我国是一个地形、地质条件复杂的国家,随着经济和社会的发展,对交通的需求和要求也越来越高,其中不乏大量穿越山体、丘陵的铁路。同时,我国又是一个岩溶地质分布广泛的国家,特别是我国西南地区。在这些岩溶区段铁路的前期施工和日后的运营过程中,都有可能出现路面沉降、基底塌陷和隧道突水、突泥等灾害问题,及时的发现并处理这些问题具有十分重要的意义。目前应用于地下空洞或地下水探测的物探方法有很多,比如瞬变电磁法、高密度电法、声波法、探地雷达法、放射性法等,每一种方法都具有各自的优点和局限性。在岩溶区的铁路线路内,地面的路基与山体中的隧道是统一的整体,对于其中存在的病害问题的探测,过去都是一分为二。本文基于在我国西南某铁路线路的岩溶勘察工作,阅读和整理大量文献、资料,希望提出一组综合物探方法,这组物探方法可以快速、经济、有效的解决路基与隧道中存在的多种病害问题。本文从对几种方法的理论基础和应用特点的研究入手,进而结合实际工作,对各方法在数据采集工作和数据处理、解释工作中的关键性技术进行研究,并总结了工作中常见的干扰和存在的问题,为相关工作提供了理论和应用的技术支持。结合实际工区的地质与地球物理条件,分析了所选方法的可行性,建立了典型病害地质体的物理模型,并通过分析这组物探方法针对实际目标的应用,给出常见病害的实测物探异常图,对常见病害的典型异常特征进行了讨论、分析和总结,可为相关异常的解释提供参考。结合工区地质、地球物理特征与存在的限制条件,本文选取了高密度电法、探地雷达法、地震映像法进行研究和应用。岩溶与地下水存在着密切的联系,空洞或富水地质体与正常围岩存在着较大的电阻率差异,高密度电法可以较直观、准确的反映地下电阻率的分布和变化规律,是探测岩溶的有效方法;电磁波在不同介质中具有不同的传播和衰减规律,探地雷达法通过向地下脉冲电磁波对地下介质进行探测,其中岩溶裂隙中的空气或水与其他介质存在较大波阻抗差异,这也使得探地雷达法能有效的探测岩溶裂隙。岩溶构造形成的空洞、破碎结构,使其于周围介质产生较大的弹性差异,通过研究弹性波的特征,地震映像法可以有效的发现地下空洞和破碎带。通过分析在实际工作中的应用效果,说明本文所提出的一组综合物探方法,相对于单一方法具有更强的适应性和准确性,同时相比于其他勘察手段,物探方法具有勘探成本相对较低、勘探效率高和探测信息量丰富的特点。本文所采用的物探方法组合,在岩溶区铁路路基与隧道的病害探测中解决了多种问题,在隧道岩溶与地下水的超前预报、查明路基隐伏岩溶、探测隧底岩溶破碎带、检测岩溶的水泥注浆效果和隧道衬砌检测等方面具有很好的探测效果,为保障施工安全、减少不必要损失做出了应有的贡献。