巖溶發育區綜合物探方法的應用

崔彥崗

摘要：針對某商住小區擬建于云南省曲靖市滇中盆地中，場地巖溶發育。本文敘述了初步勘察階段中除鉆探外，輔助了綜合物探方法，由此減少了鉆探量，加快了勘察的進度。物探方法有效地彌補了鉆探過于單一的缺點，解決了滇中巖溶場地對建筑工程帶來的諸多問題，為類似的場地和環境下巖土工程的勘察提供了相關經驗。

關鍵詞：巖溶發育場地；建筑物；綜合物探方法

前言

自從改革開放以來，我國經濟發展迅猛，各類工程建設項目也在不斷增加，對工程前期基礎性的地質勘察提出了很高的要求。而傳統的鉆探勘察已經很難滿足重大工程的設計要求和施工要求。工程物探可以通過連續加密測點的方式獲取更多更準確的連續地質界面資料，可以有效解決鉆探方法劃分不準確、漏判等缺點。

1.工程概況

擬建于云南曲靖的“力旺康景”商住小區總占地面積越位21.45公頃。小區的建筑群主要包括25棟高層商住樓、2個網球場、1個籃球場、2個地下車庫。場地中間低、四周高，中間地段標高為72.21～78.77m，其中自東向西兩條半封閉的洼地，匯合與西側的漏斗落水洞區內。落水洞的場的場地四周標高在79.43～82.59m，底部標高為64.87～67.14m[1]。該項目工程地質勘察屬于初步勘察階段，由于場區處在巖溶發育區，因此工程地質勘察條件比較復雜，針對該項目工程自身所具備的特點，勘察方案在綜合工程物探的基礎之上，采取工程地質鉆探、室內實驗等勘察測試的手段。

2.地球物理特征

本區灰巖縱波波速高、電阻率高，黏土速較低、電阻率較低，而且當地層有巖溶（溶洞、溶隙、裂隙等）發育時，也表現為波速較低，電阻率值較低。它們之間存在的較明顯的電性差異及波速差異，具備開展電阻率及淺層地震勘探等方法的條件。

3.物探工作技術與方法

3.1反射波法。反射波法使用SWS—1G型地震勘察與檢測系統[2]。根據對現場收集的連續時間剖面進行分析，大致了解測區內地層埋深的變化以及地層與地震波同相軸的對應關系以及地層埋深變化情況，然后對收集到的數據和信息進行分析處理，得到時間速度剖面圖。它的主要目的是了解測區范圍內的地層分層情況，以利于提高電法資料的分析與解釋。

3.2面波法。面波法是利用瑞利波在介質中進行傳播時的速度、頻散特性以及介質的物理性質等特點，對不同深度的瑞利波的波速變化進行探測，進而劃分地層。與此同時，以頻散曲線的形態對場區的裂縫、巖溶等不良地質體的存在情況進行判斷。

3.3瞬變電磁法TEM。瞬變電磁法是利用不接地回線向地下發射一次脈沖磁場，在一次脈沖磁場間歇期間，利用線圈觀測二次渦流場的方法。簡單地說，瞬變電磁法的基本原理就是電磁感應定律。通過測量斷電后各個時間段的二次場隨時間變化規律，可得到不同深度的地電特征。主要探明場區的巖溶、裂隙及其它不良地質體的規模。

3.4高密度電阻率法。高密度電阻率法是通過不同電極距采集地下不同地點、不同深度的視電阻率，再對蘊含有各種地質體信息的視電阻率值，經計算機數據處理、解釋，采用RT層析成像系統進行反演成像，從而推斷出地下不同電性體的空間分布情況。主要探明覆蓋層厚度，巖溶洞穴發育情況及其他不良地質體。

4.資料處理與分析

4.1綜合物探結果分析。本次的勘察，在場區內完成了瞬變電磁剖面5條、高密度電法剖面5條、反射波法剖面5條和地震面波勘探12個[3]。經過室內數據傳輸、室內數據反演、野外探測收集數據，最后繪制出了各個測線面波波速斷面圖、物探推斷剖面圖、視電阻率擬斷面基巖面等高線、基巖面等高線立體圖、值線圖。綜合工程物探成果主要包括，工作區推斷出11處巖溶裂隙、2處軟弱夾層或土洞、12處溶洞。由于篇幅所限，本文僅對工程3線的物探推斷成果剖面進行了舉例說明。

瞬變電磁多測道曲線描述的是二次感應電壓不同延時沿測點的變化，均勻平緩變化說明電阻率的變化較小，存在電性異常體（含水地質體）的可能性也較小。含水異常體多測道曲線的解釋原則是二次感應電壓表現為中間低兩側高的“U”形或“V”形特征，富水性越強，中間低與兩側高的變化幅度越大。圖1是3線0-300米段瞬變電磁多測道曲線，圖中52-70米、120-170米、250米顯示為中間低兩側高，結合該剖面高密度電法、淺地結果，推斷為巖溶發育引起的異常。

4.2巖溶發育的規律和特征。場地的巖溶地貌屬于大型巖溶洼地，對綜合物探結果進行分析和推斷，場區的西南部和東部巖溶裂隙發育，而且排列呈現出串珠狀，具有北東向成列、北東向成行的規律，與地表發育的漏斗展布和巖溶塌陷情況基本吻合。除此之外，以上所述的漏斗、巖溶塌陷與地下暗河相連，地下水匯合與場區的西北角從地下向西排泄。

5.勘察成果

根據綜合物探獲得的鉆探驗證和異常特征的結果，在巖溶的發育區中劃分了巖溶中等發育區2處和強發育區1處。最后結合地形地貌、構造、地層、工程地質、水文地質、第四系厚度等條件和因素對擬建設區的場地進行了安全穩定性的劃分。

結論

瞬變電磁法、高密度電阻率法、淺層地震勘探法等綜合物探方法，由于實現速度快、數據信息準確度高、經濟實用等諸多優點，成為本次工程巖溶勘察過程中科學有效的一種手段。筆者認為，隨著我國重大的工程建設項目也在不斷增加，對工程前期基礎性的地質勘察要求不斷提高，綜合物探技術必然得到更為廣泛的應用。

參考文獻：

[1]朱高群.綜合物探方法在海南瓊中新民村成礦帶中的應用研究[D].北京：中國地質大學，2013.

[2]羅成果.礦井超前探測綜合物探方法的研究與應用[D].成都：成都理工大學，2013.

[3]于國明，李靜，韓革命.綜合物探方法在深部煤層采空區檢測中的應用研究[J].陜西地質，2013，02（10）：62-63.endprint