高密度電法在卡斯特地區的應用

趙慶鋼,曾國龍（貴州省地礦局一一三地質大隊,貴州 六盤水 553000）

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高密度電法在卡斯特地區的應用

趙慶鋼,曾國龍
（貴州省地礦局一一三地質大隊,貴州 六盤水 553000）

摘 要：高密度電法作為一種陣列式的電阻率測量方法，在不同地質的數據采集以及電阻率的測量方面發揮著非常獨特的優勢。喀斯特地區是經喀斯特作用而形成的巖溶地貌，本文就高密度電法在喀斯特地區的實際應用進行探討和研究。

關鍵詞：高密度電法；喀斯特；工作原理

近年來，伴隨著科學技術的不斷發展和進步，高密度電法的應用技術越來越成熟，應用范圍越來越廣。據相關實踐報道表明，高密度電法以其簡便、快速、經濟的優點逐步在喀斯特地區、水文構造等領域中取得了遠超過預期的應用效果。但由于喀斯特地區的特殊地質性，該方法仍然存在一定的偏差，對此，我們就其工作原理以及如何消除這種偏差進行探討。

1 高密度電法相關內容概述，設計

高密度電法從其測量的本質上分析：是一種以不同密度作為觀察點而采取的測量方法，主要采用電剖面法和電測探法這兩種測量技術。使用高密度單發進行測量關鍵在于數據的收集工作，而針對這一要點設立專門的采集系統，通過該系統內的主機來完成對多路電極轉換器發送命令，然后多路電極轉換器過電纜控制電極系各電極的供電與測量狀態。

當前高密度電法在實際中得到極為廣泛的應用，且促進許多傳統電法工作模式發生改變。如在遇到關于總電極數和具體的點距問題的時候，需要到現場去察看，根據實際的情況來進行確定，此時采用傳統電法工作模式其過程顯得相對復雜。而當前使用高密度電法可以非常快速的在現場采集到所需要的數據，對數據實時處理，極大的提高工作效率。

使用高密度電法進行勘探，其主要是為了檢測地下介質之間存在著的導電性差。具體的工作方式如下：首先，A/B電極向地下進行供電，電流為I.然后，測量出M和N極的電位差△ U，由此可以根據相關公式計算出需要記錄位置的視電阻率（ρs= K*△ U/ I）。第三步，根據所得到的視電阻率進行分析，可以得到相應地層當中的電阻率分布情況，從而實現解決工程地質的問題。

2 高密度電法在喀斯特地區的應用探討

高密度電阻率法在實際的地質勘探使用過程中，主要是通過陣列電極裝置的形式來實現數據的測量和分析。在具體的工作中，采集相關的數據的時候主要受到兩個方面的影響：電極排列的長度和電極間距的大小。如果電極之間的間距表現出的差距越小，那么工作人員得到的的測量數據將會更準確。但是正是由于探測還受到電極排列長度的影響，如果一味地只顧減小電極間距的大小，將會使得電極排列長度也隨著減小，極大的影響探測的深度，影響探測的準確性。因此再具體的勘探過程中,工作人員首先要收集好相關資料,根據所測量目標的實際情況來進行初步計算和分析，對所測目標形成一個大致的概念，做到心中有數，以便于下一步工作的正常開展。

我們將測線長度、探測深度、探測剖面數據分布區和探測有效區域之間的關系用下圖進行詮釋。從圖中我們能夠發現設計探查深度D約為探查目標體深度的1.5倍。在現場條件允許的前提下,最佳深度在兩倍左右。在測線兩端的區域,采集數據和進行分析的精確度降低,測線的總長應為探測區域的分布長度l加上兩側各D/2的長度。具體情況見圖1。

在實際操作中，高密度電阻率的探測結果受到體積效應的影響較大,但是剖面分析的分辨率仍和最小電極間距的結果保持一致。對此，我們在設計過程中,將最小電極間距設定在探查深度的1/10～ 1/15之間。如果電極間距小于這個探查深度的范圍,測得的結果中就包含一些不穩定的隨機因素,對測量結果造成較大的誤差。

3 工程實例簡述

在西部喀斯特地區的施工中，尤其是高速公路的施工過程中，探查好是否存在溶洞現象以及不良的地質現象是非常有必要的。通過探查，我們了解到我們施工路段的地質結構為自上而下分別為第四系、砂礫以及灰巖，灰巖中以喀斯特地形（巖溶）最為突出。

在實際測量工作中，高密度電法的測量數據的處理流程首先是將存儲在儀器內的測量數據通過傳輸軟件傳輸到計算機,進行壞點刪除、地形校正及格式轉換等預處理,然后將數據進行反演，再經Surfer軟件轉化,最終繪成MAPGIS格式視電阻率等值線圖,最終的解譯成果就是視電阻率剖面圖上的視電阻率變化特征以及地質資料的結合體。

4 小結

高密度電法是一種經實踐證明了的快速有效的工程物探方法，探測分辨率較高，在煤炭采空區、壩基及巖溶等勘查領域取得了很好的效果，其探測成果往往是二維剖面，在具體工作中只要結合具體的勘探材料以及相應設備的參數設置就能夠準確探查出喀斯特地形中不良地質體的位置及其形態特征，但鑒于該種地區的地質環境復雜，不良地質體種類不一，因此，勘查難度較大，為排除影響目標體之外的假異常，我們應該綜合考量，多種物探方法并行，確保勘查成果的準確性，為地質人員設計驗證鉆孔的提供依據，從而為地質災害的防治和處理做好基礎性工作。

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DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.174