綜合物探法在巖溶地面塌陷勘查中的應(yīng)用研究

鄒仁輝，梁 明

（廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，廣西 桂林 541004）

巖溶在我國(guó)地下分布較為廣泛，南至廣東廣西，西至云南貴州，東至江蘇浙江。巖溶在發(fā)育過(guò)程中極易造成地面塌陷災(zāi)害，因此，有效的探測(cè)、及早預(yù)防至關(guān)重要。巖溶塌陷的產(chǎn)生具有充分的自然地理因素、地質(zhì)因素以及人為因素，從這些產(chǎn)生的機(jī)制和條件研究、探測(cè)，從而準(zhǔn)確的探測(cè)出巖溶的地下形態(tài)和空間分布，并采取針對(duì)性的措施進(jìn)行防治[1，2]。

1 工程概況

廣西南寧市壇洛鎮(zhèn)壇洛村發(fā)生地面塌陷，發(fā)現(xiàn)多起塌陷坑，為了查明塌陷成因及塌陷的影響范圍，在塌陷村莊布設(shè)了高密度和地質(zhì)雷達(dá)測(cè)線，對(duì)村莊的交通要道及塌陷坑附近的房屋內(nèi)進(jìn)行探測(cè)，查明淺部土洞和溶洞的發(fā)育情況[3]。

2 地球物探特征

根據(jù)已有的鉆孔資料可以知道測(cè)區(qū)內(nèi)巖土層至上而下依次為第四系覆蓋層和灰?guī)r。測(cè)區(qū)內(nèi)沒(méi)有充填物的土洞和溶洞表現(xiàn)為高阻異常，帶水充填物的土洞和溶洞表現(xiàn)為低阻異常，所以滿足電阻率法的條件。地質(zhì)雷達(dá)在探測(cè)到溶洞和土洞的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)雙拋形態(tài)，對(duì)塌陷邊緣同相軸會(huì)發(fā)生錯(cuò)動(dòng)。

3 探測(cè)方法

（1）高密度電法是對(duì)常規(guī)電法的一種綜合，兼具剖面法與電測(cè)深的效果。當(dāng)溶洞、暗河等不良地質(zhì)體存在時(shí)，其電阻率與周圍、土體的電阻率具有明顯的差異。本次高密度測(cè)探數(shù)據(jù)采集采用了溫納裝置進(jìn)行測(cè)量，點(diǎn)距5m。

（2）地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)。地質(zhì)雷達(dá)（簡(jiǎn)稱GPR）。是利用高頻電磁（1MHz～1GHz)，以脈沖形式通過(guò)發(fā)射天線被定向地送入地下。本次地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)利用脈沖波來(lái)探測(cè)地下的地質(zhì)情況，具有高保真，高分辨率，全程數(shù)字控制和數(shù)字化采集等特色。

4 物探成果分析

（1）高密度主要測(cè)線有四條，分別為D-D＇線、F-F＇線、G-G＇線和H-H＇線。現(xiàn)對(duì)這幾條測(cè)線分別分析：

D-D＇測(cè)線的布設(shè)環(huán)境主要是在干旱的稻田和旱地中，受環(huán)境影響較少，在270m～430m段，深度約為25m以上有一個(gè)低阻帶，推斷為溶槽或溶溝發(fā)育造成。

F-F＇測(cè)線的測(cè)量方向?yàn)槟系奖?，受環(huán)境影響相對(duì)較少，在200m～360m段，深度約為60m以上有一個(gè)“v“型低阻帶，推斷此低阻帶為一個(gè)斷層破碎帶。

G-G＇測(cè)線的測(cè)量方向?yàn)槟系奖?，受環(huán)境影響相對(duì)較大，在120m～170m段，深度約為15m以上有一個(gè)低阻帶，推斷此低阻帶為一個(gè)斷層破碎帶。

H-H＇測(cè)線的測(cè)量方向?yàn)槟系奖?，受環(huán)境影響相對(duì)較大，在140m～170m段，深度約為45m以上有一個(gè)低阻帶，推斷此低阻帶為一個(gè)斷層破碎帶。

由四條測(cè)線可推斷出有一斷層經(jīng)過(guò)測(cè)區(qū)，斷層破碎帶在中學(xué)附近最寬，往東西兩個(gè)方向逐漸變窄，斷層走向近似東西向，推斷斷層的傾向向南傾，傾角較陡，約為70°～85°，經(jīng)過(guò)鉆孔揭露與推斷結(jié)果相互吻合。

（2）地質(zhì)雷達(dá)成果分析。本次地質(zhì)雷達(dá)測(cè)線較多，在這里選取兩條典型數(shù)據(jù)進(jìn)行分析：

圖1在22m處，約13.6m處有溶洞發(fā)育，在28m和38m處深度約2.1m位置有土洞發(fā)育。

圖1 A4線地質(zhì)雷達(dá)影像圖

圖2在20m和44m處深度約1.8m位置有土洞發(fā)育。這兩條測(cè)線推斷的土洞和溶洞與鉆探揭露相一致。

5 結(jié)語(yǔ)

圖2 A8線地質(zhì)雷達(dá)影像圖

通過(guò)本次物探工作，發(fā)現(xiàn)測(cè)區(qū)內(nèi)巖溶土洞較發(fā)育，同時(shí)在測(cè)區(qū)內(nèi)確定了一條不明斷層通過(guò)，推斷的土洞溶洞和斷層均與地質(zhì)鉆孔驗(yàn)證中的地勘資料相互吻合。結(jié)合本工程實(shí)例，得出如下結(jié)論：

（1）塌陷區(qū)引起的地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重威脅當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)建設(shè)和人民財(cái)產(chǎn)的安全，因此開(kāi)展塌陷區(qū)物探工作對(duì)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)與防治具有重要的意義。

（2）物探方法種類繁多，但沒(méi)有一種方法能全面解決各種問(wèn)題，所以為了更加準(zhǔn)確地檢測(cè)到塌陷隱患區(qū)域，需綜合運(yùn)用多種方法，相互驗(yàn)證，相互參考，相互補(bǔ)充，根據(jù)本次塌陷區(qū)的探測(cè)，結(jié)果表明高密度在深部（15m以下）探測(cè)巖溶及構(gòu)造和地質(zhì)雷達(dá)在淺部（15m以上）探測(cè)土洞和巖溶的效果極佳，這兩種探測(cè)方法相互使用在南方的巖溶塌陷勘查中具有很好的借鑒意義。