[發明專利]一種跨孔激發極化探測溶洞的方法

在審

• 申請號: 201911183229.2
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN110967767A
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 羅盈洲;李松晏;陳建華;盧春燕;王姍;鄧亮
• 申請（專利權）人: 中建四局第一建筑工程有限公司;中國建筑第四工程局有限公司
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 劉楠;朱法恒

本發明公開了一種跨孔激發極化探測溶洞的方法，該方法中探測裝置是由第一PVC管和第二PVC管組成，在第一PVC管或第二PVC管接觸探測區域段的側面每間隔1米進行打孔處理，然后將銅質電極安裝到第一PVC管或第二PVC管的孔洞中，同時每個電極與銅芯電纜連接，銅芯電纜通過第一PVC管或第二PVC管的內孔外伸到地表后與極化率測量儀器連接。本發明利用超前鉆孔作為探測孔，能有效保證足夠測深；同時，采用跨孔探測形式對探測區域進行交叉測量，電極排列方式多樣化，能夠獲得豐富的數據，提高探測的準確性。

技術領域

本發明涉及一種跨孔激發極化探測溶洞的方法，屬于地下溶洞探測技術領域。

背景技術

我國巖溶發育地區分布廣泛，而且溶洞的發育和分布具有隱蔽性和復雜性。對于高層建筑基礎和地下工程來說，如果不能全面排查溶洞情況，不僅會影響工期進度和造成經濟損失，嚴重的還有可能影響工程的安全性。因此，建設各方不惜投入大量的人力、物力進行詳細勘察，以確保工程的安全和順利完成。傳統技術采用高密度電阻率法探測溶洞，一旦溶洞體積較小或者地質情況復雜，這種方法數據類型單一，無法很好的探察溶洞的實際情況。

現在對于溶洞多發地區的探測方法有：地質雷達法、瞬變電磁法、地震映像法、高密度電法等：

1、地質雷達法利用探測溶洞與其周圍介質的導電性、介電性的差異，通過高頻脈沖電磁波在電性界面上的反射來探測溶洞，該法能高效率，高精度，直觀的體現溶洞的分布情況；

2、瞬變電磁法利用電磁感應定律，在地面設置通有波形電流的發射電圈，向地下發射一次脈沖磁場，在一次脈沖磁場間歇期間利用線圈或接地電極觀測地下介質中引起的二次感應渦流場，從而根據探測介質電阻率差異判斷溶洞的分布情況的一種方法；

3、地震映像法通過反射波、折射波、繞射波等遇到不同的地質體其時序分布關系的變化和能量特征的不同實現對地質體的探測，該法有效利用地震波的多波勘探信息，利用疊加后的波形記錄判斷該地質體是否為巖溶、空洞等；

4、高密度電法的基本原理與傳動電阻率法相同，多采用地表高密度布極的方式，即將全部電極設置在一定間隔的測點上，然后人工施加電流進行觀測。該法僅需一次布極，效率高，適合野外工作環境，能進行多種電極排列方式的數據采集以豐富溶洞分布信息。

雖然以上各種方法都能在一定程度上反映溶洞的地質信息，但是也都在某些方面存在局限性。

地質雷達探測填充溶洞或富水區溶洞的發育深度與高度劃分不準確時，對于填充溶洞，填充物質吸收對電磁波吸收嚴重，一般難以接受底部反射波組，對于富水區溶洞，雷達波會在含水層發生強振幅反射，電磁波穿透含水層時，將產生一定規律的多次強反射，在富水帶內產生繞射、散射現象，從而掩蓋含水層下部信息。地質雷達探測法使用范圍局限較大。

瞬變電磁法的探測效果受到實際的地質情況的影響，當遇到周邊有大的金屬結構時地面或空間的金屬結構時，又或者地層表面遇到大量的低阻層礦化帶時，所測到的數據不可使用，因此探測結果不可靠。

地震映像法在相同的參數設置條件下可形成明顯的頂部反射波面，主要表現為強振幅、低頻率，與圍巖地震波組相比特征明顯，但一般無法接收到底部反射波，因此該方法的水平分辨效果明顯，垂向較差。同時，在當探測目的層較多時，最佳偏移距不容易確定，而該法的探測結果準確性主要依賴于最佳偏移距的確定。

地表布極高密度電法存在受限于地面條件問題，基巖裸露面或探測線上高差太大，將導致不能布極。該法的分辨率隨深度的增加而減少，在非野外環境下無法設置長側線，因此測深會受限。同時，此法僅采集電阻率值進行反演分析，數據形式單一且在固定電極數量的情況下，采集的數據有限。

發明內容