高密度電法在工程物探中的應用探討

王金鎖

山西省煤炭地質115勘查院

高密度電法在工程物探中的應用探討

王金鎖

山西省煤炭地質115勘查院

隨著科技的不斷進步，工程物探技術呈現出蓬勃發展的趨勢，其中高密度電法因其具備收集信息量大，測量的密度高等特點被廣泛應用，本文將通過對高密度電法進行分析，進一步探討高密度電法在工程物探中的應用。

高密度電法；工程物探；應用

高密度電法隨著時代的進步已經成為現今在工程物探中應用廣泛的技術，其主要是通過對水文地質與工程地質的調查和研究提出的。在工程物探中采用高密度電法可以有效的減少故障的發生率，降低因為電磁作用帶來的信息干擾等，有效的提高了工程物探中數據的準確性，為提前檢測出地質災害提供了有效的保障[1]。

1 高密度電法的基本概況

1.1 高密度電法的工作原理

高密度電法是通過對實際的水文和工程以及地質調查的需要創新的新型電探方法，該電探方法是將巖石和礦石之間存在的電阻率差異作為前提，對空間中與差異性相關電場的分布特征和變化規律進行分析和研究，能有效的查明地下地質構造體系和存在的不均勻電性體。一般情況下高密度電法通過組合電阻率剖面和電阻率測深兩種方式進行數據采集，有效的保證數據的精確性和高效性，并且針對不均體探測有著重要的意義。在實際的應用過程中，通過將地面的A1B1點設置為供電點，I設置為向下輸入電流強度的方式，使地下可以形成穩定的電場E，然后將A1B1點的中心設置為O，則A1B1點長度范圍內的電場呈均勻轉態，并且通過安置測量電極的方式可以得出電位差，即 U，由此將其電阻率的計算公式定義為k，其中k指的是裝置的系數，需要注意的是當測量裝置不同時裝置的系數也會隨之發生變化[2]。

1.2 高密度電法的特點

相對于普通的電阻率法，高密度電法的優點在于，能將快速的完成電極的布置工作，提高工作效率的同時降低降低了電磁的干擾和故障的發生率；其次針對野外測量工作，利用高密度電法中的多種電極排列方式能有效的獲得相關的地質構造數據，使數據的采集速度得到有效的提高，從而減少因為手動操作造成的失誤；最后因為科技的不斷進步，使該技術的成像功能逐漸向三維方向發展，為地電資料的精準度提供了有效的依據。

2 工程物探中高密度電法的應用

工程物探針對勘探對象的不同可以將其劃分為石油工程和固體礦物工程以及水工環工程等三大類，將高密度電法帶入到這三大類的工程建設中，能有效的緩解其中存在的問題，并創造更多的經濟效益。

2.1 高密度電法在水庫大壩中的應用

在水利工程物探中，通過高密度電法對其滲透性分析，能有效檢測出該水利工程的安全性，以南方某地域的水庫水壩為例，通過高密度電法探測水庫水壩中的反演色譜圖可以了解到，水庫的水位為190m，并且在相關定點的位置，即相對高度為179-186m的區域，可觀察到該區域出現了明顯的低阻閉合圈，并將其與電阻率中的等值線進行對比可以發現該區域的成像和等值線基本吻合，由此判斷該水域為富水區域，另外在水位線以下的水域內并沒有檢測出異常的低阻[3]。

2.2 高密度電法在巖溶勘探中的應用

以某橋梁的橋基勘測為例，通過對橋基地下的地質情況以及周圍工區居民所在地的地質情況進行探測分析，了解該地區的溶洞分布情況，并根據探測結果判斷該區域是否適合興建工區民房以及現有民房建筑是否安全等。該區域的淺層主要是由厚度不等的礫石土層構成，電阻率約為200～1000Ω·m，其工區中的巖層的電阻率參數如表1所示：

表1 工區中巖層的電阻率參數

利用高密度電法對其數據進行收集分析可以了解到該區域的剖面存在異常情況，一是低阻圈閉中里程和深度分別為125～145m、10m的區域，該區域的上部存在電阻率為30Ω·m的一對低阻封閉圈，結合相關的資料可以判斷為該區域存在因填充作用形成的含水砂巖溶洞；二是低阻圈閉中里程為165～185m，深度同樣為10m的區域，該區域可以判斷為含水砂巖的溶洞；三是屬于高阻圈閉中里程為210～235m，深度為10m的區域，該區域的電阻率高達1000Ω·m，雖然目前尚未發現該區域存在溶洞的填充通道，但是存在該通道在平行測線部位的情況，根據此類情況將其初步判斷為礫土層的高阻溶洞。在后期的實際操作中，該推測得以證實，由此可見高密度電法對于圈定巖溶的基本情況有著一定的作用。

3 采用高密度電法的意義和問題

在進行工程物探中，雖然涉及的工程類別存在一定的差異，但是采用高密度電法都能有效的解決其中的問題，提高工作的效率。例如在進行巖溶的勘探過程中，因為地質探坑以及相關鉆孔的數量有一定的限制，采用傳統的方式只能從局部對其巖溶的情況進行分析，而采用高密度電法則可以對地層實現連續性的勘探，通過這樣的方式能有效的對其進行災害預測，并做好相應的預防措施，并且針對后期工程的施工和鉆探都具備指導意義。

雖然在工程物探中高密度電法起著重要的作用，但是其中海上存在一定的問題，例如該技術是屬于間接測量的物探技術，在探測范圍以及精度的影響下，針對小面積的溶洞或未被測線覆蓋的區域容易被遺漏，同時還存在電層之間相互干擾的情況，這就給數據的準確性和后期的數據處理帶來一定的影響。針對這一情況可以針對存在問題的區域進行重點勘查，根據實時的勘測結果更新相關的資料，以確保資料的準確性，提高工作的效率[4]。

結語:

隨著高密度電法在工程物探中被廣泛應用，需要相關人員在對其進行合理操作的同時，能及時發現該技術中存在的問題或缺陷，并對其不斷的進行完善和改進，使其能在工程物探中創造更多的經濟效益，并使自然災害的預見性能增強。

[1]蔣富鵬,肖宏躍,劉壘,高陽.高密度電法在工程巖溶勘探中的應用[J].工程地球物理學報,2013,03:389-393.

[2]陽少天.高密度電法在水文地質和工程地質中的應用[J].環球人文地理,2014,22:32-33.

[3]陶君宏.高密度電法在水文地質和工程地質中的應用[J].科技致富向導,2015,06:35-35.

[4]祝杰,亢會明,杜毅,雷宛.水域高密度電法在工程地質勘察中的應用研究[J].勘察科學技術,2011,02:60-61.