高密度电法在降水丰富岩溶区的应用

　　岩溶，又称喀斯特( KARST) ，是水对可溶性岩石( 碳酸盐岩、石膏、岩盐等) 进行以化学溶蚀作用为主，流水的冲蚀、潜蚀和崩塌等机械作用为辅的地质作用，以及由这些作用所产生的现象的总称。岩溶作为一种典型的不良地质现象，它的存在将对工程产生非常严重的影响，增加造价、延误工期，设计变更，同时造成严重的工程隐患。因此，探明岩溶区的岩溶分布，是勘察中最重要的一项内容。但是，由于岩溶发育的不确定性及隐蔽性，单纯的钻探很难满足勘察要求。一方面，钻探只是一个点，很难评价大范围的岩溶概况，更无法探明其规模、形态、分布规律，因此，必须要有一种可靠、快速、成本较低的物探方法与钻探相互配合、验证，在所有方法中，高密度电法因其成本低、效率高、效率好，而成为岩溶探测的一个运用最广泛的一种方法。

　　2 高密度电阻率法原理

　　高密度电阻率法是日本地质株式会社提出并发展起来的一种方法，由于高密度电法可以实现电阻率的快速采集和现场数据的实时处理，从而改变了电法的传统工作模式。高密度电法勘探的前提条件是地下介质间的导电性差异，和常规电法一样，它通过 A、B 电极向地下供电( 电流为 I) ，然后测量 M、N 极电位差△U，从而求得该记录点的视电阻率值 ρs =K×△U/I。根据实测的视电阻率剖面进行计算、处理、分析，便可获得地层中的电阻率分布情况，从而解决相应的工程地质问题。

　　3 实例运用

　　3. 1 工区概况工区位于滇西北横断山纵向岭谷区，总体为构造剥蚀溶蚀高中山地貌，工程区内海拔 2 120 ～ 2 535 m，降水极为丰富，场区表层主要由第四系松散堆积物组成，覆盖层以下及局部地表为碳酸岩分布区，岩性以石灰岩为主，碳酸岩分布区地表岩溶发育，石芽、溶沟、溶槽、漏斗、落水洞等岩溶微地貌形态广泛分布，总体而言，工区内岩溶发育。

　　3. 2 物性特征通过试验发现，勘察区存在良好的地球物理探测条件，第四系松散覆盖层和下伏基岩的不同的风化作用以及地下水的溶蚀作用使得岩溶十分发育，石灰岩的视电阻率比较高，一般在 2 000～ 10 000 Ω·m，随着岩石中节理裂隙的发育程度、破碎程度、岩溶发育程度的增强，填充物的增加，视电阻率急剧降低有的降低到 100 Ω·m 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。

　　3. 3 野外测线布置为对某场地进行总体控制，沿场地纵向布置了四条高密度电法测线，现场根据地形，采用电极距5～10 m，温纳装置排列，从现场测试结果中，从中选取了几处有代表性的断面进行分析。

　　4 结论

　　1) 高密度电阻率法测量间距小、采集测量数据大，通过对测量数据的处理，生成视电阻率断面图、视电阻率反演图，比较直观形象地反映了测量断面地层及异常体的形态、产状等。 2) 基岩范围内大规模的低阻区，为岩溶发育区。 3) 基岩范围内圈闭的中低阻区，为充填的溶洞。 4) 基岩范围内圈闭的中阻区，为无充填或半充填的溶洞。

　　综上所述，对于无充填的溶洞，一般认为其电阻率比基岩电阻率高，但通过本次物探与钻探的相互验证，我们发现，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，水通过裂隙使溶洞出现充填或半充填，因此，造成溶洞或岩溶发育区呈现出低阻特性。因此，基岩内出现的中低阻区，为勘察的重点钻探区域，值得后期重视。

　　参考文献:

　　[1] 黄绍逵，欧阳玉飞.高密度电法在岩溶勘察中的应用[J].工程地球物理学报，2009，6( 6) : 72-73.

　　[2] 沈鸿雁.高密度电法勘探方法与技术[M].北京: 地质出版社， 2012.

　　[3] 叶唐进，谢强，赵文，等.高密度电法在云桂线铁路岩溶路基勘察中的应用[J].四川建筑，2012. 32( 1) : 87-88.

　　《高密度电法在降水丰富岩溶区的应用》来源：《四川建材》，作者：彭斌，石登卡。