隐伏岩溶区地下空间探测技术方法研究——以武汉市为例

岩溶地面塌陷是城市隐伏岩溶区地下空间开发过程中常见的地质环境问题,具有隐蔽性和突发性,开展隐伏岩溶区地下空间结构探测技术方法研究可以有效指导地下空间开发利用。以武汉市为例,分析武汉市岩溶地面塌陷的成因机理,提出岩溶发育程度、覆盖层厚度和结构、地下水是岩溶地面塌陷的原生地质条件,也是隐伏岩溶区地下空间探测的特征因子。通过对比分析地质雷达、高密度电阻率法、浅层地震、微动、混合源面波、瞬变电磁法、孔间层析成像和地面核磁共振法等技术方法在武汉市隐伏岩溶区地下空间探测的适用性。结果表明:地质雷达适用于浅部土层扰动探测,小极距的高密度电阻率法和混合源面波适宜于覆盖层的厚度和结构探测,浅层地震、微动和孔间层析成像适宜岩溶发育特征探测,地面核磁共振法可通过岩溶地下水的富水性辅助岩溶发育程度探测。     

综合物探方法在岩溶探测中的运用分析

物探方法在铁路、公路线路岩溶探测中起着重要作用。岩溶探测物探方法种类多,本文以某铁路勘察项目为例,通过运用高密度电法、电磁波和弹性波跨孔CT三种方法,分别对岩溶较发育的铁路隧道进行勘察,查明工区内灰岩埋深、岩溶及可能与岩溶发育有关的断裂发育情况,并结合地质钻探等资料从施工参数试验、方法改进等方面综合比对分析,总结出各类物探方法探测岩溶的优缺点,提出在铁路、公路等线路勘察过程中应针对不同类型的岩溶,研究不同物探方法的施工参数和数据处理参数,建立不同地区岩溶的地球物理模型,针对不同岩溶类型选取最优的探测方法和参数,为以后的设计及施工提供基础资料。     

地下岩溶的地质雷达探测

概述了在朱家嘴巷道施工工地，以地质雷达探测岩溶溶洞的实况，表明在岩溶地区的地上，地下施工中，利用地质雷达探测溶洞的有效性，且经济合理。     

地面核磁共振测深方法在武汉市岩溶地面塌陷探测中的应用研究

岩溶地面塌陷是隐伏岩溶区常见的地质灾害类型之一,是制约武汉市城市规划和建设的重大地质环境问题。地下水对岩溶地面塌陷的形成和发展发挥着至关重要的作用,地面核磁共振测深方法是目前唯一直接探测地下水的地球物理方法,对地下水探测具有独特优势。本文介绍了地面核磁共振测深方法在探测岩溶塌陷区地下含水层方面的潜力,并在武汉市岩溶塌陷区内外开展了探测实验,结果表明:地面核磁共振测深反演的含水量参数可辅助划定含水层顶底板埋深,确定含水层厚度,并量化含水层富水性特征;弛豫时间参数指示了含水层孔隙度大小,可为岩溶发育程度、岩溶裂隙充填情况等提供参考。结合钻孔资料,验证了地面核磁共振测深方法在岩溶塌陷区地下含水层探测中的可行性。      

探地雷达在岩溶地区勘察中的应用

地质雷达是采用高频电磁波、宽频带短脉冲和高速采样技术的一种新型的物探方法。我国贵州岩溶分布十分广泛,地下岩溶洞穴严重威胁着工程建设和人民的生命安全。以贵州六盘水盘东北循环型煤焦化项目厂址岩溶探测为例,论述了雷达探测方法的技术及其工作原理,并结合岩溶探测实例,分析了岩溶区域雷达波场空间展布特征,划定了该测区溶洞、溶蚀裂缝等岩溶地质异常的空间展布范围,验证结果表明:探地雷达技术在浅层岩溶探测中的有效性。     

综合物探技术在城市轨道交通勘察中的应用

在城市轨道交通工程中,为了更加准确地查明破碎带和岩溶的发育情况,采用钻探与高密度电法、瞬变电磁法相结合的方法,对破碎带和岩溶发育区域进行探测。其中高密度电法对工程场地的破碎带和岩溶发育区进行探测,初步判断破碎带和岩溶发育区域的分布范围;瞬变电磁法对岩溶发育区进行探测,钻探用来揭露破碎带和岩溶发育的具体数据;最后对钻探成果和物探成果进行综合分析,得出较为可靠的破碎带和岩溶发育范围。以徐州市城市轨道交通某车站为例,采用综合物探方法,对该场地的破碎带和岩溶的空间分布和规模进行探测。结果表明,高密度电法对确定破碎带和岩溶发育情况具有良好的效果,但是测线布置易受工程场地限制,导致探测深度不足;瞬变电磁法对确定岩溶发育情况效果良好。经钻探资料验证,显示综合物探方法的探测效果良好、成果可靠。     

探地雷达在岩溶地基探测中的应用

在山东大学和济南奥体中心体育场工地,采用探地雷达对岩溶地基进行探测,快速有效地查明了岩溶裂隙的发育情况。工程实例说明,在工程应用中,前期需深入分析地质勘测资料,合理确定探测参数,探测中需与工程钻探等方法相结合,不断积累经验,以求获得良好的工程效果。     

基于高密度电法的城市岩溶地下水通道三维电性成像

岩溶地下水通道是隐伏岩溶区常见的地质现象,开展城市隐伏岩溶通道探测对城市地下空间开发和地质灾害防治具有重要意义。岩溶通道常具有高度的空间变异性,常规二维探测难以对其进行较好的表征。基于此,文章采用三维高密度电法对城市隐伏岩溶地下通道进行了精细探测,结合地球物理数值模拟和应用实例,分析三维高密度电法对不同充填类型岩溶地下通道的成像效果。结果表明：三维高密度电法较二维探测在数据量和分辨率上均有较大提升,可更直观地表征目标体三维电性结构特征,该探测方法对岩溶地下水通道成像具有优势;通过对武汉市源泉村岩溶地下水通道三维电性成像,揭示了该低温热泉的地下水运移特征,可为城市地热勘探开发提供参考。     

高密度电法在渝东南地区找水勘察中的应用

高密度电法原理与常规电阻率法相比,有成本低、效率高、信息丰富、解释方便和勘探能力显著提高等优点,它在岩溶地区水文地质调查应得到广泛采用。以渝东南岩溶地区水文地质调查中一个工程实例,根据高密度电法原理和仪器,以及在岩溶石山地区探测岩溶地下水工作布置、数据处理和探测效果,说明高密度电法在岩溶地区来寻找含水低阻异常体的位置和形态是可行的,可为岩溶地区水文地质勘查物探方法选取和利用。     

综合物探技术在武汉市江夏区大桥新区岩溶探测中的应用研究

武汉市主城区分布6条近东西向碳酸盐岩条带,各条带延伸至江夏区后都不同程度的加宽,致使江夏区碳酸盐岩近于全区分布。由于碳酸盐岩岩溶发育,近年来导致武汉市市政范围内发生十余起地面塌陷灾害。为查清武汉区岩溶分布,开展了岩溶探测技术方法研究。目前岩溶探测的方法较多,也有较多成功案例,但多以工程勘测为主,在城市范围内的岩溶探测实例较少。以武汉市江夏区大桥新区豹山还建小区为例,在分析该区岩溶发育地质特征的基础上,运用高密度电法、地质雷达法、超浅层瞬变电磁法、陆基声呐法、地震勘探法、井间CT等6种方法对岩溶发育地区进行了探测。通过对比不同技术方法探测岩溶效果发现:可控震源激发的横波探测效果较好,瞬变电磁技术对埋藏较浅的溶洞探测效果较准确,高密度电法对溶洞也有明显的反映。实例表明,在较复杂地质条件下采用多种技术方法综合探测,将会得到更准确的岩溶分布结果。     

物探方法在岩溶勘查中的应用综述

简要介绍了岩溶勘察中常用物探方法的基本原理和技术，并举例说明其在岩溶地区进行水利水电工程地质勘察、岩溶地下水寻找、环境保护和溶洞探测时的有效性。     

Contribution of geophysical methods to karst-system exploration: an overview

The karst environment is one of the most challenging in terms of groundwater, engineering and environmental issues. Geophysical methods can provide useful subsurface information in karst regions concerning, for instance, hazard estimation or groundwater exploration and vulnerability assessment. However, a karst area remains a very difficult environment for any geophysical exploration; selection of the best-suited geophysical method is not always straightforward, due to the highly variable and unpredictable target characteristics. The state of the art is presented, in terms of the contributions made by geophysical methods to karst-system exploration, based on extensive analysis of the published scientific results. This report is an overview and should be used as a preliminary methodological approach, rather than a guideline.     

基于井间电磁CT探测的岩溶空间分布特征

岩溶是桥梁桩基施工中的安全隐患之一,探明桥梁范围内岩溶的空间分布特征对桥梁安全尤其重要。岩溶勘查目前多以钻探与物探方法相结合,但特定的岩溶勘察需要根据具体情况选择合适的物探方法,常用的地质雷达等方法由于受限于各自的适用范围,往往不能精确地确定局部范围内溶洞的边界。井间电磁波CT探测技术主要依据电磁波在不同介质中传播时的吸收差异,重建井间介质吸收系数的分布图像,形象而直观地展现地质体内部结构,具有分辨率高,勘探距离小的特点,特别适合于探测桥墩等局部范围内的溶洞分布情况。以惠州S119线水西大桥主桥墩溶洞探测为例,介绍了电磁波法CT探测技术的原理、工作方法及应用效果,结果表明井间电磁波CT探测技术有较高的精度和可信度,可全面清晰地揭示场地岩溶的空间分布,为工程设计提供可靠的地质资料。     

综合物探方法在天津地区地热勘查中的应用

在常用物探方法分析天津地热勘查的基础上, 建立了适宜天津地区地热勘查的物探方法组合: 对砂岩孔隙型热储层, 宜采用重力勘探、人工地震勘探和大地电磁测深的物探方法组合; 对基岩岩溶裂隙型热储层, 宜采用重力勘探、磁法勘探、人工地震勘探和大地电磁测深的物探方法组合, 建立的物探方法组合在天津周良庄地区的实际应用中取得了良好效果, 同时探讨了深部地热勘查的有效物探方法, 大地面波(微动) 测深在深层基岩地层勘探中具有较好的效果。     

地下溶洞调查物探技术探讨

本文依据岩溶区岩土体的物性差异,利用波阻抗和电阻率差异,对比分析了高密度电法、瞬变电磁法、地质雷达法等几种物探方法,最终确定了高密度电法、地震映像法及声波测井和钻孔CT法等地表和地下物探手段相结合的方法来探测岩溶分布与发育情况。     

德国岩溶水勘查技术与开发利用

本文介绍德国南部岩溶区的自然地理地质概况、水文地质特征,引入关于岩溶水文地质垂向分带的概念模型。着重评述多电极地电探测、地面穿透雷达、地面核磁共振三种先进的地球物理探测方法。对德国岩溶水开发方式及保护措施进行具体分析,介绍了德国民众对地下水、矿泉水的认识。最后,将德国岩溶水勘查技术与国内现状对比评价,明确应当学习和引进先进技术的思路。     

Hydrodynamic conditions and karst formation in the northwest part of Syria

The study of hydrodynamic zonation and karst formation in the northwest part of Syria is a topical hydrogeological problem. It is important to trace the history of karst formation and evaluate the spread of karst structures in the area and the rate of development of karst processes, as well as their influence on water supplies and irrigation. The solution of this problem was performed by integrated geophysical methods (electric and seismic exploration works) and data analysis of well-drilling, geological, hydro-geological, and subsurface territory explorations. The most detailed works were done near Ras Al-Ain. This paper is devoted to the results of the study of hydrodynamic conditions and karst formation.     

徐州岩溶地质调查及发育特征分析

基于徐州城市地质调查与徐州地区岩溶塌陷调查的平台,紧扣徐州岩溶地质特征和徐州城市建设对岩溶地质调查的需求,以查明城市规划区岩溶发育特征为目标,在充分利用前人资料的基础上,分别针对裸露型岩溶区和覆盖型岩溶区展开地质调查,并辅以物探及钻探等进行勘察验证,有力地提高了区内岩溶地质调查成果的精度。同时,对徐州城市规划区岩溶层组、岩溶出露条件以及发育程度等进行了分析,区内岩溶发育主要为新生代以来的浅表性岩溶,岩溶发育程度总体受构造控制呈北东向“强-弱”相间展布,废黄河断裂带沿线,奥陶系马家沟组和寒武系张夏组碳酸盐岩分布区岩溶极为发育。     

探地雷达在隐伏岩溶区工程地质勘探中的应用

在简要介绍探地雷达工作原理、方法及雷达图象资料处理、解释等基础上,以广东增城高滩圆盘岭桥基选址探地雷达技术的应用为例,剖析了隐伏岩溶的雷达时间剖面中岩溶的反射波形组特征。在场地钻勘验证的基础上,为隐伏岩溶区地基的处理与施工提供了工程地质依     

城市岩溶地质调查及评价方法探讨——以浙江杭州市为例

中国城市地质调查中的岩溶地质调查及评价方法处于探索阶段,目前尚缺技术规范与工作指南.笔者基于杭州城市的岩溶地质特征和杭州经济社会对岩溶地质调查的需求,以基本查明城区岩溶地质特征、岩溶塌陷重点区的稳定性评价为目标,采用充分利用前人资料、补充调查、重点解剖的工作思路,地质、物探及钻探、模糊层次分析评价相结合的工作方法,较大地提高了本区岩溶地质特征、岩溶塌陷预测的研究程度.并在开展调查及评价实践的同时,对工作方法进行了积极探索与初步研究.