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［摘要］結(jié)合金珠水路工程實際狀況與要求，針對工程水文地質(zhì)與工程地質(zhì)情況，提出了運用高密度電法實施勘探的方法。通過對高密度電法基本原理、優(yōu)勢特點、工作方法以及具體應(yīng)用的分析得出，該勘探方法具有較高的可行性與準確度。

［關(guān)鍵詞］高密度電法;水文地質(zhì);工程地質(zhì);應(yīng)用

作為一種全新的電子勘探技術(shù)，高密度電法依靠介質(zhì)電性的相互差異，可對天然或人工的電場進行勘探。高密度電法的測量密度點較為密集，可以獲得許大量的信息，在工程地質(zhì)與水文地質(zhì)等勘探工作中較常用。在運用高密度電法實施測量時，可顯著減小電磁所帶來的干擾與影響，進而大幅降低了事故發(fā)生幾率，進一步提升了勘探準確度與工作效率。

1工程概況

金珠水庫工程位于納雍縣治昆鄉(xiāng)建新河一級支流凹豬河上，地處E104°55＇40"至E105°38＇04"，N26°30＇16"至N27°05＇54"，工程主要任務(wù)是向納雍縣城供水，其中輸水管線長約43km。壩址距納雍縣56公里，離治昆鄉(xiāng)6km左右，有縣道柏油路通往治昆鄉(xiāng)，鄉(xiāng)村公路通往壩址，交通較便利。

2高密度電法基本原理與優(yōu)勢特點

2.1基本原理

高密度電法是一種將電探測法與電剖面法相結(jié)合的勘探技術(shù)，從基礎(chǔ)角度講，它與傳統(tǒng)意義上的電阻率法十分相似。但二者并不等同，主要差別在于存在高密度觀測位置被設(shè)定于觀測部分，這種勘探方法傾向于陳列勘探，具體而言，就是電極間進行的自由組合使得勘探存在一定覆蓋式特征。在實施現(xiàn)場測量的過程中，需要將所有電極都設(shè)置在剖面測點上。程控電極中的轉(zhuǎn)換開關(guān)與電測儀器同時進行工作，信息采集隨即開始。采集的主要對象為針對剖面上各不相同的電極距與組合方式所對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。

2.2優(yōu)勢特點

1)高效率。

在勘探過程中，電極布置操作可一次完成，節(jié)省了大量的工作流程，相應(yīng)地也減少了不必要的干擾與影響，用于修復(fù)與調(diào)整的時間被省下，從而間接提高了工作效率。

2)多樣化。

測量方式與電極排列存在一定聯(lián)系，由于電極的數(shù)量較大，所以排列方式有許多種可能，測量方式因此而千變?nèi)f化，所以可以從許多個層次進行分析。

3)自動化水平高。

就目前來看，野外采集已完全實現(xiàn)半自動化，人工操作簡單快捷，人力支出得到了大幅縮減。另外，隨著地球物理反演的持續(xù)完善，電阻率成像效果得到了一定提升，從過去的一維跨度轉(zhuǎn)變成三維跨度，精確地實現(xiàn)了解釋精度跨越。在我國，高密度電法的應(yīng)用已較為成熟，具有較高的應(yīng)用范圍與經(jīng)濟性。

3高密度電法工作方法

3.1現(xiàn)場測量

首先對測量線、點進行布置，預(yù)先選取完成之后，全部電極需設(shè)置于具有一定間隔的點位上。之后經(jīng)過轉(zhuǎn)換設(shè)備所必須的特殊電極，此類電極自由組合成指定的設(shè)備與間距，針對各個電極設(shè)備與間距所進行的觀察可在剖面電阻率方法中的測點內(nèi)快速進行。觀察的同時輔以數(shù)據(jù)處理、繪圖與解釋軟件，可以在最短的時間完成勘探工作。

3.2數(shù)據(jù)前處理

對于地形情況較為復(fù)雜多變的橫截面而言，其海拔坐標需要添加至數(shù)據(jù)文件當中，為后續(xù)反演處理提供重要的參考。通過對此過程收集到的數(shù)據(jù)分析和計算以后，采集到的數(shù)據(jù)資料就可以轉(zhuǎn)換成電阻率之前的聯(lián)系。

3.3反演處理

創(chuàng)建初始的二維地電結(jié)構(gòu)模型，結(jié)合地質(zhì)普查資料選取適宜的反演參數(shù)，如阻尼因子、迭代次數(shù)以及收斂極限等，此后運用最小二乘法進行反演計算，最后對反演計算得到的結(jié)果進行查看。另外，還要對地形進行校正，最終得到的地電斷面可以使用在地質(zhì)解釋過程中。

4高密度電法應(yīng)用實例

4.1水庫大壩滲漏探查

金珠水庫工程下壩址的低鄰谷是建新河。根據(jù)地表調(diào)查，左岸有斷層構(gòu)造發(fā)育，左岸壩肩孔zk6發(fā)現(xiàn)溶洞溶隙，穩(wěn)定地下水位65m左右，高于河床;河心孔zk5水位為6.5m，低于河水位6m左右;右岸壩肩孔巖芯較完整，但穩(wěn)定地下水位為78.5m，低于河水位3m左右。鑒于兩岸山體雄厚，庫水向鄰谷建新河滲漏的可能性小，主要是庫首繞壩滲漏。T1yn2泥巖為隔水層，確定為左岸帷幕的防滲邊界，右岸帷幕防滲邊界接飛仙關(guān)砂泥巖地層，以切斷庫水沿T1yn1向建新河滲漏的可能性通道。帷幕下限根據(jù)巖體風化、透水性與地下水位進行綜合考慮，確定帷幕灌漿防滲底界，則有效防滲面積為92400m2。

4.2水庫庫岸穩(wěn)定性探查

下壩址正常蓄水位1579m，上下壩址之間河段長1170m，岸坡地形坡度一般35°～50°，河谷為斜向～橫向谷，巖層陡傾下游，65°～80°。水庫蓄水后，庫岸穩(wěn)定性好，僅在下壩址上游300m處右岸有一崩塌堆積體。水庫蓄水高度大于崩塌堆積體后緣，水庫蓄水后可能引起淺層滑塌，最大方量約2000方左右，由于為庫水位以下的淺層滑動，對水庫影響不大。

4.3海堤砌石體深度探測

按照相關(guān)標準選出一個具有代表性的海堤砌石體，運用高密度電法對其深度進行探測，得出反演色譜表示圖。被測區(qū)域中，絕大多數(shù)提防工程都建立在拋石的上端。迎水側(cè)實質(zhì)上就是趨近于直立形式的漿砌石擋墻，填方下層基礎(chǔ)主要由淤泥、含泥中細砂層以及淤泥夾薄粉砂層等構(gòu)成。通過對反演成果的分析得知，其主要呈現(xiàn)出常見的電阻率三層水平形式分布，整體起伏相對較小。在此基礎(chǔ)上，對被測區(qū)域中的拋石電阻率進行測試，并對地質(zhì)信息進行深入分析，將維持在30～40n•m的電阻率作為拋石和填土的主要劃分依據(jù)，同理將10n•m以內(nèi)的電阻率作為填方下層基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的主要劃分依據(jù)。通過進一步分析可知，砌石層的實際厚度達到6.0m，填土相較于砌石層薄，厚度為2.0～4.0m。

4.4滑坡體分界面應(yīng)用

按照相關(guān)標準選出一個具有一定代表性的樞紐工程，運用高密度電法對其滑坡體進行探測，得出反演色譜表示圖。色譜不存在規(guī)律層次，從整體的角度看，其中低阻帶大多分布于中部與上部，并且是較不連續(xù)的。此外，高阻凸起點有兩個，其表層存在稍高阻反應(yīng)。下埋深度保持在6～17m范圍內(nèi)，實際電阻率可以達到120Ω•m。為進一步驗證上述結(jié)果，對被測區(qū)域進行鉆探，鉆探結(jié)果顯示預(yù)測結(jié)果與實際情況完全吻合，確實存在滑坡體，再次有利證實了高密度電法的可靠性與準確性。

4.5應(yīng)用于地層劃分

按照相關(guān)標準選出一個具有一定代表性的供水線路，運用高密度電法對其地層進行探測，得出反演色譜表示圖。由反演色譜可以明顯看出，電阻率曲線主要呈現(xiàn)出一種閉合與半閉合相交的情況，實際電阻率取400Ω•m，這是由于受到回填砂性土的影響而產(chǎn)生的。表層下方的多個樁基中存在阻倒U型閉合圈，這是由于受到淤泥質(zhì)土的影響而產(chǎn)生的，其余樁段地層大多為粉質(zhì)黏土。

4.6高密度電法其他應(yīng)用范圍

除以上應(yīng)用范圍外，高密度電法還能使用在建筑選址、高等級公路橋梁建設(shè)以及機場跑道等重點工程的地質(zhì)勘探工作中，這些都離不開高密度法的支持。在對壩體整體強度與起伏特點進行分析和評定的過程中，高密度電法同樣可以使用，而且所得到的成果也較為準確。實例表明，合理運用高密度電法可以十分準確地得出巖溶地區(qū)中水資源的主要分布情況;借助瞬態(tài)瑞雷面波法可以很好地解決機場擴建工程必須面臨的巖土勘察難題;還可對河道以及墓穴等進行定位和測量，以此更好掌握實時信息，為施工提供可靠的數(shù)據(jù)參考和技術(shù)支持。

5結(jié)語

高密度電法是當前較為先進的新型電探技術(shù)，依靠全面的技術(shù)支撐，在進行日常工作中可以大幅縮減電磁干擾與事故發(fā)生幾率，極大地提升了工作的準確性與效率。另外，在勘探過程中，可以實現(xiàn)自動化采集，在較短時間內(nèi)即可獲取大量的信息，省去了重復(fù)操作，進而在地質(zhì)工作中發(fā)揮出不可替代的重要作用，其應(yīng)用范圍也會隨著工程的發(fā)展變得越發(fā)廣泛。

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［3］付杰.高密度電法在水文地質(zhì)和工程地質(zhì)中的應(yīng)用［J］.黑龍江水利科技，2014(2):25－27.

作者：劉金安 單位：貴州省水利水電勘測設(shè)計研究院