地下溶洞交会探测法制造技术

本发明专利技术公开了一种地下溶洞交会探测法，其包括的步骤是：在待探测的地段上施工设置至少3个探测孔，在探测孔中设置探测设备，按探测孔中测点逐个进行探测形成视电阻率ρ

【技术实现步骤摘要】
地下溶洞交会探测法


[0001]本专利技术涉及地下溶洞检测
，尤其是一种可以极其方便的准确测得地下溶洞中心点的地下溶洞交会探测法。

技术介绍

[0002]在喀斯特溶洞发育的地区，建设各方为了保证建设工程项目的安全，不惜投入大量的人力、财力及时间进行工程场地的初步勘探、详细勘探及桩位的超前钻探等探测，目的是查明场地及桩位下的溶洞及软弱夹层等不良地质体的发育情况。事实上，即使通过工程场地初、详勘及每根桩在成桩前采用1
‑
2孔超前钻探，但由于钻孔毕竟是一孔之见，也难以杜绝复杂条件下的灰岩场地，仍存在大量的地下溶洞未被揭露及基础桩成桩后仍存在半边嵌岩，半边溶洞的安全隐患。
[0003]现有技术一般是采用跨孔电磁波CT、跨孔弹性波CT等方法来勘查两个钻孔剖面间的溶洞分布特征。溶洞探测主要是采用地面电阻率法，通过联合剖面装置、测深装置等装置来进行测量。随着科技进步，最近更多的使用地面高密度电阻率法、地震反射波法、探地雷达等方法测量，但因这些方法均在地面沿测线探测，地下溶洞一般埋藏于地下20
‑
30m，故只能探测出沿测线上埋藏地下≥2
‑
3m的地下溶洞，无法满足实际工程施工要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的是针对上述现有技术存在的不足，结合现实工程实际需要，提供一种快速、经济、准确的地下溶洞交会探测法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：地下溶洞交会探测法，其包括的步骤如下：
[0006](1)在待探测的地段上，施工设置至少3个探测孔；
[0007](2)在探测孔中设置探测设备；
[0008](3)按探测孔中测点逐个测点进行探测，收集探测数据处理后形成等值线剖面图；
[0009](4)通过各个探测孔中的等值线剖面图相应位置的异常特征得出探测结果。
[0010]优选的，所述探测孔为4个。
[0011]优选的，所述探测孔的间距为5
‑
10m，且探测孔深度应≥(需要探测段最大深度+2倍最大探测孔间距)。
[0012]优选的，所述探测装置为地质探测电极，可以采用上海海洋石油局第一海洋地质调查大队物探设备厂生产的(极距为1m、0.5m、0.3m)钻孔(高密度)电极多芯电缆。
[0013]所述探测设备的最大供电极距AO＝BO值≥1.7倍最大探测孔间距。
[0014]通过探测孔的径向视电阻率ρs等值线剖面图进行异常特征分析，若四个探测孔的径向视电阻率ρs等值线剖面图在同一探测深度H上，均出现明显低阻溶洞异常特征时，可通过其溶洞异常中心点对应的供电极距AOi＝BOi(i＝1、2、3、4)，并通过di＝C
·
AOi(i＝1、2、3、4)，分别计算出各探测孔在同一埋藏深度H上的地下溶洞中心点距探测孔中心点的径向
距离di(i＝1、2、3、4)，利用各孔的径向距离di(i＝1、2、3、4)进行平面交会，其交会点即为地下溶洞中心点的平面位置点。
[0015]其中，视电阻率ρs计算公式：
[0016][0017]其中：K为装置系数
[0018]Δu为MN极间的电压值(mv)
[0019]I为供电回路电流值(mA)。
[0020]装置系数K公式：
[0021](全空间三极电极系装置系数)
[0022](全空间四极电极系装置系数)
[0023]AM为A极至M极的距离(m)；
[0024]AN为A极至N极的距离(m)；
[0025]BM为B极至M极的距离(m)；
[0026]BN为B极至N极的距离(m)。
[0027]供电极距AO与探测径向距离d换算关系式：
[0028]d＝C
·
AO(m)
·
ꢀꢀ
(4)
[0029]其中：d为探测径向距离(m)；
[0030]AO为供电极距(m)
[0031]C为供电极距AO与探测径向距离d换算系数，可由本地区已知溶洞点通过试验对比取得。
[0032]本专利技术是利用地下溶洞与围岩石灰岩之间存在明显的电性差异为基础，通过观测和研究与这种电性差异有关的电场分布特征和变化规律，来查明地下溶洞等不良地质体的地球物理勘探方法。首先在待测部位中心地面上，施工四个探测孔，然后逐孔将(m+n+m+1)根电极(钻孔高密度电极多芯电缆)一次性投入探测孔中，所需探测段的测量电极Mj、Nj(j＝1、2..n)及供电极Ak和Bk(k＝1、2..m)的所有点上，电极及电源与数据采集装置及数据处理装置连接；而后，通过供电极供电，数据采集装置采集到测量电极MN的电位差Δu及供电回路电流值I，输入数据处理装置进行数据处理；数据处理装置将处理后的数据信息在显示装置显示出来，得到视电阻率ρs等值线曲线图，最后根据四个探测孔的数据可以判断出地下溶洞等不良地质体的埋藏深度、空间分布形态特征及所处的方位。
[0033]采用上述结构及方法后，本专利技术与现有技术相比所具有的优点是：可以直观的在各探测孔处理后的数据信息得到视电阻率ρs等值线曲线图，根据这些数据可以判断出地下溶洞等不良地质体的埋藏深度、空间分布形态特征及所处的方位；简单、高效、准确，可以做到快速、经济、高分辨率地查明地下溶洞等不良地质体，便于推广应用。
附图说明
[0034]图1为本专利技术探测孔平面布置图(其中，WK1、WK2、WK3、WK4为探测孔位置及编号)；
[0035]图2为本专利技术地下溶洞交会探测法对称四极装置示意框图(其中，Oj(j＝1、2
…
n)为探测孔中测点及编号，AK(+I)、BK(
‑
I)(K＝1、2
…
m)为供电电极，Mj、Nj(j＝1、2
…
n)为测量电极，I(mA)为供电回路电流值，Δu(mV)为MN极间电压值，E为电源，L探测段长度，L
′
为探测孔需超过探测段的深度值，AO＝BO＝AB/2)；
[0036]图3为本专利技术地下溶洞交会探测法推断地下溶洞中心点的平面位置点示意图(其中，
⊙
WK1、WK2、WK3、WK4为探测孔位及编号，
◎
WZK1为推断地下溶洞中心点位置及编号，d1、d2、d3、d4为地下溶洞中心点距各探测孔中心点径向距离(m))；
[0037]图4为地下溶洞交会探测法底部梯度电极系三极装置示意框图(其中，A(+I)、B(
‑
I)为供电极；M、N为测量电极，O为记录点，M、N为测量电极)；
[0038]图5为地下溶洞交会探测法顶部梯度电极系三极装置示意框图(其中，A(+I)、B(
‑
I)为供电极，M、N为测量电极，O为记录点)；
[0039]图6为地下溶洞交会探测法探测孔结构示意框图(其中，d为地下溶洞中心点距探测孔中心点径向距离，h为地下溶洞高度，L为溶洞宽度，H为溶洞中心点埋本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.地下溶洞交会探测法，其特征在于，包括的步骤如下：(1)在待探测的地段上，施工设置至少3个探测孔；(2)在探测孔中设置探测设备；(3)按探测孔中测点逐个进行探测，收集探测数据，处理后形成等值线剖面图；(4)通过各个探测孔中的等值线剖面图相应位置的异常特征得出探测结果。2.根据权利要求1所述的地下溶洞交会探测法，其特征在于，所述探测孔为4个。3.根据权利要求2所述的地下溶洞交会探测法，其特征在于，所述探测孔的间距为5
‑
10m，且探测孔深度≥(需要探测段最大深度+2倍最大探测孔间距)。4.根据权利要求1所述的地下溶洞交会探测法，其特征在于，所述探测设备为地质探测电极。5.根据权利要求4所述的地下溶洞交会探测法，其特征在于，所述探测设备的最大供电极距AO＝BO值≥1.7倍最大探测孔间距。6.根据权利要求2所述的地下溶洞交会探测法，其特征在于，通过探测孔的径向视电阻率ρ
s
等值线剖面图进行异常特征分析，若四个探测孔的径向视电阻率ρ
s
等值线剖面图在同一探测深度H上，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓业灿，林本海，严大千，符剑，林宗涛，唐仁，张苑辉，赵晋武，
申请(专利权)人：林本海严大千符剑林宗涛，
类型：发明
国别省市：