導(dǎo)語(yǔ)：綜合物探方法在地質(zhì)災(zāi)害勘查的應(yīng)用一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

摘要：巖溶塌陷引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)造成的影響巨大。目前，探測(cè)塌陷區(qū)的物探方法種類(lèi)繁多，通過(guò)綜合運(yùn)用物探方法，取其優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)對(duì)杉樹(shù)坡中心地面塌陷為研究對(duì)象，運(yùn)用高密度電法、瞬間電磁法和地質(zhì)雷達(dá)相結(jié)合的物探方法探測(cè)重點(diǎn)塌陷區(qū)域，查明塌陷區(qū)及覆蓋層厚度、地質(zhì)構(gòu)造和地層巖性變化，為后期地面塌陷災(zāi)害治理提供了科學(xué)依據(jù)。通過(guò)三種物探方法相結(jié)合的應(yīng)用，物探勘查效果顯著。證明這三種方法相結(jié)合是碳酸鹽巖地區(qū)巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害勘查中非常有效的綜合物探方法。

關(guān)鍵詞：高密度電法；巖溶塌陷；綜合物探；碳酸鹽巖；地質(zhì)災(zāi)害

1.前言

巖溶塌陷（KARSTCOLLAPSE）是巖溶洞穴、上覆沉積物及地下水，構(gòu)成固體、液體及氣體三相力學(xué)平衡體系，地下水位變動(dòng)達(dá)到一定幅度，平衡破壞，上覆松散沉積物突然塌落，形成上大下小的圓錐形塌陷坑。巖溶塌陷可分為兩種，一種是“土層塌陷”；另一種是“基巖塌陷”，在碳酸鹽巖分布區(qū)上有松散土層覆蓋，塌陷主要發(fā)生在土層中，稱(chēng)為“土層塌陷”，發(fā)育數(shù)量多、分布廣；若洞隙頂板的各類(lèi)巖石較破碎時(shí)，導(dǎo)致頂板陷落的塌陷稱(chēng)為“基巖塌陷”。針對(duì)地面塌陷勘查的地球物理探測(cè)技術(shù)方法較多，目前，地表塌陷區(qū)勘查主要以物探為主，結(jié)合鉆探驗(yàn)證的方法。充分利用物探方法的優(yōu)點(diǎn)，選擇合適的物探勘查方法，本文通過(guò)選用高密度電法、瞬變電磁法、地質(zhì)雷達(dá)法三種物探方法結(jié)合進(jìn)行。

2.物探方法的選擇

巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生是由于可溶巖的存在，特別是在西南山區(qū)碳酸鹽巖的大面積分布，巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害給人民生命財(cái)產(chǎn)造成了極大損失。詳見(jiàn)表1。初步查明塌陷點(diǎn)的成因以及附近區(qū)域淺部可能存在的巖溶、裂隙、巖石破碎分布情況。隱伏土洞發(fā)生和發(fā)展是導(dǎo)致巖溶地區(qū)地表塌陷的直接原因，危害極大。在碳酸巖鹽巖地區(qū)巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害勘查中最重要的物探方法為瞬變電磁法、地質(zhì)雷達(dá)等方法，對(duì)勘查隱伏土洞效果顯著且測(cè)線(xiàn)受地形地物限制較小。

3.工程實(shí)例

若汛期持續(xù)，各地地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，在杉樹(shù)坡村共出現(xiàn)三處塌陷，給當(dāng)?shù)卮迕駧?lái)嚴(yán)重的安全隱患。為查明塌陷成因，為下步災(zāi)害治理提供依據(jù)，為此承擔(dān)杉樹(shù)坡村巖溶塌陷物探勘查工作，在杉樹(shù)坡村指定范圍內(nèi)開(kāi)展物探測(cè)量工作，并根據(jù)實(shí)測(cè)成果編制提交物探勘查報(bào)告。3.1勘查方法技術(shù)概述。在巖溶發(fā)育地區(qū)物探勘查方法的選擇對(duì)目標(biāo)體的探測(cè)尤為重要，方法的有效性和針對(duì)性直接關(guān)系探測(cè)精度，是否高質(zhì)量高標(biāo)準(zhǔn)完成目的任務(wù)，取決于方法選用以及解釋結(jié)果。本次物探工作共完成實(shí)測(cè)高密度電法剖面1條，點(diǎn)距2m~3m。實(shí)測(cè)瞬變電磁法剖面1條，點(diǎn)距2m~4m。實(shí)測(cè)地質(zhì)雷達(dá)剖面1條，點(diǎn)距0.5m。3.1.1高密度電法工作方法及效果評(píng)價(jià)。高密度電阻率法是一次性布極，多道高密度采樣的地面電阻率法的一個(gè)變種，其實(shí)質(zhì)是具有測(cè)深與剖面測(cè)量性質(zhì)的電阻率法，與傳統(tǒng)電阻率方法原理完全相同,即以地下介質(zhì)的電性差異為物質(zhì)前提,通過(guò)分析研究人工場(chǎng)源的分布及變化規(guī)律尋找目標(biāo)異常體。特點(diǎn)是：信息量大、分辨率高，全自動(dòng)、快速采樣、效率高、解釋方便和精度高等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)高密度電法測(cè)量,對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)處理，結(jié)合地質(zhì)資料綜合分析，推測(cè)出滑坡堆積體的分布及厚度。本工作區(qū)最終主要采用溫納排列高密度電阻率法裝置進(jìn)行測(cè)量。溫納排列工作方式為見(jiàn)圖1：從圖2分析：電阻率反應(yīng)明顯，物性層位清晰，電性層為高阻—低阻—高阻三個(gè)層位，根據(jù)收集資料及實(shí)際情況分析：物探推斷分別為素填土（砂土、碎石等松散堆積體）—紅黏土層—基巖層（石灰?guī)r）三層。具體分析如下：剖面0m~297m，埋深0m~16m為一橫向間斷高阻反映，電阻率在300Ω•m~3000Ω•m，推測(cè)為砂土、碎石等松散堆積體。在整條剖面，埋深2m至25m為一似層狀低阻異常，電阻率在2Ω•m~70Ω•m，推測(cè)為紅黏土層。在整條剖面的中深部，電阻率整體為高阻特征，電阻率在300Ω•m~3000Ω•m，推測(cè)為完整的石灰?guī)r層。本次高密度電法物性層位清晰，素填土層、紅黏土層以及關(guān)嶺組（T2g）石灰?guī)r層均反應(yīng)明顯，未發(fā)現(xiàn)較大的裂隙、巖溶等含水低阻異常體。3.1.2瞬變電磁法工作方法及效果評(píng)價(jià)。瞬變電磁法是利用不接地回線(xiàn)或電極向地下發(fā)送脈沖式一次電磁場(chǎng)，用線(xiàn)圈或接地電極觀測(cè)由該脈沖電磁場(chǎng)感應(yīng)的地下渦流產(chǎn)生的二次電磁場(chǎng)的空間和時(shí)間分布，來(lái)解決有關(guān)地質(zhì)問(wèn)題的時(shí)間域電磁法。該方法受地形影響相對(duì)較小,觀測(cè)的是純二次場(chǎng),勘探深度相對(duì)較深等優(yōu)勢(shì)。根據(jù)地球物理?xiàng)l件、勘探目的與任務(wù)，經(jīng)周邊地區(qū)經(jīng)驗(yàn)及以往物探方法選擇應(yīng)用綜合考慮，本次物探勘查選用重疊回線(xiàn)裝置。圖3為本次測(cè)量裝置原理示意圖。全區(qū)共發(fā)現(xiàn)較明顯物探低阻異常區(qū)4個(gè)，分別推測(cè)為裂隙發(fā)育導(dǎo)含水或砂泥巖充填引起，本次瞬變電磁法異常主要集中在素填土層，因此未推測(cè)異常帶。整條剖面共發(fā)現(xiàn)4處較明顯異常區(qū)（S2-1、S2-2、S2-3、S2-4）（見(jiàn)圖4杉樹(shù)坡村巖溶塌陷物探工作S02線(xiàn)剖面成果圖）。具體解釋如下：3.1.3地質(zhì)雷達(dá)工作方法及效果評(píng)價(jià)。地質(zhì)雷達(dá)利用超高頻電磁波探測(cè)地下介質(zhì)分布，它的基本原理（如下圖）是：發(fā)射機(jī)通過(guò)發(fā)射天線(xiàn)發(fā)射中心頻率為12.5M至1200M、脈沖寬度為0.1ns的脈沖電磁波訊號(hào)。當(dāng)這一訊號(hào)在巖層中遇到探測(cè)目標(biāo)時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)反射訊號(hào)。直達(dá)訊號(hào)和反射訊號(hào)通過(guò)接收天線(xiàn)輸入到接收機(jī)，放大后由示波器顯示出來(lái)。根據(jù)示波器有無(wú)反射汛號(hào)，可以判斷有無(wú)被測(cè)目標(biāo)；根據(jù)反射訊號(hào)到達(dá)滯后時(shí)間及目標(biāo)物體平均反射波速,大致計(jì)算出探測(cè)目標(biāo)的距離。如圖4所示。本次地質(zhì)雷達(dá)測(cè)線(xiàn)異常主要以線(xiàn)/剖面異常為主，地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)發(fā)現(xiàn)剖面異常4處，異常反映深度3m~30m內(nèi)部分巖體較破碎，裂隙發(fā)育，部分強(qiáng)反射段存在巖溶發(fā)育。解釋結(jié)果如表3。

4.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本次物探工作，工作區(qū)內(nèi)有低電阻率異常區(qū)，視電阻率小于200Ω•m，工作區(qū)大部分位于巖溶發(fā)育區(qū)之上。通過(guò)本次物探工作研究得出如下結(jié)論:（1）本次杉樹(shù)坡村巖溶塌陷物探研究工作，應(yīng)用高密度電法、瞬變電磁法、地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行綜合物探勘查，方法可行，對(duì)異常的反應(yīng)明顯、有效，幾種方法互相驗(yàn)證，為下一步防治工程提供可靠依據(jù)。（2）本次工作完成高密度電法、瞬變電磁法、地質(zhì)雷達(dá)成果剖面圖3幅；由剖面成果圖看，異常較明顯，物性層位清晰，素填土層、紅黏土層以及關(guān)嶺組（T2g）石灰?guī)r層三層均反應(yīng)明顯。

參考文獻(xiàn)：

［1］彭青陽(yáng).綜合物探方法在地面塌陷勘察中的應(yīng)用[J].工程地球物理學(xué)報(bào),2017（1）:31－36．

［2］李學(xué)軍,田學(xué)軍.城市地面塌陷防治的物探測(cè)試方法[J].測(cè)繪通報(bào),2013（S）:30－32．

［3］劉國(guó)興.電法勘探原理與方法M.北京：地質(zhì)出版社,2005.

［4］王寶琛,李玉昆,宋磊.三維高密度電法和瞬變電磁法在探測(cè)采空區(qū)的應(yīng)用[J].西部探礦工程,2019,31（09）:177-180.

［5］焉明哲,王素芳.高密度電法探測(cè)在復(fù)雜地質(zhì)條件下樁基工程中的應(yīng)用出.建筑技藝,2019（S1）:186-187.

［6］程濤,黃曉應(yīng),趙恒,陳輝.瞬變電磁法與高密度電法綜合對(duì)比分析——以近地表工程勘探為例[J].水利科學(xué)與寒區(qū)工程,2019,2（04）:12-17.

［7］周蘭.高密度電法結(jié)合鉆孔比對(duì)的應(yīng)用效果分析——以廣東省某高速公路為例[J].工程地球物理學(xué)報(bào),2019,16（04）:538-545.

［8］張偉剛,接道波.高密度電法在巖溶區(qū)隧道地質(zhì)災(zāi)害勘察中的應(yīng)用[J].西南公路,2013（02）:253-255+259.

作者:趙慶鋼 馬晨 曾國(guó)龍 單位:貴州省地礦局113地質(zhì)大隊(duì)