巖溶地區地質勘察中高密度電法勘探技術應用

李光勤

（廣東珠基工程技術有限公司 廣東廣州 510610）

1 工程概況

實際工程是位于某市區市某小區編號B1～B10的10棟高層小區的建設工程項目，此項目的開發與建設工作區域主要在灰巖分布區。依照該市區相關的地質工程勘察院進行的前期勘察情況和詳細的勘測報告來看，B1、B3、B5、B8、B10高層建筑區域檢測發現了溶洞，并且進行鉆探孔進行驗證，發現B3區域最為嚴重鉆孔8次發現7個溶洞。該區域巖溶是非常容易出現的，項目工程相關的管理人員首先要根據相關詳細的勘測資料信息金進行設計工作。目前相關設計人員擬利用樁基礎應用于這些高層建筑，為了更清晰更徹底更有效地檢查到該區域影響樁基穩定性的相關因素，即巖溶的位置信息以及相關細節信息等多重信息，為了后續工程的有序進行以及有效的治理巖溶帶來詳細的依據，項目工程組決定對該項目施工區域實施詳細巖溶勘察任務。

2 施工所在區域的地質特征

該施工區域地處兩帶由于相互交匯從而構成的弧形的交匯帶內，該地質是非常容易出現溶洞的。根據相關項目組的實際鉆探情況來看，實際的鉆孔發現該施工區域的地質巖土層從上而下的分布情況如下：①主要成分是人工填土；②主要成分為第四系海陸交互相沉積土；③主要成分是第四系殘積土；④主要成分是石炭系石灰巖。從上所述的看清地質情況來看，該施工所在區域的巖溶現象是極易發生的，主要的表現形式為溶隙以及中小型的溶洞，其中中小型的溶洞是比較多的類型，同時還檢測到溶洞的產生層面主要在地深35～45m的位置范圍區域，溶洞的規模小情況主要范圍是直徑0.8～7m之間，溶洞的產生層面標高范圍是-43.53～-35.32m 之間。

3 高密度電法物探技術在地質勘察中的應用情況

3.1 高密度電法的工作原理

高密度電法的工作原理是有序的集合了數量非常多的普通的電法排列以及檢測點的集合。一般情況是把大量的電極（具體工作中一般設置為60個）按相關規定的電極距離（實際項目中一般選用1～5m之間）進行有序的排列，并且使用電纜、開關控制箱以及測量儀器相互連接在一起。在進行數據的檢測時，相關的測量儀器通過接收到管理員發出的指令從而有效的控制開關控制箱，通過有序排列把有關的電極轉換成為供電電極或者測量的電極，高密度電法的系統組成主要有數據采集部分以及數據處理部分，其中數據采集部分包括一臺高密度主機，通過控制電極轉換器實現數據采集工作，而數據處理部分主要是利用計算機完成，實現對數據的轉化，預處理以及二維反演，最后將其做成圖表進行更加直觀地分析判斷。該工程施工的技術規范要滿足《電阻率測深法技術規程》（DZ/T 0072—1993）和《電阻率剖面技術規程》（DZ/T 0073—1993）中相關的要點要素，確保技術實施的有效性。

3.2 布設檢測網絡

在進行檢測網絡的布設工作之前，首先需要建立相關的坐標系并準確的將各個角點坐標標記處理，其次結合計算相關的程序運算得到相關的端點坐標以及找到各個測試點的具體坐標位置并標記出來。值得注意的是在布置檢測網絡要求室內的檢測點的布置不允許有誤差，即誤差要為0。在實際工程項目中檢測網絡需要在所在施工場地進行布設，必須利用GPS準確的定位定點并且結合人工使用皮尺測量有效距離的方法進行相關的布置任務。

3.3 電法施工

3.3.1 電法的參數和技術要求

在具體的高密度電法勘測技術的應用中，高密度電法的施工使用的設備是高密度溫納裝置，該裝置的基本參數包括以下幾點：其點距為5m且它的測線長度為190～250m范圍內。根據相關制定的規范以及合同設計的有關要求，該項目的電法工程需要使用直流電池箱，其參數為270V。接收機的型號工程選擇的是重慶奔騰數控技術研究所生產的WDJD-4型，以及選用的供電電極是銅電極。

3.3.2電法質量檢測工作

電法的質量控制工作一般通過自我檢查實現。自我檢查的工作一般情況下是在施工的當天進行相關的檢測來完成的，同時還需要返回高數值點或者是地勢較為平坦的區域，以便于返回檢查的點進行重新觀測任務。該項目工程的實際工作量是完成了檢查量為總工作量的7.5%，根據相關數據統計的均方誤差為±0.05%，所以說在相關的規定范圍內，滿足了精度的相關要求。

3.3.3 電法完成的工作量匯總

在實際的項目中，高密度電法工作總共測線40條，其中1～25的線都是250m，每一條測線設置了60個物理實際點位，25～40的線都是190m，每一條測線的物理點也設置了60個物理實際點位。最終統計總共完成了40條測線工作，共檢測2400個實際的物理點位。

3.3.4 鉆探孔驗證施工質量

為了證明高密度電法勘探技術的合理有效性，對于勘探檢測出來的溶洞的具體位置必須要進行設計鉆孔以此來驗證檢測的有效性。在本次的項目中，鉆孔必須是在勘探任務的前提下進行，其中最終任務就是為了驗證勘探出來的溶洞。實際項目中，鉆探工作共使用了4臺XY-1型油壓鉆機且要進行全孔取芯操作，總共鉆探的驗證孔數量為50個，其中有40個發現了溶洞，準確率高達80%。

4 資料整理及異常解釋

4.1 資料整理

對于高密度電法測量的相關數據信息，需要直接的向計算進行傳輸并進行編輯工作，測得的數據要傳輸及時，并且需要指定相關的工作人員進行監督并完成驗收工作。對于圖件的繪制需要用到專業的軟件，例如CAD繪圖軟件等，均為計算機繪制完成。

4.2 異常解釋

高密度電法的剖面圖是電阻率的成像圖。根據圖形信息可以分析很多因素，電阻率低說明該區域的巖體松散以及巖體的含水量較高，電阻率高表明該區域巖體完整度高以及巖體的含水量較少。在實際的項目中檢測到，一部分溶洞出現上部空洞和下部松散填充現象，所以在高密度電法的成像圖中對應表現為上部高阻和下部低阻情況，同時還有部分串珠狀的異常組合區域。實際的地質勘探溶洞時，對高密度電法電阻異常圖像解釋工作有以下幾點原則：①電阻率的成像圖出現串珠狀異常，說明該區域為上部空洞和下部填充情況；②成像圖出現高阻異常情況，說明溶洞正在生成；③成像圖為串珠異常走向與該區域的地質構造相同的情況，說明溶洞的破碎帶發育現象。

5 結語

高密度電法勘探是一種應用非常廣泛的物理綜合勘探方法，且在巖溶地區的地質勘探中得到普遍的應用。多年來，隨著工程實踐的深入，它已經發展成為非常全面且成熟的勘探方法，它的優勢在于方便、實用、快速、成本低等，同時該方法可以適用的場地可以使極小的，且其應用的范圍也非常廣的。本文通過實際的工程調研總結分析高密度電法勘探技術在巖溶地區的勘查，發現一些細節性的小問題以及該方法的實際應用還有待完善的地方，因此相關技術人員還需要對高密度電法勘探理論的研究和實際應用加強探討，更加完善高密度電法勘探的應用能力，為勘探的實際應用打下良好的基礎。