呂龍飛

摘 要：文章基于高密度電法的基本原理，分析在工程物探中應(yīng)用此方法的基本流程，并對工程物探中應(yīng)用此方法的具體應(yīng)用情況進行介紹，以供參考。

關(guān)鍵詞：高密度電法;工程物探;運用

在目前規(guī)模不斷擴大的工程建設(shè)過程中，開展工程物探工作時遇到目標體埋深不夠和規(guī)模較小的情況也越來越多，如果采用傳統(tǒng)的電剖面法或電測深法，會利用導線的敷設(shè)來實現(xiàn)對一個記錄點數(shù)據(jù)的觀測，但是卻無法滿足其中地下管道、防空洞以及巖溶等工程中的小點距和高數(shù)據(jù)的要求。面對上述問題，文章提出了采取高密度電法來開展工程物探工作的策略，通過導線敷設(shè)之后可以實現(xiàn)對上千個記錄點的數(shù)據(jù)監(jiān)測，具有較高施工效率和數(shù)據(jù)采集密度比較大等優(yōu)點，還可以直觀地觀察物探結(jié)果，表現(xiàn)出具有較高自動化的優(yōu)點。

1? ? 高密度電法的基本原理

高密度電法是一種結(jié)合了傳統(tǒng)的電測深法和電剖面法優(yōu)勢的一種先進的工程物探方法，其使用原理與常規(guī)的電法基本相同，主要通過A和B兩個電極向地下提供電流I。想要計算其中M極和N極之間的視電阻率，則可以通過公式ρ=K·?V/I進行計算，?V是M和N極之間的電位差，K是裝置系數(shù)。比如在公路滑坡調(diào)查和勘探中應(yīng)用高密度電法時，是基于土體和巖體導電性的不同，通過對地下穩(wěn)定點的觀測來尋找和研究其分布規(guī)律，在此分析結(jié)果的基礎(chǔ)上解決地質(zhì)工程問題。通過此方法的應(yīng)用可以直接將數(shù)據(jù)反演為電阻率剖面圖，并且通過相應(yīng)的反演技術(shù)來開展工程物探研究和分析工作，重點對土地和巖體密實度以及界限進行分析。通過上述應(yīng)用反演技術(shù)得出的剖面圖直觀地顯示電阻率，實現(xiàn)工程物探效率的提升和此方法的有效應(yīng)用。

2? ? 高密度電法在工程物探中的處理流程

此方法主要采用低頻交流電的供電方式，并且通過地層視電阻的方式來顯示探測結(jié)果，從本質(zhì)上說，此方法屬于直流電阻率法。在此高密度電法的工作系統(tǒng)中，主要有主機、計算機、轉(zhuǎn)換器、電極系等部分組成，其中的主機作用是對數(shù)據(jù)進行傳輸，且通過計算機來處理數(shù)據(jù)，通過在轉(zhuǎn)換器和電纜實現(xiàn)對各個電極系的工作控制。在對此方法進行具體應(yīng)用時，一是通過此系統(tǒng)中的電極系來測量和搜集斷面的相關(guān)數(shù)據(jù)信息并向轉(zhuǎn)換器進行傳送。二是轉(zhuǎn)換器通過電纜將收到的數(shù)據(jù)信息向高密度主機進行輸送。三是在此主機中對上述數(shù)據(jù)信息進行存儲，并且通過通信系統(tǒng)將這些數(shù)據(jù)信息向計算機傳送。四是通過計算機中的軟件系統(tǒng)來處理這些數(shù)據(jù)信息。五是通過計算機對這些數(shù)據(jù)信息的處理以及實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，清除其中特定模塊的畸變點并開展地形校正等預(yù)處理工作，最終形成二維反演合成圖。

3? ? 密度電法在工程物探中的具體運用

3.1? 在巖溶調(diào)查中的應(yīng)用

在巖溶的發(fā)育區(qū)通過此方法與淺層地震和探地雷達等方法進行結(jié)合可以實現(xiàn)對熔巖發(fā)育情況的勘探。這是由于巖溶的發(fā)育情況與基巖斷裂有著密切的關(guān)系，可以通過此方法來探究基巖斷面的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，勘探和研究巖溶發(fā)育規(guī)律。在通過上述方法進行勘探之后，如果基巖出現(xiàn)低阻的狀態(tài)則證明此斷面為二疊系小江邊組碳質(zhì)頁巖。如果為高阻狀態(tài)則證明其斷面為灰?guī)r。采用這種方法分析不同基巖斷面的電性的同時，可以作為對基巖斷面判斷的依據(jù)，在此基礎(chǔ)上來掉牙巖溶發(fā)育情況。

此外，在灰?guī)r分布區(qū)域，也可以通過此方法結(jié)合灰?guī)r和巖溶之間的關(guān)系來勘探灰?guī)r的分布區(qū)域和埋深，也就是通過判斷灰?guī)r的電性來對其埋深和分布區(qū)域進行確定，并且通過灰?guī)r和基巖的電性差異對二者的界限進行確定，判定容易出現(xiàn)巖溶塌陷區(qū)域。

3.2? 在地質(zhì)勘探找水中的應(yīng)用

以某地區(qū)為例，其生活用水區(qū)域的淺層為第四系水，容易在秋冬季節(jié)出現(xiàn)用水困難的問題。針對此問題可以通過高密度電法的應(yīng)用進行找水作業(yè)。由于此地區(qū)為低丘區(qū)，整體地勢比較平緩且底層結(jié)構(gòu)比較簡單，表層中主要有砂巖、泥巖和薄煤層等，在采用此方法時，按照間距為3 m的要求進行電極測點的布置，并按照東西和南北方向設(shè)置剖面開展勘測工作?？睖y結(jié)果表明南北方向上的基巖點比較均勻，而東西方向則出現(xiàn)了相對低阻異常的區(qū)域，原因是基巖構(gòu)造裂隙內(nèi)含有水或者是存在薄煤層，在通過進一步的探井勘測之后證明是含水裂隙區(qū)的原因，此區(qū)域的成井水量可以滿足生活用水需求。

3.3? 在管線探測中的應(yīng)用

在工程建設(shè)中通過管線探測工作可以有效保護管線不被破壞，通過高密度電法的應(yīng)用，可以使用金屬管探測儀來探測電纜和金屬管道，并且使用高密度電法來探測下水管和水泥罐等。這主要由于此種管道通常為混凝土材質(zhì)，具有較高的電阻率。在具體的應(yīng)用中，可以通過多個電極的應(yīng)用來探測地下管線，這些電極測點之間的距離間隔為0.4 m，如果在探測過程中發(fā)現(xiàn)其中存在高電阻異?，F(xiàn)象，則可以結(jié)合金屬管線儀的探測結(jié)果來判斷其底部埋深。

3.4? 在地層劃分中的應(yīng)用

以某水利工程為例，針對其容易出現(xiàn)滑塌事故的部分堤段，需要通過聘請專業(yè)地質(zhì)勘查機構(gòu)的方式來對此堤段開展綜合物探勘查工作，分析此堤段容易出現(xiàn)滑塌事故的原因。比如在此工程中，可以通過應(yīng)用多個電極且保證電極測點之間相距5 m距離的勘探方式，通過高密度電法的勘測結(jié)果分析表明，此堤段下的淤泥質(zhì)黏土層和淤泥層表現(xiàn)出顯著的低電性層特點，因此，在此層結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上作為壩體的基礎(chǔ)層，其承載性能無法滿足上部結(jié)構(gòu)的承載力要求，而且在工程施工中受到機械振動以及來往船舶造成的水擾動等影響則會造成滑塌事故頻發(fā)。

4? ? 結(jié)語

在目前的工程物探作業(yè)中應(yīng)用高密度法是比較常見的操作，不僅可以在多種地質(zhì)工程中表現(xiàn)出工程物探工作的有效性和可靠性優(yōu)勢，同時也可以實現(xiàn)此物探工作效率的提升和成本的降低，通過準確和有效的工程物探結(jié)果幫助工程建設(shè)工作有序和安全開展。

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