高密度电阻率法在复杂岩溶区高速公路勘察中的应用

文德宝 燕 轲

（中设设计集团股份有限公司，江苏 南京 210014）

0 引言

随着全国公路交通的快速发展，岩溶地质问题已成为高速公路建设中面临的主要地质问题之一。岩溶发育在一定条件下，可能发生地质灾害，会给高速公路工程建设带来安全隐患，严重影响高速公路工程建设和运营安全，甚至危及人们的生命财产安全，造成巨大损失。因此在岩溶地区进行高速公路建设中，查明岩溶的发育程度和分布范围显得尤为重要。

以往传统的勘察方法主要为钻探，根据钻孔取芯判断岩溶的发育情况，该方法虽然比较直观，但无法揭示钻孔之间的岩溶情况，存在范围上局限性，以点代面，无法准确确定溶洞的形态和分布范围，且施工工期长，工作效率低，勘察成本高，费时费力。

高密度电阻率法作为一种探测岩溶的物探手段，在岩溶区高速公路勘察中应用的越来越广泛。该方法简便、快速、成本小，大大减少了勘探方法的工作量和成本，同时避免了钻探方法的以点代面的局限性，在岩溶区勘察中结合钻探进行，能够更加准确查明岩溶的发育程度和分布范围，且能大大提高工作效率，节约成本。

1 高密度电阻率法

1.1 基本原理

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。

1.2 室内数据处理

高密度电阻率法数据处理先将仪器内的测量数据通过传输软件传输到计算机中，运用高密度电法反演软件进行坏点删除及反演计算等步骤，绘制成视电阻率等值线图。在等值线图上根据视视电阻率值的变化特征，结合钻探、地质调查数据作出地质解释，最后利用绘图软件绘制出物探成果解释图。

2 高密度电阻率法在岩溶勘察中的应用

2.1 项目区工程地质条件

广东省某高速公路线路穿越的次级地貌单元主要包括构造侵蚀低山地貌、构造侵蚀丘陵地貌、构造剥蚀残丘及山前平原地貌、河流阶地地貌、岩溶地貌等。项目沿线下覆基岩为石炭系灰岩、砂岩及泥质砂岩。由于岩溶的长期作用，路线区土层下部溶隙、溶沟等相对较发育。

2.2 仪器设备及测线布设

本次高密度电阻率法勘探采用重庆地质仪器厂生产的DUK-2多功能数字直流激电高密度电法仪。外业采用60 个多种电极组合的温纳装置进行测量，电极距距4～5m。物探测线以路基中线为中心，沿路线延伸方向布设一条纵测线。

2.3 成果及解译

图1所示为K52+399～K52+761 段测线反演成果图。成果显示可见在灰岩内存在大规模岩溶中发育带，水平位置在K52+560～K52+630，深度约15～40m，且在岩溶中发育带内，存在两处岩溶强发育带，以及在岩溶强发育带内存在多处溶洞，钻孔已揭示。由钻孔XSJLZK15 揭示的溶洞异常推测在K52+495～K52+510 存在溶洞异常，整体由左上向右下方延伸，其埋深约8～15m。

图1 K52+399～K52+761 段测线反演成果图

结合钻孔数据分析，此段地质情况地下模型推测如图1所示，整体表现为砂岩灰岩互层，由图中砂岩灰岩分界线可见，溶洞多出现在砂岩和灰岩接触面附近，以此推测强风化砂岩受河流以及地下水搬运作用，其底部易形成空洞。图中黑色与红色虚线段所围位置为灰岩和砂岩接触面，推测其存在小型溶洞，且贯通的可能性极大。分别为K52+552～K52+572、K52+598～K52+642，深度范围分别为约20～40m、27～52m。

图2 K53+445～K53+740 段测线反演成果图

图2为K53+445～K53+740 段测线反演成果图。成果显示有2 处低阻异常，第1 处异常推测为岩溶强发育带，第2 处异常推测为岩溶中发育带带。其水平位置分别为：K53+579～K53+599、K53+660～K53+670；深度范围分别为：4～20m、17～23m。本段布设钻孔2 个，均揭示有溶洞，通过以上2 个钻探揭示溶洞位置与高密度电阻率法推测岩溶发育位置有比较好的一致性。

3 结论

1）高密度电阻率法应用于岩溶区高速公路工程勘察可以高效且连续的探测地层岩溶的发育情况，进而能够从整体上了解岩溶发育程度和分布范围。

2）高密度电阻率法成果具有多解性，实际应用中应加强野外地质调查，根据岩溶的发育特征，合理布设测线，并结合钻探成果进行验证，以便更好的进行数据解译工作，准确推测岩溶的发育情况。