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摘要：在交通线路设计勘察中，查明隧道段覆盖层的厚度、隧道洞身位置地震纵波波速度、断裂构造等不良地质体的分布，是隧道工程物探勘察的主要地质任务。物探方法中的地震折射法、高密度电法，大地电磁测深法（EH-4）等是隧道工程物探中常用而有效的物探方法。本文介绍地震折射法与高密度电法、大地电磁测深法（EH-4）相结合的综合物探方法在隧道勘察中的应用效果。
关键词：隧道勘察；覆盖层；断裂构造；地震折射法；高密度电法；大地电磁测深法（EH-4）
0引言
交通线路勘察中，铁路、高速公路隧道段，查清覆盖层（低速松散层）的厚度，可确定隧道浅埋段的范围；查明隧道洞身段地震纵波波速、可能发育的构造破碎带的位置、产状等，可确定围岩分级；这对于隧道结构的设计是至关重要的。适当应用地震折射法与高密度电法、大地电磁测深法（EH-4）相结合的综合物探方法能取得较好的勘察效果。
1隧道工程物探地球物理条件
隧道工程物探中，覆盖层是指松散低速层，包括第四系粘土层、全、强风化基岩。覆盖层纵波平均速度较低，一般在600～1500m/s，弱、微风化基岩纵波速度一般大于2000m/s。覆盖层与弱、微风化基岩存在较在的波速差异，覆盖层与弱、微风化基岩间也一般存在明显电性差异，具备地震折射法、高密度电法勘察的地球物理前提。隧道段断裂构造用岩溶等不良地质体发育时，因为基岩破碎至波速明显降低，破碎含水性高而至明显低电性；基岩岩性变化时，岩性分界线两侧往往有明显波速或电性差异。具备应用地震折射波、高密度电法、大地电磁测深法（EH-4）勘察断裂构造等不良地质体及确定岩性分界的地球物理前提。
2综合物探方法技术
2.1地震折射法
地震折射法是地震勘探方法中应用较早、运用较普遍的方法，它是以人工震源在地下介质中传播时发生的折射，根据折射波到达各道检波器的时间，分析处理后获得地下介质分层厚度、波速等物性参数。地震波在地下传播中，当地层岩石的弹性参数发生变化，从而引起地震波场发生变化，通过人工接收变化后的地震波，经数据处理，解释后即可反演出地下地质结构及岩性。隧道工程勘察中地震折射法，通常采用相遇追逐观测系统，24道接收，检波点距5m，炸药震源激发，排列两端追逐炮偏移距应大于两端折射盲区范围。
2.2高密度电法
高密度电法兼具电阻率剖面法与测深法的功能，其数据采集密度大、精度高的断面测量结果能较直观地反映及电性异常体的形态及纵、横向展布情况。因此，高密度电法广泛应用于隐伏区基岩断裂构造勘查、隐伏岩溶勘察等。隧道工程勘察中，高密度电法一般采用对称四极装置，基本极距5～10m。
2.3大地电磁测深法（EH-4）
EH-4全称为EH-4连续电导率剖面仪，是一套应用大地电磁法原理的双源型电磁系统。EH-4连续电导率剖面仪可使用人工电磁场和天然电磁场两种场源。既具有有源电探法的稳定性，又具有无源电磁法的节能和轻便，接收频点多，具有较高的分辨率，可探测具一定电性差异的地质构造和地层分层。
3应用实例
3.1某铁路隧道进口段综合物探勘察
区域地质资料反映：某铁路隧道进口段基岩岩性为粉砂岩、砂质板岩，岩性接触关系为断层接触。地质任务是查明岩性分界线即断层接触带位置。
3.1.1地震折射法资料
此测段进行地震折射法时距曲线显示，第6排列第18道至第7排列第3道，基岩波速为2450m/s，小里程段基岩波速为3250m/s，在里程段基岩波速为3800m/s。依据地震折射法时距曲线推断：第6排列第18道至第7排列第3道为低速异常段。该测段设计隧道洞身与地面高程差小于100m，因此以此段为中心布置了高密度电法剖面。
3.1.2高密度电法资料
高密度电法视电阻率断面资料显示：高、低阻区接触面位置与折射低速异常段吻合，接触面倾向小里程。小里程段为相对低阻区，依据基岩波速与电性推断基岩为粉砂岩；大里程段高阻区为砂质板岩区。
3.1.3综合解释
综合地震折射资料与高密度电法资料，编制了该测段综合地质断面图。覆盖层底部未至设计洞身深度，此测段无浅埋段。此测段为粉砂岩与砂质板岩岩性分界段，为断层接触，断层倾向小里程方向（见图3）。根据岩性与速度等资料，推定断层位置围岩级别为Ⅴ级，两侧围岩为Ⅲ级。
3.2云南某公路隧道洞身段综合物探勘察
地质资料反映，本测段基岩岩性为泥质粉砂岩。地质任务是查明基岩岩性和可能发育的断裂构造位置。
3.2.1地震折射法资料
此测段进行地震折射法时距曲线显示，第5排列第22道至第6排列第3道，基岩波速为2450m/s，小里程段基岩波速为3850m/s，在里程段基岩波速为3650m/s。依据地震折射法时距曲线推断：第5排列第22道至第6排列第3道为低速异常段。该测段设计隧道洞身与地面高程差小于100m，因此以此段为中心布置了高密度电法剖面。
3.2.2高密度电法资料
高密度电法视电阻率断面资料显示：高、低阻区接触面位置与折射低速异常段吻合，接触面倾向小里程。小里程段为相对低阻区，依据基岩波速与电性推断基岩为粉砂岩；大里程段高阻区为砂质板岩区（见图5、图6）。
3.2.3综合解释
综合地震折射资料与高密度电法资料，编制了该测段综合地质断面图。覆盖层底部未至设计洞身深度，此测段无浅埋段。此测段为粉砂岩，断面中段发育一倾向大里程方向断裂构造。根据岩性与速度等资料，推定断层位置围岩级别为Ⅴ级，两侧围岩为Ⅲ级。
3.3大地电磁测深（EH-4）
设计隧道洞身高程与山项高程差较大时，高密度电法勘察深度受限，断裂构造的勘察可采用大地电磁测深法（EH-4）。
3.3.1某公路隧道大地电磁测深（EH-4）资料
此测段地层为一套厚度较大的火山岩系，为深灰色、暗灰色英安岩、英安玢岩、凝灰岩。设计洞身与地面高程差在200～350m。地质调查资料反映本测段岩性较复杂、构造发育。物探工作的地质任务是查明断裂构造的位置、产状等，推断设计洞身位置断裂构造的发育位置。该段EH-4视电阻率断面反映：剖面中段有一倾向大里程方向的低阻条带状异常，倾角较陡，推断为断裂破碎带位置（见图7）。
3.3.2某铁路隧道大地电磁测深（EH-4）资料
此测段基岩为凝灰岩。设计洞身与地面高程差在150～350m。地质调查资料反映地表基岩出露段有断裂破碎现象。物探工作的地质任务是查明断裂构造位置、产状等，推断设计洞身位置，断裂构造的发育位置。该段EH-4视电阻率断面反映：剖面中段有一倾向小里程方向的低阻条带状异常，倾角较陡，推断为断裂破碎带位置（见图8）。
4结语
综合物探方法广泛应用隧道工程物探勘察，主要的地质目的是：查明覆盖层厚度，圈定浅埋段位置；确定基岩波速，查明构造破碎带位置、产状等，并依据基岩波速、构造破碎带位置来确定围岩级别。应用地震折射法查明覆盖层厚度、基岩浅部低速异常段位置；应用高密度电法、大地电磁测深法（EH-4）查清构造破碎带发育位置、产状等。合理选择不同的物探方法组合进行综合物探勘察，可取得良好的勘察效果。
参考文献：
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[4]赵旭.物探方法技术在地质找矿与资源勘查中的应用[J].西部资源，2017（04）.
作者:刘亮红 刘亮 单位:江西省地矿局九0二地质大队
