[发明专利]一种跨孔激发极化探测溶洞的方法

说明书

本发明公开了一种跨孔激发极化探测溶洞的方法，该方法中探测装置是由第一PVC管和第二PVC管组成，在第一PVC管或第二PVC管接触探测区域段的侧面每间隔1米进行打孔处理，然后将铜质电极安装到第一PVC管或第二PVC管的孔洞中，同时每个电极与铜芯电缆连接，铜芯电缆通过第一PVC管或第二PVC管的内孔外伸到地表后与极化率测量仪器连接。本发明利用超前钻孔作为探测孔，能有效保证足够测深；同时，采用跨孔探测形式对探测区域进行交叉测量，电极排列方式多样化，能够获得丰富的数据，提高探测的准确性。

技术领域

本发明涉及一种跨孔激发极化探测溶洞的方法，属于地下溶洞探测技术领域。

背景技术

我国岩溶发育地区分布广泛，而且溶洞的发育和分布具有隐蔽性和复杂性。对于高层建筑基础和地下工程来说，如果不能全面排查溶洞情况，不仅会影响工期进度和造成经济损失，严重的还有可能影响工程的安全性。因此，建设各方不惜投入大量的人力、物力进行详细勘察，以确保工程的安全和顺利完成。传统技术采用高密度电阻率法探测溶洞，一旦溶洞体积较小或者地质情况复杂，这种方法数据类型单一，无法很好的探察溶洞的实际情况。

现在对于溶洞多发地区的探测方法有：地质雷达法、瞬变电磁法、地震映像法、高密度电法等：

1、地质雷达法利用探测溶洞与其周围介质的导电性、介电性的差异，通过高频脉冲电磁波在电性界面上的反射来探测溶洞，该法能高效率，高精度，直观的体现溶洞的分布情况；

2、瞬变电磁法利用电磁感应定律，在地面设置通有波形电流的发射电圈，向地下发射一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场间歇期间利用线圈或接地电极观测地下介质中引起的二次感应涡流场，从而根据探测介质电阻率差异判断溶洞的分布情况的一种方法；

3、地震映像法通过反射波、折射波、绕射波等遇到不同的地质体其时序分布关系的变化和能量特征的不同实现对地质体的探测，该法有效利用地震波的多波勘探信息，利用叠加后的波形记录判断该地质体是否为岩溶、空洞等；

4、高密度电法的基本原理与传动电阻率法相同，多采用地表高密度布极的方式，即将全部电极设置在一定间隔的测点上，然后人工施加电流进行观测。该法仅需一次布极，效率高，适合野外工作环境，能进行多种电极排列方式的数据采集以丰富溶洞分布信息。

虽然以上各种方法都能在一定程度上反映溶洞的地质信息，但是也都在某些方面存在局限性。

地质雷达探测填充溶洞或富水区溶洞的发育深度与高度划分不准确时，对于填充溶洞，填充物质吸收对电磁波吸收严重，一般难以接受底部反射波组，对于富水区溶洞，雷达波会在含水层发生强振幅反射，电磁波穿透含水层时，将产生一定规律的多次强反射，在富水带内产生绕射、散射现象，从而掩盖含水层下部信息。地质雷达探测法使用范围局限较大。

瞬变电磁法的探测效果受到实际的地质情况的影响，当遇到周边有大的金属结构时地面或空间的金属结构时，又或者地层表面遇到大量的低阻层矿化带时，所测到的数据不可使用，因此探测结果不可靠。

地震映像法在相同的参数设置条件下可形成明显的顶部反射波面，主要表现为强振幅、低频率，与围岩地震波组相比特征明显，但一般无法接收到底部反射波，因此该方法的水平分辨效果明显，垂向较差。同时，在当探测目的层较多时，最佳偏移距不容易确定，而该法的探测结果准确性主要依赖于最佳偏移距的确定。

地表布极高密度电法存在受限于地面条件问题，基岩裸露面或探测线上高差太大，将导致不能布极。该法的分辨率随深度的增加而减少，在非野外环境下无法设置长侧线，因此测深会受限。同时，此法仅采集电阻率值进行反演分析，数据形式单一且在固定电极数量的情况下，采集的数据有限。

发明内容