物探手段在防空洞探測中的應用

何峰

（化學工業巖土工程有限公司,南京 210044）

物探手段在防空洞探測中的應用

何峰

（化學工業巖土工程有限公司,南京 210044）

通過工程實例，介紹了利用物探手段對防空洞進行探測的思路和工作方法，詳細敘述了防空洞異常判別的特征，并對物探成果進行了解釋分析，對類似工程具有借鑒意義。

防空洞探測;高密度電法;地質雷達

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.06.016

1 引言

南京市浦口區鳳凰山公園西坡地下土層中建有防空洞，在地質災害勘查中需查明地下防空洞分布情況，為地質災害評價及治理提供物探依據。

2 地質概況及地球物理特征

測區范圍位于南京市浦口區鳳凰山公園西側邊坡，根據鉆探資料揭示，場地地層自上而下為：素填土、粉質黏土、砂巖。據地質及鄰區地球物理資料顯示，區內巖土的電阻率及電磁波速度見表1。

表1 區內巖土物性參數

防空洞位于土層內，對于防空洞來講，可能出現的情況是空洞或充填塌陷土，無論出現哪種情況，特別為空洞時，都與圍巖存在一定的電性差異，這是利用高密度電法進行防空洞探測的地球物理前提。

地質雷達利用高頻電磁波（主頻為數十至數千兆赫），以寬頻帶短脈沖形式，由地面發射天線（T）送入地下，在地下遇到兩不同介質的界面時，高頻電磁波將被反射回地面，由另一天線（R）接收。電磁波在介質中傳播時，其路徑、電磁波強度與波形將隨著所通過介質的電性及幾何形態變化而變化。因此,研究接收到的電磁波旅行時（雙程走時）、波形與波幅變化規律，可判斷地下介質的結構。防空洞的內介質電性及幾何形態與圍巖均有明顯差異，通過對地質雷達波形的分析，可以判斷是否存在防空洞。

3 工作方法及技術

3.1 技術思路

根據現場踏勘結果，測區為山坡地，地表主要為土，根椐以往經驗及本次試驗結果，此次工作采用以高密度電法、地質雷達為主，地震映像為輔的探測手段。

3.2 測線布置及定位

根據現場地形條件及目的任務，共布置22條測線，其中7條測線開展高密度電法探測，2條測線開展地震映像探測，22條測線都開展地質雷達探測，各測線位置圖如1所示，各測線方位、長度及施工方法見表2。

圖1 探測線位置及推斷成果圖

測線采用測繩量距1：500地形圖定點測量方式，并在測線兩端點使用木樁做好標記。

4 防空洞異常判別

4.1 地質雷達異常

依照地質雷達的工作原理以及以往的工作經驗，防空洞上方的地質雷達波形常常會顯示拋物線狀的圓?。ㄒ妶D2），圓弧頂中心對應洞中心，圓弧頂深則表示洞的埋深，而洞的下底由于上頂信號過強壓制，使得下部信號較模糊，洞在測線方向的水平寬度有時因上頂信號強也難以確定，可依據經驗判別。

4.2 高密度電法異常

依照高密度電法的工作原理以及以往的工作經驗，當地下存在防空洞時，如果沒有回填其它介質，洞為高阻體；如果回填了其它介質，防空洞的電性由該介質決定。圖3為某地充填土的防空洞，表現為圈閉低阻異常。

根據上述判別原則，逐線分析對比地質雷達波形圖和高密度電法視電阻率斷面等值線圖，判定是否存在防空洞。

表2 各測線方向及長度一覽表

圖2 防空洞異常雷達波形圖

圖3 防空洞異常等值線圖

5 物探成果及解釋

5.1 高密度電法成果及地質解釋

在C5線、C11線、C12線、C17線、C18線、C21線、C22線，共7條測線上進行了高密度電法工作。其中，C5線發現有低阻異常，具體為：從圖4可直觀地看出在C5測線18～19m段出現封閉的低阻異常，推測該部分異常由地下防空洞引起。其余6條高密度電法測線則未發現明顯的封閉低阻或高阻異常。測為防空洞頂面反射引起。

圖4 C5線高密度電法剖面

5.2 地質雷達成果及地質解釋

圖5為C6測線的地質雷達時間剖面圖，從圖中可發現,在210～270點號間即測線9～11m段出現波形異常，表現為210～270段出現反射波，相位增多，推測為防空洞反映。

圖5 C6測線地質雷達時間剖面

圖6 C7測線地質雷達時間剖面

圖8為C10線測地質雷達時間剖面圖，從圖中可看出,在220～290點號段出現圓弧狀反射相位，推測為防空洞的反映。

圖9為C17測線地質雷達時間剖面圖，從圖中可看出在60～73點號即測線7～9m段出現圓弧狀反射相位，推測為防空洞的反映。

圖7 C8測線地質雷達時間剖面

圖8 測C10線地質雷達時間剖面

據當地曾參與挖防空洞的居民介紹：鳳凰山防空洞建于20世紀60年代末至70代初，多為土洞。目前,保存較好且仍在利用的防空洞位于鳳凰山南側山腳，該部分防空洞已采用鋼筋混凝土及砌磚進行了加固，該處防空洞采用引入控制點至地下防空洞內直接用測量方法進行測繪（圖1中藍色實線位置）。洞中有A、B兩個通往北側的洞口。

圖9 C17測線地質雷達時間剖面

根據高密度電法及地質雷達發現的異常位置，結合已知防空洞內部結構特征和A、B兩個通往北側的洞口位置，進行綜合分析，可劃分兩個防空洞，即Ⅰ防空洞和Ⅱ防空洞（見圖1）。Ⅰ防空洞位于南側通往鳳凰閣道路的西側,走向近北北東向，穿越C5線、C7線、C8線、C9線、C10線，再往北C11線上無明顯信號；Ⅱ防空洞位于南側南京市浦口區環境監測大隊辦公房的地下，走向近北北東向,穿越C5線、C6線，由于受建筑物影響，測線不好布置進行追蹤，再往北C12線上無明顯信號。

Ⅰ防空洞和Ⅱ防空洞與已知防空洞相連的洞口目前已用砌磚封死，在洞口處打開洞口對內部進行了觀測，發現洞口內部已堆滿土，防空洞為土洞，綜合分析推斷Ⅰ防空洞和Ⅱ防空洞洞頂標高18m左右，洞高近2m，洞寬1.5m左右，Ⅰ防空洞埋深8～12m，Ⅱ防空洞埋深8～9m。

據當地居民反應，在西坡山腳下過去曾見多個洞口，并出現過多次小規模的塌方，洞口都進行了人工回填。目前，在C17測線西端可見防空洞的塌陷坑，該防空洞走向近南北（見圖1），物探測線僅在C17測線雷達剖面上60～73號點，即測線7～9m出現圓弧狀反射相位，而其它C18、C20、C21測線各物探方法均未發現明顯異常信號，推測該附近的防空洞多為孤立的小規模防空洞，且多已塌陷充實，從而造成物探效果不明顯。

5 結語

采用物探手段來調查防空洞分布情況是切實可行的，調查結果,查明了浦口區鳳凰山西坡地下防空洞分布情況。所采取的技術手段和分析思路對類似工程具有借鑒意義。

【1】DZ/T 0072—93電阻率測深法技術規程[S].

【2】DZ/T 0073—93電阻率剖面法技術規程[S].

【3】DZ/T 0170—1997淺層地震勘查技術規范[S].

【4】康富中，齊法琳，賀少輝，江波.地質雷達在昆侖山隧道病害檢測中的應用[J].巖石力學與工程學報，2010，29（9）:41-46.

【5】鄧弟平，王俊杰，鄧文杰，姚永勝.高密度電法在玄武巖溶空洞探測中的應用[J].重慶交通大學學報：（自然科學版），2012（1）:98-102.

【6】王宗文.高密度電法在某邊坡巖土工程勘察中實測成果分析[J].勘察科學技術，2013（4）:55-57.

Application of Geophysical Methods in the Air-raidShelter Detection

HE Feng
（ChemicalIndustry Geotechnical Engineering Co.Ltd.,NanJing 210044,China）

ThispaperintroducesthethinkingandworkingprocedureofbombshelterdetectionbyuseofGeophysicalprospectingmethods, accordingtoengineeringpractice.Geophysicalexplorationresultsarealsosystemanalyzed.These providesomebeneficialreferencestothe similarproject.

air-raidshelter;detection;highdensityresistivitymethod;geologicalradar

TU412；P631

B

1007-9467（2016）06-0072-04

2015-09-16