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同度物探双通道跨孔雷达 CT 技术 —— 贵州地铁岩溶勘察应用实例

北京同度工程物探技术有限公司自主研发的双通道跨孔雷达 CT 系统,依托同步采集发射与接收信号、大功率发射、优化观测布局等
北京同度工程物探技术有限公司自主研发的双通道跨孔雷达 CT 系统,依托同步采集发射与接收信号、大功率发射、优化观测布局等核心优势,有效解决传统单通道跨孔雷达成像失真、探测距离短、虚假异常明显等难题,在复杂岩溶地质勘察中展现出高精度、高可靠的技术价值。以下为该技术在贵州地铁岩溶勘探中的实际应用成果。

一、项目概况

2021 年 8 月,贵阳地铁某标段岩溶专项勘察项目在云岩区新添大道南段开展,针对线路岩溶发育区开展孔间精细探测。本次勘探利用既有地震 CT 钻孔 2 个,钻孔深度 29m,孔间距离 28m,采用同度物探双通道跨孔雷达设备实施数据采集,同步完成电磁波 CT 与地震波 CT 成果对比验证。

 图1 双通道跨孔雷达设备

二、数据采集方案

本次采集采用双排列组合观测方式,兼顾成像完整性与异常识别精度:

1.主采集排列:A 孔发射、B 孔接收,发射与接收点距均为 1m,完整覆盖孔间主体探测区域;

2.辅助采集排列:地面布设发射点,分别在 A 孔、B 孔上部接收,点距 2m,补充剖面顶部射线交叉角度,有效消除上部虚假异常区。

该方案大幅提升成像可靠性,仅剖面底部少量区域受采集条件限制仍存在轻微虚假异常,成果解译时已做针对性处理。

    图2 电磁波速CT图像                      图3电磁波衰减CT图像

三、成果解析:电磁波 CT 成像特征

1. 波速 CT 成像结果

孔间电磁波速随深度增加呈现明显分层变化:

· 地表至 15m 深度:波速由 20cm/ns 降至 10cm/ns,判定为干燥裂隙灰岩,岩体空隙发育、充填程度较低;

· 15m 至孔底:波速持续下降至 4cm/ns,清晰反映深部岩溶裂隙密集发育,岩体饱水程度显著升高。

  图4 地震波速CT图像

· 2. 衰减 CT 成像结果

以趋肤深度为指标的衰减成像,对含水与破碎程度响应更灵敏,分层特征更清晰:

· 0–10m:趋肤深度大于 40m,岩体衰减弱,判定为干燥裂隙灰岩;

· 10–20m:趋肤深度由 40m 降至 20m,为干湿过渡带,岩体充填物与含水量逐步上升;

· 20m 以下:趋肤深度快速降至 5m,衰减强烈,为饱水岩溶发育区。

波速 CT 与衰减 CT 成果相互印证,衰减 CT 对含水变化、岩体破碎程度的刻画更细腻。

四、与地震波 CT 成果对比

同一钻孔的地震波 CT 由专业设计院完成,整体地质规律与双通道雷达 CT 一致:

· 15m 以浅:地震波速低于 2000m/s,对应干燥风化裂隙灰岩;

· 15m 以深:波速高于 2800m/s,对应饱水灰岩。

结合钻孔岩芯与地下水位资料验证,双通道雷达电磁波 CT 对岩溶、含水、裂隙的分层细节更突出,解译精度更优。

五、技术优势与应用价值

1.成像更可靠:双通道同步记录发射与接收信号,消除发射功率波动带来的衰减失真;

2.探测范围大:发射功率超 1kW,有效孔距可达 50–100m,适配大型工程勘察需求;

3.自动化程度高:Windows 平台专业处理软件,自动提取走时、衰减数据并完成反演成像;

4.地质适应性强:对岩溶、破碎带、富水区敏感度高,适合地铁、公路、水利、矿山等复杂地质勘察。

本次贵州地铁岩溶勘探实践充分证明,同度物探双通道跨孔雷达 CT 技术稳定可靠、成果精准,可为工程建设提供高质量地质依据,在工程物探与资源勘查领域具备广阔应用前景。