物探方法在工程地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

金永康

【摘 要】本文結(jié)合工程實例，詳細(xì)介紹了聯(lián)合剖面法和視電阻率測深法等綜合探測方法在工程地質(zhì)勘查中結(jié)合應(yīng)用，并在勘查結(jié)果資料整理的基礎(chǔ)上，對地質(zhì)異常特征推斷分析進(jìn)行了詳細(xì)論述，對地質(zhì)勘查結(jié)果進(jìn)行了評價。

【關(guān)鍵詞】聯(lián)合剖面法；視電阻率；工程地質(zhì)勘查；推斷分析

1 擬建場址地質(zhì)概況

1.1勘查目的任務(wù)

湖南一新建大型工業(yè)廠房工程，占地約40h㎡。第四紀(jì)浮土覆蓋，野生植被不發(fā)育；地形由西向東逐漸抬高，標(biāo)高在200m～225m之間。本次勘查的目的任務(wù)是：初步查明場地覆蓋層厚度，洞穴分布及斷裂分布特征，為場地建筑的適宜性作出評價。

1.2地質(zhì)地球物理特征

1.2.1場區(qū)地質(zhì)特征

場區(qū)均被第四系（Q4）沖積層覆蓋，總厚約6～18m。上部主為粉質(zhì)粘土（含耕植土），下為5～10m的砂層和砂卵石土層，砂卵石層中含有砂金，場地內(nèi)留下了顯露和隱覆的古采金空洞，大多垮塌或半充填，分布無規(guī)律，給工程勘察和設(shè)計帶來了困難。

下覆基巖為白堊系下統(tǒng)（K1）紅色粉砂巖和礫巖。

1.2.2地球物理特征

場區(qū)地質(zhì)斷面模型為：粉質(zhì)粘土——砂卵石土（采金空洞）——粉砂巖——砂礫巖.

2 勘查方法技術(shù)

根據(jù)勘查目的任務(wù)及場區(qū)地球物理特征，本次勘查采用電阻率探測法中的聯(lián)合剖面法和測深法。

2.1聯(lián)合剖面法

主要探查采金洞和基巖中的斷層裂隙帶。根據(jù)探測目標(biāo)的大小和形態(tài)及現(xiàn)場試驗，測量裝置為AO（BO）極距120m，MN=20m，點距10m，無窮遠(yuǎn)極。C>5AO。

測線方向基本垂直預(yù)測目標(biāo)的走向，即111°～291°（線距20m）。除此設(shè)計了4條21°～201°方向的測線。

數(shù)據(jù)處理和圖件繪制均在計算機(jī)上實現(xiàn)，最終編制聯(lián)合剖面曲線平面圖。

2.2電測深法

目的主要探查第四系覆蓋層厚度及基巖起伏形態(tài)。從地球物理特征中可知，第四系各巖性土層與下覆自堊系砂礫巖電性差異較大，采用電測深可以解決覆蓋層厚度問題。

場地較平坦，且覆蓋層厚度小于20m，為此選用四極對稱電測深裝置，最大供電極距（AB）220m，測線方向為111°～291°，測點距40m。

數(shù)據(jù)處理與成圖：各測點數(shù)據(jù)提取——各測深點高程提取和格式化一同剖面測深點數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成RES2DINV格式——反演——結(jié)果輸出——在 AutoCAD2000中制作視電阻率測深斷面圖和基巖等深線圖。

3 勘查成果

3.1根據(jù)聯(lián)合剖面和電測深資料，場區(qū)內(nèi)存在兩個砂金古采空區(qū)。

一區(qū)位于5、4、3線間，長約60m，寬約30m，走向NE22°左右，埋深3～10m。

二區(qū)位于場區(qū)東南角，長大于100m，寬度大于40m（東南超出場地，未見邊界。走向NE30度，埋深3～8m）。

推斷分析依據(jù)：

①聯(lián)合剖面pAs～pBs出現(xiàn)同步高阻的特點，其阻值多在150～300Ω·m間，兩側(cè)為相對的低阻區(qū)塊。

②電測深成果反映了第四系厚度加厚區(qū)，其厚度10～18m，為砂卵石層加厚區(qū)，有利于砂金礦的富集，是砂金的目標(biāo)區(qū)。

③地面調(diào)查兩處均有古老的人工堆積土，據(jù)訪問，上世紀(jì)三十年代有采金活動。

3.2根據(jù)聯(lián)合剖面資料分析，場區(qū)內(nèi)存在一條斷層裂隙帶。

該斷裂帶異常特征是，在2、3、4、5及9、10線上，有明顯的低阻正交點，見圖1及圖4。在圖4中，pAs與pBs出現(xiàn)低阻正交點，根據(jù)物性特征，在基巖中出現(xiàn)的線性低阻應(yīng)是斷裂裂隙所致，根據(jù)pAs與pBs的不對稱性及pBs曲線斜度特征，斷層面傾向北西西，傾角45～50度的張性正斷層。斷層走向NE20度左右，斷續(xù)延長約750m左右，規(guī)模較小。

3.3基本查明了第四系土層厚度和基巖起伏面特征

根據(jù)電測深曲線類型并經(jīng)定量解釋，構(gòu)制了場區(qū)第四系等厚度圖。

場區(qū)內(nèi)電測深曲線類型有兩種，即G型和HK型。

G型曲線為兩層地質(zhì)斷面，曲線的前支為低阻，阻值為35～50Ω·m，其視電阻率相當(dāng)?shù)谒南捣圪|(zhì)粘土和砂卵石土（含水），故推斷為第四系沖積層。尾支為高阻層，曲線呈30～40度角度上升，經(jīng)定量解釋，視電阻率1000Ω·m以上，應(yīng)為下覆白堊系砂礫巖。因此G型曲線反映了第四系與基巖接觸的地電斷面特征。

KH型曲線反映了四層地電斷面特征，曲線的前支為低阻層，應(yīng)為第四系粉質(zhì)粘土和砂卵石土；第二支曲線呈35度以上的角度上升，定量解釋其阻值大于2000Ω·m的高阻，且厚度小于10m，推斷為采金空洞或塌落洞，第三支曲線為下降曲線，定量解釋阻值多在80～120Ω·m間，且厚度多小于5m，推斷為第四系砂卵石土（含水）；曲線末支呈35°左右的上升曲線，阻大干1000Ω·m，且厚度大，應(yīng)為下覆白堊系砂礫巖。因此，該類型曲線的前三層為第四系沖積層，H特征點為第四系與下覆基巖的分界點。

據(jù)此對電測深曲線進(jìn)行了正、反演計算，計算出各測點第四系厚度值，最終構(gòu)制了場地基巖面等深線平面圖。

4 結(jié)語

4.1運用聯(lián)合剖面和對稱四極電測深法，基本查明了場地覆蓋層厚度和基巖起伏面特征，圈出了兩個砂金采空洞穴區(qū)和一條斷裂帶，為擬建工程規(guī)劃和詳勘提供了依據(jù)。

4.2兩個釆金空洞區(qū)，雖埋深較小，但穩(wěn)定性差，宜作為建筑物避讓區(qū)。斷裂規(guī)模小，且穩(wěn)定，對建筑物影響小。

4.3采用物探綜合方法，較快速（工作周期22d）和經(jīng)濟(jì)有效的查明了場地工程地質(zhì)條件，在地形條件較好，物性差異明顯的其他場地，可大膽采用物探方法進(jìn)行工程地質(zhì)勘查。