综合物探在北京地区岩溶塌陷勘查中的应用

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1、2O152015Vo1．1OZ2马志飞等：综合物探在北京地区岩溶塌陷勘查中的应用第10卷增刊2doi：10．3969／j．issn．1007—1903．2015．z2．022综合物探在北京地区岩溶塌陷勘查中的应用马志飞，廖海军，李远强，李军辉(北京市地质研究所，北京100120)摘要：北京市海淀区四季青镇香山村瞢安店在近几年中发生了多起地面塌陷灾害，给当地村民的生命和财产安全遣成严重威胁。要查明地面塌陷灾害的成因，必须先要寻找地下隐伏的空洞。在勘查工作区内，采用高密度电阻率法。孔间电磁波cT法相结合的综合物探手段，成

2、功探测出两处地下空洞，经钻探验证为岩溶发育所致。综合研究分析认为：工作区内下伏基岩为灰岩，属于可溶性碳酸盐类岩石；地下水在基岩面附近，且基岩面的高低变化大，在漫长的潜蚀过程中将土中物质带入溶洞中，在上覆粘性土层中形成“土洞”，一旦塌陷至地表，就有可能成为灾害。关键词：高密度电法l孔间电磁波CT；地下空洞；岩溶塌陷中图分类号：P631文献标识码：A文章编号：1007-1903(2015)Z2-0107-050前言要为房屋建筑。地表沉积物为山前残积、坡积堆积层，厚度10～30m不等，局部厚度小于10m。下伏基近年来，随着

3、城市化进程的不断加速，越来越多岩为奥陶系石灰岩，灰色，强一中等风化，中一厚层的土地成为人群密集的居住区。但是，潜在的地面塌状，主要层面与水平夹角约30。～40。，节理裂隙发陷灾害逐渐暴露出来，越来越引起人们的关注，无论育，有溶蚀现象，地下水埋深在35m左右。是自然成因的岩溶塌陷，还是由于人类地下采矿活动工作区内发育有冷泉村断裂，该断裂为平移断引起的采空塌陷，以及修建地铁、开挖埋设管线和人裂，东侧北移，西侧南移，走向近NS，长l5kin，宽防工程等开发地下空间而引起的塌陷，都威胁着人们10m，断距1000~1500m，

4、结构面比较平直，断面倾向的生命和财产安全【。要查明地面塌陷灾害的成因，首西，倾角80。～90。。先就是要寻找地下隐伏的空洞。在常用地球物理勘探方法中，高密度电阻率法和孔间电磁波CT法以其施工1．2地面塌陷灾害情况效率高、数据信息丰富、解释方便等突出特点，在探北京市海淀区四季青镇香山村普安店已经发生多测地下空洞、防治地面塌陷灾害这一领域逐渐表现出起地面塌陷灾害，其中较严重的一次是发生在2009年7优势。月25日，村中一块空地突然塌陷，形成一个面积超过10m、深约4～5m的塌陷坑，造成一人坠入坑中，后1工作区地质概况被救

5、起。一棵大树下半截被埋在坑内，坑内的一条污水管道被砸断，坑口周围出现多处裂缝。至中午，塌1．1地质概况陷面积扩大，危及旁边的3根电线杆。电力工人将3根工作区位于北京市海淀区四季青镇香山村普安电线杆紧急转移。受此影响，附近100多户村民家中断店，为丘陵向平原过渡的区域，地势平坦，地形坡度电。2013年8月1日，该塌陷坑东侧约5m处再次发生塌在1。～2。之间，地面标高约57～59m，现状地物主陷，导致电线杆倾斜。项目来源：北京市海淀区四季青镇香山村普安店地面塌陷灾害勘查(项目编号：1341STC60204)作者简介：马志

6、飞(1984一)，男，硕士，工程师，从事地质与地球物理勘探工作，Email：253072315@qq．com2Ol5第10卷增刊2城市地质2015V01．1OZ22技术路线与工作布置显较高，电流线在空洞位置产生强烈的排斥作用，从而表现出低阻围岩之间的相对高阻。相反，当空洞被整体的工作思路是：在整理、分析工作区内各类地下水充填，或者洞体坍塌，被碎屑物质及孔隙度较相关地质资料的基础上，首先现场调查，查明工作区高的黏土充填，从而具有一定的含水量之后，其电阻地面塌陷灾害的分布现状，再利用高密度电阻率法进率与围岩相比，就会表现

7、为相对低阻。无论地下空洞行全面勘查，在此基础上布置钻孔进行验证，最后选中有无被地下水充填，其电学特性与围岩相比都具有取重点区域利用孔间电磁波CT进行地下空间的精细勘明显的差异，这就为高密度电阻率法的探测工作提供查，工作技术路线见图l。了物理前提。2．2孔间电磁波cT法(1)工作原理其工作原理是利用无线电波(工作频率图1勘查工作技术路线图0．5～32MHz)在两个钻孔中分别发射和接收，根据不2．1高密度电阻率法同位置上接收的场强大小，使用计算机层析成像技术(1)工作原理(方法)，反演两孔问地下地质体吸收系数分布的一高密

8、度电阻率法是一种阵列勘探方法，由于它种地下地球物理勘探方法，也称井中无线电波透视法采用了多电极高密度一次布设并实现了跑极和数据采】。电磁波在地下传播过程中，由于地质体吸收了一集的自动化，因此相对常规电阻率法来说，它具有成部分电磁波能量而使场强减小，减小的程度用介质的本低、效率高等优点。由于各种电极排列方式对异常视吸收系数ps来表示，它的定义为介