巖溶發(fā)育區(qū)綜合物探方法的應(yīng)用

崔彥崗

摘要：針對(duì)某商住小區(qū)擬建于云南省曲靖市滇中盆地中，場(chǎng)地巖溶發(fā)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(jìn)度。物探方法有效地彌補(bǔ)了鉆探過于單一的缺點(diǎn)，解決了滇中巖溶場(chǎng)地對(duì)建筑工程帶來的諸多問題，為類似的場(chǎng)地和環(huán)境下巖土工程的勘察提供了相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：巖溶發(fā)育場(chǎng)地；建筑物；綜合物探方法

前言

自從改革開放以來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，各類工程建設(shè)項(xiàng)目也在不斷增加，對(duì)工程前期基礎(chǔ)性的地質(zhì)勘察提出了很高的要求。而傳統(tǒng)的鉆探勘察已經(jīng)很難滿足重大工程的設(shè)計(jì)要求和施工要求。工程物探可以通過連續(xù)加密測(cè)點(diǎn)的方式獲取更多更準(zhǔn)確的連續(xù)地質(zhì)界面資料，可以有效解決鉆探方法劃分不準(zhǔn)確、漏判等缺點(diǎn)。

1.工程概況

擬建于云南曲靖的“力旺康景”商住小區(qū)總占地面積越位21.45公頃。小區(qū)的建筑群主要包括25棟高層商住樓、2個(gè)網(wǎng)球場(chǎng)、1個(gè)籃球場(chǎng)、2個(gè)地下車庫。場(chǎng)地中間低、四周高，中間地段標(biāo)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(cè)的漏斗落水洞區(qū)內(nèi)。落水洞的場(chǎng)的場(chǎng)地四周標(biāo)高在79.43～82.59m，底部標(biāo)高為64.87～67.14m[1]。該項(xiàng)目工程地質(zhì)勘察屬于初步勘察階段，由于場(chǎng)區(qū)處在巖溶發(fā)育區(qū)，因此工程地質(zhì)勘察條件比較復(fù)雜，針對(duì)該項(xiàng)目工程自身所具備的特點(diǎn)，勘察方案在綜合工程物探的基礎(chǔ)之上，采取工程地質(zhì)鉆探、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)等勘察測(cè)試的手段。

2.地球物理特征

本區(qū)灰?guī)r縱波波速高、電阻率高，黏土速較低、電阻率較低，而且當(dāng)?shù)貙佑袔r溶（溶洞、溶隙、裂隙等）發(fā)育時(shí)，也表現(xiàn)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(shù)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(cè)系統(tǒng)[2]。根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)收集的連續(xù)時(shí)間剖面進(jìn)行分析，大致了解測(cè)區(qū)內(nèi)地層埋深的變化以及地層與地震波同相軸的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及地層埋深變化情況，然后對(duì)收集到的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析處理，得到時(shí)間速度剖面圖。它的主要目的是了解測(cè)區(qū)范圍內(nèi)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(zhì)中進(jìn)行傳播時(shí)的速度、頻散特性以及介質(zhì)的物理性質(zhì)等特點(diǎn)，對(duì)不同深度的瑞利波的波速變化進(jìn)行探測(cè)，進(jìn)而劃分地層。與此同時(shí)，以頻散曲線的形態(tài)對(duì)場(chǎng)區(qū)的裂縫、巖溶等不良地質(zhì)體的存在情況進(jìn)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(fā)射一次脈沖磁場(chǎng)，在一次脈沖磁場(chǎng)間歇期間，利用線圈觀測(cè)二次渦流場(chǎng)的方法。簡(jiǎn)單地說，瞬變電磁法的基本原理就是電磁感應(yīng)定律。通過測(cè)量斷電后各個(gè)時(shí)間段的二次場(chǎng)隨時(shí)間變化規(guī)律，可得到不同深度的地電特征。主要探明場(chǎng)區(qū)的巖溶、裂隙及其它不良地質(zhì)體的規(guī)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(diǎn)、不同深度的視電阻率，再對(duì)蘊(yùn)含有各種地質(zhì)體信息的視電阻率值，經(jīng)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理、解釋，采用RT層析成像系統(tǒng)進(jìn)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(fā)育情況及其他不良地質(zhì)體。

4.資料處理與分析

4.1綜合物探結(jié)果分析。本次的勘察，在場(chǎng)區(qū)內(nèi)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(gè)[3]。經(jīng)過室內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸、室內(nèi)數(shù)據(jù)反演、野外探測(cè)收集數(shù)據(jù)，最后繪制出了各個(gè)測(cè)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(qū)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(duì)工程3線的物探推斷成果剖面進(jìn)行了舉例說明。

瞬變電磁多測(cè)道曲線描述的是二次感應(yīng)電壓不同延時(shí)沿測(cè)點(diǎn)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(zhì)體）的可能性也較小。含水異常體多測(cè)道曲線的解釋原則是二次感應(yīng)電壓表現(xiàn)為中間低兩側(cè)高的“U”形或“V”形特征，富水性越強(qiáng)，中間低與兩側(cè)高的變化幅度越大。圖1是3線0-300米段瞬變電磁多測(cè)道曲線，圖中52-70米、120-170米、250米顯示為中間低兩側(cè)高，結(jié)合該剖面高密度電法、淺地結(jié)果，推斷為巖溶發(fā)育引起的異常。

4.2巖溶發(fā)育的規(guī)律和特征。場(chǎng)地的巖溶地貌屬于大型巖溶洼地，對(duì)綜合物探結(jié)果進(jìn)行分析和推斷，場(chǎng)區(qū)的西南部和東部巖溶裂隙發(fā)育，而且排列呈現(xiàn)出串珠狀，具有北東向成列、北東向成行的規(guī)律，與地表發(fā)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(chǎng)區(qū)的西北角從地下向西排泄。

5.勘察成果

根據(jù)綜合物探獲得的鉆探驗(yàn)證和異常特征的結(jié)果，在巖溶的發(fā)育區(qū)中劃分了巖溶中等發(fā)育區(qū)2處和強(qiáng)發(fā)育區(qū)1處。最后結(jié)合地形地貌、構(gòu)造、地層、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、第四系厚度等條件和因素對(duì)擬建設(shè)區(qū)的場(chǎng)地進(jìn)行了安全穩(wěn)定性的劃分。

結(jié)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(shí)現(xiàn)速度快、數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確度高、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等諸多優(yōu)點(diǎn)，成為本次工程巖溶勘察過程中科學(xué)有效的一種手段。筆者認(rèn)為，隨著我國(guó)重大的工程建設(shè)項(xiàng)目也在不斷增加，對(duì)工程前期基礎(chǔ)性的地質(zhì)勘察要求不斷提高，綜合物探技術(shù)必然得到更為廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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