高密度电法在岩溶路基勘察中的应用

顾维举

摘 要： 岩溶的发育会严重降低地基的承载力，容易导致地基不均匀沉降、变形、滑动甚至是路面塌陷，对高速公路建设的影响尤其重要。因此，对地下岩溶的发育情况进行查明对公路建设的安全性与可行性具有十分重大的意义。与传统的电法相比，高密度电法成本低、效率高，其测点密度大、信息丰富，解译方便。坚硬的完整性好的岩体，其视电阻率值较高，而完整性差的岩体，当富含水或填充粘土时，其视电阻率明显低于完整围岩的视电阻率。这种特性使高密度电法可以较好的反映岩溶地区岩溶的发育情况，在工程地质勘查、灾害检测等领域得到广泛的应用，解决诸多的地址问题。

关键词： 高密度电法;岩溶路基;勘察应用

【中图分类号】P631.3 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.40.149

高密度电法的技术应用，具有直流性，技术功能为勘探，作为现阶段颇具先进性的物探技术，其应用优势表现为：信息存储能力强、电法密度表现佳、测试效果优异、测试高效等，在国内矿产开发、工程建设等领域获得了广泛发展。地球物理反演理论获得了成熟化发展，在一定程度上保障了高密度电法技术应用的精准性，使其从一维应用跨度升级至三级，达成深度物探工程的各项目标。

1 测区工程概况

毕节至二龙关高速公路ZK12+450～K12+750段填方路基，段长300m，线路走向300°，左侧最大填高约20m。设计标准：双向4车道高速公路，路基宽22.50m，设计速度80km/h。

1.1 地形地貌

场地位于云贵高原北坡区。该遗址隶属于贵州省毕节市水清镇。区内有一条乡道通过，交通条件便利。该段沿山侧布置，穿越一条冲沟和两个小山顶，地形崎岖。场区与场区相邻，海拔1759.1～1875m，相对高差115.9m;线轴线通过地段海拔1768～1825.4m，相对高差57.4m，场区地貌类型为构造溶蚀的低中山地貌。

1.2 地质构造

场区属于扬子准地台娄山弧形箱形褶皱区、威信凹陷褶皱区，构造体系以滇东北新华夏系为主。该路段位于道路走向边坡的西北翼。现场区域未发现活动裂缝。岩层为单斜，产状为131°和23°。

场区岩体节理裂隙发育。节理主要由两组组成：J1：340°～350°∠80°～85°，J2：265°～275°∠70°～80°，节理间距300～1500mm，单个节理裂隙的地表延伸长度约5～25m，裂隙延伸较长，切割深度较大，破坏了山体的完整性形成了危险的岩体。中风化层节理面较光滑，多呈闭合状;强风化层中节理裂隙多呈张开状，部分节理裂隙充填泥质材料，未胶结，岩体被节理裂隙切割成块状。

1.3 地球物理地质条件

根据区域地质调查报告，根据地质调查和现场钻探，场地覆盖第四系人工填土（QML）、残坡积（QEL+DL）红粘土、碎石土，下伏基岩为下二叠统栖霞组（p1q）灰岩。

1.4 水文地质条件

场地地下水类型为孔隙水和岩溶水。孔隙水赋存于松散覆盖层，为上部滞水;岩溶水主要赋存于碳酸盐岩裂隙中，富水性与岩溶发育强度密切相关，均质性较差。场地地下水主要由大气降水补给。大气降水主要以坡面流的方式向河流排泄。地表水入渗后，沿基岩裂隙、岩层、溶洞运移，向地下河排泄。

覆盖层视电阻率低于基岩视电阻率，基岩视电阻率较高。这种物性差异为利用电阻率法探测覆盖层厚度、强风化层、断层及岩石裂隙发育程度提供了良好的条件。

2 数据收集与解说

2.1 测线安置与仪器选择

依据勘测目的，结合现场所形状况，测线安置为：沿K42+471～K42+746安置一个纵向排列，编号为：DF1。沿K42+610左135.55～K42+573右162m安置一个横向排列，编号为：DF2。电极数60，电极间距5m，测线长300m。本次作业使用的重庆奔腾WGMD-9高密度电法仪，仪器作业功能良好，测量数据可靠。测量削减接地电阻，确保测量质量。

2.2 资料处理

对收集得到的数据作地形校正，合理设置软件中解说所须参数，运转RES2DINV高密度电阻率反演程序进行反演解说。RES2DINV高密度电阻率反演程序是基于油滑束缚最小二乘法的核算机反演程序，具有核算速度快的特点，在反演5次后能够到达要求。在解说过程中，须随时调整参数，以便使结果实在合理，核算结果用ρs等值线图和电阻率色度图表现，两者结合，归纳解说。

2.3 成果分析及地质解释

本次高密度电法勘探，根据理论计算及实践经验，反映的最大勘探深度50m左右。根据用Surfer软件绘制的ρs等值线图和高密度电阻率数据反演软件反演结果图及地质解释图（3.1，3.2），并结合地质调绘资料，解释如下：DF1～DF1：测线内表层为覆盖层，厚度在0～9.2m之间;强风化层厚度在2.0～12m之间。断面桩号130-150深23.42m处可能存在溶洞。DF2～DF2：测线内表层为覆盖层，厚度在3～8.5m之间;强风化层厚度在1.8～10m之间。断面桩号120-130段低阻异常，深40m处可能存在溶洞;断面桩号230-240m段存在低阻异常，深12.86m处可能存在溶洞。

2.4 工程地质评价

拟建场地不良地质作用主要为软塑状黏土、岩溶，路基范围为岩溶洼地，地表及地下溶洞、溶沟、溶槽发育。由于排水通道未打通，原有消水洞被堵塞，降雨等造成地表水积聚，厚度较厚的黏土被水浸泡成软塑状黏土，对路基稳定性影响很大;场区地表及地下岩溶发育，地下溶沟、溶槽、岩溶漏斗、溶洞等对局部路基的稳定性有影响。場地经过工程处理后，适宜工程建设。

结论：高密度电法成果为地下介质体的视电阻率分布规律，对钻探布置具有指导性意义，而物探具有多解性，利用物探资料时，须结合钻探资料综合解释，得到更准确的结果。

参考文献

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