟土以及液化現(xiàn)象的等不良的現(xiàn)象，這些不良的現(xiàn)象就會使得導(dǎo)電性發(fā)生一定的變化，從而出現(xiàn)了相對于正常橋后路基的高視電阻率或者是低視電阻率的異常。一般在洞穴或者是局部的松軟部位，相對于周圍的地層就會呈現(xiàn)出高阻異常的現(xiàn)象，而液化部位就會呈現(xiàn)出低阻異常的現(xiàn)象，從而為勘察洞穴、局部松軟以及液化現(xiàn)象等影響工程整體質(zhì)量的不良的工程地質(zhì)現(xiàn)象提供了電性出現(xiàn)異常的依據(jù)。

3 直流電測深法的數(shù)據(jù)處理方式

直流電測深法的資料解釋通常會利用量板法、s型折線法、數(shù)據(jù)數(shù)值模擬計算法等。一般來講，傳統(tǒng)的方式是單獨的使用視電阻率作為解釋的重要參數(shù)，可以直接的進行解釋，但是往往相關(guān)的信息較弱，最終會導(dǎo)致對出現(xiàn)的異常狀況的分辨率較低。而要想提高直流電測深法相關(guān)資料解釋的準確度以及精確的分辨率，通常會采用微分數(shù)據(jù)處理方法與裝置換算數(shù)據(jù)處理方法等。

直流電測深法的數(shù)據(jù)處理方式的基本流程：首先應(yīng)當通過微分求值法求得測深曲線導(dǎo)數(shù)值。之后在此基礎(chǔ)上，通過不同的裝置互換原理進行數(shù)值的換算處理，最終求得一個綜合的、準確的平均電阻率。而數(shù)據(jù)處理的具體過程是：

第一步是利用微分法進行求值：在對鐵路橋的結(jié)合部的橋后路基進行勘察時，將會在測量部位的電測深曲線具有差異的信息作為地電層信息去對待，之后要對鄰近的兩個細分層進行求導(dǎo)，再進行微分計算，從而得到曲線的導(dǎo)數(shù)值。

第二步是利用換算法進行求值：為了能夠更好地提取出有價值的地質(zhì)信息與隱患信息，可以將四極測深裝置測得的視電阻率正確的轉(zhuǎn)換成為“軸向偶極測深”視電阻率。這樣做的主要原因是偶極測深具有更大的優(yōu)勢：偶極電測深在水平方向上對于地點斷面的分辨力較強，而且偶極裝置的測深曲線具有差異性較強的特點，這就使得它就有更好的分辨力。充分的利用此特點能夠?qū)⒉杉降碾姕y信息通過裝置對其進行換算，從而可以通過多種方法的利用得到結(jié)果，突出地質(zhì)的物理信息，使其更容易進行識別，這也就是說為什么要進行軸向偶極視電阻率換算的原因之一。

第三步應(yīng)當是將四極測深與軸向偶極測深求得的電阻率進行綜合，從而求出綜合的平均電阻率。將平均電阻率當作是最終的解釋參數(shù)，之后通過觀測異常對其進行解釋與推斷，最終確定橋后路基部分出現(xiàn)的問題，找出隱患所在，進而對其進行針對性的維修與護理。

4 野外施工

利用直流電測深法對切路橋結(jié)合部的橋后路基進行勘察，有一個環(huán)節(jié)至關(guān)重要，就是野外施工。野外施工的整體質(zhì)量直接決定勘察的結(jié)果，通過這一個環(huán)節(jié)能夠使得相關(guān)的施工管理者準確的對橋路后基的隱患以及地質(zhì)的不良狀況進行維修與護理。野外施工的主要任務(wù)在于勘察鐵路橋涵和鐵路路基的結(jié)合部的路基隱患。隱患主要就是上文提及的洞穴、局部松軟以及液化現(xiàn)象等。例如：我國某地區(qū)在進行結(jié)合部勘察時，在進行野外施工時主要勘察了大約10座鐵路橋的結(jié)合部的橋后路基，勘察的方式就是直流電測深法。由于此地域的鐵路橋兩端的地形較為特殊，因此采用三極的直流電測深法，在鐵路的橋涵與橋后路基的結(jié)合處，在平行軌道兩側(cè)會對稱地布置兩條勘察測線，在橋涵的兩側(cè)一共有兩條四段測線。每一段測線的長度應(yīng)為7.5 m，控制的長度應(yīng)當為12 m，一共4個測深的物理點，每一點的點距在2.5 m左右，經(jīng)過測深之后對結(jié)果進行分析可知：在斷面上出現(xiàn)了高祖異常的現(xiàn)象，由此可以推測為局部松軟，經(jīng)過分析之后造成松軟的原因是由于結(jié)合部的下部份水土流失較為嚴重，從而使得上部的土層發(fā)生松軟。另外在某測量點的下部出現(xiàn)了大約20 Ω的低阻異常，這些異常點距離橋臺墻面很近，而且距離河水水面也較近，由此推測出為局部液化現(xiàn)象或者是空洞出水問題。

5 結(jié) 語

直流電測深法是一種傳統(tǒng)的物探手段，能夠靈活的進行數(shù)據(jù)處理，從而取得一個較為準確的勘察效果。現(xiàn)如今，直流電測深法已經(jīng)應(yīng)用在我國的各個領(lǐng)域上，尤其在勘察鐵路橋結(jié)合部的橋后路基上，直流電測深的應(yīng)用極為頻繁。文章已經(jīng)對直流電測深在鐵路橋結(jié)合部的橋后路基上的應(yīng)用作出了系統(tǒng)的分析，希望我國的鐵路橋事業(yè)能夠更好的發(fā)展。

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