电磁波CT在水泥浆灌注质量检测中的应用

发布时间：

2023-06-18

电磁波CT在水泥浆灌注质量检测中的应用

在南方某风景区内，存在很多古建筑物，由于降水丰富和临近长江，地下土洞、疏松体发育，在地面建筑物荷载下发生了多处塌陷。为了保证地面古建筑物的安全，采用了水泥浆灌注法。水泥浆液是一种悬浊液，能形成强度较高和渗透性较小的结石体，是一种常用的加固地基方法。在塌陷区，先钻孔再进行水泥浆灌注施工，经过一段时间后，通过勘察孔、检测孔取芯目测和钻孔成像来进行了水泥浆灌注质量检测，但此两种方法都有其局限性，不能检测到一定面积范围内的水泥浆灌注质量，因此可以利用钻孔电磁波开展井间跨孔来进行检测。

电磁波CT法是利用无线电波（工作频率0.5MHz～32MHz）在两个钻孔中分别发射和接收，根据在不同位置上接收的场强大小，来确定地下不同介质分布的一种地下地球物理勘查方法，也称井中无线电波透视法。当电磁波通过不同的地下介质（如各种不同的岩石、矿体及溶洞、破碎带等）传播时，由于不同介质对电磁波的吸收存在差异，因此在不同介质背后接收到的场强也有差别，可以通过这一差异来推断目标地质体的结构和形状，其原理与医学CT相似。

利用井间跨孔电磁波检测技术，可以获得检测范围内被检测物质的吸收系数。溶洞、土洞或疏松体被充水、充土等会呈现低阻特征，电磁波在传播时能量大量被吸收，吸收系数值表现为高值，在剖面中显示为强吸收区域；而完整的灰岩、结石体呈现高阻，电磁波在传播时能量很少被吸收，吸收系数值表现为低值，在剖面中显示为弱吸收区域；介于两者之间的诸如粉质黏土、不密实的注浆体等，吸收系数值介于上述两者之间，表现为中值，在剖面中显示为中吸收区域。图中吸收区域的大小能直观的反映水泥浆的灌注质量。

此次检测选取具有代表意义的J2-J9剖面进行说明。J2-J9剖面长度为18.94m，测量范围为０～-40m，采样间距为0.5m，45个发射点，924个测量点，测量结果见下图1。图1显示：

①A处原有土洞，通过灌浆治理，土洞被水泥浆充填，密实程度明显加强，电阻率值增加，吸收系数检测值略高于周边无土洞区域，但差异较小，土洞范围大幅缩小；

②B处原有土洞，通过灌浆治理，吸收系数检测值与周边地层无明显差异，说明整层灌浆效果良好，与灰岩基岩接合良好；

③C处原有溶洞，钻孔取芯为水泥浆液填充，跨孔检测仍表现为比较高的吸收系数值，说明这一区域仍然表现为低阻特征，需进一步治理。