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路基工程 Subgrade Engineering
高速铁路煤窑采空区综合物探技术探讨
李坚
（中铁二院工程集团有限责任公司，成都610031）
2010年增刊
摘要：综合考虑勤探阶段、探测深度和探测精度等因素，探讨了物探方法的选择及其组合，分析了各种方法的特点，归纳了各种方法资料对煤窑采空区所反映的异常特征，并予实例图片说明。目前，通过物探虽可划分煤窑采空区，却存在混判问题，尚应采取其他手段，互为印证。
关键词：高速铁路；煤窑采空区；物探方法及其组合；异常特征
中图分类号：U212.22
0前言
文献标志码：A
近年来，我国开展了大规模的铁路建设，特别是高速铁路（客运专线）的建设，高速铁路或客运专线的时速达200~350km/h，因其时速高，对线路的曲线半径、坡度、路基沉降及变形要求严格，所以在勘察设计中，选线的自由度小，加之受必经减市、特长隧道、特大桥方案的限制，因此很多线路方案必须经过煤窑采空区或及其附近地区。煤窑采空区的变形和不均匀沉降对铁路营运构成巨大威胁和隐惠。为绕避大规模的煤窑采空区或者对线路必须经过的较小规模采空区进行处理，在勘察设计期间，应查明采空区的埋深和平面分布位置，为线路的方案比选或采空区的病害整治提供基础资料。煤窑采空区因其分布规律差或者部分均塌，地质调查清楚十分困难，钻探虽然直观，但因“一孔之见”，仅根据其资料不能对采空区进行宏观评价。物探因其费用较低，施测速度较快，特别是可对采空区工程地质条件进行宏观的评
价，因此已逐渐得到较为普遍的应用。 1煤密采空区物探技术难点
一方面，因煤窑采空区潮湿或部分跨塌，与含煤地层（围岩）的物性差异不大，即采空区和围岩均属于低电阻或低地震波速度介质；另一方面，采空洞径与其埋深之比（径深比）较小，就目前物探技术水平而言，地面物探方法般探测精度不高，对采空区的具体空间位置及埋深定量判释非常困难。因此煤窑采空区的探测一直是困扰铁路地质勘探的一大间题，也是铁路工程物探急需解决的难题。
通过近十余年煤窑采空区探测的研究，我们在物收稿日期：2010-02-15
作者简介：李坚（1960-），男，教授级高级工程师。
文章编号：10038825(2010)S0=0038-05
探方法的选择及其方法的组合模式、野外工作参数选
择和资料解释等方面取得了一些进展，成果如下。 2物探方法的选择及组合模式
综合考虑勘探阶段，探测深度和探测精度等因
素，在本文中，把煤窑采空区物探分为地面物探和跨孔物探两类。经过研究对比，避选出以下探测方法及其组合勘探模式，并对各种方法的特点进行了探讨。 2.1地面物探及其方法特点
为对煤窑采空区进行勘探，一般是在地面开展物探，选择超高密度电法、地震反射与散射联合成像法、高密度电法、激发极化测深法、大地电磁法、瞬变电磁法及微重力法或及其方法的组合。其中，选择超高密度电法和地震反射与散射联合成像法进行较高精度的探测，探测深度一般为地面以下25m深度范围；选择高密度电法和激发极化测深法进行中等精度的探测，探测深度一般为地面以下100m深度范围；选择大地电磁法和瞬变电磁法进行粗略宏观的探测，探测深度一般为地面以下200m深度范围；选择微重力法进行不同深度的探测。
各种地面物探方法的特点如下。
（1）超高密度电法：探测精度较高，探测费用较小，探测深度较浅，一般仅20~30m。
（2）地震反射与散射联合成像法：探测精度较高，探测费用较小，探测深度较浅，一般仅20~ 30 m。
（3）高密度电法：探测成本较低，但因仪器和采集系统的原因，100m深度以下的资料可信度不高。
（4）激发极化测深法：两种参数综合判释，资料的可信度较高，极距较大时，探测效率较低。