淺談高密度電法在地下管線尋找中的應用

（安徽省地質礦產勘查局325隊 安徽淮北235037）

（安徽省地質礦產勘查局325隊 安徽淮北235037）

采用高密度電法進行工程勘察，能起到成本小、高分辨率的效果；本文在安徽省淮北市烈山區致富路地下尋找隱伏管線中采用了高密度電法，根據測區物性參數和地質情況，設計了針對性的地電模型，并通過實際采集資料的反演解釋對比，對測區內地下管線的排列情況起到了一定的指導性作用。

高密度電法地下管線視電阻率反演

1 引言

（1）本次烈山污水截流管道工程物探勘察的目的主要是查明污水管道鋪設路線地下隱伏的管線的地質情況，為該污水截流管道工程管道的鋪設路徑及施工方法提供科學的指導性依據。

（2）城市地下管道主要包括燃氣、自來水、污水、雨水、通訊、暖氣管線等等。地下管線在地面以下層層交錯，錯綜復雜，形成了網狀的地下管網。從制作材質上來說，地下管道可分為金屬和非金屬管道，其中非金屬管道占據了很重要的一部分，施工過程中，為避免損壞地下管線，需要查閱施工區域的地下管線資料，但實際中，往往查閱不到精確、詳細的資料，因此，地下管道的探測是一項很重要的任務。一般說來，在淮北平原地區，無論是金屬材質的管道還是混凝土管道，在視電阻率或反演模型電阻率剖面上都呈現高阻反映。因為在埋設金屬管道時，要在其表面包裹防銹防腐塑料布或涂復具有同樣效果的涂層，管道溝內及管道周圍大量投放碎石和砂土，完全覆蓋后還要進行夯實碾壓。反映在實際探測中，與管道周圍的土層相比，應當呈現出相對高阻的閉合圈。此外，如鋼質供水管道和鋼質煤氣管道的外面都包裹有塑料防腐材料，供熱的鋼質管道更包裹有一定厚度的泡沫海綿及橡膠保護層，地下集束型通訊電纜、光纜的塑料外皮毫無疑問屬于高絕緣材質，其鋪設需要事先埋置塑料材質的外保護管，這些外管也都是高絕緣物質，與周圍相對低阻土層有明顯的電性差異。因此，通過這種地電性質，我們可以很輕易的利用電阻率方法來找到管線的分界面。這一特性構成了我們此次對烈山污水截流管道工程物探的地球物理前提。

（3）電法勘探是物探中重要而有效的方法，而直流電法中的聯合剖面與高密度電阻率成像更是電法勘探的常用手段，其中高密度電法是近年來發展起來的有效勘探地下區域的方法，由于其采樣間距點距小，速度快，滿足了地下管線勘測的高分辨率需求。

2 工作原理與數據處理方法

2.1 高密度工作原理

高密度電阻率法和其他電阻率法勘探原理基本相同，都是以地下各種巖石礦物的典型差異為前提，通過供電電極向地下供電，然后通過測量電極得到不同測點間的電位差，借此計算出各測點間的視電阻率。高密度電阻率法相比于其他電阻率法不同于使用了程控電極轉換開關實現供電和測量電極在全部數十個至上百個電極之間轉換，一次布置完所有電極后，主機發送指令至程控轉換開關，則可以實現供電和測量電極在所布置電極中的轉換，并使用微機工程電測儀實現了測量數據的自動采集，從而大大提高了工作效率。

目前高密度電法儀常用的是溫納四極的測量系統。

設地面點距為a，隔離系數為n，則電極距為b=n*a，測量中，隨著測量深度增加，隔離系數不斷加大，整個一條測線最后采集到的數據實際上是倒三角形的一個二維剖面電性分布。在高密度電法實際工作中，最大電極距的布置是根據所要勘探的深度決定的，為了能勘探到所需深度h，電極距ab必須達到ab≥3h。

2.2 數據處理

外部采集數據在傳入計算機后，需要經過地形改正、壞點除去一系列預處理手段后，使用二維反演軟件進行反演，成圖。

3 測區工程概況

施工方要求在鋪設污水管道之前查明地下隱伏的管線。本次工作量長度為500米，故設計兩個排列，點距5米，隔離系數8，測線與道路走向平行。測線的現場布置示意圖如圖1所示。

圖1

4 針對性地電分析

該測區地質情況較簡單，地表被第四紀地層所覆蓋，巖性為粘土層，所勘探的地下管道基本上位于該層地層內。一般來說，粘土電阻率為0.5~30Ω.m，水泥混凝土管道的電阻率遠遠的高于此值，鐵皮的電阻率則低于此值，這為分辨地下管道電性差異提供了良好的基礎。

5 數據采集及結果解釋

本次施工中，使用了重慶地學儀器廠研發的DUK-2儀器。共使用電極60根，點距定為5米。反演成像軟件使用的是系統自帶的Res2dinv軟件，使用等值線圖將數據反演結果表現出來的。

由測線圖分析0~-5米電阻率在10~20Ω范圍內，分布比較均勻，未見高阻異常。除地表水泥混凝土地層引起的高阻反應。

6 結語

高密度電阻率法與其它電法勘探相比，具有：①小點距、高分辨率；②一次布集、自動采集數據、高效率；③數據量大，可以反映豐富的地面斷面等特點。這恰恰滿足了工程勘察的施工時間緊的要求。

本文應用了高密度電阻率法探測地下管道，通過實測資料處理解釋，并經施工開挖證明未見地下管道。因此，高密度電法能夠有效實際的解決此類工程勘察問題。

[1]何繼善，頻率域電法的新進展 [j]，地球物理學進展，2007,22（4）；1250～1254.

[2]王建軍、強建科、李成香等，高密度電法在地面塌陷勘察中的應用 [j]，工程地球物理學報，2005,2(3);232～234.

[3]呂玉增，阮百堯、高密度電法工作中的幾個問題研究 [j]，工程地球物理學報，2005,2（4）：20～27.

淺談高密度電法在地下管線尋找中的應用

■黃本湖

P62[文獻碼]B

1000-405X（2016）-10-248-1