淺談物探技術在強巖溶地區壩基處理中的運用

浦銳

（云南建投第一水利水電建設有限公司 云南昆明 650000）

1 強巖溶地區

強巖溶地區一般分布在我國的西南地區，強巖溶地區又被叫做喀斯特地貌，強巖溶地區是由于水流本身對地質的侵蝕和溶蝕以及崩塌加機械改變進而造成的。強巖溶地區的地表是指地面表層，其主要分布在溶溝和石芽之間，其中的溶溝是由于長時間水流的沖刷造成的溝壑，石芽就是溝壑之間突起的部位。溝壑中石芽的高度一般在20m以內，超過20m的被叫做石林。巖溶區的地下分布著很多的溶洞，一般都稱作洞穴，洞穴的形成原因是由于地下水對可溶性巖層或者斷層和節理長時間不斷的溶蝕形成的一種地下孔道。溶洞中主要包括石鐘乳、石筍、石柱和石灰華等，安順龍宮和織金縣的織金洞就是巖溶場地形成的溶洞。這些溶洞從表面來看十分具有藝術特點，但是在實際的建筑處理過程中，溶洞經常會出現滲漏問題，對于壩基的建筑質量造成嚴重影響。

2 高密度電物探技術

高密度電物探技術的應用原理和以前的電阻率法是基本一樣的，主要的不同點就是對高密度電法在測量的時候設置了比較高密度的測點，比傳統的電阻率法的檢測效果高出很多。在測量時，施工人員只需要把全部的電極設置在具有一定距離的側點上就可以開展檢測工作了[1]。在檢測過程中，由于電機的數量較低，施工人員可以對其進行自由搭配，便于更好的對強巖溶地區的地形和地質形成實現全面的檢測，做到全面了解，對滲漏問題進行有效處理，保證壩基的質量。與一般的電法相比較，高密度電物探技術具有明顯的優勢，主要為以下幾點：

（1）因為強巖溶地區的特殊性，需要測量的測點會較多，所以在測量時電極的分布較為廣泛，應用高密度電物探技術，施工人員可以一次性地完成布置，能夠有效減少因為多次布置并且拿捏不好彼此之間的間距而產生相互干擾的問題。保證數據的測量效果，提高數據的準確定和科學性。

（2）高密度電物探技術是一項較為先進的技術，在應用過程中能夠基本實現自動化，通過自動化技術的引入，能夠有效地減少人力和物力的施工成本，提高工作的效率，保證測量工作高效率高質量的完成。

（3）高密度電法能夠做到對數據資料進行及時有效的分析，完成脫機處理，實現智能化的施工[2]。

（4）高密度電法能夠有效實現多種電極排序的測量，獲取充足的數據信息，對數據信息進行篩選，能夠獲取到全面的地址結構信息。

3 高密度電阻法應用原理

高密度電阻法是一種陣列勘探的方法，也可以看做是四級測探和點剖面法的結合，是直流電在發展過程中出現的產物。高密度電法的工作原理是：電極向地下長時間的供電，接收供電的土地會形成一種人工電場，地下不同物質所產生的ρ和人工電場的位置情況著息息相關。施工人員可以對其進行人工測量，根據測量的數據結果對電阻率ρ的情況實現全面掌握，進而了解地下的地質構造情況。高密度電法對于水有著很強的敏感度，所以在含有水的巖層附近進行方法的應用時會有更加顯著的效果。在含有水的巖層附近，電阻率ρ的值會變小，但是堅硬完整的地質電阻率ρ會較高，所以能夠實現有效判斷測量。高密度點法工作具有原理清晰和圖像直觀的優勢特點，是一項具有較高分辨率的測量方法，高密度電阻法應用原理如圖1所示。

圖1 高密度電阻法應用原理

4 高密度電法的應用過程

4.1 工作環節的布置

高密度電阻率法一般是通過陣列電極裝置來完成對野外數據的搜集工作。電極與電極之間的距離及電極的排列長度會對采集的數據，能夠直接對是否存在溶洞以及溶洞具體情況的反應能力形成直接影響。在數據采集過程中，兩個電極之間的距離越小對目標體的勘測數據越精確。電極的數量如果一直不變，只是電極之間的距離變小的話，會測點之間的直線距離出現大幅度的減少的問題，當這種情況發生時，應該降低對坡面的勘測深[3]。在野外應用高密度電阻率法方法時，施工人員首先要做好對檢測地點的全面了解，根據所了解的數據資料，對溶洞的全部情況實現全面掌握，之后施工人員可以通過實驗的方法，計算電極數量、電極距離、電極長度等，保證數據勘測效果，實現對地質問題的有效掌握，保證強巖溶地區壩基處理問題的順利開展。測量兩端會出現采集的數據準確率下降的問題，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。為了保證測量效果，施工人員要把最小電極距離控制在探查深度的l/10~l/15左右，減少測量過程中不確定因素和“偽像”情況的發生，為壩基的質量做出保證[4]。

4.2 勘測結果的展示

巖體和地質結構堅硬、穩定、完整的地區會顯示為高阻區；巖體結構松散，含水量較高，裂隙中存在水時會顯示為低阻區。很多的溶洞和巖溶裂隙都是以部分填充為主，上面部位為空洞，下面是結構疏松的巖層。所以電阻率成像圖的檢測圖片會出現斷續的串珠狀組合異常區，異常區是由于溶洞上部分高阻，下部分低阻情況造成的。電阻率的成像圖對巖溶地質的解釋原則主要有以下三種：

（1）巖溶發育在灰巖中，背景的電阻率值具有高阻特征。

（2）巖溶地區下部分填充，上部分空洞，會出現斷續的串珠狀組合異常區。

（3）巖溶沿構造破碎帶發育，串珠狀異常的走向和會和產狀與區域構造相同。

5 結語

高密度電物探技術是一種十分便捷、高效的方法，能夠實現對強巖溶地區地形地質情況的有效勘察，快速準確的實現對問題及缺點的確定，便于后期針對問題進行處理，減少強巖溶地區壩基質量問題的產生，實現強巖溶地區壩基的有效處理。物探技術在應用時應結合經驗，對物探技術進行不斷的優化與創新，以便為強巖溶地區壩基處理工作提供有力支持。