郑州地象科技有限公司 寇伟一、地下空洞探测仪的作用及存在的问题我国的贵州、广西、云南、四川等省属于喀斯特岩溶地貌地区，岩溶发育丰富，地下溶洞很多，它们给人们带来了许多可以利用的旅游资源、水资源；而在我国的大中小城市，早年修建的大大小小防空洞多已废弃不用，地下各种管线纵横交错，形成道路和房屋坍塌事故隐患，如若能早期探明并及时采取预防措施，便可防患于未然。
目前需要勘探查明溶洞、洞穴的需求和用途主要包括：（1）查明溶洞形成的地下暗河，开发利用地下水资源；（2）查明地下溶洞，开发旅游资源；（3）铁路、公路、水利、建筑工程中需要查明地下溶洞、空洞，防止自然灾害和隐患；（4）查明城市早期修建已弃之不用的地下防空洞；（5）勘查寻找过去遗留下来的地下仓库、地下设施、地下通道等等；（6）用于考古勘探、查找洞穴；建筑项目考古排除性勘探。
地下空洞探测仪的作用就是要通过实地探测分析找出空洞隐患、确定空洞位置，以便准确快捷地进行除险充填，消除病害隐患，保证人身安全。
目前国内用于查找地下空洞的物探方法有主要是高密度电法、瞬变电磁法、频率域电磁法、探地雷达、表面波法、浅层反射地震法、放射性同位素法等，均有成功应用的案例，但还存在一些需要解决的问题：1、探测速度慢、探点少导致效果受限。
由于探测一个测深点的时间长，探测点间距不可能太密集，即使是高密度电法从布线插电极到探测十几个深度层点也需要几个小时，点间距密集到1米或者0.5米几乎不可能实现。
点间距超过一米肯定会漏掉一些小空洞或隐患，探测结果的有效性就会大打折扣。
2、探测施工受环境限制和干扰导致影响结果的可靠性。
由于勘探应用项目多在城镇区域内，供电网线密集，50Hz工频及其它电磁干扰较强，使得大多数物探方法无法工作或严重影响分析结果；那些需要布线插电极的方法在城镇街道的硬化路面上根本无法施工，在山区或狭窄地方很难布线、插电极。
若是不严格按照规程勘探施工，就很难保证探测结果的全面性和可靠性。
3、不同物探仪器探测结果的多解性严重影响应用效果。
由于不同仪器呈现和分析探测结果的参数不同，相互间具体不可比性，无法对照并进行综合分析。
同时，每一种仪器的探测结果都具有多解性，非经过专门培训的人员难以掌握，即使是专门训练过的不同技术人员之间也有明显意见相左的解释，严重影响着物探仪器在堤坝渗漏探测中的应用效果，极大地限制了仪器的推广应用。
4、物探仪器的探测深度和分辨力有限。
就目前应用于堤坝渗漏探测的物探仪器来看，探测深度较深的仪器对于浅层的分辨力有限，而探测分辨力相对好一些的物探仪器其探测深度却较浅，很难同时兼有较高的分辨力和足够的穿透深度，即使是分辨力高的也仅仅是达到每一米显示一层的数据。
由于地下空洞隐患有大有小，有的充水有的无水，形态不一不宜发现，探测深度和分辨率不够时仅靠一点异常反映，很难确定是否存在空洞，只有达到厘米级纵深分辨率、多层异常点叠加，才能准确判断是否存在空洞及其形态。
二、MT-VCT成像堤坝渗漏空穴探测仪的创研背景与目标针对现有空洞探测技术和应用中存在的问题，结合地下空洞隐患探测的特点，地象科技公司在研制初期提出研发的MT-VCT成像空洞探测仪应具有以下基本特征：1、灵敏度要高，探测微弱信号能力强，对于电磁干扰的屏蔽效果好，在城镇电网密集环境下也能正常施工。
2、分辨率要高，扫描成像的分层间隔要小，通过厘米级分层数据叠加识别出空洞形态。
3、探测速度要快，由于查找空洞施工距离长、探测点间距要小，有时需要并行探测几个剖面，探测速度慢的话就难以胜任该项工作。
4、探头要易于放置、安放时间要短、易于移动，城镇硬化道路上不适合插入电极，电阻率法长距离拉线、EH4和V8多电极探头等方法都不符合要求。
5、探测结果出图快，图像容易识别，最好是能在现场出图、现场分析，找到可疑点后马上对靶区加密探测。
6、探测结果的一致性要好，直观易懂，不能模糊且有多解性，一般技术人员经短期培训能独立操作。
根据上述研制开发目标，我们在前期研制其它勘探目标成熟技术的基础上，很快研制出了专门用于空洞勘探的探测仪，并且在大量试验工作的基础上，观察洞穴在MT-VCT成像剖面图上的实际反应、特点，总结并形成了一套切实可行的分析判定方法。
三、MT-VCT大地电磁场成像空洞探测仪的主要技术指标MT-VCT-40M-400C大地电磁场成像空洞探测仪：探测深度20米，分层细度为间隔10cm/层，共显示200层探测数据，单点测深采样时间14秒，单线最大探测点数999。
1、具有超强抗干扰能力，自动降噪处理；2、测量范围：0.001μV～3.6V；3、放大倍数：每个探测点自适应调整至最佳放大倍数；4、探测值分辨率：0.001μV；5、采用大容量可充电电池供电，连续探测点数为2000点以上；6、70×50mm液晶屏显示，探测过程全部汉字提示操作；7、手提式电磁感应探头，感应大地电磁信号灵敏度高且不失真；8、单次探测线路最大探测999点，一次可采集到39.96万个层点的测值数据；9、可按探测线路垂直剖切，形成999点*400层（40米）彩色成像剖面CT图，清晰反映堤坝下介质结构、空洞的位置及形态等情况。
四、MT-VCT大地电磁场成像空洞探测仪的技术特点根据空洞探测的特点及对物探仪器的技术要求，地象科技有限公司在原有MT-VCT成像探水仪的基础上，经过技术创新和一年多的实践，研制出了专用于勘探空洞的细密分层型MT-VCT成像探测仪。
1、手提式单电磁感应探头。
仅3公斤重的电磁感应探头可随手提起放在城镇道路、土层、岩石上、或在山林、沙漠进行探测，也可以悬起距地5公分以内探测，无须插埋。
2、高速采样探测。
按采样键14秒钟即可一次性采集几百个深度层点的数据，边走边测，一天可探测1000点左右，高效、快捷。
3、高灵敏度信号采集系统。
由32位工控计算机控制的高灵敏度信号采集系统，有效地实现了低噪声、高精度、低功耗、低时漂、有效降低工频干扰等关键技术，完全适应天然场源具有的大动态范围、宽频带、微弱电磁信号的特点。
4、采用计算机脱机处理分析。
探测完一个项目后可以在现场将SD卡数据文件转存到笔记本电脑上进行分析，几分钟即可自动生成MT-VCT成像二维彩色剖面图，无需人工干预，图像分析易学易懂，现场快捷准确空洞。
5、直接将电磁感应电位值放大处理成像分析。
全部采用电磁感应探头探测到的大地电磁测值数据自动生成二维彩色线剖面图，不存在理论假定和公式推导换算，成像结果更能真实反映地下地质结构和空洞异常。
6、彩色二维VCT成像看图分析。
运用独创的电位值彩色MT-VCT成像直视剖面技术，可以自动生成彩色二维MT-VCT成像线剖面图，清晰描绘线剖面地下地质构造，从图上直接看出是否存在空洞及其大小、位置、形态等情况。
7、间隔10厘米细密分层。
20米之内分层细度高达隔10厘米显示一层，无论空洞是否含水、空洞是大是小都不会漏掉，是目前国内外物探仪中探测速度最快、采集数据最多、分层最细、效率最高的物探仪。
8、大数据确保清晰精准度。
探测深度20米内可细分为200层、每条线探测999点时采集数据多达20万个，它们所构成的堤坝地质结构线剖面彩图是超高分辨率地质剖面图。
五、MT-VCT大地电磁场成像堤坝渗漏空穴探测仪应用领域与优势MT-VCT成像堤坝渗漏空穴探测仪主要应用领域:1）地下溶洞、暗河勘探；2）公路、铁路、建筑工程地下溶洞、空洞勘查；3）查找城市防空洞、道路下空穴、地下设施等；4）用于考古勘探、查找洞穴。
地象科技公司研发的MT-VCT大地电磁成像空洞探测仪除了具有上述技术优势之外，在空洞勘探上还具有明显的应用优势：1、任何地形都能探测。
城镇地下勘探都是在硬化路面上施工的，而且供电网线密布、电磁干扰特别强，现有的直流电法、电磁法都不能勘探施工。
公路和铁路建设路基勘探环境较差，一般物探方法施工也都比较困难， MT-VCT成像空洞探测仪单人单探头操作、抗干扰能力强的优势在此可以得到充分体现。
2、不受地下介质限制。
不存在使用主动源受地下介质层影响出现低阻或高阻屏蔽层问题，大地电磁场频率域分析方法的特点决定了地下不同介质层特性只能反映在该层频点数值高低上，而对相邻频点深度层数值没有影响，不存在某些地质结构不能探测、某些介质层会影响探测结果的限制条件和问题。
3、就像傻瓜照相机一样操作简易易学，软件操作全部为中文指示。
几分钟即可学会勘探操作，使用分析软件者也只需要十几分钟即可学会分析方法。
查找地下空洞时，可以按照1米的点间距沿设计线路密集探测，一天可测一千多个点，使得MT-VCT成像空洞探测仪细密分层和快捷探测优势充分得以发挥。
4、看图找洞所见即所得。
数据分析是在CT成像线剖面上“看图找洞”，因分层细达10厘米，1米高的空洞就有10层高值（不含水）、或低值（含水）色块叠加显示，没有学过物探技术者也会一眼看出异常。
郑州地象科技有限公司 总经理：寇伟