高密度电法在岩溶探测中的应用

3.2 测线布置
测线布置如图 2 所示，沿线路方向 布置了 4 条高 密度电法剖面，编号 为 D1、D2、D3、D4，每条测线 长 158 m，范围为 K120+949—K121+107。 其中 D1 线 在公路中线右侧 9 m，D2 线在公路中线右侧 3 m，D3线在公路 中线左侧 3 m，D4 线在公路中线左 侧 6 m。
D3 测线在公路中线左侧 3 m，从电阻率断面图 可以看到， Ⅰ号异常消失，从 D1、D2 线上的 异常走向趋势分析， 此异常可能是向更深处延伸了；Ⅱ号异常范围更大，宽约 30 m，继续向深部延伸，顶部深埋约 8 m，底部未揭露； Ⅲ号异常对应位置、 埋深基本不变。
D4 测线在公路中线左侧 6 m，从电阻率断面图 可以看到，Ⅱ号异 常继续向深部延伸，顶部埋 深约 10 m，底部未揭露；Ⅲ号异常位 置、深度基本不变。另外在 K121+089—+093 附近相对深度 2 m 处有一低阻异常，推测是充水或充填粘土的溶蚀区。
3.3成果解释 D1 测线在公路中线右侧 9 m，从已发现的溶洞 上方经过。从电阻率断面 图(图 4)可以看到，有 3 处 范围较大的异常在 K120+983—+996 处有一高阻 异常(Ⅰ)，相对深度约 12 m，此异常推测是由基岩引起的。
在 K121+022—038 处有一高阻异常(Ⅱ)，和 已发现的溶洞位置吻合，此异常是由充气溶洞 引起的，这验证了高密度电法的有效性。
集成本的降低而逐渐增加，四维反演，特别是定时遥测四维监测系统的反演，在污染监测、
堤坝渗漏、海水入侵等一些对时间比较敏感的领域中将发挥重要作用。 ( 5) 高密度电法应用领域将更加宽广。
高密度电法在岩溶探测中的应用
实时电法成像仪
高密度电法仪
高密度电法测量系统
高密度电法仪
高密度电法在岩溶探测中的应用
1. 岩溶简介 2. 工作原理 3. 高密度电法在岩溶勘察中的应用 3.1工区地质条件 3.2测线布置 3.3成果解释 3.4探测成果 3.5处理措施 4.结论 5.高密度电法勘探的前景和趋势
D2 测线在公路中线右侧3m，从电阻率断面图可以看到也有3处较大异常发育， 分别和 D1线3个异常位置对应。Ⅰ号异常向深处延伸，相对深度约 13m。Ⅱ号异 常向大里程方向范围变大，也向深处延伸，顶部埋深约6m，底部未揭露；Ⅲ号异 常位置、深度基本不变。另外还有两处范围较小的低阻异常区：K120+972 附近 浅部近地面处有一低阻异常区，推测是夹泥或为粘土填充；K121+089—+093 附近 相对深度5 m处有一低阻异常，推测是充水或充泥溶蚀区。
5.高密度电法的前景与展望
( 1) 高密度电法对地下地电结构具有高分辨率，是研究浅层地质结构行之有效的方法。
( 2) 随着深部找矿等深部勘探工作的巨大需求，大功率、大探测深度、多参数测量和一机多能
是高密度电法仪器今后发展的主要方向。 ( 3) 高密度电法施工环境突破地表限制，实现坑道、井中、水上、水下的全天候勘探，井-井、 井-地、坑道—地表联合测量将大大提高高密度电法的分辨率。 ( 4) 二维反演在未来较长时间内将仍然是高密度反演的主要方法，三维反演将随着三维数据采
3.5处理措施
溶洞区 充水的溶蚀区 粘土充填的松散区
充填砂石，夯实
抽水注浆 挖土换砂石充填，然后夯实
4.总结
高密度电法兼具剖面法和测深的功能，具有点距小、数据采集密度 大的特点，能较直观、形象地反映断面电性异常体的形态、产状等。 在灰岩分布区应用高密度电法探测第四系土洞发育、岩溶、断 裂 发育情况等，能取得较好的地质效果。高密度电法断面结果反映的 是灰岩与上覆第四系地层的平均 电性反映，当灰岩表面溶蚀发育 而呈锯齿状时，断面测量资料能反映灰岩面总体起伏状况。地形起 伏 地段的断面实测结果，应进行地形校正，以消除地 形影响，使 测量断面与实际断面更接近。
3. 高密度电法在岩溶勘察中的应用
3.1工区地质条件
某高速公路一段需要穿越灰岩分布区，岩溶比较发育，其中对公 路建设有影响的有溶沟、溶槽、 溶蚀洼地、溶蚀漏斗、落水洞、 溶洞和暗河等。这 些岩溶现象的存在，对修筑公路造成不良的影 响。地下岩溶水的活动，或因地表水的泄水洞穴被堵塞，导致路 基基底冒水、水淹路基和水冲路基，或由于地下溶洞顶板的坍塌， 引起位于其上的路基及其附 属构造物发生坍塌、下沉或开裂。 施工中，在该段的挖方路段，已发现了大小不 同、深浅不一的溶 洞等岩溶地貌形态。勘探的目的 就是查明该路段的岩溶发育分布、 延伸等情况，为对岩溶的工程处理提供科学依据。为此，选用高 密度电法进行探查。
在 K121+ 076—081 处浅部有一低阻异 常(Ⅲ)，推测是夹泥或为粘土充填区。
另外本条线还有三处范围较小的低阻异常 区：K120+994 浅部近地面处有一 低阻异常区，推测 是夹泥或充填粘土；K121+007—+011 浅部近地面处 有 一低阻异常，推测是夹泥或被粘土充填 ；K121+093 附近相对深度 5 m 处 有一低阻异常，推测是充水或充泥溶蚀区。
b. K121+076—+081 段浅部(Ⅲ)存在一富水 并有粘土充填的松散区，实9—+093 段(Ⅳ)存在一个充水的溶蚀 区，顶部深约 5 m。
d. K120+994 段公路中线向右 9 m 处浅部有一小 的粘土充填区； K121+007—011 段公路中线向右 9 m 处浅部有一小的粘土充填区； K120+971—K120+972 公路中线向右 3 m 处浅部有一小的粘土充填区。
3.2测线布置
高密度电法测量选用了工程勘察中 最常用的温 纳装置，电极距 2 m， 电极排列 8 个记录层数，共15 层。 测量时，AM=MN=NB 为一个电极间 距，A、 B、M、N 逐点同时向右移 动，得到第一条剖面线； 接着 AM、 MN、NB 增大一个电极间距，A、B、 M、 N 逐点同时向右移动，得到另 一条剖面线；这样不 断扫描测量下 去，得到倒梯形断面，如图所示。
1.岩溶简介
在岩溶塌陷频发区进行区域性灾害地质调查， 查明岩溶塌陷的分 布规律与塌陷的诱发因素，是灾 害治理的前提。在灰岩分布区进 行桥梁、高速公路 等基础设施施工时，岩溶、土洞的发育会引发 塌陷， 影响工程施工甚至造成设备损失或人员伤亡。因此， 在 勘察设计阶段，需查明区内岩溶、土洞等地质体 的发育、分布情 况，并进行相应的处理。 物探方法是岩溶地质调查的重要手段。本案例应用高密度电法技 术，对岩溶比较发育的某段高速公 路进行了勘查，主要查明区内 第四系内部土洞发育 情况、灰岩埋深、灰岩分布范围、岩溶及可 能与灰 岩岩溶发育有关的断裂发育情况等，取得了较好的 地质 效果。
本图是电阻率断面立体示意图，在图上可以形 象的看出 3 个主异常的形态和走势。
3.4探测成果
• 通过对物探数据的分析、处理、解释，结合现 场已有地质资料，查明 的勘察区内岩溶空间分布形 态和位置，详见解释成果图。 • a. K121+022—+048 段(Ⅱ)为已知溶洞区，该溶 洞向公路左侧深处、大 里程方向延伸，范围变大, 顶 部深约 5~8 m，长约 20 m，宽约 14 m。
2.工作原理
高密度电阻率法是一种阵列勘探方法， 也称自动电阻率系统，是直流电法的发 展，其功能相当于测深与电剖面法的结 合。通过电极向地下供电，使其形成人 工电场，测量电场，了解地下介质视电 阻率 ρs的分布，从而推 断解释地下地质 结构。这种方法原理简单，图像直观， 是一种分辨率较高的物探方法。该方法 在工程 与水文地质勘探和矿产、水利资 源勘查中有着广泛 地应用。高密度电法 工作系统如图 所示。