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2020新版《公路工程物探规程》解读
发布时间:2021-01-25

现发布《公路工程物探规程》(JTG/T 3222—2020),作为公路工程行业推荐性标准,自2021年1月1日起施行。原《公路工程物探规程》(JTG/T C22—2009)同时废止。

《公路工程物探规程》(JTG/T 3222—2020)的管理权和解释权归交通运输部,日常管理和解释工作由主编单位中交第一公路勘察设计研究院有限公司负责。

请各有关单位注意在实践中总结经验,及时将发现的问题和修改建议函告中交第一公路勘察设计研究院有限公司(地址:陕西省西安市科技二路63号,邮政编码:710075),以便修订时研用。

特此公告。

交通运输部

2020年8月21日

 

 

01

 

修订背景

09版《规程》自2009年发布实施以来,对规范公路工程物探工作发挥了重要的指导作用。随着我国公路建设事业的发展,工程需求不断提升,相关的公路勘察、设计标准也进行了修订,公路工程物探的新理念、新方法、新技术不断涌现,09版《规程》已难以满足公路工程物探的实际需求。为进一步规范公路工程物探技术要求,提升公路工程物探技术管理水平,交通运输部组织完成了《规程》的修订工作。

 

02

 

《规程》定位和作用

《规程》修订注重落实公路建设新发展理念和用户需求,全面总结公路工程物探的实践经验和科研成果,借鉴国内外相关标准和先进技术,广泛征求管理、勘察设计、施工、咨询、科研院所等有关单位和专家的意见,经过反复讨论、修改后定稿。修订后的《规程》内容全面、技术先进、指标合理、可操作性强,能够在一定时期内持续有效地指导和规范公路工程物探工作,提升公路工程物探应用及信息化水平,满足公路工程建设与技术管理的相关需求,更好地服务国民经济的发展。

《规程》适用公路工程建设各阶段的物探工作,在公路工程标准体系中定位于公路建设板块中的勘测模块。《规程》对于统一公路工程物探技术要求,保证公路工程物探质量,促进公路工程物探持续健康发展将发挥重要作用。

《规程》对直流电法、电磁法、地震波法、磁法、放射性及地球物理测井等六大类31种工程物探方法技术进行了规定。涵盖了公路建设各阶段的路基、桥梁、隧道等多种工程类型的物探应用,体现了公路工程物探的特点和水平。

 

03

 

本次修订的主要内容包括

1

将物探应用范围由工程地质勘探扩展到隧道超前地质探测、工程质量无损检测等方面。

2

将原规程电(电磁)法勘探一章分为直流电法勘探和电磁法勘探两章编写。在直流电法勘探中增加自然电位法、充电法、激发极化法;在电磁法勘探中增加了可控源音频大地电磁法、天然场源音频大地电磁法和电磁波透射法。

3

将地震波勘探一章中修订为地震波勘探与测试,增加了声波测试等。

4

修订了地震波勘探的波形记录质量评价标准。

5

新增加了磁法勘探一章。

6

地球物理测井一章中,增加了放射性测井和电视测井,电测井中补充了自然电位测井、激发极化测井的有关内容。

7

将物探报告一章修订为报告编制与成果提交,增加了物探成果资料提交的规定。

8

将原规程中物探作业安全一章修订为作业安全与环境保护,增加了环境保护的内容。

 

物探方法的选择

使用物探应具备下列条件:

  1. 被探测对象与周围介质应存在一定的物性差异,并应具有一定的规模。
  2. 干扰不影响有效信号的识别,探测对象的异常特征应能从背景中分辨。
  3. 工作场地应具有相应的施测条件。

物探应根据勘探目的任务要求现场地形地质条件,结合工程的类型基础形式结构特点勘察阶段确定探测方案。


公路工程建设中物探主要用于工程地质勘探、隧道超前地质预报、工程施工质量无损检测,其中公路工程地质勘探一般分阶段进行,在《公路工程地质勘察规范》(JTG/ C20-2011)中规定,工程地质勘察分为预可行性研究、可行性研究、初步勘察和详细勘察四个阶段,各阶段对工程物探的需求有所差异,物探的探测对象和探测内容也有所不同。

同时《规程》中列举了路基工程物探、桥梁工程物探、隧道工程物探、不良地质与特殊性岩土物探、隧道超前地质预报、工程质量无损检测等,不同类型工程中可探测的内容。

路基工程物探

路基工程物探应结合路基的工程类型、填挖高度、岩土性质等确定探测方案,可探测下列内容:

  1. 覆盖层厚度、土石分界和岩体风化层厚度;
  2. 滑坡、岩溶、采空区等不良地质的分布及规模;
  3. 软土、多年冻土、红黏土、花岗岩残积土等特殊性岩土的分布及厚度;
  4. 路基边坡的软弱夹层、裂隙带的位置及规模。

桥梁工程物探

桥梁工程物探应结合桥梁的基础形式、钻孔布设等确定探测方案,可探测下列内容:

  1. 覆盖层的厚度、基岩面的起伏及埋深;
  2. 断层的位置、宽度及产状;
  3. 岩溶、土洞、采空区等不良地质的位置、规模及展布特征;
  4. 控制斜坡稳定的软弱夹层、裂隙等结构面的位置及特性;
  5. 水下地形、地层、风化槽和障碍物的位置等;
  6. 测试场地岩土剪切波速度和卓越周期等参数。

隧道工程物探

隧道工程物探应结合隧道埋深确定探测方案,可探测下列主要内容:

  1. 隧道进出口段及浅埋段覆盖层厚度;
  2. 隧道岩性分布、岩体风化程度及及岩体的完整程度;
  3. 断层、破碎带的位置、规模及产状;
  4. 岩溶、采空区等不良地质与特殊性岩土的分布及埋深;
  5. 隧道岩土体富水层位及富水段;
  6. 越江、越海隧道的第四系地层、基岩面起伏、地下障碍物及沉船的位置等;
  7. 测定弹性波速、土壤电阻率、大地电导率等工程设计参数。

不良地质地质与特殊性岩土物探

物探用于滑坡勘探应符合下列规定:

  1. 可用于探测滑坡的厚度和地下水分布;监测滑坡变形。
  2. 探测滑坡厚度可选用折射波法、反射波法、瑞利面波法、高密度电法、电测深法、地质雷达法等;探测滑坡地下水分布可选用电剖面法、激发极化法、充电法、瞬变电磁法等;监测滑坡变形情况可选用井斜测量和井径测量。
  3. 大型、巨型滑坡应根据滑坡的规模布置测线或测网;中、小型滑坡可沿主滑断面布置测线。测线宜延伸至滑坡周界以外稳定地层中。
  4. 探测深度应至滑床以下的稳定地层中。

隧道超前地质预报

物探可用于探测隧道及导洞、斜井等辅助工程的掌子面前方一定距离内的岩性分界、断层破碎带、溶洞、采空区、富水带等地质异常。

工程质量无损检测

物探可用于路基路面、注浆效果、隧道衬砌、基桩等工程质量无损检测。

 

物探方法应依据勘探目的、适用条件、工作条件综合分析,参照《规程》附录B选择,必要时通过方法有效性试验确定。

附录B 公路工程物探方法选用

 

主要物探方法

公路工程物探采用的方法主要有:直流电法、电磁法、地震法、磁法、放射性和地球物理测井等。本条强调选择物探方法时应依据勘探目的、适用条件、工作条件综合分析。

 

直流电法勘探

01

直流电法适用于探测相邻介质之间导电性或电化学性质存在差异的地质体的分布和规模。根据工作条件可选用电测深法、电剖面法、高密度电法、自然电位法、充电法、激发极化法等。

对于方法选择主要分析探测目标要与围岩是否存在足够的导电性差异;对自然电位法主要分析不同岩性之间是否存在明显的自然电场差异;对激发极化法主要分析不同介质之间是否有明显的激发极化效应的差异。需要说明的是直流电法勘探对探测对象的厚度和埋深有一定要求,工程实践经验表明,多数情况下,探测对象的厚度与埋深比大于1/10时,其异常才能在地面观测数据中显示出来。

McOHM Profiler 8i 多通道数字电阻率测量仪

McOHM Profiler 8i是一款8通道数字化高密度电法探测仪器,配合Scanner 32最多可实现192电极。8通道同时测量,工作现场短时高速测量,工作效率大大提高。高效率实时成图功能,直观显示偶极排列的电流衰变曲线,能够在野外现场严格把控采集数据质量。

 

电磁法勘探

02

电磁法适用于探测相邻介质之间电性存在差异的地质体的分布、埋深及规模。根据工作条件可选用地质雷达法、瞬变电磁法、可控源音频大地电磁法、天然场源音频大地电磁法、电磁波透射法等。

电磁法研究的是电磁感应、电磁场的分布特征和电磁波的传播规律。近年来电磁法在公路、铁路、水电等行业的工程地质勘探、隧道超前地质预报和工程质量无损检测中发挥了重要的作用。

3D Radar频率步进三维探地雷达

3D Radar三维探地雷达采用了频率步进雷达技术和天线阵技术,是一套高分辨率的三维地下成像探测系统。

 

地震波勘探与测试

03

地震波勘探是指利用弹性波在岩土体中的传播规律来研究探测对象地质情况的一类勘探方法。

地震波勘探与测试适用于探测与相邻介质之间波速或波阻抗存在差异的地质体的分布和埋深;进行工程质量无损检测,测试岩土体弹性参数。根据工作条件可选用折射波法、反射波法、地震波透射法、瑞利面波法、水域地震波法、水声法、声波测试、地脉动测试等。

DAQlink 4地震仪

 


多功能24通道有线测震仪,设计兼顾了临时施工的需求和永久性安装施工的需求。系统可以长期不间断监测,也可以做周期性监测,实地监测,也可以遥控监测。该产品低功耗较低,布设灵活,根据不同的任务需求,可组合为“分布式DAQLink”和“堆叠式DAQLink”。

McSEIS-AT三通道地脉动仪

McSEIS-AT(3通道)”是一款用于地表被动源面波勘探的设备。该设备仅重2.0 kg,无需电缆,可快速在地面上部署用于深部勘探,很容易得到二维和三维S波速度结构。不仅适用于微动台阵,也适用于大规模折射勘探、地震监测等方面的研究。

 

磁法勘探

04

磁法勘探适用于探测相邻介质之间磁性存在差异的地质体或铁磁性物体的分布及规模。根据作业条件可选用地面磁法或水域磁法。

磁法勘探按其作业区域的不同分为地面磁法、水域磁法及航空磁法。三种方法所采用的磁测仪器、观测参量虽有一定差异,但依据的磁测理论是相同的。目前公路工程中使用较多的为地面磁法和水域磁法,航空磁法主要用于圈定磁性岩体范围和探测区域地质构造,由于其航空管制等原因,一般由专业机构负责施测,公路及其他行业通过收集航空磁测资料分析研究区域地质情况。

 

放射性勘探

05

放射性勘探是利用探测对象与相邻介质之间的伽玛射线强度或氡气浓度的差异,通过观测放射性物质的浓度或辐射强度,研究其分布规律,达到解决地质问题的目的。

放射性勘探适用于探测采空区或放射性岩体的分布范围,查找隐伏断裂构造的位置和地下水源等。根据地质条件和工作条件可选用伽玛测量法或氡气测量法。

 

地球物理测井

06

地球物理测井适用于探测孔壁及钻孔周围的地质情况;测量井温、井径、井斜;测试岩土体物性参数等。

近年来地球物理测井技术在公路工程地质勘察、工程质量检测和物性参数测试等方面的应用日趋广泛,如地震波速测井用于场地类别划分,电测井用于含水层的确定;声波测井用于隧道围岩等级划分以及电视测井配合钻探在溶洞、采空区勘探中都发挥了较好的作用。

RG测井系统

地层中的软弱夹层、裂隙带对路基边坡稳定性影响较大,一旦开挖,可能会导致边坡的沿结构面,尤其是软弱夹层产生滑移。RG电视测井探头在细微裂缝的识别上有着明显的优势,并且对裂缝、软弱层的倾向倾角测量准确,方便后续的施工进行更具针对性的改造。

激发极化探头

本次修订增加自然电位法、激发极化法在岩溶探测中应用,其作用之一是区分炭质岩层、硫化矿物和溶洞引起电阻率异常,炭质岩层能够引起很强的自然电位异常和激发极化异常,而溶洞引起自然电位异常和激发极化异常很弱。

 

隧道超前地质预报

07

物探可用于探测隧道及导洞、斜井等辅助工程的掌子面前方一定距离内的岩性分界、断层破碎带、溶洞、采空区、富水带等地质异常。 

AGI-T3三维成像隧道地质超前预报仪

AGI-T3基于无线采集器和无线触发器设计,信号采集完全实现了无线观测系统,一方面可提高探测工作效率;另一方面车辆可正常通过,保证了施工进度。使用MEMS三分量高灵敏度信号接收传感器,对纵横波震动信号实现高分辨、高精度采集。

 

报告编制

物探报告编制的内容、深度和格式应与各阶段工程地质勘察、隧道超前地质预报、工程质量检测的要求相适应。

物探报告应根据任务要求、工程特点、工程地质条件等具体情况,综合分析地质、物探资料进行编制,并应包括下列主要内容:

01

工程概况;

02

任务要求及目的、依据技术标准、工作完成情况;

03

地质概况及地球物理特征;

04

工作方法;

05

质量检查与评价;

06

资料处理与推断解释;

07

结论和建议等;

08

其他需要说明的问题。


 

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