高密度电法在赣西地区岩溶勘察中的应用|高密度电法岩溶勘察
时间：2019-04-13 04:23:21 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要 本文通过分析江西某电厂选址采用高密度电法进行岩溶地基勘察的实例，对在赣西岩溶发育地区进行岩溶开勘察就有指导意义。 关键词 高密度电法；岩溶；半定量解释 中图分类号P58 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）69-0127-02
0 引言
由于电厂建筑对地基有特殊要求，特别是岩溶地基，必须查明拟建厂区岩溶的发育情况，尤其是要查明冷却塔下的地质情况，为了得到拟建厂区最新的较全面的岩溶发育情况，仅靠钻探的方法，不仅耗时长花费高而且对整个厂址的异常控制精度不高。岩溶地基勘察一直是岩土工程界的一大难题，当前解决这一难题的主要方法是高密度电法，高密度电法具有直观、经济、快速、高效的特点，可以快速有效的查明勘测区的岩溶异常分布形态。但其缺点是对于异常的垂向分辨率较低，且针对不同的地质地形条件，采用不同的装置方法将会造成不同的探测结果，为了得到较准确较全面的探测成果，在一个测区根据已知钻孔做高密度参数试验是很有必要的。
1 高密度电法工作的原理
高密度电法原理与常规电法相同，以岩石、矿物的电性差异为基础，通过观测和研究人工建立的电流场在大地中的分布规律。这是一种适用于浅层电阻率测深——剖面法的阵列电阻率勘探方法。野外测量时预先将全部电极置于测点上，然后通过程控电极转换器和电测仪进行数据采集。因为电极是一次布置完成的，数据采集是程序控制自动进行的，其工作效率很高，而且可以避免手工操作容易出现的错误。一次布置完电极后，可以进行多种电极装置，从而获得丰富的地电断面信息。
2 高密度电法测量工作
高密度电法自上世纪80年代从日本引入我国以来，在工程勘探中应用效果显著，越来越被工程物探界所关注。高密度电法与常规电阻率法相比布置了较高的测点密度，一次可以完成纵横二维勘探过程，实现了电阻率的快速采集，观测精度较高，数据采集较可靠，对地电结构具有一定成像功能，能获取丰富的地质信息。目前该方法广泛应用于工程地质勘察和环境灾害检查，如覆盖层厚度、裂隙、洞穴、软弱夹层探测等。野外作业时，将全部电极置于测点，然后利用程控电极开关和电法仪器实现数据的快速自动采集
3 应用实例
3.1 工程概况
勘察区位于江西省分宜市，地貌属丘陵及山前冲积平原，第四系覆盖层主要为红色-褐黄色粉质粘土，下伏基岩主要为二叠系石灰岩，灰岩中溶洞、溶沟、溶槽和溶蚀裂隙等岩溶现象发育。电厂建筑对地基有特殊的要求，特别是岩溶地区，如若地下存在不良地质体，则对整个设计将造成较大的影响，尤其是两个冷却塔的设计位置，是重点探测的范围。
3.2 电性特征
高密度电法勘察是本次勘探的方法之一。地层间的电性差异是进行高密度电法工作的基础，对地层电性特征的认识是对电性层进行地质标定、构造解释的基础。石炭系、奥陶系与其上覆各地层接触均存在明显的电性差异，基岩的电阻率一般大于100Ω·m，而覆盖层电阻率一般小于100Ω·m。覆盖层内的卵砾石也具有较高的电阻率，但与石炭系、奥陶系地层相比成明显的不均匀性，分布往往形成孤立岛状高阻，因此利用电性特征能够区分基岩与覆盖层间的界限。
3.3 参数选择
在进行钻探施工时，钻孔ZK16在深24m处见一高17m溶洞，直到41m结束。根据这一已知钻孔数据，设计沿着地层走向方向布置了一条通过钻孔ZK16的高密度电法测线，并分别采用了温纳装置及施伦贝尔装置进行数据采集，现场即对原始数据进行了处理解释，国内目前普遍多使用瑞典的2DRES软件进行数据处理，经过一系列的数据处理流程，得到两种不同装置的反演结果图，如图1、图2所示。图1为温纳装置反演结果图，图2为施伦贝尔装置反演结果图。
仔细分析对比两种装置的反演结果图，可以发现两种装置对异常的反映分辨率差别较大：图1对应ZK16位置并无明显的岩溶异常，但在钻孔的两侧有低阻异常。图2对应ZK16的位置从21m左右开始有一蓝色低阻异常，直至深部50多米结束，对应的视电阻率范围为10Ω·m ~60Ω·m，解释为岩溶反映，而钻孔实际为21m见溶洞至41m结束。图2的异常范围较钻孔结果要大，这是由于受体积效应的影响，异常的范围大小较钻孔所见岩溶深度要大，但溶洞顶部位置对应的比较吻合。分析对比试验结果后，决定采用施伦贝尔装置对整个勘察区进行探测。
3.4 资料处理结果分析
物探解释工作一般都是从已知到未知，从简单到复杂，当基岩面岩溶裂隙发育时，基岩面横向上呈向下凹陷的电性反映，浅部的低阻孤立体，若与基岩面以下的低阻异常有关联，则有可能是基岩面岩溶裂隙发育的一种表现形式。石灰岩基岩，横向上呈高阻反映，当岩溶裂隙发育时，局部会出现低阻异常，特别是低阻孤立体，表明此处岩溶裂隙较发育，极易形成溶洞等不良地质现象。
野外数据采集完成后，进入数据处理阶段，得到各条测线的反演断面图。在对各条测线进行解释的时候，参照试验结论进行半定量解释。根据当地地质情况，地下极有可能存在溶洞暗河，所以根据测区内各条测线解释的异常，组合成可能连通的异常圈，再绘制出平面异常图。
3.5 钻孔验证
钻孔验证是对物探工作评价最直接的方法，列表1为提供的三个验证孔的验证结果，可以看出，在充分做了试验准备工作，参照试验结果进行的半定量解释，可靠性是相对较高的。
验证孔1钻探验证结果与解释结果较为接近，验证孔2的钻探过程出现挂壁现象，说明推断的异常中心位置与实际位置有偏差。
4 总结与分析
1）高密度电法工作是目前工程勘察用的较好的一种物探方法，在实际工作中，由于工作效率高、所反映的地电信息量大而受到广大同行的信赖。但由于其测量原理、方法技术的限制，也存在较大的局限性，分辨率较低。而且定量解释困难，只能确定其中心位置，对确切范围较难确定；2）为了高密度电法工作准确率，野外工作要严格按照规范执行，在条件允许的情况下，结合钻孔进行试验工作选定合适的装置、极距，解释工作更需要充分结合地质资料进行解释，以达到准确解决不同地址问题的目的。
参考文献
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