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摘要：为保证盾构顺利下穿高速铁路，确保铁路路基注浆效果满足工程实际需求，以济南地铁R2线01标段某区间为例，利用高密度电阻率法和浅层地震多道瞬态面波法相结合的综合检测技术进行检测，得到结果：通过岩溶注浆整治，本场地岩溶裂隙、空洞基本被充填，达到注浆效果。与传统检测方法得到的检测结果进行比较验证，最终得到应用高密度电阻率法和浅层地震多道瞬态面波法相结合的综合检测技术对高速铁路路基注浆效果进行检测更加准确，更加高效，该综合检测技术行之有效的结论。
关键词：注浆效果检测;综合检测技术;瞬态面波法;高密度电阻率法
1 前言
随着国家交通强国战略的实施，大量地铁线路开始修建。当地铁盾构穿越高速铁路且铁路线路经过溶地区时，为确保高铁路基在盾构穿越后的长期稳定，消除工程隐患，需要利用钻孔注浆法对岩溶地基进行加固[1][2][3][4][5][6]。为检测高速铁路路基注浆效果是否满足工程需求，需要一种高效准确的综合检测技术对注浆效果进行检测。
本试验检测标段为济南地铁R2线01标王任盾构区间。此工段济南地区南倚泰山隆起，北临齐河广饶大断裂。其地质构造总体上是一个以古生代地层为主的北倾单斜构造。单斜构造的北部处于鲁西隆起和华北坳陷过渡地带，受新华夏及晚期东西向构造的强烈影响，有广泛的岩浆活动并发育有较多的东西向小型褶曲和断裂。单斜构造的南部，太古界片麻岩组成的结晶基底广泛出露。上覆古生界覆盖层以早期东西构造为基础，后期迭加有北西向构造体系及新华夏系的作用，断裂较发育但很少有褶曲及岩浆活动，倾角平缓，地表大多为绿化种植丛。地层由新至老分别为：①杂填土（Q4m1）：黄褐色，稍密～密实，稍湿;②素填土（Q4m1）：褐灰色，密实，稍湿;③粉质粘土（Q4d1+p1）：棕黄色，应塑，=150kPa;④大理岩（Pt1）灰黄色，浅灰色，强风化～弱风化，=600～1500kPa。由地表至下十二米上下为风化大理岩、灰岩构成的地层。
由于注浆效果的传统检测方法存在一定局限性：钻孔取芯法虽然比较直观，但施工周期长，对路基本身有破坏性，且该方法数据较为离散，不能准确的确定病害的形态和分布;压水试验法由于设备本身比较笨重，工作效率比较低，无法适用于全覆盖面施工。本次检测采用浅层地震多道瞬态面波法[7][8][9][10][11][12][13]和高密度电阻率法[14][15][16][17][18]进行检验，并与钻孔取芯、压水试验结果进行比较，对探测工段内地基进行综合评价，为路基处理工作提供科学依据，为同类工程提供一种可供参考的综合检测方法。
2 综合检测技术
2.1 瞬态面波法
经研究表明，面波中某一波长的波速，与深度不足该波长二分之一的地层物性有关。因此，我们利用一定波长的面波速度来表征一定深度的地层物性。瞬态面波法是基于以上研究基础，以锤击、爆炸等为震源，产生一定频率范围并叠加在一起的面波，通过振幅谱和相位谱分析，将叠加在一起的面波分离开，得到一条曲线（或曲线）[9][12]。
瞬态面波勘探的直接成果是瞬态面波的频散曲线，其频散曲线及其变化特征与地下的地质条件（地层的层数及厚度，各层的纵波速度、横波速度、密度及各层物理力学性质）具有密切的联系，正确的识别频散曲线的变化特征，详细研究其变化规律，就可以对路基岩溶注浆加固效果进行定性的解释。
2.2 高密度电阻率法
高密度电阻率法是以电剖面法和电测深法为基础的一种阵列勘探方法，是通过检测地下介质传导直流电流的能力的差异来反演地下介质的物探新方法。通过软件控制一条电缆上的布置的多个电极（几十至上百），使其组成多个垂向测深点或不同深度下多个电测剖面，可实现多种电极排列组合方式，并能够实现自动化。探测数据通过软件处理后，可以自动生成图像，综合分析得到地层剖面的地质信息[14][17][18]。
3 现场应用
3.1 瞬态面波法检测
本次瞬态面波法采用WZG-24A工程地震仪，配备专用4Hz低频面波检波器，使用重锤作为敲击震源。针对济南地铁R2线01标段王任盾构区间SK0+690∽SK0+745段的检测中，共完成23条测线的探测，由于所测瞬态面波反演地层结构图较多，现仅选取1个有代表性的点作详细解释。
该岩土体注浆后面波频散曲线不离散，且充填部位面波速度满足合格标准：土Vs=29.273H+100;岩石Vs=23.998H+360（H<10m），Vs=23.998H+290（H≥10m）;岩洞Vs=16.67H+246。
2、高密度电阻率法检测
本次高密度电阻率法选用上海艾都生产的DUK-2A型高密度电法测量系统，测线顺线路布设10条测线，测点极距2m，有效电极为60道。本次勘察采用温纳剖面装置进行探测，60道电极测量。为降低接地电阻，将每个电极通过含食盐的水与土路面连接。
本次检测里程为SK0+690∽SK0+745，共完成10条测线的检测工作，仅取一条测线进行详细解释。
圖（a）为注浆前期视电阻率剖面图，图（b）为注浆后视电阻率剖面图。两张图可以看出注浆前后同一剖面位置电阻率变化较大，前期相对低阻区域在注浆后电阻率明显升高，说明浆体已进入下部强风化破碎区。如剖面位置50m～60m位置，110m～160m位置，浆体呈现柱状向下扩散状态，在深部扩散形态明也有明显电阻率上升状态。
4 钻孔验证
4.1 钻探取芯结果
本次钻探取芯使用工程钻机，检测孔数共43个。取1号钻孔作详细阐述。
根据1号钻孔钻探揭露情况：经检测孔内均揭露有水泥结实体，采取率全部大于70%，说明灌注的水泥浆液已基本填满岩溶溶洞及裂隙。
4.2 压水试验结果 结合本次的检测孔的钻进情况，对7个检测孔按照《水利水电工程钻孔压水试验规程》（SL31-2003）标准进行压水试验，由于篇幅所限，文中仅取1号钻孔的试验情况，1号钻孔压水试验成果见表1。
1号检测孔透水率为2.92-9.03（Lu），平均为4.608（Lu），结合规范可知，1号钻孔岩溶发育程度属“节理较发育”，注浆整治效果显著。
5 结论
1、本次研究表明：利用高密度电阻率法和浅层地震多道瞬态面波法相结合的综合检测技术，对高速铁路路基岩溶质量效果进行检测是完全可行的。这种综合检测技术既实现了两种检测方法的优势互补，又与注浆效果的传统检测方法相比更加经济、高效，适用的工程范围更广。
2、本文中，高速铁路路基注浆效果综合检测技术应用于济南地铁R2线01标段王任盾构区间SK0+690∽SK0+745段，通过瞬态面波法检测、高密度电阻率法检测进行综合检测，并与压水试验检测结果和钻孔取芯检测结果进行比较，得到该工段的检测结果：通过岩溶注浆整治，本场地岩溶裂隙、空洞基本被充填，达到注浆效果。
3、综上所述，与传统检测方法相比，应用高密度电阻率法和淺层地震多道瞬态面波法相结合的综合检测技术对高速铁路路基注浆效果进行检测更加准确，更加高效。经传统检测方法得到的检测结果验证，该综合检测技术行之有效。
参考文献
[1]李圣林， 张平松， 桂昊， & 胡泽安. （2018）. 利用综合物探方法检测高铁岩溶路基注浆质量 %J 地球物理学进展. 33（06）， 2541-2545.
[2]李志华， & 潘瑞林. （2007）. 路基稳定性无损检测方法技术研究 %J 铁道工程学报. （02）， 28-31.
[3]倪宏革， & 王星华. （2010）. 浅埋隐伏型岩溶路基注浆质量的综合检测 %J 工程勘察. 38（06）， 86-90.
[4]唐夏明. （2020）. 浅谈高速铁路路基岩溶注浆施工技术 %J 智能城市. 6（12）， 202-203.
[5]杨天春， 王士党， & 夏祥青. （2012）. 高速公路路基岩溶探测与地基评价 %J 工程勘察. 40（03）， 91-95.
[6]杨新安， 郭乐， & 王树杰. （2018）. 高速铁路软土路基有控注浆技术现场试验研究 %J 西南交通大学学报. 53（01）， 15-22.
[7]严匡华. （2013）. 瞬态瑞雷面波法在路基岩溶注浆质量检测中的应用 %J 土工基础. 27（05）， 67-69.
[8]冯治国. （2011）. 瞬态瑞雷波法在南广铁路岩溶路基注浆质量检测上的应用. （硕士）， 西南交通大学， Available from Cnki
[9]林万顺. （2000）. 多道瞬态面波技术在水利及岩土工程勘察中的应用 %J 工程勘察. （04）， 38-40.
[10]刘云祯，王振东. （1996）. 瞬态面波法的数据采集处理系统及其应用实例 %J 物探与化探. （01）， 28-34.
[11]白明洲， 谢晋水， 张爱军， 许兆义， 王鹏程， & 王成亮. （2012）. 高速铁路路基工程岩溶注浆效果无损检测评估方法研究 %J 铁道学报. 34（07）， 89-95.
[12]陈侃福， 楼凯峰， & 徐国锋. （2011）. 多道瞬态面波技术在柬埔寨公路勘察中的应用 %J 公路. （08）， 227-230.
[13]孙家俊， 卢松， & 苏有财. （2014）. 瑞雷波法在路基岩溶注浆质量检测中的应用 %J 铁道建筑. （02）， 83-85.
[14]董浩斌， & 王传雷. （2003）. 高密度电法的发展与应用 %J 地学前缘. （01）， 171-176.
[15]刘晓东， 张虎生， & 朱伟忠. （2001）. 高密度电法在工程物探中的应用 %J 工程勘察. （04）， 64-66.
[16]魏来， 张世旭， & 龙斌. （2020）. 高密度电法在岩溶路基勘察中的应用 %J 四川水泥. （09）， 172-173.
[17]赵光辉. （2006）. 高密度电法勘探技术及其应用 %J 矿产与地质. （02）， 166-168.
[18]杨发杰， 巨妙兰， & 刘全德. （2004）. 高密度电阻率探测方法及其应用 %J 矿产与地质. （04）， 356-360.
[19]济南市轨道交通R2线一期土建工程施工一标段招标文件和地质详勘资料.
[20]《建筑工程施工组织设计》GB50502-2009.
[21]《地下铁道工程施工及验收规范 》（GB50299-1999 2003版）.
[22]《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》GB50652-2011.
中铁上海工程局集团有限公司 上海 201900
关键词：注浆效果检测;综合检测技术;瞬态面波法;高密度电阻率法
1 前言
随着国家交通强国战略的实施，大量地铁线路开始修建。当地铁盾构穿越高速铁路且铁路线路经过溶地区时，为确保高铁路基在盾构穿越后的长期稳定，消除工程隐患，需要利用钻孔注浆法对岩溶地基进行加固[1][2][3][4][5][6]。为检测高速铁路路基注浆效果是否满足工程需求，需要一种高效准确的综合检测技术对注浆效果进行检测。
本试验检测标段为济南地铁R2线01标王任盾构区间。此工段济南地区南倚泰山隆起，北临齐河广饶大断裂。其地质构造总体上是一个以古生代地层为主的北倾单斜构造。单斜构造的北部处于鲁西隆起和华北坳陷过渡地带，受新华夏及晚期东西向构造的强烈影响，有广泛的岩浆活动并发育有较多的东西向小型褶曲和断裂。单斜构造的南部，太古界片麻岩组成的结晶基底广泛出露。上覆古生界覆盖层以早期东西构造为基础，后期迭加有北西向构造体系及新华夏系的作用，断裂较发育但很少有褶曲及岩浆活动，倾角平缓，地表大多为绿化种植丛。地层由新至老分别为：①杂填土（Q4m1）：黄褐色，稍密～密实，稍湿;②素填土（Q4m1）：褐灰色，密实，稍湿;③粉质粘土（Q4d1+p1）：棕黄色，应塑，=150kPa;④大理岩（Pt1）灰黄色，浅灰色，强风化～弱风化，=600～1500kPa。由地表至下十二米上下为风化大理岩、灰岩构成的地层。
由于注浆效果的传统检测方法存在一定局限性：钻孔取芯法虽然比较直观，但施工周期长，对路基本身有破坏性，且该方法数据较为离散，不能准确的确定病害的形态和分布;压水试验法由于设备本身比较笨重，工作效率比较低，无法适用于全覆盖面施工。本次检测采用浅层地震多道瞬态面波法[7][8][9][10][11][12][13]和高密度电阻率法[14][15][16][17][18]进行检验，并与钻孔取芯、压水试验结果进行比较，对探测工段内地基进行综合评价，为路基处理工作提供科学依据，为同类工程提供一种可供参考的综合检测方法。
2 综合检测技术
2.1 瞬态面波法
经研究表明，面波中某一波长的波速，与深度不足该波长二分之一的地层物性有关。因此，我们利用一定波长的面波速度来表征一定深度的地层物性。瞬态面波法是基于以上研究基础，以锤击、爆炸等为震源，产生一定频率范围并叠加在一起的面波，通过振幅谱和相位谱分析，将叠加在一起的面波分离开，得到一条曲线（或曲线）[9][12]。
瞬态面波勘探的直接成果是瞬态面波的频散曲线，其频散曲线及其变化特征与地下的地质条件（地层的层数及厚度，各层的纵波速度、横波速度、密度及各层物理力学性质）具有密切的联系，正确的识别频散曲线的变化特征，详细研究其变化规律，就可以对路基岩溶注浆加固效果进行定性的解释。
2.2 高密度电阻率法
高密度电阻率法是以电剖面法和电测深法为基础的一种阵列勘探方法，是通过检测地下介质传导直流电流的能力的差异来反演地下介质的物探新方法。通过软件控制一条电缆上的布置的多个电极（几十至上百），使其组成多个垂向测深点或不同深度下多个电测剖面，可实现多种电极排列组合方式，并能够实现自动化。探测数据通过软件处理后，可以自动生成图像，综合分析得到地层剖面的地质信息[14][17][18]。
3 现场应用
3.1 瞬态面波法检测
本次瞬态面波法采用WZG-24A工程地震仪，配备专用4Hz低频面波检波器，使用重锤作为敲击震源。针对济南地铁R2线01标段王任盾构区间SK0+690∽SK0+745段的检测中，共完成23条测线的探测，由于所测瞬态面波反演地层结构图较多，现仅选取1个有代表性的点作详细解释。
该岩土体注浆后面波频散曲线不离散，且充填部位面波速度满足合格标准：土Vs=29.273H+100;岩石Vs=23.998H+360（H<10m），Vs=23.998H+290（H≥10m）;岩洞Vs=16.67H+246。
2、高密度电阻率法检测
本次高密度电阻率法选用上海艾都生产的DUK-2A型高密度电法测量系统，测线顺线路布设10条测线，测点极距2m，有效电极为60道。本次勘察采用温纳剖面装置进行探测，60道电极测量。为降低接地电阻，将每个电极通过含食盐的水与土路面连接。
本次检测里程为SK0+690∽SK0+745，共完成10条测线的检测工作，仅取一条测线进行详细解释。
圖（a）为注浆前期视电阻率剖面图，图（b）为注浆后视电阻率剖面图。两张图可以看出注浆前后同一剖面位置电阻率变化较大，前期相对低阻区域在注浆后电阻率明显升高，说明浆体已进入下部强风化破碎区。如剖面位置50m～60m位置，110m～160m位置，浆体呈现柱状向下扩散状态，在深部扩散形态明也有明显电阻率上升状态。
4 钻孔验证
4.1 钻探取芯结果
本次钻探取芯使用工程钻机，检测孔数共43个。取1号钻孔作详细阐述。
根据1号钻孔钻探揭露情况：经检测孔内均揭露有水泥结实体，采取率全部大于70%，说明灌注的水泥浆液已基本填满岩溶溶洞及裂隙。
4.2 压水试验结果 结合本次的检测孔的钻进情况，对7个检测孔按照《水利水电工程钻孔压水试验规程》（SL31-2003）标准进行压水试验，由于篇幅所限，文中仅取1号钻孔的试验情况，1号钻孔压水试验成果见表1。
1号检测孔透水率为2.92-9.03（Lu），平均为4.608（Lu），结合规范可知，1号钻孔岩溶发育程度属“节理较发育”，注浆整治效果显著。
5 结论
1、本次研究表明：利用高密度电阻率法和浅层地震多道瞬态面波法相结合的综合检测技术，对高速铁路路基岩溶质量效果进行检测是完全可行的。这种综合检测技术既实现了两种检测方法的优势互补，又与注浆效果的传统检测方法相比更加经济、高效，适用的工程范围更广。
2、本文中，高速铁路路基注浆效果综合检测技术应用于济南地铁R2线01标段王任盾构区间SK0+690∽SK0+745段，通过瞬态面波法检测、高密度电阻率法检测进行综合检测，并与压水试验检测结果和钻孔取芯检测结果进行比较，得到该工段的检测结果：通过岩溶注浆整治，本场地岩溶裂隙、空洞基本被充填，达到注浆效果。
3、综上所述，与传统检测方法相比，应用高密度电阻率法和淺层地震多道瞬态面波法相结合的综合检测技术对高速铁路路基注浆效果进行检测更加准确，更加高效。经传统检测方法得到的检测结果验证，该综合检测技术行之有效。
参考文献
[1]李圣林， 张平松， 桂昊， & 胡泽安. （2018）. 利用综合物探方法检测高铁岩溶路基注浆质量 %J 地球物理学进展. 33（06）， 2541-2545.
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中铁上海工程局集团有限公司 上海 201900