岩溶发育区综合物探方法的应用

崔彦岗

摘要：针对某商住小区拟建于云南省曲靖市滇中盆地中，场地岩溶发育。本文叙述了初步勘察阶段中除钻探外，辅助了综合物探方法，由此减少了钻探量，加快了勘察的进度。物探方法有效地弥补了钻探过于单一的缺点，解决了滇中岩溶场地对建筑工程带来的诸多问题，为类似的场地和环境下岩土工程的勘察提供了相关经验。

关键词：岩溶发育场地；建筑物；综合物探方法

前言

自从改革开放以来，我国经济发展迅猛，各类工程建设项目也在不断增加，对工程前期基础性的地质勘察提出了很高的要求。而传统的钻探勘察已经很难满足重大工程的设计要求和施工要求。工程物探可以通过连续加密测点的方式获取更多更准确的连续地质界面资料，可以有效解决钻探方法划分不准确、漏判等缺点。

1.工程概况

拟建于云南曲靖的“力旺康景”商住小区总占地面积越位21.45公顷。小区的建筑群主要包括25栋高层商住楼、2个网球场、1个篮球场、2个地下车库。场地中间低、四周高，中间地段标高为72.21～78.77m，其中自东向西两条半封闭的洼地，汇合与西侧的漏斗落水洞区内。落水洞的场的场地四周标高在79.43～82.59m，底部标高为64.87～67.14m[1]。该项目工程地质勘察属于初步勘察阶段，由于场区处在岩溶发育区，因此工程地质勘察条件比较复杂，针对该项目工程自身所具备的特点，勘察方案在综合工程物探的基础之上，采取工程地质钻探、室内实验等勘察测试的手段。

2.地球物理特征

本区灰岩纵波波速高、电阻率高，黏土速较低、电阻率较低，而且当地层有岩溶（溶洞、溶隙、裂隙等）发育时，也表现为波速较低，电阻率值较低。它们之间存在的较明显的电性差异及波速差异，具备开展电阻率及浅层地震勘探等方法的条件。

3.物探工作技术与方法

3.1反射波法。反射波法使用SWS—1G型地震勘察与检测系统[2]。根据对现场收集的连续时间剖面进行分析，大致了解测区内地层埋深的变化以及地层与地震波同相轴的对应关系以及地层埋深变化情况，然后对收集到的数据和信息进行分析处理，得到时间速度剖面图。它的主要目的是了解测区范围内的地层分层情况，以利于提高电法资料的分析与解释。

3.2面波法。面波法是利用瑞利波在介质中进行传播时的速度、频散特性以及介质的物理性质等特点，对不同深度的瑞利波的波速变化进行探测，进而划分地层。与此同时，以频散曲线的形态对场区的裂缝、岩溶等不良地质体的存在情况进行判断。

3.3瞬变电磁法TEM。瞬变电磁法是利用不接地回线向地下发射一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场间歇期间，利用线圈观测二次涡流场的方法。简单地说，瞬变电磁法的基本原理就是电磁感应定律。通过测量断电后各个时间段的二次场随时间变化规律，可得到不同深度的地电特征。主要探明场区的岩溶、裂隙及其它不良地质体的规模。

3.4高密度电阻率法。高密度电阻率法是通过不同电极距采集地下不同地点、不同深度的视电阻率，再对蕴含有各种地质体信息的视电阻率值，经计算机数据处理、解释，采用RT层析成像系统进行反演成像，从而推断出地下不同电性体的空间分布情况。主要探明覆盖层厚度，岩溶洞穴发育情况及其他不良地质体。

4.资料处理与分析

4.1综合物探结果分析。本次的勘察，在场区内完成了瞬变电磁剖面5条、高密度电法剖面5条、反射波法剖面5条和地震面波勘探12个[3]。经过室内数据传输、室内数据反演、野外探测收集数据，最后绘制出了各个测线面波波速断面图、物探推断剖面图、视电阻率拟断面基岩面等高线、基岩面等高线立体图、值线图。综合工程物探成果主要包括，工作区推断出11处岩溶裂隙、2处软弱夹层或土洞、12处溶洞。由于篇幅所限，本文仅对工程3线的物探推断成果剖面进行了举例说明。

瞬变电磁多测道曲线描述的是二次感应电压不同延时沿测点的变化，均匀平缓变化说明电阻率的变化较小，存在电性异常体（含水地质体）的可能性也较小。含水异常体多测道曲线的解释原则是二次感应电压表现为中间低两侧高的“U”形或“V”形特征，富水性越强，中间低与两侧高的变化幅度越大。图1是3线0-300米段瞬变电磁多测道曲线，图中52-70米、120-170米、250米显示为中间低两侧高，结合该剖面高密度电法、浅地结果，推断为岩溶发育引起的异常。

4.2岩溶发育的规律和特征。场地的岩溶地貌属于大型岩溶洼地，对综合物探结果进行分析和推断，场区的西南部和东部岩溶裂隙发育，而且排列呈现出串珠状，具有北东向成列、北东向成行的规律，与地表发育的漏斗展布和岩溶塌陷情况基本吻合。除此之外，以上所述的漏斗、岩溶塌陷与地下暗河相连，地下水汇合与场区的西北角从地下向西排泄。

5.勘察成果

根据综合物探获得的钻探验证和异常特征的结果，在岩溶的发育区中划分了岩溶中等发育区2处和强发育区1处。最后结合地形地貌、构造、地层、工程地质、水文地质、第四系厚度等条件和因素对拟建设区的场地进行了安全稳定性的划分。

结论

瞬变电磁法、高密度电阻率法、浅层地震勘探法等综合物探方法，由于实现速度快、数据信息准确度高、经济实用等诸多优点，成为本次工程岩溶勘察过程中科学有效的一种手段。笔者认为，随着我国重大的工程建设项目也在不断增加，对工程前期基础性的地质勘察要求不断提高，综合物探技术必然得到更为广泛的应用。

参考文献：

[1]朱高群.综合物探方法在海南琼中新民村成矿带中的应用研究[D].北京：中国地质大学，2013.

[2]罗成果.矿井超前探测综合物探方法的研究与应用[D].成都：成都理工大学，2013.

[3]于国明，李静，韩革命.综合物探方法在深部煤层采空区检测中的应用研究[J].陕西地质，2013，02（10）：62-63.endprint