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摘要：在交通線路設計勘察中，查明隧道段覆蓋層的厚度、隧道洞身位置地震縱波波速度、斷裂構造等不良地質體的分布，是隧道工程物探勘察的主要地質任務。物探方法中的地震折射法、高密度電法，大地電磁測深法（EH-4）等是隧道工程物探中常用而有效的物探方法。本文介紹地震折射法與高密度電法、大地電磁測深法（EH-4）相結合的綜合物探方法在隧道勘察中的應用效果。
關鍵詞：隧道勘察；覆蓋層；斷裂構造；地震折射法；高密度電法；大地電磁測深法（EH-4）
0引言
交通線路勘察中，鐵路、高速公路隧道段，查清覆蓋層（低速松散層）的厚度，可確定隧道淺埋段的范圍；查明隧道洞身段地震縱波波速、可能發育的構造破碎帶的位置、產狀等，可確定圍巖分級；這對于隧道結構的設計是至關重要的。適當應用地震折射法與高密度電法、大地電磁測深法（EH-4）相結合的綜合物探方法能取得較好的勘察效果。
1隧道工程物探地球物理條件
隧道工程物探中，覆蓋層是指松散低速層，包括第四系粘土層、全、強風化基巖。覆蓋層縱波平均速度較低，一般在600～1500m/s，弱、微風化基巖縱波速度一般大于2000m/s。覆蓋層與弱、微風化基巖存在較在的波速差異，覆蓋層與弱、微風化基巖間也一般存在明顯電性差異，具備地震折射法、高密度電法勘察的地球物理前提。隧道段斷裂構造用巖溶等不良地質體發育時，因為基巖破碎至波速明顯降低，破碎含水性高而至明顯低電性；基巖巖性變化時，巖性分界線兩側往往有明顯波速或電性差異。具備應用地震折射波、高密度電法、大地電磁測深法（EH-4）勘察斷裂構造等不良地質體及確定巖性分界的地球物理前提。
2綜合物探方法技術
2.1地震折射法
地震折射法是地震勘探方法中應用較早、運用較普遍的方法，它是以人工震源在地下介質中傳播時發生的折射，根據折射波到達各道檢波器的時間，分析處理后獲得地下介質分層厚度、波速等物性參數。地震波在地下傳播中，當地層巖石的彈性參數發生變化，從而引起地震波場發生變化，通過人工接收變化后的地震波，經數據處理，解釋后即可反演出地下地質結構及巖性。隧道工程勘察中地震折射法，通常采用相遇追逐觀測系統，24道接收，檢波點距5m，炸藥震源激發，排列兩端追逐炮偏移距應大于兩端折射盲區范圍。
2.2高密度電法
高密度電法兼具電阻率剖面法與測深法的功能，其數據采集密度大、精度高的斷面測量結果能較直觀地反映及電性異常體的形態及縱、橫向展布情況。因此，高密度電法廣泛應用于隱伏區基巖斷裂構造勘查、隱伏巖溶勘察等。隧道工程勘察中，高密度電法一般采用對稱四極裝置，基本極距5～10m。
2.3大地電磁測深法（EH-4）
EH-4全稱為EH-4連續電導率剖面儀，是一套應用大地電磁法原理的雙源型電磁系統。EH-4連續電導率剖面儀可使用人工電磁場和天然電磁場兩種場源。既具有有源電探法的穩定性，又具有無源電磁法的節能和輕便，接收頻點多，具有較高的分辨率，可探測具一定電性差異的地質構造和地層分層。
3應用實例
3.1某鐵路隧道進口段綜合物探勘察
區域地質資料反映：某鐵路隧道進口段基巖巖性為粉砂巖、砂質板巖，巖性接觸關系為斷層接觸。地質任務是查明巖性分界線即斷層接觸帶位置。
3.1.1地震折射法資料
此測段進行地震折射法時距曲線顯示，第6排列第18道至第7排列第3道，基巖波速為2450m/s，小里程段基巖波速為3250m/s，在里程段基巖波速為3800m/s。依據地震折射法時距曲線推斷：第6排列第18道至第7排列第3道為低速異常段。該測段設計隧道洞身與地面高程差小于100m，因此以此段為中心布置了高密度電法剖面。
3.1.2高密度電法資料
高密度電法視電阻率斷面資料顯示：高、低阻區接觸面位置與折射低速異常段吻合，接觸面傾向小里程。小里程段為相對低阻區，依據基巖波速與電性推斷基巖為粉砂巖；大里程段高阻區為砂質板巖區。
3.1.3綜合解釋
綜合地震折射資料與高密度電法資料，編制了該測段綜合地質斷面圖。覆蓋層底部未至設計洞身深度，此測段無淺埋段。此測段為粉砂巖與砂質板巖巖性分界段，為斷層接觸，斷層傾向小里程方向（見圖3）。根據巖性與速度等資料，推定斷層位置圍巖級別為Ⅴ級，兩側圍巖為Ⅲ級。
3.2云南某公路隧道洞身段綜合物探勘察
地質資料反映，本測段基巖巖性為泥質粉砂巖。地質任務是查明基巖巖性和可能發育的斷裂構造位置。
3.2.1地震折射法資料
此測段進行地震折射法時距曲線顯示，第5排列第22道至第6排列第3道，基巖波速為2450m/s，小里程段基巖波速為3850m/s，在里程段基巖波速為3650m/s。依據地震折射法時距曲線推斷：第5排列第22道至第6排列第3道為低速異常段。該測段設計隧道洞身與地面高程差小于100m，因此以此段為中心布置了高密度電法剖面。
3.2.2高密度電法資料
高密度電法視電阻率斷面資料顯示：高、低阻區接觸面位置與折射低速異常段吻合，接觸面傾向小里程。小里程段為相對低阻區，依據基巖波速與電性推斷基巖為粉砂巖；大里程段高阻區為砂質板巖區（見圖5、圖6）。
3.2.3綜合解釋
綜合地震折射資料與高密度電法資料，編制了該測段綜合地質斷面圖。覆蓋層底部未至設計洞身深度，此測段無淺埋段。此測段為粉砂巖，斷面中段發育一傾向大里程方向斷裂構造。根據巖性與速度等資料，推定斷層位置圍巖級別為Ⅴ級，兩側圍巖為Ⅲ級。
3.3大地電磁測深（EH-4）
設計隧道洞身高程與山項高程差較大時，高密度電法勘察深度受限，斷裂構造的勘察可采用大地電磁測深法（EH-4）。
3.3.1某公路隧道大地電磁測深（EH-4）資料
此測段地層為一套厚度較大的火山巖系，為深灰色、暗灰色英安巖、英安玢巖、凝灰巖。設計洞身與地面高程差在200～350m。地質調查資料反映本測段巖性較復雜、構造發育。物探工作的地質任務是查明斷裂構造的位置、產狀等，推斷設計洞身位置斷裂構造的發育位置。該段EH-4視電阻率斷面反映：剖面中段有一傾向大里程方向的低阻條帶狀異常，傾角較陡，推斷為斷裂破碎帶位置（見圖7）。
3.3.2某鐵路隧道大地電磁測深（EH-4）資料
此測段基巖為凝灰巖。設計洞身與地面高程差在150～350m。地質調查資料反映地表基巖出露段有斷裂破碎現象。物探工作的地質任務是查明斷裂構造位置、產狀等，推斷設計洞身位置，斷裂構造的發育位置。該段EH-4視電阻率斷面反映：剖面中段有一傾向小里程方向的低阻條帶狀異常，傾角較陡，推斷為斷裂破碎帶位置（見圖8）。
4結語
綜合物探方法廣泛應用隧道工程物探勘察，主要的地質目的是：查明覆蓋層厚度，圈定淺埋段位置；確定基巖波速，查明構造破碎帶位置、產狀等，并依據基巖波速、構造破碎帶位置來確定圍巖級別。應用地震折射法查明覆蓋層厚度、基巖淺部低速異常段位置；應用高密度電法、大地電磁測深法（EH-4）查清構造破碎帶發育位置、產狀等。合理選擇不同的物探方法組合進行綜合物探勘察，可取得良好的勘察效果。
參考文獻：
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作者:劉亮紅 劉亮 單位:江西省地礦局九0二地質大隊
