盧昕

摘 要：我國(guó)的鐵路橋有很大一部分都修建在山溝或者河流的周?chē)@些地方的地形地勢(shì)較為復(fù)雜。尤其是在河流上建造鐵路橋，會(huì)使得在鐵路橋結(jié)合部的橋臺(tái)后基由于常年受到水流的沖擊與腐蝕，時(shí)間長(zhǎng)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(lái)非常大的危害，也使得鐵路橋出現(xiàn)很?chē)?yán)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(duì)鐵路橋的橋臺(tái)后基進(jìn)行勘察，主要的技術(shù)手段就是利用直流電測(cè)深法。利用直流電測(cè)深法能夠準(zhǔn)確的探測(cè)出在鐵路橋周?chē)霈F(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(huì)從實(shí)際出發(fā)，對(duì)直流電測(cè)深法進(jìn)行系統(tǒng)的描述，并且將直流電測(cè)深法在鐵路橋結(jié)合部臺(tái)后路基勘察中的具體應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的闡述。

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

中圖分類(lèi)號(hào)：U412.22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）14-0167-02

我國(guó)最常用的勘測(cè)法應(yīng)當(dāng)就是直流電測(cè)深法，它是一種有效且較為快捷的測(cè)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(cè)深法，可以說(shuō)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(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。

1 直流電測(cè)深法的勘察原理

直流電測(cè)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(guò)仔細(xì)的觀察與研究天然或者人工建立起來(lái)的地下穩(wěn)定電流場(chǎng)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(wèn)題的方法。

直流電測(cè)深法的原理：它是探測(cè)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(gè)測(cè)試點(diǎn)上多次地加大供電電極距，逐層次的去測(cè)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(gè)測(cè)試點(diǎn)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(huì)準(zhǔn)確的反映出該測(cè)量點(diǎn)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(diǎn)值得強(qiáng)調(diào)的是，直流電測(cè)深法的常規(guī)測(cè)深方法就是對(duì)稱四級(jí)測(cè)深。在實(shí)際的野外地質(zhì)勘探中，利用對(duì)稱四級(jí)測(cè)深法有時(shí)會(huì)遇到由于地質(zhì)地標(biāo)的障礙物的影響而沒(méi)有辦法加大電極極距的問(wèn)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(dāng)采用的方法是三級(jí)測(cè)探發(fā)法，三級(jí)測(cè)深法主要是利用加大電極距從而達(dá)到相應(yīng)的測(cè)深的目的。

直流電測(cè)深法在一般的情況下，進(jìn)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(jìn)行對(duì)比，從而最大限度的提高地質(zhì)資料的準(zhǔn)確度。另外，在利用直流電測(cè)深法進(jìn)行勘察的時(shí)候一般會(huì)要求點(diǎn)距要保證在三到五米左右，這個(gè)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(cè)深法的技術(shù)依據(jù)

鐵路橋在使用的過(guò)程中，周?chē)牡刭|(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(huì)使得導(dǎo)電性發(fā)生一定的變化，從而出現(xiàn)了相對(duì)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(duì)于周?chē)牡貙泳蜁?huì)呈現(xiàn)出高阻異常的現(xiàn)象，而液化部位就會(huì)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(cè)深法的數(shù)據(jù)處理方式

直流電測(cè)深法的資料解釋通常會(huì)利用量板法、s型折線法、數(shù)據(jù)數(shù)值模擬計(jì)算法等。一般來(lái)講，傳統(tǒng)的方式是單獨(dú)的使用視電阻率作為解釋的重要參數(shù)，可以直接的進(jìn)行解釋，但是往往相關(guān)的信息較弱，最終會(huì)導(dǎo)致對(duì)出現(xiàn)的異常狀況的分辨率較低。而要想提高直流電測(cè)深法相關(guān)資料解釋的準(zhǔn)確度以及精確的分辨率，通常會(huì)采用微分?jǐn)?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(cè)深法的數(shù)據(jù)處理方式的基本流程：首先應(yīng)當(dāng)通過(guò)微分求值法求得測(cè)深曲線導(dǎo)數(shù)值。之后在此基礎(chǔ)上，通過(guò)不同的裝置互換原理進(jìn)行數(shù)值的換算處理，最終求得一個(gè)綜合的、準(zhǔn)確的平均電阻率。而數(shù)據(jù)處理的具體過(guò)程是：

第一步是利用微分法進(jìn)行求值：在對(duì)鐵路橋的結(jié)合部的橋后路基進(jìn)行勘察時(shí)，將會(huì)在測(cè)量部位的電測(cè)深曲線具有差異的信息作為地電層信息去對(duì)待，之后要對(duì)鄰近的兩個(gè)細(xì)分層進(jìn)行求導(dǎo)，再進(jìn)行微分計(jì)算，從而得到曲線的導(dǎo)數(shù)值。

第二步是利用換算法進(jìn)行求值：為了能夠更好地提取出有價(jià)值的地質(zhì)信息與隱患信息，可以將四極測(cè)深裝置測(cè)得的視電阻率正確的轉(zhuǎn)換成為“軸向偶極測(cè)深”視電阻率。這樣做的主要原因是偶極測(cè)深具有更大的優(yōu)勢(shì)：偶極電測(cè)深在水平方向上對(duì)于地點(diǎn)斷面的分辨力較強(qiáng)，而且偶極裝置的測(cè)深曲線具有差異性較強(qiáng)的特點(diǎn)，這就使得它就有更好的分辨力。充分的利用此特點(diǎn)能夠?qū)⒉杉降碾姕y(cè)信息通過(guò)裝置對(duì)其進(jìn)行換算，從而可以通過(guò)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(jìn)行識(shí)別，這也就是說(shuō)為什么要進(jìn)行軸向偶極視電阻率換算的原因之一。

第三步應(yīng)當(dāng)是將四極測(cè)深與軸向偶極測(cè)深求得的電阻率進(jìn)行綜合，從而求出綜合的平均電阻率。將平均電阻率當(dāng)作是最終的解釋參數(shù)，之后通過(guò)觀測(cè)異常對(duì)其進(jìn)行解釋與推斷，最終確定橋后路基部分出現(xiàn)的問(wèn)題，找出隱患所在，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性的維修與護(hù)理。

4 野外施工

利用直流電測(cè)深法對(duì)切路橋結(jié)合部的橋后路基進(jìn)行勘察，有一個(gè)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(guò)這一個(gè)環(huán)節(jié)能夠使得相關(guān)的施工管理者準(zhǔn)確的對(duì)橋路后基的隱患以及地質(zhì)的不良狀況進(jìn)行維修與護(hù)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(guó)某地區(qū)在進(jìn)行結(jié)合部勘察時(shí)，在進(jìn)行野外施工時(shí)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(cè)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(cè)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(huì)對(duì)稱地布置兩條勘察測(cè)線，在橋涵的兩側(cè)一共有兩條四段測(cè)線。每一段測(cè)線的長(zhǎng)度應(yīng)為7.5 m，控制的長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)為12 m，一共4個(gè)測(cè)深的物理點(diǎn)，每一點(diǎn)的點(diǎn)距在2.5 m左右，經(jīng)過(guò)測(cè)深之后對(duì)結(jié)果進(jìn)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(cè)為局部松軟，經(jīng)過(guò)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(yán)重，從而使得上部的土層發(fā)生松軟。另外在某測(cè)量點(diǎn)的下部出現(xiàn)了大約20 Ω的低阻異常，這些異常點(diǎn)距離橋臺(tái)墻面很近，而且距離河水水面也較近，由此推測(cè)出為局部液化現(xiàn)象或者是空洞出水問(wèn)題。

5 結(jié) 語(yǔ)

直流電測(cè)深法是一種傳統(tǒng)的物探手段，能夠靈活的進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從而取得一個(gè)較為準(zhǔn)確的勘察效果?，F(xiàn)如今，直流電測(cè)深法已經(jīng)應(yīng)用在我國(guó)的各個(gè)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(cè)深的應(yīng)用極為頻繁。文章已經(jīng)對(duì)直流電測(cè)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(guó)的鐵路橋事業(yè)能夠更好的發(fā)展。

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