岩溶区地下溶洞综合物探探测试验研究——以福建省永安大湖盆地为例

基于隐伏岩溶区地下溶洞的发育特征对城市开发建设的影响,利用综合物探方法开展灰岩区地下溶洞探测试验研究,获得地下溶洞探测物探方法的有效性具有重要的理论意义和应用价值.通过对包括福建永安大湖盆地内两处岩溶国家地下水监测井钻孔旁在内的三条综合物探剖面选用电测深法、高密度电法和微动探测法进行试验,并与钻孔资料进行对比分析、总结各种方法的岩溶物性特征,为探测地下溶洞提供物理依据.试验结果表明:区内地下溶洞在电测深和高密度电法勘探结果上主要表现为低阻异常,在微动探测成果上表现为S波速度低速异常;视S波速度为300～850 m/s及视电阻率小于100Ω·m的半圈闭低阻异常,可作为研究区判断地下溶洞的地球物理依据.上述三种地面物探方法探测地下溶洞的有效性依次是:电测深法高密度电法微动探测法.对隐伏岩溶大范围进行地面探测时应结合测区的实际条件(如地质构造、地下水、溶洞充填物等情况)选用综合物探方法,并进行对比映证,从而揭示研究区的隐伏溶洞的分布发育规律,以此来指导岩溶区工程勘察,为钻探孔布置提供地球物理依据,减少钻探工程量和缩短探测周期.     

综合物探方法在石膏矿采空区探测中的应用研究

为探讨综合物探方法在石膏矿采空区探测应用的适宜性和局限性,本文以荆门市石膏矿采空区为研究对象,选用高密度电法、激电中梯法以及地震映射法等综合物探方法开展石膏矿采空区探测工作,辅以钻探工作加以验证,对以上三种物探方法在石膏矿采空区探测的适用性和优缺点进行了对比分析.分析结果表明:高密度电法高效便捷,但其精度有限,可以用于圈定采空区的大致分布和范围;激电中梯法能简单直观地查明采空区充水现状,其勘查结果对石膏矿采空区稳定性分析及发展趋势预测十分重要;地震映射法精度高,探测效果好,可用于石膏矿采空区治理靶区的详细勘查,但其工作效率低,且无法查清采空区的充水特征.综上可知,在石膏矿采空区勘查实际应用中,应根据不同的地质条件以及勘查目的,合理选用物探方法组合及试验参数,对各方法的成果要相互验证,取长补短,才能有效提高勘查成果准确性和可靠性.     

综合物探方法在滑坡地质勘探中的应用研究

综合物探方法在滑坡等地质灾害的勘探中发挥着重要的技术作用。这里以河南省某地滑坡勘探为例,利用高密度电阻率法和地质雷达法等综合物探方法,分析两种物探方法的技术原理、联合解释,并结合地质钻探、地质调查等资料,查明该场地滑坡体的分布情况。结果表明,综合物探方法能有效地减少物探的多解性,提高成果解释精度,其综合物探解释成果与地质情况较为吻合,显示出综合物探方法在滑坡等地质灾害勘探中的重要作用。最后,对综合物探方法及综合解释进行了简要的总结和展望。      

AMT和高密度电法结合探测稻城LHAASO项目区隐伏断层和基岩埋深

高海拔花岗岩区裸露基岩丘与多成因沉积物盆垄显示地质条件变化较大,给高海拔宇宙射线观测站(LHAASO)工程建设带来挑战.地质调查和物探相结合,对场区大范围勘察以求规划避让断层,中心区WCDA小范围精细探测以刻画基岩顶面起伏变化,便于地基设计.采用音频大地电磁法(AMT)和高密度电法相结合,在场区和中心区布网探测.结果发现,在避开区域断层后,不同规模断层在场区依然存在,与区域断裂构造NNE走向和节理走向不完全一致,影响到局部坳陷盆地规模走向和沉积物分布.场区基岩埋深20～60 m,变化较大.受第四纪冰川和现代河流作用,堆积了厚达30 m冰碛物和60 m冲洪积物,分布在场区约4 km2范围内,而靠近较大规模断层破碎带的堆积物厚达100多米.分析结果被后期钻探验证,为工程规划设计提供了科技支撑.     

综合物探方法在南宁地铁溶洞探测中的应用

随着城市化进程的加速,城市轨道交通得以快速发展.地铁成为未来城市主要交通建设方向之一.溶洞的地质特征又是地铁施工中的难点.本次研究区位于南宁市境内,地铁线路将穿越邕江堆积、河谷阶地区、溶蚀残丘谷地区和侵蚀、剥蚀丘陵区.经初步勘察发现研究区有多处溶洞且该段地处市中心,车流量较大、地下管线较复杂,以商业和居住为主.为了查明研究区溶洞发育情况,结合当地地质构造条件且考虑到地球物理存在多解性的特点.采用高密度电法与地质雷达相结合对研究区内的溶洞进行探测,其中地质雷达用来填补高密度电法勘探效果不理想的区域(例如沥青或混凝土路面).两种方法相互结合达到研究区全面覆盖的目的.进而对研究区的溶洞性质和溶洞空间发育形态进行确定,再通过钻孔对比验证取得了良好效果.物探方法共推断9处溶洞的研究结果表明地质雷达可以较好的填补高密度电法勘探效果不理想的区域.使这种综合物探方法针对溶洞探测获得了较好的效果.最终为工程设计及施工提供了可靠的依据.     

大亚湾中微子试验隧道工程不同物探方法探测结果综合分析

对不同埋深花岗岩采用重力法、电法和电磁法、地震法等地球物理勘探方法的结果差异性如何?本文以广东大亚湾花岗岩为例,先后开展了重力法、高密度电法、地震折射法、可控源音频大地电磁法(CSAMT)等4种不同方法,探测中微子场地断层破碎带、花岗岩与沉积岩接触带、风化壳厚度、地下水埋深等与隧道工程设计方案和围岩稳定性密切相关的地质条件.地球物理勘探以岩层物性(电阻率、波速和密度等)为基础,这些特征与岩性及地下水状态相关.同时相同物性特征对应不同岩层和含水状态,因而物探结果具有多解性.在工作中采用多种物探方法进行了相互补充验证.勘探结果比较后发现,对浅表50 m以内风化壳厚度,以人工重锤为激发震源的地震折射法效果较好,对风化壳分带和厚度达100多米的风化囊,高密度电法探测效果较好,而对于深大断裂或密闭断裂,重力法和电磁法效果较好.这四种不同物探方法结果的综合分析,对全面深入认识花岗岩地质条件提供了依据,其结果得到了钻探和隧道工程施工开挖揭露的验证.     

综合物探技术在大坝渗漏探测中的试验研究

随着我国水库大坝建设的快速发展,水库大坝病害检测与治理问题需要得到重视.但是,由于水库大坝现场环境的不同,以及大坝渗漏的程度不同,目前常用的各种大坝渗漏物探技术都有其多解性与局限性,不能单独实现对大坝渗漏路径的较快速、较精确的探测.本文对大坝渗漏综合物探技术体系开展了相关研究,提出了大坝渗漏综合物探技术体系应遵循"先整体后局部、先粗略后精细,各种物探技术互相结合、互相验证、相互补充、相互约束"的探测原则,并结合工程地质、水文地质等多学科进行综合分析.同时,本文提出了一种先采用大地电磁法和高密度电法进行整体探测,再采用高密度电法和微动法进行局部探测的大坝渗漏综合物探技术体系方案,并在试验中取得了较好的探测效果.     

高密度电法CT成像技术在活断层探测中的应用

高密度电法CT成像技术近年来在工程物探上得到了广泛应用，已成为工程物探的一种主要方法之一，本文在无棣一益都断裂的活动性研究中，运用该方法取得了良好效果。这一工程实例表明利用高密度CT成像技术，辅以地质钻探，可以较精确地探测断裂活动的具体空间形态等，为开展大城市活断层探测与研究，进行合理城市规划和抗震设防提供依据。     

综合物探方法在滇池补水工程中的应用

本文介绍了包括地震、瞬变电磁法、高密度电法、高频大地电磁法等在内的多种物探方法在滇池补水工程岩土工程勘察中的应用情况.通过选择其中一种或几种物探方法分别应用在河床冲积层、断层带和岩溶探测上,使得物探方法在对物探异常的分辨上能够相互印证,提高了解释成果的可靠性,在探测深度上采用适合浅部勘探的物探方法和适合深部勘探的物探方...     

宁波轨道交通暗浜勘察物探方法研究

河流被填埋后形成的暗浜是城市基础工程建设的重要安全隐患.因填埋物成分复杂,结构松散,未探明的暗浜在地铁盾构施工、地下车站深基坑开挖中可能引发坍塌等安全事故.本文以宁波轨道交通暗浜勘查为例,研究二维微动剖面探测法、瞬态瑞雷波法、高密度电法三种物探方法探测暗浜的有效性.结果表明:这三种物探方法都暗浜具有较好的探测效果,显示暗浜填埋区异常形态总体一致,与钻探揭示的暗浜底界深度,误差分别小于4%、7%、7%,能满足工程精度要求.二维微动剖面探测和瞬态瑞雷波法抗干扰能力优于高密度电法,更适用于城市工程勘察,而采用天然场源(微动)的微动探测法则在闹市区强干扰环境下的轨道交通勘察中更具技术优势.以上述三种物探方法为主、配合地质调查及少量钻探,是实现暗浜"无损"、高效探测的主要途径.     

基于三维高密度电法的地质BIM模型应用研究

地质体三维可视化BIM(Building Information Model)技术具有直观呈现地质体的三维赋存情况、实现地质体的空间计算与分析等众多功能,为工程设计和施工提供可视化的基础操作平台.目前,地质BIM模型的构建主要依赖大量钻孔资料和地质测绘成果.而由这些点状信息构建的三维地质模型易出现孔间盲区,且大量钻孔费时费力、破坏三维地质体结构,难以满足精细化、快捷、无损的地质建模需求.针对此问题,本文以豫北某拟建水库大坝工程为依托,利用三维高密度电法对坝址区左岸杂填土进行探测,物探解译成果结合少量钻孔资料快速精确构建工区地质模型.在此基础上,将大坝输水洞设计参数引入模型,直观展示沿洞线地质体与输水洞的空间关系.通过该方法计算施工开挖土方量比传统地质断面法多6000 m3,系孔间盲区基岩面下降形成基岩凹槽所致.研究表明,三维高密度电法成果结合少量钻孔资料可快速实现三维地质BIM精细化建模,为工程后期预算、施工地质预报以及构筑物优化设计提供可靠地质依据,也为精细三维地质BIM建模提供了一种新思路.     

高密度电法与GMD法在灰岩区滑坡勘查中的应用

灰岩区滑坡勘查通常采用物探查明覆盖层厚度、岩溶洞穴、滑面位置等工程地质条件,分析滑坡形成机制,但物探解译往往没有结合工程地质分析和力学机制分析进行,使解译的成果与工程实际差别较大.我们利用高分辨率电阻率成像技术,勘查了江西省南部的九连山山脉某复杂滑坡,识别了滑体与基岩之间的不连续面,并圈定了可能存在岩溶的区域和潜在滑面;对这个地质条件复杂、岩溶多点分布的滑坡进行定线定点钻探,并对视电阻率色谱图与工程地质剖面进行对比分析,确定了岩溶存在区域、滑动地层岩性和埋藏深度;最后,考虑高密度电法和钻孔约束的关键滑面和岩溶分布范围,利用FLAC2D对进行滑坡二维应力应变动态响应分析,反演复活滑坡变形破坏的全过程.发现该类型滑坡为深埋的重力斜坡,兼具圆弧滑动和平滑两种方式,明显地具有倾向于中前缘的岩溶洞穴沉降塌陷引起的牵引式滑动特征.该综合方法的运用结果表明:灰岩区滑坡勘查,应充分考虑地质条件-岩溶分布对斜坡稳定性的影响,重点位置多重布线、主滑方向平行布线,可获得切合实际双极-偶极数据生成的电法成像;等间距高密度电法视电阻率色谱图可初步划分出地层岩性和灰岩区的分布区域;钻探法可约束地层的分布情况及滑面位置;而GMD法计算结果可验证上术两种方法确定的地层参数,反演复活滑坡的动态响应全过程,提高物理参数解译的可靠性.该方法对灰岩区滑坡勘查设计和科学治理具有积极意义.     

综合物探方法在堤防质量检测中的应用

在堤防质量检测中，地球物理方法能够实现快速、无损的探测，但采用单一物探方法对堤防隐患的判别易形成多解，也很难对堤防质量做出准确分类.本文中应用探地雷达、高密度电法、地震勘探等综合物探方法对大源渡堤防质量进行检测，并以龙荫港以例，通过综合三种物探方法互相参照、相互验证，互为补充，查明了堤防隐患的分布位置与埋深，为堤防质量检测提供一种新的工作方法.     

水域电法在江、湖穿越工程中应用

水域电法在水底隧道物探中得到广泛应用,对比瞬变电磁(TEM)等其它物探方法,其中高密度电法(DC)采用不同排列布置可达到不同勘探效果和深度.以中缅输油管道工程澜沧江8号断面水域电法勘探为例,采用单极-单极排列由48电极的水下电缆,96米排列长度达到了近90米勘探深度.对电阻率剖面给出地质解释,通过与水中地质钻孔柱状结果对比,说明这种方法在水域物探中适用性和有效性.     

综合物探方法在铁矿采空区勘查中的应用

介绍了一个高精度磁测、高密度电法和CSAMT法(可控源音频大地电磁)在山东省济南市铁矿采空区勘查中的应用实例,首先在工区内进行高精度磁测圈定磁异常区域,然后在异常区域内采用高密度电法和CSAMT法对采空区进行探测。120 m深度范围内采用高密度电法,100～200 m深度范围内采用CSAMT法探测。研究总结了铁矿采空区勘探中取得的实际地质效果,主要研究结果有:①依据地层磁性和电性差异划分了闪长岩侵入界面。②较准确地圈定了采空区的分布范围。后期进行了钻探验证,结果较吻合,为综合治理工作的开展提供了基础性资料。     

高密度电法在水库坝址区勘察中的应用

近年来高密度电法被广泛应用于重大水利工程场地的工程地质调查、坝基及桥墩选址、采空区及地裂缝探测等诸多工程勘察领域。本文利用高密度电法对某水库大坝坝址区的覆盖层厚度、隐伏断层等地质结构进行探测,并在结合钻探资料和区域地质资料综合分析的基础上,取得了理想的勘察结果。查明水库区存在隐伏的断层和覆盖层厚度,为水库坝址选择提供重要的地球物理依据。      

高密度电法与瞬变电磁法在戈壁区找水的联合应用

为准确掌握地下水资源的动态变化,有效支撑生态环境的可持续发展,在新疆哈密某矿集区利用高密度电法与瞬变电磁法联合进行物探勘查,对地下含水层与隔水层进行预判。经验证,高密度电法与瞬变电磁法的组合,有效指导水文钻探施工,为同类地质条件下物探手段的选取和应用提供参考。     

高密度电法测试在苏州地区工程勘察中的应用

简要介绍了高密度电法的基本原理和特点,结合昆山新久力厂房工程古河道探测的实例,分析了工程概况,剖面布设,参数选择和勘探结果。并结合钻孔资料对电法勘探推测结果进行了验证。根据探测实例,认为,高密度电法测试在苏州平原地区与钻孔结合运用,可以快速、有效地判别地下古河道、洞穴等不良地质隐患。     

人工挖孔桩桩底探测方法与应用

在石灰岩地区的建筑基础设计为挖孔桩时,需进行桩底岩溶探测。本文介绍了3种可行的桩底探测方法,主要对地质雷达法与地震反射波法两种物探方法的基本原理及具体探测技术进行了介绍,通过对物探方法与传统钻探法进行有效组合可以提高人工挖孔桩桩底探测的效率和准确性。     

红层区岩溶塌陷调查地球物理勘探技术应用研究

探讨了高密度电法、高精度重力法、地震反射法和主动源面波法在浅覆盖红层碎屑可溶岩塌陷地区对土洞和浅部溶洞的探测效果.通过各方法与动力触探、钻探资料的对比发现:地震反射法能评价潜在土洞的大小和埋深,在地震反射时间剖面上呈现同相轴错断、缺失的特征.不同极距的高密度联剖曲线正交点点位能评价溶洞的发育方向;反演的横波低波速段和电阻率剖面低阻圈闭区、"V"型区与溶洞的顶底板埋深吻合;在同等探测深度情况下,小点距的高密度电法具有更高的分辨率.高精度重力布格曲线上的"V"型低值区能定性评价潜在土洞和溶洞的发育.在红层塌陷区进行地球物理调查时,对土洞的探测推荐使用地震反射法和高精度重力法组合,对浅部溶洞的探测推荐使用高密度电法、主动源面波和高精度重力法组合.