高密度电法在岩溶路基勘查中的应用

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1、34福建地质GeologyofFujian第1期高密度电法在岩溶路基勘查中的应用林文太(福建省交通规划设计院，福州，350004)摘要根据实例论述高密度电法在高速公路岩溶勘察中的应用。分析研究工作区地形地质及物性条件，通过物探与钻探验证对比，总结归纳了工作区岩溶发育地段高密度电法异常的分布规律及判别标志。关键词高密度电法岩溶勘察应用在永安一武平高速公路A10、All合同段碳酸盐岩分布路段，为了调查该路段岩溶的发育及分布，采用高密度电法分别于线路中轴线两侧8m布设物探测线‘¨，圈出该路段岩溶可能发育区域及土洞发育部位，经钻探验证，准确率约70％，取得明显效果。但对资料的分析和

2、解释过程中存在一些问题，如溶蚀发育规模、解释深度，作者针对这些问题进行探讨，供同行参考。1方法原理高密度电法是在常规直流电法基础上发展起来的新型物探方法，其工作原理与常规直流电法一致，是以岩土介质的导电性差异为基础，通过观测和研究人工建立的地下稳定电流场分布规律解决地下地质问题嘲。与常规直流电法对比，高密度电法通过多道电极转换开关自动转换测量电极依次测量，具有直观、高效、高分辨率、高精度等特点。岩土的电阻率除了和岩土层组分有关外，还与岩土的结构、构造、空隙度及含水量等有关，也就是说与地质体所处的自然贮存状态有较密切的关系。2数据采集及处理为了获得最大的信号强度以压制干扰，该

3、次工作装置采用了对称四极(Schlumberger)装置，电压360V，考虑到横向分辨率特别是深部横向信息，道间距采用3In。数据采集过程中严格监控，保证观测到可靠的第一手资料。数据处理首先将现场采集的数据输入计算机，根据现场记录的班报资料，按里程桩号依次排列连接，并转换成专业软件处理格式；再依据各层剖面数据的连续性进行坏点剔除；最后采用GEOTOMO公司开发的RES2DINV反演软件进行二维反演，并绘制反演电阻率断面图，作为地质解释的基础图件。收稿日期：2009-10-26作者简介：林文太(1967一)，男．高级工程师。物探专业．第1期林文太：高密度电法在岩溶路基勘查中的

4、应用353地质概况工作区碳酸盐岩分布路段，表层一般为残坡积粘性土，局部有冲洪积物，下部为灰岩，部分路段有花岗岩侵入体，根据水文地质及物探资料分析，各地质体电阻率变化范围较大。(1)表层第四系冲洪积亚粘土、砂、卵砾石和坡积亚粘土、含砾亚粘土及残积粘性土，电阻率值几十～5000‘'l·m，变化较大。沟谷地段，由于含水连通性好，呈低阻显示，一般在几十～50012·m；坡地由于含水性差，结构松散呈高阻显示，一般大于500／1·m。(2)灰岩区，由于溶蚀发育电阻率值变化较大，溶蚀区由于含水、充填物影响，电阻率一般小于3001l·m或低于背景值，呈低阻或相对低阻，且形态各异；溶蚀发育较

5、强区域往往形成规模不等的溶洞、溶隙，表现为大片低阻异常或明显的相对低阻异常区域，一般小于20012·m；完整灰岩呈高阻显示，电阻率一般大于1000Q·m。(3)构造破碎带、侵入接触带及岩性接触带，由于岩体破碎，岩石物理性质差异大，易形成溶蚀带，一般呈向深部延伸的低阻、相对低阻条带异常。侵入体接触带由于接触交代和差异风化作用往往也呈低阻显示。(4)覆盖层中的软弱层和土洞，由于软弱层和充填型土洞介质含水性强且导通性好，与周围介质形成较大的电性差异，呈低阻异常，但二者电阻率性质相近，不易区分；空土洞会形成高阻特征，但由于空土洞一般规模不大及高密度电法对高阻体反映灵敏度较差，形成的

6、高阻异常不明显且和高阻背景混淆，识别困难。(5)盆地或山间沟谷地段，上覆冲洪积层由于含水形成低阻反映，基岩界面附近发育的充填型溶洞电阻率等值线呈下凹形态，用以判识存在溶蚀，但二者界线不易划定。4实例实例1：K173+100—K173+540左8m的电阻率断面图及地质断面图(图1)。由图可见在K173+270附近出现低阻异常，电阻率等值线呈下凹形态，经钻探验证，在标高260～276m处出现土洞，与电阻率总体形态相符，但位置位于低阻核心下部。该工作区多处出现类似形态异常，异常体多处于低阻核心下部，其原因可能为上部覆盖亚粘土、残积粘性土，由于水的分布形成低阻反映，电法对于其下部低

7、阻反映不灵敏，体积效应比较明显，多数表现为等值线下凹形态，而实际异常体埋藏要深一些。实例2：在K179+990一K180+030附近出现低阻异常(图2)，钻探验证主要为亚粘土，基岩埋深较大。在K180+110一K180+150附近出现的低阻异常，呈条带状向深部延伸，2个钻孔均见溶洞，该部位岩溶发育较强，可见这种类型的异常是溶蚀强烈发育的显示，在本区可作为一种判识标志。实例3：由图3可见，在K193+400一K193+460里程段，浅层为亚粘土、残积粘性土，处于隆起部位，呈高阻，下伏基岩为碎块状花岗斑岩，呈低阻显示，