76岁物探前辈从业生涯中的小故事：拟建的桥墩下发现了岩溶，物探来“救驾”|岩土工程勘察

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只看楼主倒序阅读使用道具楼主发表于: 2015-04-28

关键词：电磁法溶洞探查钟世航

这是60年代初发生的事：

河的两岸，铁路路基正在一天天地增高，连结两端的铁路、横跨河滩的桥即将要开工。
这座桥原设计全长64m,设5个桥墩，相邻两桥墩上架一榀16m的钢筋混凝土梁共四孔（见图1b),桥墩的基础将穿过河滩上的泥砂层，落在坚实的基岩上。桥墩施工前，在设计的一个桥墩位置上打钻，发现基岩中溶洞发育。在另一个设计桥墩位置上又钻一孔，又发现基岩中岩溶发育。实际上，中间的三个桥墩的设计位置，都落到了岩溶发育的灰岩上。
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在岩溶发育的灰岩上是不能建桥墩的。怎么办？
是继续在原设计的桥位上建桥呢，还是废掉已快建好的大段路基，另选桥位？如果在原桥位继续建桥，下面岩溶发育，桥墩往何处放？若废弃已成路基改线，损失何止千万元，而且桥移到何处，是否可避开岩溶？也还是个未知数。方案定不下来，施工队伍停止了施工，设计人员和领导更着急。

众所周知，在有地表覆盖地区岩溶的探查是十分困难的，因为地表地质调查看不穿覆盖层，在这种情况下布置钻孔具有盲目性；沿桥位线路剖面每隔几米打一孔钻，也是个办法，但这需要打许多钻孔。为尽快地查明岩溶的分布，这正是物探大显身手的场合。物探队伍被马上调上来了，受命用最短的时间查明设计桥位下基岩的情况。

人们选用了最快的物探方法之一——电阻率法。这种方法的基础是，不同的岩石和土壤，具有不同的电阻率（导电性），在地面上测量出不同地方一定深度的电阻率，就可以判断岩石的种类和状况，并计算出它们的埋深。完整的石灰岩电阻率特别高，而岩溶发育的石灰岩则电阻率大大降低。因此，可以根据所测得的电阻率将基岩划分成电阻率高低不同的区块，从而探查出基岩中岩溶发育及不发育的区段。测量的方法也比较简单：将一些电极（铁棒和铜棒）打入地表的土中，通过其中一些电极向地下通电，并用仪器测量另一些电极的电位差，就可以计算出各测点处反映一定深度的岩石导电性的“视电阻率”值。

在这里，仅经过3天的野外测量，就查明了基岩中岩溶的分布规律。
图1a是该测区的视电阻率平面等值线图。它反映了基岩表层不同部位的导电性能。图中斜线所示部分是基岩电阻率低的区段，它们的视电阻率都低于200Ω·m，表示是岩溶发育的石灰岩。这是因为岩溶发育的石灰岩被溶蚀得千疮百孔，还发育了一些溶洞，裂隙和溶洞中从充满了低电阻的泥和水，至使电阻率降低，将图 1a和图1b相比较还可见，原设计的中间3个桥墩，包括河中的一个在内，刚好都在岩溶发育地段中。而在两个岩溶发育的区段中间，恰有一段宽度约为一半桥墩的容颜不发育段，其石灰岩视电阻率高于200Ω·m；岩溶发育区的两侧也很幸运，是视电阻率高于200Ω·m、甚至高达300Ω·m的石灰岩完整的地段，没有严重的溶蚀。这些地段可以容许放桥墩。于是，将一个桥墩放在中间的一段岩溶不发育的石灰岩上，按标准的长32m钢筋混凝土梁来考虑，可以跨过岩溶发育段，将链各个桥墩放在两侧完整石灰岩上。经过钻探验证，证实了物探的结论是正确的。最后，如果1b所示，将原来设计的5墩4跨、每跨16m的桥，改成3墩2跨、每跨32m的桥，顺利地解决了问题。

实际上，这座桥的勘测设计，一开始就犯了错误。
如果在勘测设计阶段，首先用物探在桥位上探查，查明岩溶的平面分布情况，然后据物探结论布置钻孔，最后再进行设计，就不致出现本文开头所提到的那种令人焦急的局面。
试想，如果没有这样的好运，在原设计桥址找不到岩溶不发育的“乐土”，不得不另找心智，那样的损失就大了。即使要另找新址，物探也是不可或缺的。

物探的特点是，可以较快地从地面上进行地下地质状况的面积性探查。充分发挥它的特长，有机地将地质调查、物探、钻探等结合使用，就能事半功倍。

（作者：钟世航-铁道部科学研究院，原文刊登于：1994年，地球和地球物理地球物理科普文选第一集）