高密度电法岩溶勘察中应
灰岩种较特殊岩石作溶性碳酸盐岩灰岩分布区通常发育溶沟溶槽等溶蚀带溶洞甚引起覆第四系部土洞发育灰岩区岩溶土洞发育段矿井排水量开采水等引起水动力条件改变机械振动等素诱发常发生面塌陷等质灾害19981999年红瑞金沙洲坝区频繁发生面塌陷导致中央政治局旧址部分陷塌养鳗场量开采水引发岩溶塌陷2002年5月清萍104km处发生路面塌陷灰岩溶蚀引起覆第四系土洞发育行驶车辆振动引发
灰岩区岩溶等良质体发育具定规律性较范围特定区出现着机性钻探勘查仅提供点资料具定机性详细查明区岩溶等质体横发育情况仅钻探方法投入较难达理想效果
岩溶塌陷频发区进行区域性灾害质调查查明岩溶塌陷分布规律塌陷诱发素灾害治理前提城镇发展规划方济发展提供价值基础质资料灰岩分布区进行桥梁高速公路等基础施施工时岩溶土洞发育会引发塌陷影响工程施工甚造成设备损失员伤亡勘察设计阶段需查明区岩溶土洞等质体发育情况进行相应处理
物探方法岩溶质调查重手段通物探方法获灰岩分布区岩溶等良质体横发育展布资料物探工作岩溶勘察中务查明区第四系部土洞发育情况灰岩埋深灰岩分布范围岩溶灰岩岩溶发育关断裂发育情况高密度电法年发展起物探方法广泛应区域性岩溶灾害调查工程勘察中
1 灰岩区电性特征简析
第四系松散层电阻率值般n×10Ω·m砂卵石成分较高时达n×l02Ω·m灰岩电阻率值较高般达n×l02~n×l03Ω·m灰岩第四系层电阻率存明显差异第四系部土洞发育时形成相高阻异常
灰岩部发育岩溶通常充填低电阻率充填物形成相低阻异常断裂带位置易形成溶蚀断裂带盘围岩通常存电性差异灰岩分布区具备应高密度电法解灰岩埋深分布范围查明土洞岩溶断裂发育情况球物理前提
2 高密度电法工作原理
高密度电法属直流电阻率法测量结果二维视电阻率断面高密度电法具点距数密度工作效率高特点较直观准确反映电性异常体形态工作流程见图1
高密度电法野外数采集确定采集参数通机控制路电极转换器电极系形成供电测量数动采集系统数采集完成通通讯程序原始数传入计算机进行数转换形校正二维反演输出二维电断面图完成整采集处理全程
3 高密度电法岩溶勘察中应实例
引入高密度电法先赣北九江赣南赣州市赣西宜春市新余市湖南等岩溶区进行高密度电法工作获较资料面简单介绍段实测断面
3．1 确定灰岩埋深第四系土洞发育情况
高密度电法测量结果二维电阻率断面第四系灰岩间差异极电性界面高密度断面中测量结果开始反映灰岩电性时视电阻率值快速升等值线变密判基岩面埋深重标志高密度测量断面中低电性第四系部出现相高阻异常圈闭第四系部土洞发育判标志
2002年5月清萍公路104km附灰岩分布区发生处路面塌陷塌陷中心位公路中央塌陷范围约30m2陷坑深约4m图2布置塌陷陷坑旁侧高密度电法温纳装置测量断面90桩号应陷坑中心位置断面显示：塌陷位置灰岩埋深约18m第四系部出现3处高阻异常圈闭根区质高密度断面测量结果分析：塌陷第四系部土洞致90桩号正方高阻异常引起塌陷土洞反映桩号方相应深度两处土洞发育中102桩号方异常规模较推断土洞发育深度5~8m灰岩面深21m
3．2 查明岩溶断裂发育情况
湖南常张高速公路甘堰段灰岩分布区该区岩溶发育图31线试验段高密度电法剖面断面走SN断面中灰岩部2处规模较低阻异常带断面西侧溶沟出露溶沟长约50 m深达10余m东西展布距测线100 m处第四系覆盖走推断溶沟断面200桩号位置断面200—220桩号低阻异常带应溶沟异常反映断面中140桩号部低阻异常带较规模充填型岩溶异常反映
灰岩区岩溶发育基岩断裂关系密切查明基岩断裂研究岩溶发育分布规律前提图4江西宜春市区岩溶灾害调查5线某段高密度电法测量断面断面200桩号界桩号基岩表现低阻二叠系江边组碳质页岩桩号基岩表现高阻灰岩电性反映120桩号位置灰岩部低阻异常带存综合区质资料推断异常带应二叠系狮子形组灰岩石炭系黄龙组灰岩断裂接触带120桩号布置验证钻孔钻探结果：122~19m充填型岩溶19~215m石炭系黄龙组灰岩215~33m断层角砾岩33~60 m二叠系狮子形组灰岩
3．3 确定灰岩分布区域
灰岩分布区岩溶塌陷灾害易发区隐伏基岩区确定灰岩分布范围岩溶勘察工作容非溶岩电阻率值灰岩明显差异时应高密度电法确定灰岩分布区域取效果
宜春市区分布非溶岩电阻率值较低二叠系江边组碳质页岩图5中
800桩号处反映两边基岩电性差异较确定非溶碳质页岩灰岩界线
赣南某水泥厂初选厂址伏基岩分布溶蚀发育二叠系灰岩白坚系红砂岩必须查明灰岩红砂岩分布范围便承重求较高窑头窑尾设计图6该区某段高密度电法测量断面断面中180桩号两侧基岩表现出明显电性差异桩号段高阻灰岩电性反映桩号段低阻红砂岩电性反映
4 结
高密度电法兼具剖面法测深功具点距数采集密度特点较直观形象反映断面电性异常体形态产状等灰岩分布区应高密度电法解第四系土洞发育灰岩岩溶断裂发育情况确定灰岩分布情况取较质效果高密度电法断面结果反映灰岩覆第四系层均电性反映灰岩表面溶蚀发育呈锯
齿状时断面测量资料反映灰岩面总体起伏状况形起伏段断面实测结果应进行二维形校正消形影响测量断面实际断面更接
探雷达浅震法岩溶勘察效物探方法灰岩分布区形质情况相复杂种物探方法受定条件限制高密度电法求接条件较定排列展布长度城区等形物条件相复杂区进行岩溶物探勘察时应进行综合物探勘察利方法形物质条件适性获取物探资料进行综合解释便取理想勘察效果
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灰岩种较特殊岩石作溶性碳酸盐岩灰岩分布区通常发育溶沟溶槽等溶蚀带溶洞甚引起覆第四系部土洞发育灰岩区岩溶土洞发育段矿井排水量开采水等引起水动力条件改变机械振动等素诱发常发生面塌陷等质灾害19981999年红瑞金沙洲坝区频繁发生面塌陷导致中央政治局旧址部分陷塌养鳗场量开采水引发岩溶塌陷2002年5月清萍104km处发生路面塌陷灰岩溶蚀引起覆第四系土洞发育行驶车辆振动引发
灰岩区岩溶等良质体发育具定规律性较范围特定区出现着机性钻探勘查仅提供点资料具定机性详细查明区岩溶等质体横发育情况仅钻探方法投入较难达理想效果
岩溶塌陷频发区进行区域性灾害质调查查明岩溶塌陷分布规律塌陷诱发素灾害治理前提城镇发展规划方济发展提供价值基础质资料灰岩分布区进行桥梁高速公路等基础施施工时岩溶土洞发育会引发塌陷影响工程施工甚造成设备损失员伤亡勘察设计阶段需查明区岩溶土洞等质体发育情况进行相应处理
物探方法岩溶质调查重手段通物探方法获灰岩分布区岩溶等良质体横发育展布资料物探工作岩溶勘察中务查明区第四系部土洞发育情况灰岩埋深灰岩分布范围岩溶灰岩岩溶发育关断裂发育情况高密度电法年发展起物探方法广泛应区域性岩溶灾害调查工程勘察中
1 灰岩区电性特征简析
第四系松散层电阻率值般n×10Ω·m砂卵石成分较高时达n×l02Ω·m灰岩电阻率值较高般达n×l02~n×l03Ω·m灰岩第四系层电阻率存明显差异第四系部土洞发育时形成相高阻异常
灰岩部发育岩溶通常充填低电阻率充填物形成相低阻异常断裂带位置易形成溶蚀断裂带盘围岩通常存电性差异灰岩分布区具备应高密度电法解灰岩埋深分布范围查明土洞岩溶断裂发育情况球物理前提
2 高密度电法工作原理
高密度电法属直流电阻率法测量结果二维视电阻率断面高密度电法具点距数密度工作效率高特点较直观准确反映电性异常体形态工作流程见图1
高密度电法野外数采集确定采集参数通机控制路电极转换器电极系形成供电测量数动采集系统数采集完成通通讯程序原始数传入计算机进行数转换形校正二维反演输出二维电断面图完成整采集处理全程
3 高密度电法岩溶勘察中应实例
引入高密度电法先赣北九江赣南赣州市赣西宜春市新余市湖南等岩溶区进行高密度电法工作获较资料面简单介绍段实测断面
3．1 确定灰岩埋深第四系土洞发育情况
高密度电法测量结果二维电阻率断面第四系灰岩间差异极电性界面高密度断面中测量结果开始反映灰岩电性时视电阻率值快速升等值线变密判基岩面埋深重标志高密度测量断面中低电性第四系部出现相高阻异常圈闭第四系部土洞发育判标志
2002年5月清萍公路104km附灰岩分布区发生处路面塌陷塌陷中心位公路中央塌陷范围约30m2陷坑深约4m图2布置塌陷陷坑旁侧高密度电法温纳装置测量断面90桩号应陷坑中心位置断面显示：塌陷位置灰岩埋深约18m第四系部出现3处高阻异常圈闭根区质高密度断面测量结果分析：塌陷第四系部土洞致90桩号正方高阻异常引起塌陷土洞反映桩号方相应深度两处土洞发育中102桩号方异常规模较推断土洞发育深度5~8m灰岩面深21m
3．2 查明岩溶断裂发育情况
湖南常张高速公路甘堰段灰岩分布区该区岩溶发育图31线试验段高密度电法剖面断面走SN断面中灰岩部2处规模较低阻异常带断面西侧溶沟出露溶沟长约50 m深达10余m东西展布距测线100 m处第四系覆盖走推断溶沟断面200桩号位置断面200—220桩号低阻异常带应溶沟异常反映断面中140桩号部低阻异常带较规模充填型岩溶异常反映
灰岩区岩溶发育基岩断裂关系密切查明基岩断裂研究岩溶发育分布规律前提图4江西宜春市区岩溶灾害调查5线某段高密度电法测量断面断面200桩号界桩号基岩表现低阻二叠系江边组碳质页岩桩号基岩表现高阻灰岩电性反映120桩号位置灰岩部低阻异常带存综合区质资料推断异常带应二叠系狮子形组灰岩石炭系黄龙组灰岩断裂接触带120桩号布置验证钻孔钻探结果：122~19m充填型岩溶19~215m石炭系黄龙组灰岩215~33m断层角砾岩33~60 m二叠系狮子形组灰岩
3．3 确定灰岩分布区域
灰岩分布区岩溶塌陷灾害易发区隐伏基岩区确定灰岩分布范围岩溶勘察工作容非溶岩电阻率值灰岩明显差异时应高密度电法确定灰岩分布区域取效果
宜春市区分布非溶岩电阻率值较低二叠系江边组碳质页岩图5中
800桩号处反映两边基岩电性差异较确定非溶碳质页岩灰岩界线
赣南某水泥厂初选厂址伏基岩分布溶蚀发育二叠系灰岩白坚系红砂岩必须查明灰岩红砂岩分布范围便承重求较高窑头窑尾设计图6该区某段高密度电法测量断面断面中180桩号两侧基岩表现出明显电性差异桩号段高阻灰岩电性反映桩号段低阻红砂岩电性反映
4 结
高密度电法兼具剖面法测深功具点距数采集密度特点较直观形象反映断面电性异常体形态产状等灰岩分布区应高密度电法解第四系土洞发育灰岩岩溶断裂发育情况确定灰岩分布情况取较质效果高密度电法断面结果反映灰岩覆第四系层均电性反映灰岩表面溶蚀发育呈锯
齿状时断面测量资料反映灰岩面总体起伏状况形起伏段断面实测结果应进行二维形校正消形影响测量断面实际断面更接
探雷达浅震法岩溶勘察效物探方法灰岩分布区形质情况相复杂种物探方法受定条件限制高密度电法求接条件较定排列展布长度城区等形物条件相复杂区进行岩溶物探勘察时应进行综合物探勘察利方法形物质条件适性获取物探资料进行综合解释便取理想勘察效果
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