靳朝明

（湖南大学设计研究院有限公司，湖南 长沙 410000）

在工程勘察中，物探技术在越来越多的采用，本文选取的穿越工程勘察项目位于湖南某矿区，穿越的水面宽度约100m，管道水域穿越工程的等级为大型，拟采用定向钻穿越的方法施工。

1 物探方法选择

工程设计需探测地下至少30m范围的围岩和溶洞情况，目前地球物理探测方法常用于地质勘察的有浅层地震、直流电法、音频大地电磁法（AMT）等。浅层地震由于震源的限制，炸药国家管控较严，锤击能力不够，现设计较少采用。音频大地电磁法（AMT法），由于浅部存在一定的盲区，不适应用于埋深过小的。直流电法中电测深法是在地表测量点测量电极不动，按规定不断加大供电极距，从而研究地表测量点下方电性的垂向变化。由于供电极距不断加大，增大了供电电流在地下的分布范围，实际上相当于加大了勘探深度。因此通过分析电测深视电阻率曲线了解测点下沿垂向地质情况的变化。电测深法中，正确的工作布置和解释可以获得比电剖面法更为丰富准确的地质信息。因此该物探勘察设计采用电测深法。

本项目拟采用EDJD-1数字多功能直流电法仪。EDJD-1数字多功能直流电法仪是一种新型的电法仪，仪器采用程控方式进行数据的采集和电极控制，采集的数据以图像的形式实时显示在屏幕上，以便您随时可以监控资料的质量。该型仪器可以广泛地应用于交通、能源、城建、工业与民用建筑、地质环境调查、环境灾害评价、堤防隐患探测等领域。其物探测线图如下。

图1 物探测线示意图

2 电测深法技术方法

电测深法的实际工作中，通常采用对称四极装置。即供电电极AB和测量电极MN均对称于测点布置、每改变一次供电极距，即可按下式计算该极距的视电阻率，即：

考虑到电测深的极距变化范围较大的特点，通常将该曲线绘制在双对数坐标上。

图2 电测深法探测电极滚动排列示意图

3 物探解译原则

3.1 断层

断裂中一般岩石破碎、含水，导致电阻率较低。在电阻率剖面中呈现低阻带，表现为电阻率等值线不连续或者电阻率等值线发生绕曲。

3.2 岩溶

水下岩溶一般会被水或泥沙充填，岩溶附近岩石会破碎或裂隙发育，会导致电阻率偏低。在电阻率剖面中的反应为圈闭低阻或者低阻带的局部低阻扩大现象。根据纵断面物探电阻率曲线图，河流穿越断面在水平方向60m～80m、垂直方向高程55.5m～79.2m范围内电阻率值明显偏低，推测为溶洞相对发育区，溶洞为全充填，需用钻探进行验证。

3.3 强风化与中风化界面

岩石风化程度的不同，岩石中的裂隙发育程度，孔隙度均不同，岩石的含水率也因此不同，在电法剖面中的表现为电阻率不同。风化愈强，裂隙愈发育，孔隙度越大，含水率越大，电阻率越小，反之亦然。因此可利用电阻率的不同，反推岩石的风化程度。强风化岩体中岩石风化不均匀，存在部分未风化岩石，电阻率剖面中表现为局部高阻团块，中风化岩体中岩石较完整，一般呈整体高阻。根据电阻率特征即可判读强风化与中风化界面。

4 物探解译结果

该河流测线物探反演结果电性分界界面的水层电阻率小于100Ω·m，覆盖层电阻率在100Ω·m ～ 2000Ω·m，基岩电阻率在2000Ω·m以上。

物探剖面结果推测60m～80m覆盖层厚度缩小到10m左右。但需注意里程20段～130段埋深30以下可能存在相对软弱或破碎区域。

测线物探结果推测江面下方左侧覆盖层深度较小，物探结果推测大约2m；江面下方右侧覆盖层较大，由于受低阻层埋深较大或基岩破碎含水等因素影响，覆盖层深度推测误差较大，可大致推断厚度约17m左右。便江测线物探结果推测东侧里程40m～80m范围覆盖层厚度较浅，由物探等值线剖面推测大约4m～5m左右。

图3 物探成果纵剖面图

5 钻探结果分析

结合物探成果，对物探剖面推断的溶洞相对发育区进行钻探，对该区域的钻探结果分析如下：可溶性灰岩分布范围内共完成6个钻孔，其中有2个钻孔揭露了3个溶洞，其中1个溶洞为无充填的空洞，2个溶洞为无全充填，未揭露半充填溶洞，揭露溶洞层数为2层，洞顶埋深11.0m～15.1m，洞高0.5m～3.8m。结合物探资料分析，根据纵断面物探电阻率曲线图，推测为溶洞相对发育区处，同时用钻探进行验证结果显示，该区段范围内发育两层溶洞，穿越施工经过溶洞会造成重大影响。管道穿越部位尽量避开岩溶相对发育段。

6 结语

（1）通过物探技术对穿越工程的地下岩溶结果探测显示，其结果对钻探及穿越施工具有极大的指导意义，并且具有极高的可行性。

（2）地球物探技术始终处于不断创新、飞速提高的过程之中，并且具有良好的准确性以及高效性，将物探技术结合到工程地质勘察的工程中，可更加有针对性的进行勘察，同时也可提高勘察的准确度及效率。