綜合物探方法在臨清高速公路隧道勘察中的應用

左鑫燦

摘 要：本文主要探討①通過高密度電法測量工作，對巖層的電性特征、裂隙分布、含水情況作出分析和推斷;②通過音頻大地電磁法（EH4）測量工作，可以分析推斷深部構造及巖溶的分布情況。通過綜合的物探方法勘察，可以為隧道圍巖分級及隧道施工提供較充分的物探依據。

關鍵詞：高密度電法;音頻大地電磁法（EH4）;物探

中圖分類號：U412 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）03-0081-02

1 地質概況

工區內地層主要為第四系、二疊系、泥盆系、古生代變質地層。第四系全新統（Q4）殘坡積層（Q4el+dl）主要為粉質黏土、含碎石粉質黏土、碎石，沖洪積層（Q4al+pl）主要為卵石土，植物層（Q4pd）主要為耕植土。二疊系上統南皮河組（P2n）主要為粉砂巖、粉砂質頁巖、硅質巖夾煤層、煤線;二疊系下統大名山組（P1dm）主要為灰巖夾白云巖;石炭系上統魚塘寨組（C3y）主要為灰巖，局部為玄武巖、凝灰質砂頁巖、粉砂質頁巖夾灰巖薄層。泥盆系中上統（D2-3）主要為變質石英中細粒砂巖夾千枚巖、板巖;古生代變質地層（瀾滄江群）。

本區主要為雙江地區的古生代變質地層（瀾滄江群），據巖性特征地層分為三段：c段（Pz1lnc）：主要為二云石英片巖、含半石墨二云石英片巖;b段（Pz1lnb）：主要為石英片巖、石榴石片巖、變粒巖、角閃斜長石及石榴石巖（鐵礦層）;a段（Pz1lna）：片巖、變粒巖夾石榴石巖。

2 地球物理特征

高密度電法與音頻大地電磁法（EH4）均以介質電阻率差異來區分巖性及構造，根據電阻率數值大小以及在地下的展布形態來識別地下地質體的空間分布和性質。影響電阻率的主要因素有礦物成分、巖石的結構、構造及含水情況等。

本次工作地段及周邊主要分布第四系黏土碎石混合物，二疊系砂巖頁巖、泥盆系變質石英砂巖、古生代變質地層石英片巖、石炭系灰巖，局部地段分布少量炭質層、千枚巖、板巖，根據統計和本區地球物理的反演結果分析其物性參數如下：

由表1可知，較完整巖體與破碎、軟弱巖體及斷層破碎帶之間存在一定的電性差異，因此本區具備開展以電阻率差異為地球物理前提的物探高密度電阻率法及音頻大地電磁法（EH4）的條件。

3 方法應用

3.1 高密度電法

高密度電法是工程調查中的重要手段及有效方法，兼具剖面法與電測深法的效果，具有點距小、數據采集密度大的優點。通過實測視電阻率斷面數據，進行反演計算，可推斷地下具有不同電阻率性質的地質體的賦存情況，從而劃分地層巖性、判定異常等。其二維地電斷面能較直觀地反映巖性變化及電性異常體基本形態。

根據勘察要求，結合現場地形情況，測線布置為：①沿隧道區基線yk45+170～yk45+615布置一個排列縱向測線，編號為：G11～G11;同時在通過隧道口布置一個與縱向測線相交的橫排列，編號為：G12～G12。

3.2 音頻大地電磁法（EH4）

高密度電法淺部數據信息豐富，但探測深度相對較小，部分埋深較大的隧道路基以下難以探測。因此，在隧道出入口地段開展高密度電法工作的基礎上，在遠離干擾源且隧道埋深較大地段補充開展音頻大地電磁法（EH4）測量工作，探測中深部地質情況，綜合分析隧道地段巖溶、裂隙及地下水發育情況。

本次工作根據勘察要求，結合現場地形情況，測線布置為：沿隧道區基線YK39+910～YK45+360布置一條電磁法（EH4）測線，編號為E20。

4 解釋推斷

視電阻率擬斷面及地質資料為資料解釋推斷的基本依據。根據擬斷面中視電阻率值的大小及視電阻率變化特征，結合實際地段所對應的地層巖性，劃分地層分界線、推測構造，對巖溶及巖體的破碎、軟弱或含水情況進行判識。

音頻大地電磁法（EH4）：從斷面（見圖1）上看，電性特征整體以推測F2斷層為分界，分析主要為不同地層引起，K39+910至K42+410段表現為低視電阻率，推測為二云石英片巖;K42+410至K45+360段淺部中低阻，結合地表出露推測為二云石英片巖，深部表現為高視電阻率，推測存在石英砂巖，風化總體較弱。

高密度電法：整個縱剖面共圈出3個低阻異常（見圖2），其中G1號異常、G2號異常推測為構造破碎帶或裂隙發育帶，G3號異常推測為含水且巖層風化嚴重。

5 結語

從鉆孔驗證情況看，高密度低阻異常地段，鉆孔揭露為巖層含水豐富且較為破碎，與異常較為吻合。音頻大地電磁法（EH4）低阻異常地段，埋深在0-200米左右鉆孔揭露為巖層含水豐富且較為破碎與異常較為吻合，同時推測斷層與區域內分布構造位置也近似一致。本次物探工作主要對隧道地段覆蓋層厚度、地層含水性、破碎帶、巖溶發育等情況進行了探測，并結合地質情況進行解釋推斷，達到了預期目的。

參考文獻

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