公路工程地質勘察中高密度電法的應用

李春旭

（四川省公路規劃勘察設計研究院有限公司，成都 610000）

0 引言

隨著我國經濟與社會的飛速發展，作為我國經濟命脈的交通事業也得到了很大程度上的發展。為了使得城市及郊區的交通擁堵現象得到緩解，我國的交通工程施工的規模逐漸的加大，數量不斷的增多。在施工過程中，增加公路的載重量，加強公路建設的質量，是公路工程建設中的重要部分。而在公路建設中，對建設路線的勘察，是公路工程建設前最重要的組成部分。所以利用科學的方式有效的高密度電法進行線路地質勘察，最大程度上減小工程誤差，才能使公路工程建設質量更好。

1 高密度電法原理和優勢

1.1 高密度電法基本原理

高密度電法是一種工作效率相對較高的一種探測方法，它通過改進常規電阻率，加大在工程測量中的測點密度，利用人工或者天然的電場，對不同巖層的電場異常現象進行進一步分析，從而來探明施工線路的巖層及地質構造等問題。

高密度電法可以通過電極相應的轉換，實現多種電極多種參數的排列組合，從而達到一次測量完成地質縱向以及橫向的二維探測，獲得探測地豐富的地質信息，有利于后續公路工程的開展。

1.2 高密度電法的優勢

高密度電法地質勘查法與傳統的電阻率勘察法相比具有較為明顯的優勢，主要為以下幾點：（1）在其具體應用的時候可以具體排列掃描，獲得較為豐富的地質信息。（2）可以一次性布置好電極，一定程度上降低了其他原因引發的故障及干擾。（3）通過應用高密度電法，在公路施工前的數據采集中，便可以實現地質勘測。自動化或者半自動化，從而避免人工勘測偏差造成的問題和錯誤。（4）與傳統電阻率勘察法相比，高密度電法有著效率高、成本低、采集信息豐富等等特點。

而從目前來看，在高密度電法中，三電位電極系數應用范圍較廣。在勘測過程中利用計算機的具體軟件，將勘測數據轉化形成具體圖像，從而更加清晰的確認將要施工線路的地質構造，從而最大程度上為將來公路施工提供更多的數據支持。

2 使用高密度電法的注意事項

（1）接地電阻以及電極布置等問題：因地質條件以及地形等種種因素的影響，接地電阻以及電極布置相對有著一定的難度，而電極的完整性極容易被地表露出面積較大的地點所破壞。所以在設計布置接地電阻以及電極的時候，應注意盡量不要在裸露處地表的巖石上進行電極布置，可用濕泥土做好小土堆，利用水的導電性，將電極插入土堆中，便于高密度電法的正常準確的實施。

（2）控制電極極距，選擇好排列裝置：排列裝置的選擇會影響到實際勘探的最終結果。通過大量的工程實地勘測的結果表明，對地層勘測的目標分辨率及深度，會很大程度上受到排列裝置差異的影響。所以在公路工程的勘測過程中，要盡量精確電極極距，選擇好排列裝置，同時對于掌握的信息進行多方位的分析和考慮,從而更大程度上確保公路工程的總體質量。

在公路工程施工之前的實地勘測的過程中，工作人員應注意好以上與勘測相應的事情，盡力避免在具體勘測過程當中，因工作人員操作不當或者操作失誤而造成勘察結果不精確的不良影響。若是勘測結果數據與實際施工的過程中，情況不相符，不僅會影響路橋施工過程中的施工進度，還會更大程度上對于整體公路橋梁的施工質量造成嚴重不良影響，從而進一步影響到公路橋梁的使用壽命，甚至威脅到民眾的出行安全。

3 高密度電法的實際應用分析

3.1 工程具體概況

某公路建設總長度為308.13千米，在修建途中，經過A，B，C，D四處位置時，為保證公路的順暢，因地理環境的原因需要架設橋梁。在架設橋梁之前，要對架設橋梁出的地質信息進行準確的勘測，其中包括基巖的分布、深度以及斷層等，信息數據都要保證準確無誤，才能保證公路工程的總體質量。通過實地勘測發現公路工程的施工現場巖質剖面都在河床內，都是以變質巖為主。有兩處地層有麻巖以及大理巖露出，并有大量的分布較為廣泛的砂石存在，而河床上的砂礫干燥偏松軟。

3.2 實地勘測與研究

工程采用主要組成部分為70路轉換開關、電纜線、電源、電測儀、陣列電極等的高密度電阻率儀對于將要實施施工的A、B、C、D四處地點進行實地勘測，以下簡要的列出A處和B處地質實際勘測與研究的情況。

通過A處剖面具體測量發現有一個正斷層在河東處，電阻率較低，大概在1200—1600Ω/米左右，斷層上電性均勻，可能為麻巖透鏡體。而斷層下經過勘測分為兩層，上部電阻相對較大，推測為整片麻巖，而下部電阻相對下部較低，可能為片巖。由于各個巖層之間電阻的差異，可推斷出該測量處形成層間破碎帶，可能由層間滑動導致。（如圖3-1）

圖3-1

而B處橋梁的極限距離為3米，剖面長149米，西部分為3層地層，上層大概有10米的沙石土層，含水豐富。中層主要巖層為風化基巖，而下層的主要巖層為位基巖，并存在一條20米左右寬度的斷裂帶。而剖面的另一側長149米，剖面成背斜分布。（如圖3-2）

圖3-2

由上可知，通過高密度電法，可以充分的探測和解析出實際施工地帶的地質情況，以便于后續施工安全、順利的進行的同時，最大限度保證實際的施工效果和施工質量。

3.3 結論分析

在實地勘探的過程當中，使用高密度電法對于A、B、C、D四處將要進行公路橋梁的地質基巖情況進行了較為詳細的勘測分析。在勘測的過程中，在兩處地點發現了地層斷裂處，且在地層剖面有著較為明顯的映射。其中較為靠近河床的B處橋梁的地層共有沙礫石土層、風化基巖層以及底層斷裂帶三層，其中斷裂帶的破碎處最寬達到了20米寬。而在核心東側的A處也有斷裂帶的存在，其具體性質還有待進一步考察驗證。

4 結束語

公路優秀的施工質量不僅成為了人們安全出行的根本，更是我國踐行綠色可持續發展方針的重要標準。所以在公路施工之前，對于施工線路的地質勘察，成為公路施工質量好壞的重要一環，更是線路設計方案的重要依據。而高密度電法應用于公路工程的地質勘探中，能夠較為準確的勘探出施工線路的地質構造層，如斷層、破碎帶、基巖界線以及溶洞等。從而在施工過程中，便于采取措施，使得公路的總體質量得到大幅提升。實踐表明，公路工程地質勘察中的高密度電法為目前最行之有效的地質勘察法，值得對該方法進行傳播和推廣。