地下溶洞探测的方法有哪些？

发布日期：2022-11-25 00:00:00 作者：点击：

　　主要目的：快速查明地下溶洞.溶解间隙的空间分布形式(工程设计要求有效检测深度范围为50m第四系覆盖层厚度(即岩石埋深)。

　　地表物理探测手段包括：利用地层间电阻率差和人工地震波在不同波阻抗差的介质中反射，以及电磁波在不同介质中吸收和衰减时形成的异常平面分布;通过现有钻孔，在空间中进行单孔和跨孔检测异常的延伸形式，以便物理勘探调查发现现场白云岩分布区域对工程有影响的溶洞，并通过钻探验证溶洞的分布.规模.发展趋势。

　　溶洞主要分布在东北部和西南部的白云岩地层中.半充填.充填.土洞(溶洞顶板坍塌后形成)等形式。

　　地球物理特征

　　根据现场地层的分布情况，通过单点电测深和单孔波速数据的测试统计，结合物探技术方法，获得了常见岩土物质参数的经验值。

　　因为白云岩分布区存在溶沟.溶槽.落水洞.溶隙.溶洞等岩溶地质体和断层破碎带等不良地质体也在砂岩分布区钻探中发现。这些地质现象会影响正常地层的结构和完整性，从而改变原有地质体的地球物理层状特征，形成新的物理特征，与周围原岩体形成明显的电性.波阻抗的差异，为采用相应的物探法检测奠定了物性基础。

　　根据物理差异，使用波阻抗.采用高密度电法，度电法.瞬变电磁法.地质雷达法.地震成像法等检测溶洞具有地球物理条件。

　　岩石试验参数测试与分析

　　1.电阻测试

　　采用Wenner四极法电测深，测得15m地基土深度范围内的电阻率值。其工作参数为：电极距离AB/2=1.2，2.1，3，4.5，6，9，12，15m，测量极距MN/2=0.4，0.7，1.0，1.5，2.0，3.0，4.0，5.0m。

　　2.波速测试

　　岩土层压缩波速采用单孔波速测试.剪切波速，计算岩土动态弹性参数。通过地层波速试验，确定地层之间的波阻抗差异，为地震方法的使用提供依据。

　　3.岩石声波试验

　　钻孔中取新鲜岩石(.微风化)样品对其纵波声速进行了测试，并进行了数学统计。作为岩石完整性分析的基础之一，现场主要分布的地层岩石的声速范围值和平均值。

　　4.岩石物数

　　通过单点电测深和单孔波速数据的测试统计，结合物探技术方法，获得现场岩土物参数的标准值。

　　物探试验分析

　　1.电测深法

　　测量的电测深曲线有G型和K型两种。岩石的电阻率与含水量密切相关。在一个溶洞中ZKll2单点电测深钻孔，测试曲线类型为K型，电阻率为180~480Ω·m，但溶洞位置电阻率测深不明显。

　　2.面波法

　　有12个单排列测试，lm道距，5m偏移距离，锤击激发作为瞬态震源。ZK132位于第七道位。.36m以上为粉质粘土层，面波速度236m·s～，15.04m以下为松软土层，面波速度184m·S~，异常反应的深度位置与溶洞位置一致;并非每一个异常位置都有这种反应。

　　3.声波测井

　　该方法通过孔中声波测井测量岩体某一段岩体中声波的传播速度，分析声速曲线的异常位置，判断地下溶洞的分布，也是划分岩体完整性的主要依据。ZK174钻孔声波试验结果，试验间距为20cm。ZK13-14钻探m钻杆脱落的现象被描述为一个空洞。但是在测试中发现了两个溶洞，顶板不完整，隔间破碎，填充物中有粉土.碎石。在13.65-17.05m存在一个3.4m大溶洞。未来可以在关键基础位置钻孔CT溶洞的成像技术.空洞综合体规模异常.形式，为基础加固提供准确的数据。

　　4.瞬变电磁法

　　工作参数：1000发射线框采用100*100m，3.接收线框40*50m，发身电流20A，发射频率32HZ，叠加次数32次，点距0次.5.1m。

　　采用Surfer该软件绘制了每条测量线的视电阻率等效线的拟断面图，横截面坐标表示平面位置，纵坐标表示深度，不同色阶表示不同的电阻率段。

　　地震雷达法

　　工作参数：16MHz.32MHz低频组合天线，天线距离3m，滤波4-32MHz，叠加64次，点距1m。地质雷达数据处理采用归一化.增益.滤波等方法，得到各测线地质雷达检测剖面图像。

　　5.地震影像法

　　在ZK多个单排列布置在252孔上，11m道距，5m偏移距离，测试其反射波窗口，取窗口难以测量偏移距离。

　　地震图像法实际上是反射波法的偏移选择方法之一，采用单向观测，1m偏移距离4m，深度记录400观测时ms，测线由南向北布置，钻孔布置ZK252位于测线29m处。

　　7.高密度电法

　　测线采用温纳法和斯隆贝格法，分别布置在东西向的垂直地层和结构线上ZK112孔上采用2m极距，观测10-35层。经过反演拟合，测线69m蓝色低阻异常明显，与钻探结果一致。

　　结束语

　　基于以上分析，根据已知点进行的物探异常对比试验，结合物探异常钻探试验，高密度电法和地震影像法对地下溶洞检测具有良好的效果。