新形势下对高密度电法在岩溶勘察中研究

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1、新形势下对高密度电法在岩溶勘察中研究摘要：随着城市轨道交通的快速发展，由于城市建设用地的自身条件具有一定的制约性，致使施工地质环境较为复杂，特别是岩溶作为一种典型的不良地质现象，在施工建设中的危害越来越明显。近年来被应用于灾害地质调查及工程勘察中。本文主要以某一段穿越岩溶发育区的高速公路为案例，应用高密度电法对区内第四系土洞、岩溶、断裂发育带等灾害地质体进行了探测。关键词：岩溶；高密度电法；分析；地质条件中图分类号：C913.32文献标识码：A文章编号：在岩溶塌落频发区进行区域性灾害地质调查，查明

2、岩溶塌陷的分布规律与塌陷的易感因素，是灾害治理的前提。在灰岩分布区进行桥梁、高速公路等基础设施施工时，岩溶、土洞的发育会引发塌陷，影响了工程施工甚至造成设备损失或人员伤亡。因此，在勘察设计阶段，需查明区内岩溶、土洞等地质体的发育、分布情况，并进行相应的处理。在建筑地质勘察中，岩溶作为一种典型的不良地质现象在工程施工中的危害越来越明显，严重地影响到工程质量与施工进度。应用高密度电法技术，对岩溶比较发育的某段高速公路进行了勘查，主要查明区内第四系内部土洞发育情况、灰岩埋深、灰岩分布范围、岩溶及可能与灰

3、岩岩溶发育有关的断裂发育情况等，取得了较好的地质的效果。1高密度电法工作原理高密度电阻率法是把多电极同时排列在测线上，通过对电极自动转换器的控制，实现电阻率法中不同装置、不同极距的自动组合，从而获得多种装置、多种极距下多种视电阻率参数的方法。通过电极向地下供电，使其形成人工电场，测量视电阻率，利用所测视电阻率PS值反演处理，从而推断解释地下地质结构。这种方法原理简单，图像直观，是一种分辨率较高的物探方法。该方法在工程与水文地质勘探和矿产、水利资源勘查中有着广泛地应用[2-5]o高密度电法工作系统如

4、图1所示。图1高密度电法工作系统示意图2高密度电法在岩溶勘察中的应用2.1工区地质条件某高速公路一段需要穿越灰岩分布区，岩溶比较发育，其中对桥梁建设有影响的有溶沟、溶槽、溶蚀洼地、溶蚀漏斗、落水洞、溶洞和暗河等。这些岩溶现象的存在，对修筑桥梁造成不良的影响。地下岩溶水的活动，或因地表水的泄水洞穴被堵塞，导致路基基底冒水、水淹路基和水冲路基，或由于地下溶洞顶板的坍塌，引起位于其上的路基及其附属构造物发生坍塌、下沉或开裂。施工中，在该段的挖方路段，已发现了大小不同、深浅不一的溶洞等岩溶地貌形态。勘探的

5、目的就是查明该路段的断层、岩溶发育分布、延伸等情况，为对岩溶的工程处理提供科学依据。为此，使用重庆地质仪器厂生产的DUK-2A高密度电法仪进行探查。2.2测线布置测线布置如图2所示，沿线路方向布置了4条高密度电法剖面，编号为DI、D2、D3、D4,每条测线长158m,范围为K120+949—K121+107o其中D1线在公路中线右侧9m,D2线在公路中线右侧3m,D3线在公路中线左侧3m,D4线在公路中线左侧6mo图2平面测线布置图高密度电法测量选用了工程勘察中最常用的温纳装置，电极距2m,电极排

6、列8个记录层数，共15层。测量时，A、B为供电电极，M、N为测量电极，AM二MN二NB为一个电极间距,电极极距按隔离系数由小到大等间隔增加，四个电极距离也均匀增加，该测量方式为剖面测量方式，得到倒梯形断面，如图3所示［1］。图3温纳装置设测线上共有m个电极，隔离系数为n,则对应于每一层位(n)的测量数据个数为：，则整条剖面所测数据总数为:2.3成果解释图4、图5、图6、图7为反演后的电阻率断面图，分别对应DI、D2、D3和D4测线。D1测线在公路中线右侧9m,从已发现的溶洞上方经过。从电阻率断面图

7、（图4）可以看到，有3处范围较大的异常：在K121+022—038处有一高阻异常（II）,和已发现的溶洞位置吻合，此异常是由充气溶洞引起的，这验证了高密度电法的有效性；在K120+983—+996处有一高阻异常（I）,相对深度约12m,此异常推测是由基岩引起；在K121+076—081处浅部有一低阻异常（III）,推测是夹泥或为粘土充填区。另外本条线还有三处范围较小的低阻异常区：K120+994浅部近地面处有一低阻异常区，推测是夹泥或充填粘土；K121+007-+011浅部近地面处有一低阻异常，推

8、测是夹泥或被粘土充填；K121+093附近相对深度5m处有一低阻异常，推测是充水或充泥溶蚀区。D2测线在公路中线右侧3m,从电阻率断面图（图5）可以看到也有3处较大异常发育，分别和D1线3个异常位置对应。I号异常向深处延伸，相对深度约13m；II号异常向大里程方向范围变大，也向深处延伸，顶部埋深约6m,底部未揭露；III号异常位置、深度基本不变。另外还有两处范围较小的低阻异常区：K120+972附近浅部近地面处有一低阻异常区，推测是夹泥或为粘土填充；K121+089—+093附近相