【摘要】高密度電法的應(yīng)用效率，這是不同于一般直流電法的重要方面，有著信息收集快、應(yīng)用成本低的優(yōu)勢(shì)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用方法也在逐漸完善，在工程勘察中的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，可以探測(cè)隱患堤壩、地下溶洞、地質(zhì)災(zāi)害等問(wèn)題。本文介紹高密度電法的應(yīng)用原理，將其在實(shí)際工程中的勘察狀況進(jìn)行解析。

【關(guān)鍵詞】高密度電法;工程勘察;應(yīng)用

高密度電法起源于20世紀(jì)80年，屬于物探新技術(shù)。其應(yīng)用基于靜電場(chǎng)理論，實(shí)現(xiàn)地下探測(cè)，將探測(cè)目標(biāo)周?chē)橘|(zhì)存在的電性差異進(jìn)行解讀。這一方法是通過(guò)陣列的方式完成高精度測(cè)量，將測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)二維反演方法進(jìn)行處理，結(jié)合計(jì)算機(jī)就能完成圖線重塑，保證高分辨率的圖像，解讀信息量大的工程。高密度電法應(yīng)用過(guò)程中，具有信息收集快、應(yīng)用成本低的優(yōu)勢(shì)，它的應(yīng)用方法也在發(fā)展過(guò)程中逐漸完善，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，可以用于探測(cè)堤壩隱患、地下溶洞、地質(zhì)災(zāi)害等，在這些方面，探測(cè)效果均十分明顯。

1、高密度電法的應(yīng)用原理

高密度電法和直流電法的應(yīng)用原理相同，高密度電法的應(yīng)用是探測(cè)地下目標(biāo)與周?chē)橘|(zhì)之間的電性差異，屬于一種物探勘探技術(shù)。應(yīng)用過(guò)程中對(duì)地下進(jìn)行直流電流加載，在地表用觀測(cè)儀器觀察地下電場(chǎng)分布狀況，研究電場(chǎng)分布規(guī)律，從而發(fā)現(xiàn)地質(zhì)問(wèn)題并將其解決。

2、工程研究及分析

2.1工程狀況

工程位于長(zhǎng)江南岸三斗坪鎮(zhèn)，區(qū)域?qū)儆跇?gòu)造侵蝕剝蝕中低山峽谷地貌，地勢(shì)走向由南向東，地面高程區(qū)間為67-79m，工程區(qū)域的自然斜坡坡角在10。-25。之間。測(cè)出電測(cè)剖面，剖面長(zhǎng)度為180m，極距3m，電性為成層狀分布，上層接近是400Ω·m電阻率，層面表現(xiàn)為卵礫石層，電層層級(jí)分布不均，黏土、沙電阻率為300～400Ω·m，礫石層300Ω·m。巖層產(chǎn)狀緩和，朝東偏移，如圖1.

分析電測(cè)剖面，剖面長(zhǎng)180m，極距3m，電性程度發(fā)生變化，松散破碎砂礫角石層500Ω·m.礫石層300～500Ω·m，完整礫石層300m，含水較多。

2.2勘測(cè)問(wèn)題研究

就工地的地形和地質(zhì)狀況進(jìn)行研究，會(huì)看到布置電極過(guò)程中存在意想不到的困難，有些地方堆放有垃圾，影響電極布設(shè)完整性。出現(xiàn)這些狀況以后，必須要在測(cè)線設(shè)計(jì)過(guò)程中，將問(wèn)題進(jìn)行最大程度上的避免。若測(cè)量過(guò)程中，需要在露出的巖石上進(jìn)行電極的布置，可以用潮濕的泥土推成土堆或者土包將電極插入，進(jìn)行相應(yīng)操作。巖石的露出面積不是很大，可以將電極的布置位置進(jìn)行偏移，保證接地電阻完美使用。接地電阻的大小由電極附近的巖石和土壤決定，因此在干燥土壤中埋設(shè)電極過(guò)程中，要減少接地電阻，這需要對(duì)電極進(jìn)行澆水操作或是使用一定比例的鹽水布置在周?chē)瑥亩鸬浇档碗姌O周?chē)镔|(zhì)電阻的效果，減少接地電阻阻值。

3、高密度電法在工程勘察中的應(yīng)用注意事項(xiàng)

3.1布線

布線過(guò)程中，需要根據(jù)地形，選擇地方區(qū)域，控制巖層傾斜角，分析斷層構(gòu)造變化，從而更為精準(zhǔn)的確定布線方向，布線過(guò)程中應(yīng)優(yōu)先選擇空曠地區(qū)進(jìn)行布置，這樣可以保證收放線時(shí)間更短，提高工作效率。在地形起伏較大的區(qū)域，巖層傾角大于10。，斷裂構(gòu)造發(fā)育時(shí)，需要更為精準(zhǔn)地控制巖層走向，確定布線方式。另外也需要精準(zhǔn)分析地形特征，控制坡度以后，在坡度不大的斜坡上，完成布線方向調(diào)整，使其與地形等高線保持平行。了解地表電流屏蔽的相關(guān)影響，確定巖層走向以及傾斜角度，選定特殊測(cè)點(diǎn)以后，在相互垂直的不同方向上進(jìn)行布線測(cè)量，后期對(duì)比研究垂直方向的電測(cè)深曲線變化數(shù)據(jù)，確定規(guī)律以后，完成測(cè)區(qū)檢測(cè)以及其它點(diǎn)的布線控制[1]。

測(cè)線過(guò)程中需要保證布置在一條直線，控制不利因素造成的干擾。在地形起伏較大的區(qū)域控制高密度電法勘探時(shí)的壓制和干擾因素。在含有不良地質(zhì)構(gòu)造的區(qū)域?qū)Ω呙芏入姺碧降臄?shù)據(jù)采集產(chǎn)生影響較高時(shí)，不能僅僅依靠軟件反演，為了降低誤差還需要會(huì)根據(jù)已知鉆探、地質(zhì)、物探數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比和分析，排除不合理數(shù)據(jù)以后，完成更好的正演推算，在構(gòu)建合適的結(jié)果以后，完成反演解釋分析，提升效果[2]。

3.2排列裝置的選擇

排列裝置的選擇對(duì)整個(gè)勘探效果有著很重要的影響，裝置不同會(huì)導(dǎo)致探測(cè)過(guò)程中的深度和分辨率不同。常用的裝置包括微分裝置，該裝置的特點(diǎn)是信號(hào)震蕩早、異常幅值小。溫納裝置異常幅值較小，信號(hào)震蕩效果較好。偶極裝置，異常幅值相對(duì)較大，具有清晰的辨識(shí)能力，但是使用過(guò)程中會(huì)伴隨著較為激烈的信號(hào)震蕩，在高阻阻體的上方位置也會(huì)呈現(xiàn)出一定的低阻異?，F(xiàn)象。施倫貝射裝置在應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)地下電阻率的變化監(jiān)測(cè)比較敏感，探測(cè)方向包括水平方向和垂直方向，具有溫納裝置以及偶極裝置的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)深部探測(cè)和淺部探測(cè)都比較適用。

3.3電極間距的控制以及接地問(wèn)題分析

在進(jìn)行裝置選擇時(shí)，需要研究電極間距，因?yàn)樗怯绊懫拭鏈y(cè)量的深度和對(duì)目標(biāo)探測(cè)精度的變量。如果間距較小，測(cè)量深度也會(huì)較淺，并會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，造成探測(cè)異常。從常規(guī)角度分析，則可以檢測(cè)目標(biāo)體以及最小電極距的差異變化。因此在進(jìn)行野外探測(cè)過(guò)程中，則需要清楚的了解相關(guān)資料數(shù)據(jù)，確定探測(cè)深度以及尺寸，選擇合適的極距和合理的數(shù)據(jù)采集裝置。

電極接地后，需要合理利用高密度電法儀完成接地電極檢測(cè)分析，期間需要按照要求保證每根電極接地質(zhì)量，如果存在電極接地質(zhì)量不好的現(xiàn)象，需要在后續(xù)的供電及測(cè)量過(guò)程中對(duì)電極影響進(jìn)行分析，完成數(shù)據(jù)采集，保證其與實(shí)際的地質(zhì)情況相符，保障結(jié)果符合要求。

結(jié)語(yǔ)：

高密度電法工作效率較高，使用費(fèi)用相對(duì)低廉，也屬于一種有效的勘測(cè)手段。在勘，期間應(yīng)對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行了解，選擇合理的測(cè)量方法、工作方式，排除干擾因素降。也可使用其他勘探方法、記錄完整的地質(zhì)資料等，進(jìn)行綜合勘探。

研究表明，高密度電法在應(yīng)用過(guò)程中，可以對(duì)地質(zhì)體完成很好的分辨，提升分辨率，完成工程勘探的輔助檢測(cè)，另外在施工過(guò)程中可以對(duì)剖面位置進(jìn)行準(zhǔn)確確定，精準(zhǔn)定位測(cè)量方法以后，使物探結(jié)果與鉆孔資料更好地結(jié)合。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳陽(yáng).高密度電法在工程勘察中的運(yùn)用探討[J].世界有色金屬，2018，000（003）：278-278.

[2]吳燦燦，朱敏.高密度電法勘探在工程勘察中的應(yīng)用[J].陰山學(xué)刊（自然科學(xué)版），2018，032（002）：P.39-41.

作者簡(jiǎn)介：

柴世松（1988-），男，漢族，安徽省蕪湖市人，工程師，本科，單位：華東冶金地質(zhì)勘查局物探隊(duì)。物探工程師。