综合物探法在岩溶地面塌陷勘查中的应用研究

邹仁辉，梁 明

（广西壮族自治区地质环境监测总站，广西 桂林 541004）

岩溶在我国地下分布较为广泛，南至广东广西，西至云南贵州，东至江苏浙江。岩溶在发育过程中极易造成地面塌陷灾害，因此，有效的探测、及早预防至关重要。岩溶塌陷的产生具有充分的自然地理因素、地质因素以及人为因素，从这些产生的机制和条件研究、探测，从而准确的探测出岩溶的地下形态和空间分布，并采取针对性的措施进行防治[1，2]。

1 工程概况

广西南宁市坛洛镇坛洛村发生地面塌陷，发现多起塌陷坑，为了查明塌陷成因及塌陷的影响范围，在塌陷村庄布设了高密度和地质雷达测线，对村庄的交通要道及塌陷坑附近的房屋内进行探测，查明浅部土洞和溶洞的发育情况[3]。

2 地球物探特征

根据已有的钻孔资料可以知道测区内岩土层至上而下依次为第四系覆盖层和灰岩。测区内没有充填物的土洞和溶洞表现为高阻异常，带水充填物的土洞和溶洞表现为低阻异常，所以满足电阻率法的条件。地质雷达在探测到溶洞和土洞的时候会出现双抛形态，对塌陷边缘同相轴会发生错动。

3 探测方法

（1）高密度电法是对常规电法的一种综合，兼具剖面法与电测深的效果。当溶洞、暗河等不良地质体存在时，其电阻率与周围、土体的电阻率具有明显的差异。本次高密度测探数据采集采用了温纳装置进行测量，点距5m。

（2）地质雷达探测。地质雷达（简称GPR）。是利用高频电磁（1MHz～1GHz)，以脉冲形式通过发射天线被定向地送入地下。本次地质雷达探测利用脉冲波来探测地下的地质情况，具有高保真，高分辨率，全程数字控制和数字化采集等特色。

4 物探成果分析

（1）高密度主要测线有四条，分别为D-D＇线、F-F＇线、G-G＇线和H-H＇线。现对这几条测线分别分析：

D-D＇测线的布设环境主要是在干旱的稻田和旱地中，受环境影响较少，在270m～430m段，深度约为25m以上有一个低阻带，推断为溶槽或溶沟发育造成。

F-F＇测线的测量方向为南到北，受环境影响相对较少，在200m～360m段，深度约为60m以上有一个“v“型低阻带，推断此低阻带为一个断层破碎带。

G-G＇测线的测量方向为南到北，受环境影响相对较大，在120m～170m段，深度约为15m以上有一个低阻带，推断此低阻带为一个断层破碎带。

H-H＇测线的测量方向为南到北，受环境影响相对较大，在140m～170m段，深度约为45m以上有一个低阻带，推断此低阻带为一个断层破碎带。

由四条测线可推断出有一断层经过测区，断层破碎带在中学附近最宽，往东西两个方向逐渐变窄，断层走向近似东西向，推断断层的倾向向南倾，倾角较陡，约为70°～85°，经过钻孔揭露与推断结果相互吻合。

（2）地质雷达成果分析。本次地质雷达测线较多，在这里选取两条典型数据进行分析：

图1在22m处，约13.6m处有溶洞发育，在28m和38m处深度约2.1m位置有土洞发育。

图1 A4线地质雷达影像图

图2在20m和44m处深度约1.8m位置有土洞发育。这两条测线推断的土洞和溶洞与钻探揭露相一致。

5 结语

图2 A8线地质雷达影像图

通过本次物探工作，发现测区内岩溶土洞较发育，同时在测区内确定了一条不明断层通过，推断的土洞溶洞和断层均与地质钻孔验证中的地勘资料相互吻合。结合本工程实例，得出如下结论：

（1）塌陷区引起的地质灾害严重威胁当地经济建设和人民财产的安全，因此开展塌陷区物探工作对地质灾害预测与防治具有重要的意义。

（2）物探方法种类繁多，但没有一种方法能全面解决各种问题，所以为了更加准确地检测到塌陷隐患区域，需综合运用多种方法，相互验证，相互参考，相互补充，根据本次塌陷区的探测，结果表明高密度在深部（15m以下）探测岩溶及构造和地质雷达在浅部（15m以上）探测土洞和岩溶的效果极佳，这两种探测方法相互使用在南方的岩溶塌陷勘查中具有很好的借鉴意义。