高密度電法物探技術及其運用分析

張 欣

（云南偉力達地球物理勘測有限公司，云南 昆明 650000）

高密度電法的技術應用，具有直流性，技術功能為勘探，作為現階段頗具先進性的物探技術，其應用優勢表現為：信息存儲能力強、電法密度表現佳、測試效果優異、測試高效等，在國內礦產開發、工程建設等領域獲得了廣泛發展。地球物理反演理論獲得了成熟化發展，在一定程度上保障了高密度電法技術應用的精準性，使其從一維應用跨度升級至三級，達成深度物探工程的各項目標。

1 技術原理

高密度電法作為一種勘測技術，結合水文條件、工程建設、地理環境等勘測需求，以電阻率法為運行核心，分析巖石結構與礦石成分兩者之間電阻率存在的差別，結合電場空間分布特征、電場電阻變化規律等因素，精準判定電性體分布情況，總結其不均勻性質。高密度電法的勘測技術，其應用范圍包括巖溶、滑坡等。地球物理勘察理論融合在此探測技術中，使其在勘察應用時調用較大范圍的數據，便于其采集數據。此探測技術完整融合了若干電阻探測技術，具體包括組合電阻率、測探電阻率等，有效提升勘察獲取數據的精準程度，保證地質探測結果的真實性[1]。假設供電站為A 與B 兩個位置，輸送電流強度設定為I，從地下方向完成電流輸入時，地下電場環境具有穩定性，在A、B 之間的中心點，作為供電核心區域，其1/3位置范圍內屬于均勻狀態，在均勻范圍內安置物探測量裝置，獲取電位差，將此電位差設定為△U，裝置系統設為K，測量系數存在差異的話，必然引起電阻率計算結果發生變化。計算方式為：p=k（△U/I）。

高密度探測技術在實際應用期間，應科學采集探測數據，精準分析探測資料內在信息，正確計算探測數據。在現場測量時，應在間隔測試點設計電極，以此加大觀測密度，提升電阻率，相應調整觀測距離，設計觀測點間距范圍為1m～10m。高密度探測技術的控制開關，直接關聯于多芯電纜，電機開關具有自動化轉換能力，其組成較為關鍵的元件為單片機，借助其自動化運行的電機設施，提升探測點變換的有效性，為測試程序提供精準依據[2]。當電極間距較大時，應采取逐點移動方式，以左右移動為主，便于獲取多元化類型的剖面，保障物探勘測工作的全面落實。

2 應用實例

2.1 熔巖勘探

熔巖勘探作為工程建設的重要環節和關鍵步驟，必須要保證其勘探數據的真實性和可靠性。在我國大型的工程項目建設中，有的工程施工地區地質情況相對比較復雜，想要確保工程的順利進行，在施工前期有必要對施工地區進行實地勘探，全面掌握地貌情況，了解熔巖地質特征，在充分明確施工條件的基礎上科學制定施工計劃。熔巖地質勘探對相關技術人員的要求較高，需要經過系統的培訓和學習，才能夠掌握熔巖勘探的關鍵技術。因此，在實際操作環節，必須要遵循相關流程和規范，保證熔巖勘探的科學有效，相關工作人員必須要引起高度重視。將高密度電法應用到熔巖勘探中，可以進一步保證勘探結果的可靠性，為后續工作提供數據支持。其工作原理是通過測試巖層電阻，參照測試所得數據，再進行科學的統計和分析，最終獲得準確結果。

根據相關數據的統計表明，在一些工程施工地區，地質情況較為復雜，特別是在溶洞比較多的地區，因為溶洞類型特殊，因此在進行熔巖勘探時要嚴格遵循技術要求，確保勘探質量。利用高密度電法技術進行勘探期間，需要時刻關注勘探數據，并詳細記錄，確保勘測記錄的完整性和準確性。根據現場具體的施工情況，對勘測數據加以分析，為工程施工提供技術支撐和數據參考，通過高密度電法技術的應用可以合理規避施工過程中可能遇到的工程問題，從源頭上避免意外的發生，在保證施工質量和人身安全的同時，施工成本也在一定程度上得到了有效控制，工程的經濟效益得到了保障。

2.2 管線探測

管線探測是工程探測的重要組成內容，是一項十分復雜的工程，涉及到的內容比較多，技術人員在掌握相關探測技術的同時，還要求有一定的工作經驗，以此來確保探測質量。由于管線探測難度比較大，高密度電法的應用可以極大程度提高管線探測效率。在過去的管線探測領域中，金屬探測儀被作為主要的探測工具，應用比較廣泛，探測效果良好。但是采用金屬探測儀來進行管線探測具有一定的局限性，這種常規探測手段比較適用于電纜探測方面，但是在下水管道探測方面劣勢較為明顯，探測精確度不高。

以某工程氣象觀測站為例，當探測地下管線時，需要借助高密度電法來提高探測的可靠性，在實際操作階段需要注意以下內容。探測設備的選擇可以使用多功能數字激電儀，該設備主要采用電阻率測量系統，其操作過程復雜，可以通過電法溫納裝置，將電極間距調整為5m，勘探線路設置為5 條，合理布置物理采集點。當數據采集結束后，需要對原始數據進行審核，在此基礎上借助計算機對數據進行統計分析。經過反演高密度電阻率，從中找到反演過程中的正比例關系，這里主要是指壓制系數和厚度變化之間的關系。反演完成后，得到視電阻率斷面圖，在此基礎上將視電阻率橫向變化特征與縱向變化特征進行展現，通過這樣的方式，該工程的地質結構等狀態都可以完整地體現出來，如下圖1 所示。綜上可以看出，高密度電法極大限度保證了探測的精準。

圖1 視電阻率斷面圖

2.3 水庫大壩

水庫大壩作為重要建設項目，大壩實際施工質量問題不容忽視。想要確保水庫大壩的施工質量，在建設之前，工程物探是非常重要的一個環節，通過物探可以得到較為準確和可靠的數據，為大壩建設提供依據，并在此基礎上制定科學的施工方案，在大壩建設前，對地質情況進行勘探，充分掌握施工現場的地理以及氣候因素，從而增強大壩的滲透能力。作為比較重要的建設項目，國家和地方政府早已經對大壩建設提出了明確的施工要求，滲透性作為重要指標，必須符合相關建設要求。如果大壩滲透性無法保障，將會埋下極其嚴重的安全隱患，一旦大壩阻攔水資源的能力下降，后果將不堪設想。在傳統的測量方法中，都是參照大壩滲透率，將其作為測量的主要任務，借助一定的探測設備完成測量，但是測量結果并不理想。并且采用這種測量手段，需要花費大量的時間和人力，給測量造成一定的壓力，由此可以看出，借助探測儀進行測量并非是最佳的測量方法。將高密度電法應用到水庫大壩滲透率的測量中，可以規避許多不足，將電阻測量作為切入點，不單單可以節省測量時間，提升工作效率，還可以在一定程度上確保測量結果的可靠性。高密度電法具有先天的優勢，對電阻率測定非常精準，也正是因為如此，采用高密度電法可以有效完成水庫大壩的測定，并且在此基礎上時刻掌握大壩的電場變化，從而提升大壩的安全性，延長大壩的使用壽命。

總而言之，高密度電法物探技術已經得到了較為廣泛的應用，無論是在水庫大壩探測、管線探測，還是熔巖勘探方面都已經有了突破性的進展，利用高密度電法可以在原有探測技術的基礎上進一步保證探測數據的科學性和可靠性。在未來，高密度電法的發展應用前景必定十分廣闊，應用的領域也會越來越多，高密度電法的應用與推廣，具有十分積極的社會意義。

3 應用范圍

3.1 整合數據信息

高密度電法應用在物探勘測作業項目中，應用項目有：巖層斷層的結構勘探，隧道滲漏檢測，分析基層巖面的地質結構，調查城市線路，物探分析地下埋藏不明物質，等。基于高密度電法在物探勘測作業項目中具有較為廣泛的應用，包括線路布局、數據采集、水資源確定、水庫建設等。在開展地質勘探作業項目時，應詳細開展地質檢測程序，結合具體項目勘測目標、勘探需求等內容，綜合開展物探分析，選擇正確的數據加以分析，包括勘探裝置選擇、電極距離設置、隔離參數等，參數的科學配置，有助于發揮數據選擇的綜合效用，比如偶極裝置在橫向電極內發生的變化，具有靈敏度較高的特點[3]。高密度電法物探勘測技術，在應用期間，具有多重應用優勢，有效整合各類數據信息，為后續開展科學研究、物探技術升級提供多重可能性。

3.2 數據采集

高密度電法物探技術的有序運行，依賴于較為強大的真實數據。由此發現，物探勘測期間，數據有效采集的環節，具有重要性，有效提升數據采集效率，保障數據精準性。高密度電法應用在物探勘測工作中，應采取加密列陣勘探方法，提升數據信息的采集能力，高密度電法用于探測時，測量點位置分析剖面性質，電阻率分析技術，具有成像能力，獲得了廣泛應用，應用效果極佳。工程勘測技術中加強了高密度電法的應用，由此獲取更為精準的勘測結果，結合具有說服力的數據理論，提升物探勘測工作的科學性與合理性，為工程深層次發展提供技術支持。

3.3 科學布線

基于實際開展的物探測量工作，電極布置期間，具有較大的電極距離，應將電極距離科學控制在儀表器測量范圍內，提升探測儀器電極裝備規范性，增強電極間隔分布均勻程度，如若電極裝備實際產生的電極距離較大，則會在極大程度地干擾野外物探效率，以此影響物探工作效率，借助高密度電法，開展野外物探勘測工作時，應保持與地面落差距離的規范性，如若落差太大、偏差較多，極易削弱土質檢測結果的精準性，影響后續數據采集的真實性。為此，應科學開展布線規劃，保障布線工程有序完成，為高密度電法物探作業發展提供事實依據。

3.4 確定水源

高密度電法的物探應用，在確定水源方面獲取了廣泛發展，顯著提升水資源挖掘的綜合效益，增強人們對水資源的探求能力。如若地層具有較為簡單的地段結構，地層中可能夾雜輕質較薄的煤炭，借助高密度電法開展物探程序，科學分析地層結構，精準設置電法點距，保障采集精準性。當基層結構中出現異常頻率較低的電阻時，證明基層結構巖石縫隙中含有水資源，探井相應反饋此區域水分占比情況，以此提升找水效率，推動物探勘測工作有序發展[4]。

3.5 檢測接地電阻

在運行高密度電法物探程序時，應在有效檢測接地電阻相關數據前，開展各組電極準備工作，繼而開展物探裝置的試運行與質檢，保障其物探能力符合應用期望。相關人員在工程建設中，如若面臨高密度電法物探技術可以解決的問題，應切實分析問題實質，確定電極與電阻之間的關聯關系，在應用高密度電極法時，科學設置電流，精準開展相關操作的設計，保障物探程序的規范性，減少操作不規范造成的經濟損失。

4 結論

綜上所述，高密度電法技術原理較為精湛，由此獲得了廣泛的應用，在工程物探中，應結合具體的物探項目，完整設定應用計劃，提升工程物探工作的精準性，保障工程安全，解決物探應用存在的各類問題。在其他生產活動中，物探技術獲得了廣泛發展，比如布線、確定水源等，顯著增強各項工作項目的物探效率，科學節省物探成本，具有優異的應用效果。