物探手段在防空洞探测中的应用

何峰

（化学工业岩土工程有限公司,南京 210044）

物探手段在防空洞探测中的应用

何峰

（化学工业岩土工程有限公司,南京 210044）

通过工程实例，介绍了利用物探手段对防空洞进行探测的思路和工作方法，详细叙述了防空洞异常判别的特征，并对物探成果进行了解释分析，对类似工程具有借鉴意义。

防空洞探测;高密度电法;地质雷达

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.06.016

1 引言

南京市浦口区凤凰山公园西坡地下土层中建有防空洞，在地质灾害勘查中需查明地下防空洞分布情况，为地质灾害评价及治理提供物探依据。

2 地质概况及地球物理特征

测区范围位于南京市浦口区凤凰山公园西侧边坡，根据钻探资料揭示，场地地层自上而下为：素填土、粉质黏土、砂岩。据地质及邻区地球物理资料显示，区内岩土的电阻率及电磁波速度见表1。

表1 区内岩土物性参数

防空洞位于土层内，对于防空洞来讲，可能出现的情况是空洞或充填塌陷土，无论出现哪种情况，特别为空洞时，都与围岩存在一定的电性差异，这是利用高密度电法进行防空洞探测的地球物理前提。

地质雷达利用高频电磁波（主频为数十至数千兆赫），以宽频带短脉冲形式，由地面发射天线（T）送入地下，在地下遇到两不同介质的界面时，高频电磁波将被反射回地面，由另一天线（R）接收。电磁波在介质中传播时，其路径、电磁波强度与波形将随着所通过介质的电性及几何形态变化而变化。因此,研究接收到的电磁波旅行时（双程走时）、波形与波幅变化规律，可判断地下介质的结构。防空洞的内介质电性及几何形态与围岩均有明显差异，通过对地质雷达波形的分析，可以判断是否存在防空洞。

3 工作方法及技术

3.1 技术思路

根据现场踏勘结果，测区为山坡地，地表主要为土，根椐以往经验及本次试验结果，此次工作采用以高密度电法、地质雷达为主，地震映像为辅的探测手段。

3.2 测线布置及定位

根据现场地形条件及目的任务，共布置22条测线，其中7条测线开展高密度电法探测，2条测线开展地震映像探测，22条测线都开展地质雷达探测，各测线位置图如1所示，各测线方位、长度及施工方法见表2。

图1 探测线位置及推断成果图

测线采用测绳量距1：500地形图定点测量方式，并在测线两端点使用木桩做好标记。

4 防空洞异常判别

4.1 地质雷达异常

依照地质雷达的工作原理以及以往的工作经验，防空洞上方的地质雷达波形常常会显示抛物线状的圆弧（见图2），圆弧顶中心对应洞中心，圆弧顶深则表示洞的埋深，而洞的下底由于上顶信号过强压制，使得下部信号较模糊，洞在测线方向的水平宽度有时因上顶信号强也难以确定，可依据经验判别。

4.2 高密度电法异常

依照高密度电法的工作原理以及以往的工作经验，当地下存在防空洞时，如果没有回填其它介质，洞为高阻体；如果回填了其它介质，防空洞的电性由该介质决定。图3为某地充填土的防空洞，表现为圈闭低阻异常。

根据上述判别原则，逐线分析对比地质雷达波形图和高密度电法视电阻率断面等值线图，判定是否存在防空洞。

表2 各测线方向及长度一览表

图2 防空洞异常雷达波形图

图3 防空洞异常等值线图

5 物探成果及解释

5.1 高密度电法成果及地质解释

在C5线、C11线、C12线、C17线、C18线、C21线、C22线，共7条测线上进行了高密度电法工作。其中，C5线发现有低阻异常，具体为：从图4可直观地看出在C5测线18～19m段出现封闭的低阻异常，推测该部分异常由地下防空洞引起。其余6条高密度电法测线则未发现明显的封闭低阻或高阻异常。测为防空洞顶面反射引起。

图4 C5线高密度电法剖面

5.2 地质雷达成果及地质解释

图5为C6测线的地质雷达时间剖面图，从图中可发现,在210～270点号间即测线9～11m段出现波形异常，表现为210～270段出现反射波，相位增多，推测为防空洞反映。

图5 C6测线地质雷达时间剖面

图6 C7测线地质雷达时间剖面

图8为C10线测地质雷达时间剖面图，从图中可看出,在220～290点号段出现圆弧状反射相位，推测为防空洞的反映。

图9为C17测线地质雷达时间剖面图，从图中可看出在60～73点号即测线7～9m段出现圆弧状反射相位，推测为防空洞的反映。

图7 C8测线地质雷达时间剖面

图8 测C10线地质雷达时间剖面

据当地曾参与挖防空洞的居民介绍：凤凰山防空洞建于20世纪60年代末至70代初，多为土洞。目前,保存较好且仍在利用的防空洞位于凤凰山南侧山脚，该部分防空洞已采用钢筋混凝土及砌砖进行了加固，该处防空洞采用引入控制点至地下防空洞内直接用测量方法进行测绘（图1中蓝色实线位置）。洞中有A、B两个通往北侧的洞口。

图9 C17测线地质雷达时间剖面

根据高密度电法及地质雷达发现的异常位置，结合已知防空洞内部结构特征和A、B两个通往北侧的洞口位置，进行综合分析，可划分两个防空洞，即Ⅰ防空洞和Ⅱ防空洞（见图1）。Ⅰ防空洞位于南侧通往凤凰阁道路的西侧,走向近北北东向，穿越C5线、C7线、C8线、C9线、C10线，再往北C11线上无明显信号；Ⅱ防空洞位于南侧南京市浦口区环境监测大队办公房的地下，走向近北北东向,穿越C5线、C6线，由于受建筑物影响，测线不好布置进行追踪，再往北C12线上无明显信号。

Ⅰ防空洞和Ⅱ防空洞与已知防空洞相连的洞口目前已用砌砖封死，在洞口处打开洞口对内部进行了观测，发现洞口内部已堆满土，防空洞为土洞，综合分析推断Ⅰ防空洞和Ⅱ防空洞洞顶标高18m左右，洞高近2m，洞宽1.5m左右，Ⅰ防空洞埋深8～12m，Ⅱ防空洞埋深8～9m。

据当地居民反应，在西坡山脚下过去曾见多个洞口，并出现过多次小规模的塌方，洞口都进行了人工回填。目前，在C17测线西端可见防空洞的塌陷坑，该防空洞走向近南北（见图1），物探测线仅在C17测线雷达剖面上60～73号点，即测线7～9m出现圆弧状反射相位，而其它C18、C20、C21测线各物探方法均未发现明显异常信号，推测该附近的防空洞多为孤立的小规模防空洞，且多已塌陷充实，从而造成物探效果不明显。

5 结语

采用物探手段来调查防空洞分布情况是切实可行的，调查结果,查明了浦口区凤凰山西坡地下防空洞分布情况。所采取的技术手段和分析思路对类似工程具有借鉴意义。

【1】DZ/T 0072—93电阻率测深法技术规程[S].

【2】DZ/T 0073—93电阻率剖面法技术规程[S].

【3】DZ/T 0170—1997浅层地震勘查技术规范[S].

【4】康富中，齐法琳，贺少辉，江波.地质雷达在昆仑山隧道病害检测中的应用[J].岩石力学与工程学报，2010，29（9）:41-46.

【5】邓弟平，王俊杰，邓文杰，姚永胜.高密度电法在玄武岩溶空洞探测中的应用[J].重庆交通大学学报：（自然科学版），2012（1）:98-102.

【6】王宗文.高密度电法在某边坡岩土工程勘察中实测成果分析[J].勘察科学技术，2013（4）:55-57.

Application of Geophysical Methods in the Air-raidShelter Detection

HE Feng
（ChemicalIndustry Geotechnical Engineering Co.Ltd.,NanJing 210044,China）

ThispaperintroducesthethinkingandworkingprocedureofbombshelterdetectionbyuseofGeophysicalprospectingmethods, accordingtoengineeringpractice.Geophysicalexplorationresultsarealsosystemanalyzed.These providesomebeneficialreferencestothe similarproject.

air-raidshelter;detection;highdensityresistivitymethod;geologicalradar

TU412；P631

B

1007-9467（2016）06-0072-04

2015-09-16