综合物探方法在临清高速公路隧道勘察中的应用

左鑫灿

摘 要：本文主要探讨①通过高密度电法测量工作，对岩层的电性特征、裂隙分布、含水情况作出分析和推断;②通过音频大地电磁法（EH4）测量工作，可以分析推断深部构造及岩溶的分布情况。通过综合的物探方法勘察，可以为隧道围岩分级及隧道施工提供较充分的物探依据。

关键词：高密度电法;音频大地电磁法（EH4）;物探

中图分类号：U412 文献标识碼：A 文章编号：1671-2064（2019）03-0081-02

1 地质概况

工区内地层主要为第四系、二叠系、泥盆系、古生代变质地层。第四系全新统（Q4）残坡积层（Q4el+dl）主要为粉质黏土、含碎石粉质黏土、碎石，冲洪积层（Q4al+pl）主要为卵石土，植物层（Q4pd）主要为耕植土。二叠系上统南皮河组（P2n）主要为粉砂岩、粉砂质页岩、硅质岩夹煤层、煤线;二叠系下统大名山组（P1dm）主要为灰岩夹白云岩;石炭系上统鱼塘寨组（C3y）主要为灰岩，局部为玄武岩、凝灰质砂页岩、粉砂质页岩夹灰岩薄层。泥盆系中上统（D2-3）主要为变质石英中细粒砂岩夹千枚岩、板岩;古生代变质地层（澜沧江群）。

本区主要为双江地区的古生代变质地层（澜沧江群），据岩性特征地层分为三段：c段（Pz1lnc）：主要为二云石英片岩、含半石墨二云石英片岩;b段（Pz1lnb）：主要为石英片岩、石榴石片岩、变粒岩、角闪斜长石及石榴石岩（铁矿层）;a段（Pz1lna）：片岩、变粒岩夹石榴石岩。

2 地球物理特征

高密度电法与音频大地电磁法（EH4）均以介质电阻率差异来区分岩性及构造，根据电阻率数值大小以及在地下的展布形态来识别地下地质体的空间分布和性质。影响电阻率的主要因素有矿物成分、岩石的结构、构造及含水情况等。

本次工作地段及周边主要分布第四系黏土碎石混合物，二叠系砂岩页岩、泥盆系变质石英砂岩、古生代变质地层石英片岩、石炭系灰岩，局部地段分布少量炭质层、千枚岩、板岩，根据统计和本区地球物理的反演结果分析其物性参数如下：

由表1可知，较完整岩体与破碎、软弱岩体及断层破碎带之间存在一定的电性差异，因此本区具备开展以电阻率差异为地球物理前提的物探高密度电阻率法及音频大地电磁法（EH4）的条件。

3 方法应用

3.1 高密度电法

高密度电法是工程调查中的重要手段及有效方法，兼具剖面法与电测深法的效果，具有点距小、数据采集密度大的优点。通过实测视电阻率断面数据，进行反演计算，可推断地下具有不同电阻率性质的地质体的赋存情况，从而划分地层岩性、判定异常等。其二维地电断面能较直观地反映岩性变化及电性异常体基本形态。

根据勘察要求，结合现场地形情况，测线布置为：①沿隧道区基线yk45+170～yk45+615布置一个排列纵向测线，编号为：G11～G11;同时在通过隧道口布置一个与纵向测线相交的横排列，编号为：G12～G12。

3.2 音频大地电磁法（EH4）

高密度电法浅部数据信息丰富，但探测深度相对较小，部分埋深较大的隧道路基以下难以探测。因此，在隧道出入口地段开展高密度电法工作的基础上，在远离干扰源且隧道埋深较大地段补充开展音频大地电磁法（EH4）测量工作，探测中深部地质情况，综合分析隧道地段岩溶、裂隙及地下水发育情况。

本次工作根据勘察要求，结合现场地形情况，测线布置为：沿隧道区基线YK39+910～YK45+360布置一条电磁法（EH4）测线，编号为E20。

4 解释推断

视电阻率拟断面及地质资料为资料解释推断的基本依据。根据拟断面中视电阻率值的大小及视电阻率变化特征，结合实际地段所对应的地层岩性，划分地层分界线、推测构造，对岩溶及岩体的破碎、软弱或含水情况进行判识。

音频大地电磁法（EH4）：从断面（见图1）上看，电性特征整体以推测F2断层为分界，分析主要为不同地层引起，K39+910至K42+410段表现为低视电阻率，推测为二云石英片岩;K42+410至K45+360段浅部中低阻，结合地表出露推测为二云石英片岩，深部表现为高视电阻率，推测存在石英砂岩，风化总体较弱。

高密度电法：整个纵剖面共圈出3个低阻异常（见图2），其中G1号异常、G2号异常推测为构造破碎带或裂隙发育带，G3号异常推测为含水且岩层风化严重。

5 结语

从钻孔验证情况看，高密度低阻异常地段，钻孔揭露为岩层含水丰富且较为破碎，与异常较为吻合。音频大地电磁法（EH4）低阻异常地段，埋深在0-200米左右钻孔揭露为岩层含水丰富且较为破碎与异常较为吻合，同时推测断层与区域内分布构造位置也近似一致。本次物探工作主要对隧道地段覆盖层厚度、地层含水性、破碎带、岩溶发育等情况进行了探测，并结合地质情况进行解释推断，达到了预期目的。

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