地质雷达在基坑岩溶探测中的应用

时 林 坡

(徐州市轨道交通工程质量安全监督站，江苏 徐州 221000)

1 工程概况

徐州市城市快速轨道交通1号线一期工程地下市政工程图件施工A合同段位于1号线一期工程东端，振兴路站基坑起止里程为右20+882.369～21+075.769，长193.4 m，其中振兴路车站主体结构三、四、五仓(DK20+988.569～DK21+024.569)。振兴路站采用明挖法施工，本项目由中铁第四勘察设计院集团有限公司设计，中铁十一局集团有限公司施工。基坑现场图如图1所示。

2 超前地质探测

结合工程地质勘探资料及底板施工设计要求，底板施工前应对基坑区域进行超前地质探测，本文超前地质探测采用美国GSSI地质雷达，配套SIR-3000便携式主机及400 MHz屏蔽天线，探测深度可达到5 m～10 m，仪器设备如图2所示。

由于现场场地较为平整面积较大且场地西侧已经完成混凝土垫层浇筑，因此分连段探测，每段测线间距约2 m，采用时间触发模式，根据电磁波传播特性，探测深度、现场地质条件及探测精度要求，SIR-3000雷达采用400 MHz天线，探测时窗为100 ns。

根据现场实际情况分别对基底的19条测线进行地质雷达探测，图3为16号测线探测结果并结合缺陷评判标准绘制疑似地质缺陷(空洞、裂隙)发育区域分布图，见图4。

相关规程及验收办法的规定，结合设计要求及本次抽样检测的雷达图像，对基坑底部5 m范围围岩地质情况进行分析，从图像分析结果可得出如下结论：1)土建施工A合同段3号～5号仓基坑底部5 m范围内围岩地质缺陷有：裂隙发育20处、空洞发育5处，测线其他部位未见明显地质缺陷；2)对车站后期运营安全有影响的区域3处，需进行钻孔核实，必要时进行注浆加固。

3 钻孔验证

由于超前探测区域内存在较大面积空洞，故采用钻探方法核实空洞具体区域及赋存情况。根据岩溶探测报告揭示空洞发育区域范围，在三、四仓垫层采用油漆喷出缺陷区域边界，弹好2 m×2 m方格墨线，交点确定为钻孔验证点位，并进行钻孔验证编号，采用钻机首先沿缺陷区域边界进行钻孔验证，在缺陷区域中心抽点验证。钻孔岩芯实物见图5。

1)1号岩溶区域共钻孔取芯4个，钻孔深度7 m，芯样直径9 cm，钻孔深度至溶洞底板1 m。根据钻孔岩芯性质、裂隙和钻进过程综合判断：钻孔岩体呈裂隙发育和(半)填充溶洞性状；裂隙和岩溶发育区域约为8 m×4 m、呈梯形状分布、深度范围2 m～5.5 m，与岩溶超前探测报告一致。

2)2号区域共钻孔取芯6个，钻孔深度6 m～7 m，芯样直径9 cm，钻孔深度至溶洞底板1 m。根据钻孔岩芯性质、裂隙和钻进过程综合判断：岩芯破碎、呈散块状，表明岩体呈弱～中等风化；钻进过程中存在掉钻现象，为空洞发育；部分岩芯为粘土，表明区域内局部呈充填粘土，为半充填型岩溶；发育区域尺寸范围17 m×14 m、深度范围2 m～5.5 m，与岩溶超前探测报告一致。

3)3号区域共钻孔取芯6个，钻孔深度7 m，芯样直径9 cm，钻孔深度至溶洞底板1 m。根据钻孔岩芯性质、裂隙和钻进过程综合判断：岩芯大部分较为破碎，呈现散块状，表明地质裂隙强发育、岩体完整性差、整体较破碎；钻进中存在掉钻现象，为非充填型岩溶地质；部分钻孔岩芯为粘土，为(半)充填型岩溶地质；发育区域尺寸范围11 m×7 m、深度范围2 m～5 m，与岩溶超前探测报告一致。

4 结语

通过对徐州城市快速轨道交通1号线一期工程振兴路站基坑底板进行超前地质探测，确定3个不良地质区域，通过对振兴路车站三、四仓底板钻孔取芯情况分析，3个区域均存在空洞、裂隙、溶洞等地质缺陷，钻孔验证结果与岩溶报告结果基本吻合，验证超前地质探测的合理正确性，为类似工程提供一定的参考。