电测深技术在覆盖型水电站勘测中的应用

温晓东

（湖南省水利水电勘测设计研究总院 长沙市 410007）

水电站建设关键在选址，这就要求对坝址基础进行探测。在覆盖型河床中，基岩基本被覆盖，钻探通过钻孔只能了解钻孔处基础情况，此时物探技术可以在其中发挥较大作用，通过物探勘测技术可以对坝址区范围内覆盖厚度、断层构造发育情况有定性的了解，可以指导钻探工作，从而节约勘探成本。

1 覆盖型电站常用物探方法

（1）电测深技术。电测深法是在地面的一个测深点上（即MN极的中点），通过逐次加大供电电极，AB极距的大小，测量同—点的、不同AB极距的视电阻率ρS值，研究这个测深点下不同深度的地质断面情况。在AB极距离短时，电流分布浅，ρS曲线主要反映浅层情况；AB极距大时，电流分布深，ρS曲线主要反映深部地层的影响。ρS曲线是绘在以AB/2和ρS为坐标的双对数坐标纸上，推断各层的厚度、深度较为可靠。

（2）地震勘探。地震勘探是通过研究人工激发的弹性波在地壳内的传播规律来勘探地质构造的方法。由锤击或爆炸引起的弹性波，从激发点向外传播，遇到不同弹性介质的分界面，将产生反射和折射，利用检波器将反射波和折射波到达地面所引起的微弱振动变成电信号，送入地震仪经滤波、放大后记录经整理、分析、解释就能推算出不同地层分界面的埋藏深度、产状、构造等。常用于探测覆盖层或风化壳的厚度，确定断层破碎带，在现场研究岩土的动力学特性等。可分为折射波法和反射波法两种。

在覆盖型水电站中一般河床较宽，很多河流水运还比较繁忙，地震勘探法需要在垂直河流方向上拉钢丝，这就需要截断水流运输，经济成本较大，所以一般选用电测深技术。

2 勘探实例

金塘冲水电站坝址位于益阳市桃江县境内，下距桃江县城50km，距马迹塘镇5km。河道终年可以通航，两岸均有公路，交通比较方便。该电站为资水流域规划中的第九个梯级，上为正在建设的株溪口电站，下为已经建成的马迹塘电站。坝区河床基本被覆盖，这就要求物探查明对工程安全设计及工程处理投资等方面影响较大的坝址区断层发育情况。

本次勘察采用重庆地质仪器厂的DZD-6多功能全自动电法仪在坝轴线及坝轴线下游100m的下游围堰上布置勘探剖面，在完成整个测线勘探后，将数据采集结果输入电脑，电脑通过相关软件绘制成视电阻等值线断面图。

图1为坝轴线视电阻率等值线断面图。图2为下围堰视电阻率等值线断面图。

图2 下围堰视电阻率等值线断面图

（1）资料分析。由图1、图2可以发现构造断裂带呈明显的电性异常反映，测区岩性单一，主要为砂质板岩，图1的1#～9#测点及13#～46#测点基岩视电阻率基本相同，在视电阻断面图上视电阻等值线基本为平行线，说明这些测点基岩完整。10#～12#测点视电阻低，在视电阻等值线图上呈低阻异常，推测为断层构造。图2反应的情况和图1基本一致，除9#～11#测点外，其他测点基岩视电阻基本相同，在视电阻断面图上视电阻等值线基本为平行线，说明这些测点基岩完整。9#～10#测点视电阻低，在视电阻等值线图上呈低阻异常，推测为断层构造。通过分析岩性电阻率参数为：河水电阻率（50～80）Ω·m，含水砂卵石层电阻率（100～250）Ω·m，砂洲上干燥砂卵石层电阻率（500～1700）Ω·m，砂质板岩电阻率为（500～1000）Ω·m。分析图1的10#～12#测点及图2的9#～11#测点为同一断层构造，断层破碎影响带宽度（10～20）m,倾角60°～70°，倾向左岸。

（2）结果验证。为了验证电测深资料的准确性与可靠性，我们在视电阻异常区域和视电阻非异常区域分别布置了钻探。图1的10#测点布置的钻孔ZK12显示 （0～8）m为覆盖层砂卵石，（8～18.2）m为砂质板岩，（18.2～19.1）为断层破碎带，（19.1～21）m为砂质板岩，（21～25）m为断层破碎带。破碎带充填断层泥、角砾岩，胶结差。

3 结 语

（1）水利工程中坝址区河床一般被水或砂卵石覆盖，有些地方基本无基岩出露，不利于地质调查，可以用电测深方法勘察对坝址稳定性影响较大的断层构造，并且依据电测深的成果指导钻探工作，从而节约成本。

（2）水利工程中坝址区一般地形平坦，表层一般为水或含水砂卵石，导电性良好，这与电测深理论推导的理想条件基本一致，这也决定了电测深所得成果与事实情况更加接近。

（3）电测深得到的视电阻率断面图具有测深和剖面功能，不仅能反映深度上的变化还能反映其范围上的变化。

（4）电测深方法在水利工程上运用也有一定得局限性，主要是水上电测深受水上电缆长度的影响，探测深度较浅。

[1]张胜业，潘玉玲.应用地球物理学原理[M].北京:中国地质大学出版社，2004.

[2]中国水利电力物探科技信息网.工程物探手册[M].北京:中国水利水电出版社，2011.