直流电测深法在铁路桥结合部台后路基勘察中的应用

卢昕

摘 要：我国的铁路桥有很大一部分都修建在山沟或者河流的周围，这些地方的地形地势较为复杂。尤其是在河流上建造铁路桥，会使得在铁路桥结合部的桥台后基由于常年受到水流的冲击与腐蚀，时间长了很容易形成洞穴、液化以及松软土等现象，给铁路桥带来非常大的危害，也使得铁路桥出现很严重的隐患。如今的勘察技术发展的速度较快，且形式多种多样，要想对铁路桥的桥台后基进行勘察，主要的技术手段就是利用直流电测深法。利用直流电测深法能够准确的探测出在铁路桥周围出现的洞穴、液化以及松软土等现象的具体出现的位置和出现的大小。文章将会从实际出发，对直流电测深法进行系统的描述，并且将直流电测深法在铁路桥结合部台后路基勘察中的具体应用进行详细的阐述。

关键词：直流电；铁路桥结合部；台后路基勘察；具体应用

中图分类号：U412.22 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）14-0167-02

我国最常用的勘测法应当就是直流电测深法，它是一种有效且较为快捷的测探方式，在勘察地下水、高原冻土、水电站地质、煤矿陷落柱、火力发电厂的水源、寻找基岩地下水等流域都应用到了直流电测深法，可以说应用范围十分广泛。此种勘察法具有生产成本较低、工作的效率较高且勘察结果较为准确等优点。

1 直流电测深法的勘察原理

直流电测深法主要是以地层中的部分介质自身的导电性差异作为基础，通过仔细的观察与研究天然或者人工建立起来的地下稳定电流场的分布规律，从而解决某些潜在的或者已经出现的地质问题的方法。

直流电测深法的原理：它是探测电性具有差异的岩土层竖直方向分布情况的一种电阻率方法，此方法主要采用在同一个测试点上多次地加大供电电极距，逐层次的去测量视电阻率ρs发生的变化，只要加大供电的电极距就能够增大地质勘探的深度。因此在同一个测试点上如果能够不断地加大供电的电极距，那么得出的视电阻率ρs的变化将会准确的反映出该测量点下的电阻率存在差异的地质体的不同深度具体的分布情况。有一点值得强调的是，直流电测深法的常规测深方法就是对称四级测深。在实际的野外地质勘探中，利用对称四级测深法有时会遇到由于地质地标的障碍物的影响而没有办法加大电极极距的问题，而主要的障碍就是山川、河流、峡谷等。在这样情况下应当采用的方法是三级测探发法，三级测深法主要是利用加大电极距从而达到相应的测深的目的。

直流电测深法在一般的情况下，进行工作布置都必须要求电力深剖面要与地质的勘探剖面尽可能的重合，只有这样才能够将得到的资料或者数据进行对比，从而最大限度的提高地质资料的准确度。另外，在利用直流电测深法进行勘察的时候一般会要求点距要保证在三到五米左右，这个距离使地质体的状况能够更加便于查明，最终提高地质勘探的整体质量。

2 直流电测深法的技术依据

铁路桥在使用的过程中，周围的地质容易出现洞穴、松软土以及液化现象的等不良的现象，这些不良的现象就会使得导电性发生一定的变化，从而出现了相对于正常桥后路基的高视电阻率或者是低视电阻率的异常。一般在洞穴或者是局部的松软部位，相对于周围的地层就会呈现出高阻异常的现象，而液化部位就会呈现出低阻异常的现象，从而为勘察洞穴、局部松软以及液化现象等影响工程整体质量的不良的工程地质现象提供了电性出现异常的依据。

3 直流电测深法的数据处理方式

直流电测深法的资料解释通常会利用量板法、s型折线法、数据数值模拟计算法等。一般来讲，传统的方式是单独的使用视电阻率作为解释的重要参数，可以直接的进行解释，但是往往相关的信息较弱，最终会导致对出现的异常状况的分辨率较低。而要想提高直流电测深法相关资料解释的准确度以及精确的分辨率，通常会采用微分数据处理方法与装置换算数据处理方法等。

直流电测深法的数据处理方式的基本流程：首先应当通过微分求值法求得测深曲线导数值。之后在此基础上，通过不同的装置互换原理进行数值的换算处理，最终求得一个综合的、准确的平均电阻率。而数据处理的具体过程是：

第一步是利用微分法进行求值：在对铁路桥的结合部的桥后路基进行勘察时，将会在测量部位的电测深曲线具有差异的信息作为地电层信息去对待，之后要对邻近的两个细分层进行求导，再进行微分计算，从而得到曲线的导数值。

第二步是利用换算法进行求值：为了能够更好地提取出有价值的地质信息与隐患信息，可以将四极测深装置测得的视电阻率正确的转换成为“轴向偶极测深”视电阻率。这样做的主要原因是偶极测深具有更大的优势：偶极电测深在水平方向上对于地点断面的分辨力较强，而且偶极装置的测深曲线具有差异性较强的特点，这就使得它就有更好的分辨力。充分的利用此特点能够将采集到的电测信息通过装置对其进行换算，从而可以通过多种方法的利用得到结果，突出地质的物理信息，使其更容易进行识别，这也就是说为什么要进行轴向偶极视电阻率换算的原因之一。

第三步应当是将四极测深与轴向偶极测深求得的电阻率进行综合，从而求出综合的平均电阻率。将平均电阻率当作是最终的解释参数，之后通过观测异常对其进行解释与推断，最终确定桥后路基部分出现的问题，找出隐患所在，进而对其进行针对性的维修与护理。

4 野外施工

利用直流电测深法对切路桥结合部的桥后路基进行勘察，有一个环节至关重要，就是野外施工。野外施工的整体质量直接决定勘察的结果，通过这一个环节能够使得相关的施工管理者准确的对桥路后基的隐患以及地质的不良状况进行维修与护理。野外施工的主要任务在于勘察铁路桥涵和铁路路基的结合部的路基隐患。隐患主要就是上文提及的洞穴、局部松软以及液化现象等。例如：我国某地区在进行结合部勘察时，在进行野外施工时主要勘察了大约10座铁路桥的结合部的桥后路基，勘察的方式就是直流电测深法。由于此地域的铁路桥两端的地形较为特殊，因此采用三极的直流电测深法，在铁路的桥涵与桥后路基的结合处，在平行轨道两侧会对称地布置两条勘察测线，在桥涵的两侧一共有两条四段测线。每一段测线的长度应为7.5 m，控制的长度应当为12 m，一共4个测深的物理点，每一点的点距在2.5 m左右，经过测深之后对结果进行分析可知：在断面上出现了高祖异常的现象，由此可以推测为局部松软，经过分析之后造成松软的原因是由于结合部的下部份水土流失较为严重，从而使得上部的土层发生松软。另外在某测量点的下部出现了大约20 Ω的低阻异常，这些异常点距离桥台墙面很近，而且距离河水水面也较近，由此推测出为局部液化现象或者是空洞出水问题。

5 结 语

直流电测深法是一种传统的物探手段，能够灵活的进行数据处理，从而取得一个较为准确的勘察效果。现如今，直流电测深法已经应用在我国的各个领域上，尤其在勘察铁路桥结合部的桥后路基上，直流电测深的应用极为频繁。文章已经对直流电测深在铁路桥结合部的桥后路基上的应用作出了系统的分析，希望我国的铁路桥事业能够更好的发展。

参考文献：

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