高密度電法在陽泉市北海北路勘探中的應用

史江濤，穆滿根

高密度電法在陽泉市北海北路勘探中的應用

史江濤，穆滿根

（山西工程技術學院地質與環境工程系，山西 陽泉 045000）

擬建北海北路進行了高密度電法探測，共布置測線3條，每條測線勘探物理點735個，共計點2 205個。測線布置網度為20×450m，并采用了RES2DINV高密度電阻率數據二維反演軟件和surfer數據處理軟件對數據進行處理，并得出了在測區深度范圍內并沒有采空區存在的結論，取得了良好的效果。該應用為相關探測及研究提供了參考。

高密度電法；探測；采空區；陽泉市

1 測區及工程概況

陽泉市地處山西東部，中緯地帶，四季分明，夏短而冬長，常為春旱少雨、冬寒少雪，干燥多風，十年九旱。本區處在山間谷地之中，氣候比西面的太原溫暖，較東面的石家莊涼爽。冬季盛行西北風，寒冷干燥。夏季盛行東南風。本區冬季溫差較大，季節變化明顯，氣候具有大陸性特征。

擬建北海北路市政道路工程位于陽泉市開發區大連東路以北，陽泉市科技孵化基地東側。為北海路的北延道路，連接大連東路（已有）與科技大道（規劃）的連接線。南起大連東路，北至駝嶺頭村。北海北路項目路線總長為674.533m，主體道路寬40m，局部加寬至60m，雙向6車道。路面高程自南向北約為720～730m，采空范圍和情況不詳，需采用物探方法對采空區進行查明。

2 測區地層及地球物理特征

2.1 地層巖性

根據測區內已有資料揭露的地層巖性和堆積物沉積旋回特征及區域地質資料，測區地層在勘探深度范圍內成因類型為第四系全新統晚期人工堆積的雜填土(Q4)，石炭系本溪組沉積的泥巖、砂質泥巖（Cb），奧陶系峰峰組石灰巖（O2）組成。經綜合分析判斷，該場地地層時代自上而下依次為：

1）第四系全新統人工堆積層（Q4），第四系全新統河流相沖洪積物（Q4）第四系晚更新統河流相沖洪積物（Q4）；該層層底埋深1.0~26.10m，層底標高698.43~726.56m。

2）石炭系風化殘留物：包含有砂巖和泥巖，該層層底埋深30.00~31.30m，層底標高691.59~698.76m，

3）奧陶系沉積巖，灰黑色，隱晶結構，層狀構造，強-中風化；厚度不詳。

2.2 地球物理條件

場地第四系沖洪積地層與下伏基巖存在較為明顯的波阻抗及電阻率差異，具備了高密度電法勘探的前提。

3 工作原理及布置

測量采用的是重慶精凡科技有限公司生產的EDGMD-1高密度電阻率測量系統，該系統以EDJD-1A多功能數字直流激電儀為測控主機，配以EDHJ-60多路電極轉換器構成高密度電阻率測量系統，裝置采用α排列（溫納裝置AMNB），即供電電極距AB/2為測量電極距MN/2的3倍，供電電極距AB/2最大為150m，測量電極距MN/2最大為50m，測量60道，道距5m，排列的特點是測量斷面為倒梯形，時間參數的選取為：供電時間2 000ms，斷電延時200ms，供電電壓最大500V左右，供電電流在200mA左右。

根據目的任務及地形的特殊性，電法勘探測線布置網度為20×450m，測線編號由南向北從小到大編設，線距20m，每條測線長度450m，測點編號由南向北從小到大編設，點距為5m，考慮到高密度電法所測的斷面為倒梯形，測線兩端必須進行鑲邊處理才能保證有效的勘探范圍，根據上述布置，本次勘探共布置測線3條，每條測線勘探物理點735個，共計物理點2 205個。

實際數據采集工作中，由于高密度電法的每個排列60個電極，長度300m，采集層數10層，采集點數735個，因此，每條測線需4個排列才能完成，實際工作中，第一、第四排列重復段為90m，中間第二、第三排列重復段為180m，見圖1高密度電法電極排列示意圖。

圖1 高密度電法電極排列示意圖

4 資料處理和分析解釋

4.1 資料處理

本次高密度電法資料處理采用了RES2DINV高密度電阻率數據二維反演軟件（圖2）和surfer數據處理軟件（圖3）。

圖2 RES2DINV數據處理軟件繪制的視電阻率斷面圖

圖3 surfer數據處理軟件反演后的斷面圖

4.2 分析解釋

探測資料的分析解釋，以各測線的測量電阻率斷面圖和反演電阻率斷面圖為主，同時考慮了實際地質情況及各種干擾因素進行綜合分析解釋。

圖4 1測線

等視電阻率斷面圖是研究沿測線方向斷面上ρs值的變化，它能比較詳細和清楚地反映地下構造特征和各種地質現象，等ρs斷面圖是電測深定性圖件中最重要的一種，是解釋中不可缺少的圖件之一。

1測線（圖4）：本剖面位于場地的西部，方向SN，長450m，剖面最大探測深度50m，解釋深度24m，在橫向上，90~180m和300~440m出現高阻電性區，電阻率等值線的緩慢起伏變化，該變化反映了基巖的起伏變化。在縱向上，也呈明顯的層狀分布，0~13m深度范圍為電阻值9~40Ω·ｍ的低阻層蓋層；20~24m深度范圍為電阻值100~220Ω·ｍ的高阻層蓋層。結合鉆孔資料推斷，低阻層為第四系蓋層，且厚

圖5 2測線

2測線（圖5）：本剖面位于場地的中部，方向SN，長450m，剖面最大探測深度50m，解釋深度24m，在橫向上，120~340m出現高阻電性區，電阻率等值線的緩慢起伏變化，該變化反映了基巖的起伏變化。在縱向上，也呈明顯的層狀分布，0~13m深度范圍為電阻值9~40Ω·ｍ的低阻層蓋層；20~24m深度范圍為電阻值100~190Ω·ｍ的高阻層蓋層。結合鉆孔資料推斷，低阻層為第四系蓋層，厚度變化均勻；從電性結構連續的特征發現，在南北方向沒有采空區。

圖6 3測線

3測線：見圖6，本剖面位于場地的東部，方向SN，長450m，剖面最大探測深度50m，解釋深度24m，在橫向上，130~230m和310~420m出現高阻電性區，電阻率等值線的緩慢起伏變化，該變化反映了基巖的起伏變化。在縱向上，也呈明顯的層狀分布，0~13m深度范圍為電阻值9~40Ω·ｍ的低阻層蓋層；20~24m深度范圍為電阻值100~220Ω·ｍ的高阻層蓋層。結合鉆孔資料推斷，低阻層為第四系蓋層；從電性結構連續的特征發現，在南北方向沒有采空區。

5 結語

1）北海北路采空區勘探采用了高密度電法的物探手段，經過野外數據采集、室內資料處理、分析和解釋，并結合收集的地質和采礦資料，分析得出測區深度范圍內并沒有采空區的存在，且第四系覆蓋層厚度變化較為均勻。

2）采用高密度電法探測采空區效果較好，充分體現了該法探測精度高，速度快，成本低的優點，是值得在類似勘探中廣泛使用的一種方法。

3）任何物探方法都有其局限性，高密度電法裝置的選擇應充分考慮工程目的任務及地形的特殊性，以能最大限度反映地質體異常形態和解決地質問題為目的。

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The Application of High Density Resistivity Method to the Engineering Geological Evaluation of the North Beihai Road to Be Built of Yangquan City

SHI Jiang-tao MU Man-gen

(Department of Geology and Environmental Engineering, Shanxi Institute of Technology, Yangquan, Shanxi 045000)

This study carries out high density resistivity survey on the North Beihai Road to be built in Yangquan City, Shanxi, arranging 3 lines with line netness of 20×50m and a total measuring points of 2205. All of geophysical data are processed by means of RES2DINV and 2D inversion software surfer data processing software. The results indicate that there is no goaf in the surveyed depth range.

high density resistivity method; survey; goaf; Yangquan City, Shanxi

2018-05-18

山西工程技術學院應用型課程開發與建設項目，項目編號：2017101718；陽泉市科技局研發項目：項目編號：2018S0709

史江濤（1982-），男，講師，碩士研究生，主要從事第四紀地質，工程物探等方面教學和研究

P631.3

A

1006-0995（2019）01-0148-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2019.01.034