綜合物探法在巖溶地面塌陷勘查中的應用研究

鄒仁輝，梁 明

（廣西壯族自治區地質環境監測總站，廣西 桂林 541004）

巖溶在我國地下分布較為廣泛，南至廣東廣西，西至云南貴州，東至江蘇浙江。巖溶在發育過程中極易造成地面塌陷災害，因此，有效的探測、及早預防至關重要。巖溶塌陷的產生具有充分的自然地理因素、地質因素以及人為因素，從這些產生的機制和條件研究、探測，從而準確的探測出巖溶的地下形態和空間分布，并采取針對性的措施進行防治[1，2]。

1 工程概況

廣西南寧市壇洛鎮壇洛村發生地面塌陷，發現多起塌陷坑，為了查明塌陷成因及塌陷的影響范圍，在塌陷村莊布設了高密度和地質雷達測線，對村莊的交通要道及塌陷坑附近的房屋內進行探測，查明淺部土洞和溶洞的發育情況[3]。

2 地球物探特征

根據已有的鉆孔資料可以知道測區內巖土層至上而下依次為第四系覆蓋層和灰巖。測區內沒有充填物的土洞和溶洞表現為高阻異常，帶水充填物的土洞和溶洞表現為低阻異常，所以滿足電阻率法的條件。地質雷達在探測到溶洞和土洞的時候會出現雙拋形態，對塌陷邊緣同相軸會發生錯動。

3 探測方法

（1）高密度電法是對常規電法的一種綜合，兼具剖面法與電測深的效果。當溶洞、暗河等不良地質體存在時，其電阻率與周圍、土體的電阻率具有明顯的差異。本次高密度測探數據采集采用了溫納裝置進行測量，點距5m。

（2）地質雷達探測。地質雷達（簡稱GPR）。是利用高頻電磁（1MHz～1GHz)，以脈沖形式通過發射天線被定向地送入地下。本次地質雷達探測利用脈沖波來探測地下的地質情況，具有高保真，高分辨率，全程數字控制和數字化采集等特色。

4 物探成果分析

（1）高密度主要測線有四條，分別為D-D＇線、F-F＇線、G-G＇線和H-H＇線。現對這幾條測線分別分析：

D-D＇測線的布設環境主要是在干旱的稻田和旱地中，受環境影響較少，在270m～430m段，深度約為25m以上有一個低阻帶，推斷為溶槽或溶溝發育造成。

F-F＇測線的測量方向為南到北，受環境影響相對較少，在200m～360m段，深度約為60m以上有一個“v“型低阻帶，推斷此低阻帶為一個斷層破碎帶。

G-G＇測線的測量方向為南到北，受環境影響相對較大，在120m～170m段，深度約為15m以上有一個低阻帶，推斷此低阻帶為一個斷層破碎帶。

H-H＇測線的測量方向為南到北，受環境影響相對較大，在140m～170m段，深度約為45m以上有一個低阻帶，推斷此低阻帶為一個斷層破碎帶。

由四條測線可推斷出有一斷層經過測區，斷層破碎帶在中學附近最寬，往東西兩個方向逐漸變窄，斷層走向近似東西向，推斷斷層的傾向向南傾，傾角較陡，約為70°～85°，經過鉆孔揭露與推斷結果相互吻合。

（2）地質雷達成果分析。本次地質雷達測線較多，在這里選取兩條典型數據進行分析：

圖1在22m處，約13.6m處有溶洞發育，在28m和38m處深度約2.1m位置有土洞發育。

圖1 A4線地質雷達影像圖

圖2在20m和44m處深度約1.8m位置有土洞發育。這兩條測線推斷的土洞和溶洞與鉆探揭露相一致。

5 結語

圖2 A8線地質雷達影像圖

通過本次物探工作，發現測區內巖溶土洞較發育，同時在測區內確定了一條不明斷層通過，推斷的土洞溶洞和斷層均與地質鉆孔驗證中的地勘資料相互吻合。結合本工程實例，得出如下結論：

（1）塌陷區引起的地質災害嚴重威脅當地經濟建設和人民財產的安全，因此開展塌陷區物探工作對地質災害預測與防治具有重要的意義。

（2）物探方法種類繁多，但沒有一種方法能全面解決各種問題，所以為了更加準確地檢測到塌陷隱患區域，需綜合運用多種方法，相互驗證，相互參考，相互補充，根據本次塌陷區的探測，結果表明高密度在深部（15m以下）探測巖溶及構造和地質雷達在淺部（15m以上）探測土洞和巖溶的效果極佳，這兩種探測方法相互使用在南方的巖溶塌陷勘查中具有很好的借鑒意義。