高密度电法勘探在岩溶查找中的应用_二分查找法_二分查找法 c

高密度电法在岩溶勘察中的应用 李 攀 鲁志强 孙英勋 (云南省公路规划勘察设计院 昆明 650011) 1 前言 云南是个可溶岩分布较广的省份，各种类型的岩溶地貌及岩溶现象广泛分布于山间、河谷、盆地之中。近年来，随着云南公路建设的快速发展，岩溶作为一种典型的不良地质现象，其在施工建设中的危害越来越明显地显现出来，因此，在公路工程勘察阶段，对岩溶勘察的要求也越来越高。但是，由于岩溶发育的不确定性及隐蔽性，岩溶勘察的难度非常大，仅靠钻探手段已经很难达到要求。一方面，钻孔的布设存在一定的盲目性，局部岩溶发育地段可能会被遗漏；另一方面，发现有岩溶分布的地段，也很难探明其规模、形态及分布规律。因此，非常需要一种快速、高效、经济的勘察手段，对岩溶勘察中的钻探工作进行前期指导和后期补充。 自 2000 年 8 月我院引进 DUK-1 型高密度电法测量系统以来，先后在嵩明～待补、昆明～石林、砚山～平远街、曲靖～胜境关四条高速公路的岩溶发育路段，采用高密度电法开展岩溶勘察工作，取得了较好的地质效果。 2 地质及地球物理特征 2.1 地质特征 可溶岩在云南主要分布于滇东、滇东南及滇东北地区，其它地区分布相对少些，其岩性基本上都是碳酸盐岩，常见的有灰岩、白云岩、白云质灰岩、泥灰岩等。

其上覆地层多为红粘土，很多情况下，基岩可能直接出露或断续出露。同时，岩溶的发育通常与地质构造或地层变化有着紧密的联系，受构造带和地层接触带的影响，岩溶发育区的岩石节理裂隙一般比较密集，地层较破碎高密度电法勘探在岩溶查找中的应用。 2.2 地球物理特征 2.2.1 电性特征 灰岩、白云岩电阻率通常比较高，一般在 2000～8000Ωm 之间，最高可达 20000Ωm，泥灰岩电阻率相对较低，但一般也大于 600Ωm。随着岩石节理裂隙发育程度、破碎程度、岩溶发育程度的增强，填充物含量的增加，电阻率呈急剧下降趋势，最低可降至 100Ωm 以下。这种差异，为利用电阻率法进行岩溶勘察提供了必要的物性前提。 对于无充填的溶洞，一般认为其电阻率比基岩电阻率高，但据笔者多年的工作经验，虽然空洞本身电阻率较高，但由于溶洞的形成与节理裂隙发育、地下水的活动等因素有关，加上溶洞洞壁通常存在较厚的钙华层及钟乳石等低电阻物质，因此，除非是大型、特大型溶洞，大多数空洞由于低阻屏蔽的影响，一般仍然为低阻反应。由于可溶岩本身电阻率较高，在此基础上查找出明显的高阻异常通常比较困难，因此，溶洞的上述电性特征，为电阻率法的应用提供了有利的物性前提。

经过双源洞继续向前走，可以看到阿坡岩，登上阿坡岩前面的山坡，在山坡的一侧树丛的掩映下，可以隐约见到一个落水洞，落水洞是岩溶地区地表水流向地下河或地下溶洞的通道，它是由垂直方向流水对裂隙不断进行溶蚀并伴随塌陷而成。灰岩区岩溶、土洞多较发育，见洞率 15%～是软土地基不均匀沉降，灰岩区溶洞土洞塌陷、堤 40% 。其间，12名英国洞穴探险协会专家和1名中国地质科学院岩溶研究所专家分成三个组，对该县五德镇数十个大大小小的岩溶洞穴进行了探察，并重点对落水洞、燕子洞、黑洞、大硝洞、马家洞、狮子洞、龙洞、长湾洞等大体量、高品质岩溶洞穴、竖井洞穴及“三锅圈”天坑进行全面科考，探清这些洞穴结构、规模，获取了第一手的科学数据，并绘制出洞穴的三维图形。

根据不同的需要，有 9 种不同的测量装置可供选择。讫今为止，我们试用了温纳、微分、施贝、偶极四种装置，发现温纳装置效果是最好的，其它装置受地表不均匀、旁侧干扰等因素影响较大，效果不甚理想。 温纳装置是不同深度的对称四极剖面装置，设备允许的最大隔离系数为 16，点距可根据勘探深度和密度需要自由选取，我们一般选 2～5 米。 在野外工作中，高密度电法具有快速、高效、经济的特点，一般情况下，一个工作日可完成 5～8 个排列的野外测量工作，采集 2500～3500 个数据。 数据处理工作采用专门的软件完成，先进行突变点剔除工作，再根据需要，进行数据圆滑处理和地形改正，最后通过剖面反演，绘制出电阻率成像剖面图。 4 资料成果解释 4.1 定性解释 在电阻率成像剖面图绘制完成后，即可在剖面上圈出异常区和正常区。如上所述，我们研究岩溶，主要是研究低阻异常。所以一但发现低阻异常出现时，就应该对其加以分析、鉴别和解释，以便将非岩溶所致的低阻异常加以排除。在此过程中，必须进行认真的地质调查和研究，在有钻孔资料的情况下，应该仔细对照钻孔资料。如果发现非常明显的高阻异常，则建议钻孔揭露验证，以便确定是大型空洞还是完整基岩。

对已确定的岩溶异常，根据其形态，结合地质调查和分析，对其类别、形态和发育规律作出定性描述。 4.2 定量解释 高密度电法资料最大的缺点就是定量解释的困难，尤其对于岩溶勘察来说，更是如此。 但是，在确定的岩溶异常位置，再布置适量的常规电测深工作之后，对岩溶的埋深及发育规模进行定量～半定量解释是可行的。同样，定量解释工作也不应脱离钻孔资料、地质调查和分析而孤立进行。 同时，应该说明的是，地面电法工作，包括过去的常规电法，其定量、半定量解释，对于岩溶对象而言，通常只是一种宏观解释，而不是对具体的某个“溶洞”或“落水洞”的解释。这一点，必须在物探报告中加以明确。 4.3 异常验证 对发现的异常，建议布设钻孔进行揭露和验证，以便为整个测区的异常解释提供可借鉴的地质依据。对于已有钻孔控制的测区，勘探线应尽可能穿过钻孔位置，以便于异常的对照和解释。 5 应用实例 5.1 嵩明～待补高速公路 2000 年 8 月～9 月，我院受嵩明～待补高速公路指挥部的委托，接受了对 4、5、11、12 四个合同段的可溶岩路段进行大规模岩溶勘察的任务。经过实地调查之后，决定采用综合物探方法进行勘察，高密度电法作为我院新开展的方法之一，第一次应用到了岩溶勘察之中。

在尼日尼亚菲利亚公路项目中，首先采用esri公司的arcgis对航拍影像图提取了公路、房屋、河流等特征地形地物轮廓，生成了低精度dem高程灰度图，其后采用world machine地形制作平台重新修饰了地形，生成了逼真的河流、山脊地形模型及地形纹理图，最后将地形场景、地物轮廓、地形纹理图等成果导入以microstation为核心的三维设计平台里进行工程三维设计，顺利完成了该公路的三维设计工作，取得了较好的视觉效果，说服业主使得工程最终得以实施。 (3) 输气管道的水力计算是按计算段进行的，在计算中必须考虑计算段终点与 起点的高差及计算段沿线地形的影响，而未求出计算段长度（即压气站间距）l 之前 就无法知道计算段终点的位置， 从而无法知道其与起点的高差，也无法知道计算段段 内沿线完整的地形。昌吉凹陷二叠系和中下侏罗统烃源岩都十分发育，而四棵树凹陷及其南部的山前断褶带主要发育中下侏罗统烃源岩，油源较为充足。

所述的滑轮组件还包括污水池池边和池底的定位轮，且升降钢丝绳经滑轮组件和定位轮形成具有池边垂直段、池底水平段以及曝气器下的垂直段，并最终与曝气器下部相连。2、插座在墙的上部，在墙面垂直向上开槽，至墙的顶部安装装饰角线的安装线内，如果是在墙的下部，垂直向下开槽至安装踢脚板的底部，开槽深度应一致，槽线及顶直应先在墙面弹出控制线后，再用切割机切割墙面，用机器开槽。专利摘要本实用新型公开了一种下吸式秸秆气化炉，加料口设置在炉盖上部，炉盖下部是炉体，炉体的下部设置有炉篦，灰仓位于炉篦的下端，炉体内上部固定设置有环形分布器，环形分布器的进气口与热空气管上端连接，环形分布器下部的炉体内腔为氧化段，炉篦上部的炉体内腔为还原段，燃气腔围绕在还原段周围并与还原段连通，围绕燃气腔设置有空气预热腔，空气预热腔断面为长方形结构，长边围绕着燃气腔，空气预热腔设置有冷空气进口和热空气出口，热空气出口连接到热空气管下端，具有反应速度快、气化效率高等特点。

1.龙东格公路（东川区）：龙东格公路全长95公里，其中龙东公路k0至k18公里路段，由龙潭起至阿旺镇止，最高海拔2100米，该路段为连续急弯长下坡路段，依山而建，沥青混泥土路面，路宽8.5米无中间隔离设施，道路坡长弯急，冬季雨雪天易结冰，夏季雨雾天多湿滑，事故多发高发，事故防控工作任务艰巨。 3-* 线Ⅰ 上行：+ 0 左 - n1 右 下行：- 0 左 + n1 右 线Ⅱ 上行：+ n2 左 - 0 右 下行：- n2 左 + 0 右 线Ⅲ 上行：+ n3 左 - n2 右 线Ⅳ 上行：+ n1 左 - n2 右 线Ⅴ 上行：+ n3 左 - 0 右 下行：- n3 左 + 0 右 线Ⅵ 下行：- n3 左 + n1 右 对每幅地图的全部具有左右多边形编号的边界弧段，沿其前进的方向逐个搜索，当边界上行时，将边界线位置与左图框之间的网格点加上一个值＝ 左多边形编号 - 右多边形编号 。3、岩溶造句：通过对广州地铁2、3、5、6号线经过地段的隐伏岩溶区地质条件的分析，提出地铁勘察、设计的方法和措施。

观测结果，发现 K23+440～+470 一段存在明显的倾斜状产出的低阻异常，该异常在左 5 米的纵剖面上反应尤其明显（见图 6）。通过调查发现，该路段四周落水洞较多，K23+440 左 10 米处就有一个出露，该落水洞与剖面上所见异常产状基本一致。因此推断，异常即为该落水洞的反应。 图 6 K23+410～K23+490（左 5 米） 为了更进一步了解该落水洞的发育规律，我们选择 K23+465 布设了一条横剖面，观测结果见图7 所示。在该剖面上，近直立型带状异常已演变成孤立的封闭型异常。由此推断，该落水洞其实并非完全是垂直发育，而是兼有垂直岩溶和水平岩溶的发育特征，在其下部，则基本以水平发育为主。根据以上结论，作出定量解释，并在物探解释成果图上形象地标示出岩溶发育区，为岩溶评价提供了重要的依据。 图 7 K23+465 横剖面 5.4 曲靖～胜境关高速公路 2001 年 6 月，受曲靖～胜境关高速公路指挥部的委托，我院接受了对曲胜公路 K40+400～+750挖方路段进行岩溶勘察的任务。调查发现，该路段开挖过程中多处有岩溶现象揭露，尤其在K40+600～+750 一段的左半幅，设计标高附近就有多处落水洞、溶洞存在，对路基的稳定构成极大 威胁。

为了准确查清该路段的岩溶发育情况，决定先进行高密度电法工作，分别在路线左、中、右各布设三条测线，最后再对异常地段进行钻孔验证。 高密度电法观测结果，在左线剖面 K40+600～+740 发现明显的低阻异常大量分布（见图 8）。结合地表多处有落水洞揭露的情况，推测该路段为岩溶强烈发育地段，上部以垂直岩溶（落水洞）为主，下部主要为水平岩溶，各落水洞、溶洞之间连通性较好。钻探验证结果，与上述推测基本一致（见图 9）。物探与钻探两种手段的联合运用的结果，既有宏观控制，又有细致揭露，为岩溶处治方案的制定提供了丰富翔实的依据。 图 8 K40+600～K40+740（左 10 米） 图 9 K40+600～K40+750（左 10 米） 在本次勘察工作中，还有一个有关“高阻异常”的典型实例。 图 10 K40+440～K40+560本次勘察工作中，K40+450～+550 路段发现明显的高阻异常反应（见图 10），最高电阻率高达25000Ωm。初步推断该路段或者基岩非常完整，或者存在较大规模的空洞。由于测区地处构造带附近，经过分析，认为基岩非常完整的可能性不大，但也不能完全排除。

第二十二条勘察、设计单位应当在建设工程开工前，向施工单位和监理单位说明勘察、设计意图，解释勘察、设计文件，并负责解决施工过程中与勘察、设计有关的技术问题，按照国家和省有关规定参加各阶段的验收。3、岩溶造句：通过对广州地铁2、3、5、6号线经过地段的隐伏岩溶区地质条件的分析，提出地铁勘察、设计的方法和措施。西方只有少数研究者对局部岩溶区域和某些岩溶现象作过观察和解释。