地球物理方法如何探测隐伏在地下的防空洞

防空洞是用来防范空袭及保护地

面居民的一种军事掩体，能够在战争

中减轻人员伤亡和财产损失，在战时

可发挥重要作用。现如今已处于和平

年代，随着基础设施的大力发展，防

空洞的存在对地面设施会造成不同程

度的影响，有必要通过对防空洞进行

勘察和定位，减少其对建筑物的影响

程度。那些修建于20世纪30到70年代

之间的防空洞随着岁月流逝，大多已

年久失修，现如今随着旧城改造和城

市建设的飞速发展，它们对城市建设

的影响越来越明显。大连市某大楼因

防空洞坍塌造成基础悬空，清华大学

第三教学楼配电间受防空洞影响产生

局部沉降而导致墙体开裂，西宁市人

防工程的失效已经引起严重的环境地

质问题……由此可见，现如今对地下

防空洞采取合理可靠的处理措施具有

现实意义。但是防空洞是一种埋于地

下几米到几十米的地下设施，肉眼和

一般的仪器无法对其识别定位，加之

年代久远相关图纸资料的丢失，想准

确地找到地下防空洞并不是一件简单

的事。目前要实现对地下目标体的研

究，一般要用到地球物理勘探方法，

防空洞也不例外。地球物理勘探方法

是以地下目标相对其周围岩石的物理

性质差异为基础进行的可以对地下

目标实现准确定位的一系列方法的总26 《生命与灾害》 2018-6

地球物理方法如何探测隐伏在地下的防空洞

于 鹏

称。地球物理探测常利用的岩石物性有密度、磁导率、电导率、弹性、热导率和放射性等，与此相应的勘探方法有重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、地温法勘探、放射性勘探等。一般在选用具体方法前需对探测目标及其围岩石有一定了解，然后根据探测区域的物性特点选择行之有效的物探方法。目前，对于防空洞的探测一般采用高密度电法、探地雷达和瑞雷面波法，对于混凝土外围的防空洞施以高精度磁测也有一定效果。

高密度电法高密度电法属于电阻率法，是一种剖面法和电测深法的组合式剖面勘察方法，是基于地层内存在电性差异为前提的对地下地电结构具有一定成像功能的探测方法。防空洞位于土层内，对于防空洞而言，可能出现的情况是空洞或者充填坍塌土，无论出现哪种情况，特别是空洞时，防空洞内都与围岩存在一定的电性差异，这是利用高密度电法进行防空洞探测的地球物理前提。实际勘查案例显示，采用高密度电法在陕西、海口、广州等多地取得了不错的效果。

探地雷达法探地雷达是探测地下物体的地质雷达的简称，它利用高频电磁波，以

宽频带短脉冲的形式，由地面发射天

线送入地下，在地下遇到两种不同介

质的界面时，高频电磁波将反射回地

面，由另一个天线接收。电磁波在介

质中传播时，其路径、电磁波强度与

波形将随着所通过介质的电性及几何

形态变化而变化。因此研究接收到的

电磁波双程走时、波形与振幅变化规

律，可判断地下介质的结构。防空洞内

介质电性及几何形态与围岩有明显差

异，通过对地质雷达波形的分析，可以

判断是否存在防空洞。

瑞雷面波法

在地质体密实完整时，瑞雷面波

频散曲线是连续、圆滑的，在波阻抗

突变的地方（防空洞顶界面）频散曲

线会发生畸变（离散、开口、脱节或锯

齿状）。因此运用瑞雷面波法在实际

防空洞勘察中也取得了不错效果。

地面磁法

地面磁法勘探是通过地面观测

地下介质困磁性差异引起磁场变化的

一种地球物理勘察方法。考虑到有些

防空洞外壁是由钢筋和砖块组成的，

钢筋在地磁场的作用下具有较强的磁

性，另外砖块在烧制的过程中也会产

生剩磁，因此可引入地表的高精度磁

法测量为防空洞的准确探测提供了更

多的依据。

在对防空洞的实际勘测过程中，

由于地下结构的复杂和各种地球物

理方法的局限，有时会同时采用两种

及以上的方法以获取更精确的异常信

息。实际勘测案例显示，高精度磁测

方法与高密度电法的结合使用可以对

地下防空洞的探测起到很好的效果。

其中高精度磁测简便、高效、数据处

理相对容易，利于多测线观测，可获

得异常体的走向延伸信息，但是其在

深度上的分辨率很弱，而高密度电阻

率法可以通过加大测线长度获得更

大的探测深度，尽管观测效率较磁测

低一些，但其观测的数据能够帮助获

得地下的精细电阻率结构，二者在一

定程度上可实现互补。因此，在研究

防空洞及其周围的地球物理特性基础

上，综合考虑各种地球物理勘探方法

的特点和效率，可更快速、准确地获得

防空洞的埋深、位置及延伸，非常好

地体现综合地球物理探测的优势。

以上仅以隐伏防空洞的探测为

例，说明地球物理探测在国家建设和

发展中所起的重要作用。此外，地球

物理探测还能够在地球系统研究、各

类资源勘探与开发、工程与环境监测

及国防工程中的难题等领域提供创新

性的科学技术及实施导向。

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