物探方法在公路巖溶勘察中的綜合應用

朱移凡

摘要：以昆明～轎子雪山旅游專線公路第二合同段巖溶勘察為例，介紹了高密度電阻率法、探地雷達等工作原理和方法，解決了困擾建設的難題。通過在該高速公路施工勘察中的成功應用，說明了多種物探方法的綜合應用對于互相對比糾正、正確解釋地質現(xiàn)象和查遺補漏是有益和必要的。探測結果表明綜合物探方法在巖溶探測的優(yōu)勢。

關鍵詞：高速公路；物探；巖溶

現(xiàn)填路基的施工單位在進行公路施工時，在昆明～第二合同段轎子雪山旅游專線這一帶出現(xiàn)施工問題。該地出現(xiàn)梁樁基巖溶事故，出現(xiàn)路基下沉、樁孔坡環(huán)的工程事件，如果不能仔細的勘察當?shù)氐匦?，詳細了解公路巖溶的情況，施工就不能正常進行。

經(jīng)過初步的勘察，可以了解到這是一樁嚴重的沉陷工程事故，該地地處于巖溶位置，且?guī)r溶發(fā)育不完全，若要工程能順利繼續(xù)，就要準確的了解當?shù)氐牡刭|情況。從理論上說，鉆探的方法能夠達到勘察的目的，但是考慮到井眼直徑很小，也許勘察的效果還是不能滿足施工的要求，這是因為巖溶地區(qū)的地質目標是高度不確定，所以很難用鉆井方法做好勘察，此時使用探索工程物理是一種很好的辦法，即所謂物探勘察的辦法。

物探勘察是根據(jù)勘察對象的物理性質進行勘察，人們在勘察時可用電位法、電磁法、聲學檢測法等，提取勘察對象的物理數(shù)據(jù)，并對數(shù)理數(shù)據(jù)進行分析，從而掌握勘察對象的物理情況。在公路巖溶勘察時，可以根據(jù)不同的地區(qū)、不同的對象選擇最適當?shù)奈锾椒椒?。以該次的勘察為例，在進行物探勘察以前，在做好初步的勘察以后，選擇高密度電阻率法和高密度探地雷達（GPR）結合的勘察法。

一、項目概述

二、物探流程

1、高密度電阻率法

該物擦法為1980年創(chuàng)立，它是在常規(guī)電阻率法創(chuàng)立以后，由于要針對某一勘察對象進行精密的探測的緣故，所以選擇某一個勘察對象進行高密度的勘察，這種物探方法非常適合探察山地的復雜地形。人們使用高密度電阻率法進行物探時，需要把很多的的電極布置在需要勘察的對象上，高密度電阻率法電測量儀器會以地震勘探覆蓋的方式對它進行勘察，并提取電極傳來的地電信息。這種勘察方式具有以下的幾個特點：

干擾少的特點，一次性的安排電極，使電極之間產(chǎn)生的干擾比較少；可以全方位勘察，由于它針對某一對象布置高密度的電極，所以能全方位的了解勘察對象的地電結構；數(shù)據(jù)采集和分析靈活的特點，人們使用這種勘察方法，既可以應用儀器自帶的參數(shù)采集和分析數(shù)據(jù)，也可自設參數(shù)讓儀器按要求采集數(shù)據(jù)，也可人工干涉數(shù)據(jù)的分析。

以該次勘察項目為例，該次使用儀器預設的參數(shù)采集數(shù)據(jù)以后，進行人工分析采集的數(shù)據(jù)，篩選出不合理的參數(shù)。然后將剩下的數(shù)據(jù)交由儀器的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)進行分析，將得到的數(shù)據(jù)與相鄰鉆井的數(shù)據(jù)進行分析比較，最終儀器繪出該工程地質區(qū)的圖紙。

2、探地雷達（GPR）

探地雷達（亦即地質Redar GPR）是一種使用超高頻（106-109 MHZ）短脈沖電磁波來來勘察地下介質分布的物探方法，這種方法的勘察原理為由地面發(fā)射高頻電磁波寬帶短脈沖，然后天線接收r接收反射的數(shù)據(jù)信息，它的接收范圍可達0 - 2.5米，使用這種方法可利用高頻電磁波寬帶短脈沖遇到不同的物質其反射的波速不同的原理，讓人了解該地的地質情況。

使用該勘察方法時脈搏波傳播時間要求： ，

在當?shù)刂胁ㄋ俣葀是已知的，根據(jù)t值的測量精度（ns，Ins=10-9 s），

由該公式可以較精確的求出反射體的深度（m）。

其中測定獲得固定的值類型，V值（m / ns）使用一個直接測量，廣角可以根據(jù)近似計算，在c是光速（c = 0.3 m / n s），ε作為地下介質的相對介電常數(shù)的值。后者可以使用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)或測量。

根據(jù)科學的資料統(tǒng)計，水的工作區(qū)域的平均波速0.3 m / n s。雷達波速的土壤是0.05 ～ 0.15 m / m / n s ns之間及其屬性有密切關系，水越多，雷達波速較小，因為前幾天的大雨下的檢測工作區(qū)域，因此粘土層雷達波速較低，約為0.05 nm / ns；砂卵石波速0.07 ～ 0.11米/ ns；0.06 ～ 0.09米/ ns泥巖波速；石灰石在0.1 ～ 0.12米/雷達波速ns，但在沖水巖溶斷裂帶，非常低的雷達波速的水（0.0 3 3 m / ns），所以雷達波速巖溶分解。經(jīng)過反射信號處理后，探地雷達輸出的反射波的輸出時間部分，會根據(jù)由于不同的介質的反射波形特征得到南質勘察數(shù)據(jù)。結合已知地質和鉆井數(shù)據(jù)調(diào)查的一部分地區(qū)的數(shù)據(jù)進行分析比較，可以得到來探測介質的內(nèi)部結構。比如，如果腐蝕槽或巖溶洞穴充填粘土（或砂），就會出現(xiàn)在溝或巖溶洞穴弱反射；如果填充材料，過于緊湊，則反射量越少，然而它與石灰石之間的接口會有較強的反射。根據(jù)以上的例子可以看到，使用該種方法能夠根據(jù)強反射圓腐蝕槽或洞的位置。

依該次的勘察為例，圖3是小麥K2 7 1 + 9的57.3部分大型橋梁雷達圖像和地質解釋圖表，約3米的深度，砂卵石層底部埋深7.5-11米，厚4.5-5米，底部的泥巖層深度20-25米，10-18米厚的泥巖在石灰?guī)r，巨大的厚，而不是穿透。圖6是小麥K2 7 1 + 984段的大型橋梁雷達圖像和地質解釋圖表，它反映了區(qū)域有兩個洞，第一個洞寬約1。Sm、深9-30米；第二個洞寬lm，10到24米深。

三、結語

1、在高速公路第二合同段從昆明～轎子雪山旅游專線喀斯特地區(qū)，出現(xiàn)的巖溶地質不利于公路的建設，為了了解當?shù)氐刭|的情況，本次使用物探的方式對它的空間分布情況、巖溶深度情況進行勘察，該次的勘察項目結果令人滿意，目前杭州黃金官方公路安全操作已經(jīng)超過三年了。

2、工程建設，利用地球物理技術與經(jīng)濟快速和巖性、構造斷裂區(qū)，巖溶地質現(xiàn)象明顯反映，為廣泛的地下的一項調(diào)查，提供直觀的截面和飛機的持續(xù)狀態(tài)；工程勘察檢測方法的重要組成部分。

應該指出，在進行物探以前，初部的勘察是非常必要的。在初部勘察的時候，需要使用鉆進的方法初步的了解當?shù)氐牡刭|情況，接下來才能準確的選擇物探方法，否則進行地質勘察時，會耗費太多的人力物力。

從本次的勘察實例可以了解，在地質勘察時，使用物探勘察法，能更準確的了解地地的地質情況。

參考文獻

[1]趙遠由，林貴生.探地雷達在隱伏巖溶勘察中的應用[J].礦產(chǎn)與地質，2006（3）.

[2]祝衛(wèi)東，錢勇峰，李建華高密度電阻率法在采空區(qū)及巖溶探測中的應用研究[J].工程勘察，2006（4）.

[3]杜彥軍，苗慶庫，劉黎東，郭志強，張繼令.采用綜合物探技術探測路基下洞穴[J]，巖土工程界，2006（4）.endprint

摘要：以昆明～轎子雪山旅游專線公路第二合同段巖溶勘察為例，介紹了高密度電阻率法、探地雷達等工作原理和方法，解決了困擾建設的難題。通過在該高速公路施工勘察中的成功應用，說明了多種物探方法的綜合應用對于互相對比糾正、正確解釋地質現(xiàn)象和查遺補漏是有益和必要的。探測結果表明綜合物探方法在巖溶探測的優(yōu)勢。

關鍵詞：高速公路；物探；巖溶

現(xiàn)填路基的施工單位在進行公路施工時，在昆明～第二合同段轎子雪山旅游專線這一帶出現(xiàn)施工問題。該地出現(xiàn)梁樁基巖溶事故，出現(xiàn)路基下沉、樁孔坡環(huán)的工程事件，如果不能仔細的勘察當?shù)氐匦危敿毩私夤穾r溶的情況，施工就不能正常進行。

經(jīng)過初步的勘察，可以了解到這是一樁嚴重的沉陷工程事故，該地地處于巖溶位置，且?guī)r溶發(fā)育不完全，若要工程能順利繼續(xù)，就要準確的了解當?shù)氐牡刭|情況。從理論上說，鉆探的方法能夠達到勘察的目的，但是考慮到井眼直徑很小，也許勘察的效果還是不能滿足施工的要求，這是因為巖溶地區(qū)的地質目標是高度不確定，所以很難用鉆井方法做好勘察，此時使用探索工程物理是一種很好的辦法，即所謂物探勘察的辦法。

物探勘察是根據(jù)勘察對象的物理性質進行勘察，人們在勘察時可用電位法、電磁法、聲學檢測法等，提取勘察對象的物理數(shù)據(jù)，并對數(shù)理數(shù)據(jù)進行分析，從而掌握勘察對象的物理情況。在公路巖溶勘察時，可以根據(jù)不同的地區(qū)、不同的對象選擇最適當?shù)奈锾椒椒?。以該次的勘察為例，在進行物探勘察以前，在做好初步的勘察以后，選擇高密度電阻率法和高密度探地雷達（GPR）結合的勘察法。

一、項目概述

二、物探流程

1、高密度電阻率法

該物擦法為1980年創(chuàng)立，它是在常規(guī)電阻率法創(chuàng)立以后，由于要針對某一勘察對象進行精密的探測的緣故，所以選擇某一個勘察對象進行高密度的勘察，這種物探方法非常適合探察山地的復雜地形。人們使用高密度電阻率法進行物探時，需要把很多的的電極布置在需要勘察的對象上，高密度電阻率法電測量儀器會以地震勘探覆蓋的方式對它進行勘察，并提取電極傳來的地電信息。這種勘察方式具有以下的幾個特點：

干擾少的特點，一次性的安排電極，使電極之間產(chǎn)生的干擾比較少；可以全方位勘察，由于它針對某一對象布置高密度的電極，所以能全方位的了解勘察對象的地電結構；數(shù)據(jù)采集和分析靈活的特點，人們使用這種勘察方法，既可以應用儀器自帶的參數(shù)采集和分析數(shù)據(jù)，也可自設參數(shù)讓儀器按要求采集數(shù)據(jù)，也可人工干涉數(shù)據(jù)的分析。

以該次勘察項目為例，該次使用儀器預設的參數(shù)采集數(shù)據(jù)以后，進行人工分析采集的數(shù)據(jù)，篩選出不合理的參數(shù)。然后將剩下的數(shù)據(jù)交由儀器的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)進行分析，將得到的數(shù)據(jù)與相鄰鉆井的數(shù)據(jù)進行分析比較，最終儀器繪出該工程地質區(qū)的圖紙。

2、探地雷達（GPR）

探地雷達（亦即地質Redar GPR）是一種使用超高頻（106-109 MHZ）短脈沖電磁波來來勘察地下介質分布的物探方法，這種方法的勘察原理為由地面發(fā)射高頻電磁波寬帶短脈沖，然后天線接收r接收反射的數(shù)據(jù)信息，它的接收范圍可達0 - 2.5米，使用這種方法可利用高頻電磁波寬帶短脈沖遇到不同的物質其反射的波速不同的原理，讓人了解該地的地質情況。

使用該勘察方法時脈搏波傳播時間要求： ，

在當?shù)刂胁ㄋ俣葀是已知的，根據(jù)t值的測量精度（ns，Ins=10-9 s），

由該公式可以較精確的求出反射體的深度（m）。

其中測定獲得固定的值類型，V值（m / ns）使用一個直接測量，廣角可以根據(jù)近似計算，在c是光速（c = 0.3 m / n s），ε作為地下介質的相對介電常數(shù)的值。后者可以使用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)或測量。

根據(jù)科學的資料統(tǒng)計，水的工作區(qū)域的平均波速0.3 m / n s。雷達波速的土壤是0.05 ～ 0.15 m / m / n s ns之間及其屬性有密切關系，水越多，雷達波速較小，因為前幾天的大雨下的檢測工作區(qū)域，因此粘土層雷達波速較低，約為0.05 nm / ns；砂卵石波速0.07 ～ 0.11米/ ns；0.06 ～ 0.09米/ ns泥巖波速；石灰石在0.1 ～ 0.12米/雷達波速ns，但在沖水巖溶斷裂帶，非常低的雷達波速的水（0.0 3 3 m / ns），所以雷達波速巖溶分解。經(jīng)過反射信號處理后，探地雷達輸出的反射波的輸出時間部分，會根據(jù)由于不同的介質的反射波形特征得到南質勘察數(shù)據(jù)。結合已知地質和鉆井數(shù)據(jù)調(diào)查的一部分地區(qū)的數(shù)據(jù)進行分析比較，可以得到來探測介質的內(nèi)部結構。比如，如果腐蝕槽或巖溶洞穴充填粘土（或砂），就會出現(xiàn)在溝或巖溶洞穴弱反射；如果填充材料，過于緊湊，則反射量越少，然而它與石灰石之間的接口會有較強的反射。根據(jù)以上的例子可以看到，使用該種方法能夠根據(jù)強反射圓腐蝕槽或洞的位置。

依該次的勘察為例，圖3是小麥K2 7 1 + 9的57.3部分大型橋梁雷達圖像和地質解釋圖表，約3米的深度，砂卵石層底部埋深7.5-11米，厚4.5-5米，底部的泥巖層深度20-25米，10-18米厚的泥巖在石灰?guī)r，巨大的厚，而不是穿透。圖6是小麥K2 7 1 + 984段的大型橋梁雷達圖像和地質解釋圖表，它反映了區(qū)域有兩個洞，第一個洞寬約1。Sm、深9-30米；第二個洞寬lm，10到24米深。

三、結語

1、在高速公路第二合同段從昆明～轎子雪山旅游專線喀斯特地區(qū)，出現(xiàn)的巖溶地質不利于公路的建設，為了了解當?shù)氐刭|的情況，本次使用物探的方式對它的空間分布情況、巖溶深度情況進行勘察，該次的勘察項目結果令人滿意，目前杭州黃金官方公路安全操作已經(jīng)超過三年了。

2、工程建設，利用地球物理技術與經(jīng)濟快速和巖性、構造斷裂區(qū)，巖溶地質現(xiàn)象明顯反映，為廣泛的地下的一項調(diào)查，提供直觀的截面和飛機的持續(xù)狀態(tài)；工程勘察檢測方法的重要組成部分。

應該指出，在進行物探以前，初部的勘察是非常必要的。在初部勘察的時候，需要使用鉆進的方法初步的了解當?shù)氐牡刭|情況，接下來才能準確的選擇物探方法，否則進行地質勘察時，會耗費太多的人力物力。

從本次的勘察實例可以了解，在地質勘察時，使用物探勘察法，能更準確的了解地地的地質情況。

參考文獻

[1]趙遠由，林貴生.探地雷達在隱伏巖溶勘察中的應用[J].礦產(chǎn)與地質，2006（3）.

[2]祝衛(wèi)東，錢勇峰，李建華高密度電阻率法在采空區(qū)及巖溶探測中的應用研究[J].工程勘察，2006（4）.

[3]杜彥軍，苗慶庫，劉黎東，郭志強，張繼令.采用綜合物探技術探測路基下洞穴[J]，巖土工程界，2006（4）.endprint

摘要：以昆明～轎子雪山旅游專線公路第二合同段巖溶勘察為例，介紹了高密度電阻率法、探地雷達等工作原理和方法，解決了困擾建設的難題。通過在該高速公路施工勘察中的成功應用，說明了多種物探方法的綜合應用對于互相對比糾正、正確解釋地質現(xiàn)象和查遺補漏是有益和必要的。探測結果表明綜合物探方法在巖溶探測的優(yōu)勢。

關鍵詞：高速公路；物探；巖溶

現(xiàn)填路基的施工單位在進行公路施工時，在昆明～第二合同段轎子雪山旅游專線這一帶出現(xiàn)施工問題。該地出現(xiàn)梁樁基巖溶事故，出現(xiàn)路基下沉、樁孔坡環(huán)的工程事件，如果不能仔細的勘察當?shù)氐匦危敿毩私夤穾r溶的情況，施工就不能正常進行。

經(jīng)過初步的勘察，可以了解到這是一樁嚴重的沉陷工程事故，該地地處于巖溶位置，且?guī)r溶發(fā)育不完全，若要工程能順利繼續(xù)，就要準確的了解當?shù)氐牡刭|情況。從理論上說，鉆探的方法能夠達到勘察的目的，但是考慮到井眼直徑很小，也許勘察的效果還是不能滿足施工的要求，這是因為巖溶地區(qū)的地質目標是高度不確定，所以很難用鉆井方法做好勘察，此時使用探索工程物理是一種很好的辦法，即所謂物探勘察的辦法。

物探勘察是根據(jù)勘察對象的物理性質進行勘察，人們在勘察時可用電位法、電磁法、聲學檢測法等，提取勘察對象的物理數(shù)據(jù)，并對數(shù)理數(shù)據(jù)進行分析，從而掌握勘察對象的物理情況。在公路巖溶勘察時，可以根據(jù)不同的地區(qū)、不同的對象選擇最適當?shù)奈锾椒椒āＲ栽摯蔚目辈鞛槔?，在進行物探勘察以前，在做好初步的勘察以后，選擇高密度電阻率法和高密度探地雷達（GPR）結合的勘察法。

一、項目概述

二、物探流程

1、高密度電阻率法

該物擦法為1980年創(chuàng)立，它是在常規(guī)電阻率法創(chuàng)立以后，由于要針對某一勘察對象進行精密的探測的緣故，所以選擇某一個勘察對象進行高密度的勘察，這種物探方法非常適合探察山地的復雜地形。人們使用高密度電阻率法進行物探時，需要把很多的的電極布置在需要勘察的對象上，高密度電阻率法電測量儀器會以地震勘探覆蓋的方式對它進行勘察，并提取電極傳來的地電信息。這種勘察方式具有以下的幾個特點：

干擾少的特點，一次性的安排電極，使電極之間產(chǎn)生的干擾比較少；可以全方位勘察，由于它針對某一對象布置高密度的電極，所以能全方位的了解勘察對象的地電結構；數(shù)據(jù)采集和分析靈活的特點，人們使用這種勘察方法，既可以應用儀器自帶的參數(shù)采集和分析數(shù)據(jù)，也可自設參數(shù)讓儀器按要求采集數(shù)據(jù)，也可人工干涉數(shù)據(jù)的分析。

以該次勘察項目為例，該次使用儀器預設的參數(shù)采集數(shù)據(jù)以后，進行人工分析采集的數(shù)據(jù)，篩選出不合理的參數(shù)。然后將剩下的數(shù)據(jù)交由儀器的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)進行分析，將得到的數(shù)據(jù)與相鄰鉆井的數(shù)據(jù)進行分析比較，最終儀器繪出該工程地質區(qū)的圖紙。

2、探地雷達（GPR）

探地雷達（亦即地質Redar GPR）是一種使用超高頻（106-109 MHZ）短脈沖電磁波來來勘察地下介質分布的物探方法，這種方法的勘察原理為由地面發(fā)射高頻電磁波寬帶短脈沖，然后天線接收r接收反射的數(shù)據(jù)信息，它的接收范圍可達0 - 2.5米，使用這種方法可利用高頻電磁波寬帶短脈沖遇到不同的物質其反射的波速不同的原理，讓人了解該地的地質情況。

使用該勘察方法時脈搏波傳播時間要求： ，

在當?shù)刂胁ㄋ俣葀是已知的，根據(jù)t值的測量精度（ns，Ins=10-9 s），

由該公式可以較精確的求出反射體的深度（m）。

其中測定獲得固定的值類型，V值（m / ns）使用一個直接測量，廣角可以根據(jù)近似計算，在c是光速（c = 0.3 m / n s），ε作為地下介質的相對介電常數(shù)的值。后者可以使用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)或測量。

根據(jù)科學的資料統(tǒng)計，水的工作區(qū)域的平均波速0.3 m / n s。雷達波速的土壤是0.05 ～ 0.15 m / m / n s ns之間及其屬性有密切關系，水越多，雷達波速較小，因為前幾天的大雨下的檢測工作區(qū)域，因此粘土層雷達波速較低，約為0.05 nm / ns；砂卵石波速0.07 ～ 0.11米/ ns；0.06 ～ 0.09米/ ns泥巖波速；石灰石在0.1 ～ 0.12米/雷達波速ns，但在沖水巖溶斷裂帶，非常低的雷達波速的水（0.0 3 3 m / ns），所以雷達波速巖溶分解。經(jīng)過反射信號處理后，探地雷達輸出的反射波的輸出時間部分，會根據(jù)由于不同的介質的反射波形特征得到南質勘察數(shù)據(jù)。結合已知地質和鉆井數(shù)據(jù)調(diào)查的一部分地區(qū)的數(shù)據(jù)進行分析比較，可以得到來探測介質的內(nèi)部結構。比如，如果腐蝕槽或巖溶洞穴充填粘土（或砂），就會出現(xiàn)在溝或巖溶洞穴弱反射；如果填充材料，過于緊湊，則反射量越少，然而它與石灰石之間的接口會有較強的反射。根據(jù)以上的例子可以看到，使用該種方法能夠根據(jù)強反射圓腐蝕槽或洞的位置。

依該次的勘察為例，圖3是小麥K2 7 1 + 9的57.3部分大型橋梁雷達圖像和地質解釋圖表，約3米的深度，砂卵石層底部埋深7.5-11米，厚4.5-5米，底部的泥巖層深度20-25米，10-18米厚的泥巖在石灰?guī)r，巨大的厚，而不是穿透。圖6是小麥K2 7 1 + 984段的大型橋梁雷達圖像和地質解釋圖表，它反映了區(qū)域有兩個洞，第一個洞寬約1。Sm、深9-30米；第二個洞寬lm，10到24米深。

三、結語

1、在高速公路第二合同段從昆明～轎子雪山旅游專線喀斯特地區(qū)，出現(xiàn)的巖溶地質不利于公路的建設，為了了解當?shù)氐刭|的情況，本次使用物探的方式對它的空間分布情況、巖溶深度情況進行勘察，該次的勘察項目結果令人滿意，目前杭州黃金官方公路安全操作已經(jīng)超過三年了。

2、工程建設，利用地球物理技術與經(jīng)濟快速和巖性、構造斷裂區(qū)，巖溶地質現(xiàn)象明顯反映，為廣泛的地下的一項調(diào)查，提供直觀的截面和飛機的持續(xù)狀態(tài)；工程勘察檢測方法的重要組成部分。

應該指出，在進行物探以前，初部的勘察是非常必要的。在初部勘察的時候，需要使用鉆進的方法初步的了解當?shù)氐牡刭|情況，接下來才能準確的選擇物探方法，否則進行地質勘察時，會耗費太多的人力物力。

從本次的勘察實例可以了解，在地質勘察時，使用物探勘察法，能更準確的了解地地的地質情況。

參考文獻

[1]趙遠由，林貴生.探地雷達在隱伏巖溶勘察中的應用[J].礦產(chǎn)與地質，2006（3）.

[2]祝衛(wèi)東，錢勇峰，李建華高密度電阻率法在采空區(qū)及巖溶探測中的應用研究[J].工程勘察，2006（4）.

[3]杜彥軍，苗慶庫，劉黎東，郭志強，張繼令.采用綜合物探技術探測路基下洞穴[J]，巖土工程界，2006（4）.endprint