济南闹市区断层和岩溶探查（溶洞、地质分层、裂隙密集带）|岩土工程勘察 - 领先的岩土技术社区，岩土领域的媒体、社区与应用平台！

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只看楼主正序阅读使用道具楼主发表于: 2015-07-09

关键词：岩溶裂隙溶洞探查城市物探陆地声纳法

由山东省地矿工程勘察院主持的济南市城市轨道交通规划网规划、建设的的规划阶段，对泉水地下流场特征研究的探查项目，为解决城市物探中的技术难题，经院领导及有关专家论证后选用地球物理浅层勘探新技术陆地声纳法作为主要勘查手段之一，委托北京新技术开发有限公司选用陆地声纳法承担勘查任务。

一、勘查任务
1、探查地表以下2~100m深的地质分层（第四系层、闪长岩、石灰岩及其深度、厚度）
2、探查石灰岩中的溶洞、溶管、暗河、裂隙密集带；探查灰岩上的闪长岩等的裂隙密集带；
3、测线区包括泉城路、豹突泉路、洛源大街、经十路、文化西路、历山路等，共15条剖面，测线长度25.018km，点距为1米。

二、技术要求
测区范围均为济南市繁华闹市区，汽车、行人车水马龙，尤其是在豹突泉公园及芙蓉街等商业地段，需在不影响交通正常的情况下进行数据采集工作；而机械噪音和行人活动使得常规地震勘探无法正常进行。陆地声纳法可避开此类干扰，并在不影响交通和市民正常活动的情况下得到有效数据。

三、工作情况
探查完成时间：2009年9月25日（进场）-2009年12月20日（提交成果报告）

图1陆地声纳法在济南闹市区作断层和岩溶探查

1工作布置
测区东过历山东路，西至顺河高架路，测线布置包括沿东西向的主干道泉城路、泺源大街、文化西路、文化东路、经十路，以及南北向的趵突泉路、芙蓉街、县西巷、黑虎泉路、历山路等街道，测线全部沿马路的一侧布置，遇桥照样通过（实测资料上可见桥下水面的反映，弹性波穿过空气及水体直达百米以下的岩面），遇到马路方向有变化时设置转折点，因此许多测线成折线形．测线７横１１纵共１８条．各测线起、终点及转折点均用红漆标示，然后用ＧＰＳ定位．测点距＝震－检距＝１ｍ，用皮尺丈量点位，通过有ＧＰＳ定位的标示点校核。

2数据采集
在闹市区不中断交通，陆地声纳法轻松自如在作数据采集
由于汽车、行人和其它机械振动频率在３００Ｈｚ以下，陆地声纳采集频率为１０Ｈｚ～４ｋＨｚ，可采用带通频率滤波，把低频干扰信号滤除，因此可不受车、人影响测线沿马路边布置，可不干扰交通．为防止测线通过十字路口阻断交通，晚上９点后进行数据采集，并采用５ｍ一段，逐段推进，使路口通行不被阻断．测线一侧０．５～１ｍ处及一段测线的两端设交通警示墩（锥筒）和警戒人员以保护作业人员安全．采用６磅锤锤击激震杆激震，每测点做２～３次垂直叠加；检波器用凡士林与地面耦合，用手按压在测点位置上．在济南市马路上，以１ｍ点距一台仪器工作７小时最高可采集３ｋｍ。

3资料收集及资料解释
收集了在测线上或附近已有的钻孔资料，将钻孔揭露的岩层岩性和岩层分界面与陆地声纳的数据对比，既确定了岩性，又可以反算波速。
3.1岩层及土层等层面的确定
根据收集到的钻孔资料和通过钻孔或孔旁的陆地声纳资料对比，确定陆地声纳时间剖面上的各岩层、土层的一一对应关系，并反算岩体波速，计算出各层界面的深度．将各层面从钻孔位置的已知条件，根据反射波同相轴向远处推连。

3.2断层确定
按照常规确定断层的办法：
（１）水平方向上岩性突变，断层两侧岩层错动，同相轴不连续；
（２）同一岩性岩层层深大幅突变；
（３）反射波同相轴形状突变，反射层次在两边错开、产状发生突变（反映了岩层受拖曳、牵引出现产状变化）；

由此可以圈定断层．由于陆地声纳采用的频率高（１０００～２０００Ｈｚ），许多断层的断层面的反射同相轴明显，可以连续或断续追踪；图２为一组断层的时间剖面图，不仅在岩层部分可以看到断层面的同相轴，而且同相轴切入第四系层，达到Ｑ３以上，这是活动断层的反映，此断层带与以往确定的千佛山断层位置基本一致，这就是千佛山断层信息反映。

3.3溶洞及溶洞发育区

溶洞的反射同相轴呈双曲线形，图３的时间剖面图上有多个溶洞的反映．由于本次工作不要求提供单个溶洞的位置，故根据溶洞分布密度来划分溶洞极发育区、发育区、较发育区、少量发育区。

四、效果、效益
效果：
陆地声纳法在断层、溶洞的探查，特别是对溶洞的探查方面取得很好的成果（已在2010年初验收）；所以取得的物探资料为调查济南泉水的流动及分布格局提供了可靠的地质资料，为下一步更全面的探查济南泉水的流动及分布格局提供新的物探技术方法，并可为济南泉水保护和地铁施工安全规划项目提出新的思考途径。

效益：
城市地面物探中常因干扰无法得到有效数据而困难重重，陆地声纳法作为城市浅层物探的新方法可以在城市人、车流动繁忙的现场正常良好地完成数据采集工作，在不影响城市交通正常的情况下应用灵活，保证了生产任务安全顺利的完成，不放炮、不打眼、不外接电路，具有安全环保、无损探查、效率高的优点，后期资料的处理得到了大量的细观的地质信息，丰富并提高了原有的地质认识，为济南的泉水保护提供专业、科学的依据和新的资料，为后续的地质勘查（包括物探）、建设规划提供了新的地质信息和新的看法。

五、应用证明
结论：

物探工作对于工程勘察的意义已不是单纯的产值效益计数和体现，其生产安全效益、环保效益、社会效益以及勘察结果对济南市的象征，保护名泉是济南永久性的重要任务，济南市的基础建设，特别是地铁建设后在那个，保护圈是首要的工作，但是泉和岩溶发育密切相关，探查城区地下的溶洞和卡斯特水的流通通道是地质勘查的主要任务。物探技术是探查岩溶必不可少的，充分利用物探探查岩溶的能力是岩溶勘查的关键性工作。陆地声纳法的应用取得了超出原想象的好结果，其社会效益和经济效益怎么提都不为过，陆地声纳法符合城市建设中解决新难题的技术要求，是适应城市勘查的一种好的新技术，可以城市建设和地质勘查中发挥新的作用，其技术优点具有广泛推广应用的价值和显见的社会效益。（山东省地矿工程勘察院2010年5月10日）

参考资料：
1-“济南市城市轨道交通线网规划、建设的规划阶段，对泉水地下水流场特征研究的探查”应用证明
2-《陆地声纳法在济南闹市区作断层和岩溶探查》，王荣，地球物理学进展2013

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