浅议物探在实际问题中应用

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1、浅议物探在实际问题中应用【摘要】采用电测深法、地震反射波法、地质雷达技术对天津干渠地层岩性进行探测，基本查明了沿线砂性土与粘性土（大层）的分布特征，满足了任务要求，取得了较好的地质效果。【关键词】南水北调天津干渠电测深地震反射地质雷达前言天津干渠是南水北调中线工程的重要组成部分，西起河北省徐水县西黑山村，至天津外环河，全长约154Km。南水北调中线工程是一项特大型跨流域调水工程，以丹江口水库为水源，从陶岔渠首引水，向华北平原的豫、冀、京、津等省市供水，建成后将有效缓解华北地区日趋严重的水资源危机，促

2、进华北地区的经济发展，并对我国社会经济的发展产生深远影响。为满足天津干渠初步设计阶段的要求，需对渠线进行物探工作，以了解地表至设计渠底板以下20m范围内岩性分层（平原段注重砂性土与粘性土大层划分）；遇基岩时，了解基岩面高程和岩性。1.地质概况及地球物理特征区内由西向东跨越地貌单元有：山前丘陵、山前冲洪积倾斜平原、冲洪积平原和冲积海积平原。下面分述其岩性：1.1山前丘陵：下部为蓟县系浅灰色硅质条带白云岩和青白口系页岩、千枚岩、板岩等。上部为第四系红棕色碎石粘土、棕黄色粘土、壤土等。主要分布在西黑山村附

3、近及其西侧。1.2山前冲洪积倾斜平原：主要由冲积、湖积、洪积壤土、砂土、粉细砂等组成，有的地段粘性土夹有钙结核或钙、猛质须状物等。分布在西黑山村〜京广铁路西侧。1.3冲洪积平原：为古河道和河间地块分布，有河流相、湖相、湖沼相，颗粒组成以细粒为主，有粘土、壤土、粉细砂、细砂、中细砂等，一些地段为薄层细砂与壤土互层，且砂层具微型交错层理。分布在京广铁路〜霸州。1.4冲积海积平原：为海、陆交互地层，以粘土、壤土为主，局部为砂、粘性土互层。分布在霸州以东〜天津。渠线穿越汇水面积较大的河流共8条，这些河流均属

4、海河水系,且多为季节性河流，雨季行洪，旱季多断流。由西至东，地下水位埋深逐渐减小（渠首20〜30m,渠尾1〜2m）。其水质由淡水型变为高矿化度的微咸水，矿化度由京广铁路附近的370mg/L,到外环河附近则髙达2670mg/Lo综上所述，由于线路较长，各岩层的沉积环境及其空间变化较大，加之地下水矿化度的巨大变化，致使测区岩层的地球物理特征复杂。经综合分析物探试验、实测成果及地勘资料，基岩（白云岩、页岩）与第四系地层间具有较大的电性和弹性差异，具备综合物探的物理前提；粘土、壤土（砂壤土）、砂的电阻率、波

5、阻抗、介电常数等具有一定的差异,可用电阻率法、地震法和地质雷达探测。但第四系地层中有些岩层（如砂层）厚度太薄，且多为中间层展布，在电法或地震曲线上反映不明显，难于准确地划分；同时，由于沿线地下水位埋深较浅，尤其是牛亡牛河以东至天津外环河段地下水位埋深只有2〜3m,矿化度较高，使得地下水位以下岩层的物性差异变小，物探分辨率相对降低。1.物探方法与技术1.1电测深法采用对称四极等比装置（AB/MN=5）,且（AB/2）min=l.5m,（AB/2）max=200m,当地质物探条件变化时，最大极距适当调整

6、。2.2地震反射波法采用单边激发三次覆盖观测系统。工作参数按展开排列确定，选用检波器间距lm,偏移距15m或28m。2.3地质雷达采用剖面法。使用瑞典RAMAC/GPR地质雷达系统。天线中心频率50MHz,收发天线间距加。3.资料解释与成果分析3.1电测深法2.1.1曲线类型该渠线电测深曲线类型可划分为：H、K、QH、HK等主要类型。H型曲线：主要分布在桩号0+000〜8+700、40+000〜48+300、65+300〜78+900等渠段。其中第一段：曲线首支为表层较干燥或较密实的壤土（砂壤土），

7、中部低阻为粘土或壤土，尾支呈45°角上升，为高阻的基岩（白云岩、页岩）反映。第二和第三段：曲线为第四系地层的反映，首支为较干燥或较密实的表层砂壤土（壤土），中部低阻为粘土或饱水壤土等，尾支一般为壤土类地层，多以15°〜30。角上升。1.1.2等视电阻率断面图通过分析等视电阻率断面图，了解等值线形态起伏变化及地电特征，判断地质体的分布位置及其空间变化规律。在渠首地段，等值线表现为：表层为较稀疏的等值线，且视电阻率多为40〜70・in,中部为水平层状的等值线，其视电阻率值较低，多为20〜30・m,下部为

8、高阻标志层的白云岩或页岩，等值线密集，其值较高。同时可从等断面图中判别出下伏基岩（白云岩、页岩）顶板随渠线桩号增大而变深。在第四系地层中，除局部地段的表层电阻率变化较大外，一般渠线表层电阻率幅值变化较小，其等值线分布稀疏,反映了一定厚度的壤土（砂壤土）。若中部有砂分布，等值线幅值变化较大（含水时降低），等值线密集，并出现高阻闭合圈或半闭合圈，依此特征可定性判断砂的空间展布特征及分布范围。3.1.3中间层电阻率的确定①由孔旁电测深曲线反求；②用二层量板从较厚层曲线上求取