李震
中铁第六勘察设计院集团有限公司 天津市 300300
摘要：岩溶侵蚀导致基岩起伏不定，洞穴的开发严重影响了城市轨道交通建设的安全。因此，有必要确定轨道交通内的岩溶发育情况，并为设计提供准确的地质信息。传统的钻探方法很难确定岩溶分布。由于岩洞充填材料与周围岩石之间存在明显的物理差异，可以使用高密度电法和大地测量等地球物理技术来探测岩溶的分布、发育水平和形态特征。
关键词：岩溶；破碎带；综合物探；高密度电法；瞬变电磁法
引言
随着我国一线、二线城市的高速发展，城市轨道交通工程不断涌现，面临的工程条件也愈加复杂。破碎带和岩溶作为常见的不良地质现象，对城市轨道交通工程设计和施工有着严重的影响。更加深入地了解物探方法在城市轨道交通工程中运用，是工程师们针对不同工程选择相应物探方法所必须面对的问题。任通过高密度电法探测破碎带，为工程提供了一种较为可靠的方法；针对干扰区进行了研究分析，验证了其工程使用的可靠性；高密度电法在岩溶探测中的应用，验证了高密度电法的可行性；采用地震法或联合高密度电法针对岩溶区进行综合探测，得到较好的应用效果。
1物探技术
对于物探技术而言，主要是指地球物理探测。在实际的使用中，需要根据地质对象的特点，对周围的介质进行分析，通过物理性差异分析地质情况的探测手段。将物探技术运用在城市规划中，不仅可以及时获取地下信息，而且也可以对地质结构进行研究，发现地质情况的基本特点，并认识到地质勘探中存在的问题，之后构建针对性的处理策略，以保证地质勘探工程项目的稳定性，为当代城市的建设及发展提供参考。
2物探技术在岩溶勘察中的应用
由于岩溶发育的不确定性、秘密性和不确定性，传统的地质技术钻探不仅需要大量人力、物力和财力资源进行岩溶研究，而且无法全面了解整个工作区。在实践中，许多地球物理方法得到广泛应用，由于其经济性、勘探速度快、设备轻便以及能够不断探索网上和地面工程的地质特征，探测结果有所改进。岩溶复杂性的原因使得洞穴难以探测，不同类型的洞穴在物理上存在明显差异(强度、速度、阻抗、密度、磁化率、电磁波等)。这是地球物理勘探的先决条件。目前，用于岩溶探测的主要地球物理方法有:高密度电阻率、超密度电磁、地磁、浅地震、声、瞬态电磁、应力波速度和微动力学。根据需要解决的主要地质问题，并考虑到地球物理方法的适用性、应用条件和影响，选择适当的勘探地球物理方法。但是，由于岩溶的复杂性，单一勘探方法不能解决所有岩溶探测问题，因此几种地球物理方法的结合和互补性使得岩溶探测结果更加准确。
3城市轨道交通岩溶勘察中常用的物探技术
3.1跨孔超高密度电法
采用甚高转发器密度电法检测岩石溶解度的工作原理是，岩石、地下水、充填产品等的电阻率存在显着差异。，并且地下岩层形成的地下电场与人工直接电场影响下的电阻率密切相关。基于该特性，该方法首先在检测区进行两个平行的垂直钻探，然后在钻探中安装电极，测量其中一个孔的电极，同时给两个电极供电，最后反向测量数据，得到电阻率解释图，以便进行解释，从而判读各种电性差异体的空间大小与位置。
3.2无线电坑透技术
无线电坑透技术是利用电磁波在岩层中传播时，矿石对于电磁波吸收的不同来探测岩层中出现的空洞。当电磁波的传播方向上存在异常地质构造时，例如断层、陷落柱等，电磁波的能量会发生损耗。无线电坑透技术所使用的设备主要是变换发射机和接收机，它们便于携带，可以在煤矿井下巷道中使用。通过相关的数据处理，可以重构出缺陷区域的形态和范围。
3.3跨孔电磁波CT
穿透孔探测电磁波的工作原理是基于岩石、地下水和充填产品等电磁波在碳化过程中吸收能力的差异。方法是首先在探测区内进行两次垂直平行钻探，然后在其中一次钻探中发射无线电波，另一次钻探中接收由于吸收系数不同而衰减程度不同的电磁波，进而引发接收场强值的不同，解译过程中依据场强大小和接收位置来判读各种差异体的空间大小与位置。
3.4 瞬变电磁法
基于等效抗磁学原理的暂态电磁是检测纯地下二次场的新方法。一种双线圈源组成的单场零磁流平面上与地面中心耦合的纯二次场测量方法。该方法有效消除了接收线圈本身的感应电势，实现了纯地下二次场响应。中土耦合场的能量比传统的瞬态电磁法更集中于双线圈源，从而减少了侧影响，提高了检测的横向分辨率。
3.5地震勘探技术
地震勘探技术就是利用地表的振动来勘探岩层的结构。进行勘探时，需要采用人工震源（常用的是炸药）使地表发生震动，然后利用精密仪器在地表各个监测点采集震动信息。根据采集的震动信息，通过信号处理来反演地层的结构。这项技术主要是利用地震波在岩层分界面处的反射和折射。收到的地震波信号与震源特性、检波点的位置、地震波经过的地下岩层的性质和结构有关。通过对地震波记录进行处理和解释，可以推断地下岩层的性质和形态。
4城市轨道交通岩溶勘察中综合物探技术应用案
合成勘探方法的应用效果分析是基于工程背景的。这次采用高密度电法、多孔弹性波CT法、地磁法等综合勘探技术进行岩溶研究。如图所示，电场变化范围为28.7 ~ 246.7ωm，顶罩为第四组松散土，厚度为12 ~ 18m，底层灰岩为。在100~160m剖面中，有明显带低功率体反应，被解释为岩溶发育带。其他测量线也有较好的解释效果，但相对于现有孔的反应岩溶洞的具体位置仍有一定的偏差。为此，在岩溶发育测量线上使用多孔弹性波CT探测器进行了11次孔检测试验。与钻探相比较表明，多孔弹性波CT结果与钻探发现吻合，更接近于实际情况。例如，在最高高度为13.9米的2-5条线的140米处发现了一个不规则的发育背景洞-35.20 ~-14.30米。此外，为了确定地下管线的分布情况，这次进行了一次地质探测，但由于地下水的埋深，没有进行最后，这次——这次，采用高密度电法和跨孔弹性波CT法检测数据与钻孔数据相结合，利用网格插值处理和voxler应用生成三维agent解释方案(见如图所示，岩溶发育区主要位于中部和北部地区，岩溶发育深度一般小于42米，岩洞主要表现为群体发育、连接良好、后护盾建设高度优先，需要采取预防措施。
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5结论及展望
岩溶发育的特点是随机性、不确定性和隐蔽性，岩溶复杂性的原因使得洞穴难以探测。勘探方法的多聚性和岩石溶解度的复杂性使得单一勘探方法在解决实际问题方面存在诸多缺陷，综合勘探方法的应用使得岩石溶解度检测更加全面准确，检测结果更好。
结束语
综上所述，在城市轨道工程中高密度电法对探测破碎带具有良好的效果，但探测岩溶发育情况存在一定的缺失。基于等值反磁通原理的瞬变电磁法具有更好的分辨率，能够弥补高密度电法在探测岩溶时的不足。由于地质钻孔空间上不连续，这决定了破碎带和岩溶发育情况不能完全探测清楚，因此在实际工程中，应根据实际情况选择切实可行的物探方法，也可综合采用取长补短、对比验证，提高物探探测的准确性，减少单一方法的局限性。
参考文献
[1]吴维义,李法滨.综合物探技术在某公路采空区探测工作中的应用[J].中国水运(下半月),2019,19(12):201-203.
[2]曲寿利.物探新技术是降低油气勘探开发成本的重要利器[J].石油物,2019,58(06):783-790.
[3]李俊杰,张红纲,王伟,何建设,李剑强,郭佳豪.综合物探技术在灰岩地区隧洞超前预报中的应用[J].地质与勘探,2019,55(06):1452-1462.
[4]桑普天.综合物探技术在岩土工程中的应用[J].绿色环保建材,2019(10):84+88.
[5]宋冠儒.综合物探技术在地质构造复杂工作面的应用[J].地质研究,2019,1(3).