高密度电法勘探在高速公路勘察中的应用分析

黎杨

摘要： 改革开放以来，随着我国经济的发展以及基础建设的大力投入，我国的高速公路建设也得到了飞速的发展。用高密度电法来查明复杂岩溶地区路基的物性特征是一种很好的手段。在复杂岩溶地区路基勘测工作中， 高密度电法具有成本低、效率高、效果好、显示直观等特点， 不失为一种值得大力推广的好方法。

关键词： 高密度电法； 工作原理；路基勘察； 应用分析； 物性特征

1引言

从20世纪50年代初期到中期是我国电法勘探技术的建立时期，自然电场法，电阻率剖面法和电测深法在这一时期得到了完善和发展。近年来， 随着国家对公路、铁路、机场等基础设施建设投资的规模越来越大， 岩溶作为一种典型的不良地质现象， 对路基的危害越来越大。岩溶灾害整治工程俨然已成为各工程局施工的最要有电测深法和高密度电法。使用高密度电法来进行复杂岩溶地区路基勘测工作， 不仅省时省力， 而且效果很好。

2高密度电法工作原理

高密度电阻率法实际上是一种阵列勘探方法，它是以岩土介质的导电性差异为基础， 通过观测和研究人工建立的地下稳定电流场的分布规律从而解决地下地质问题。高密度电法测量的實现一般是通过带有大量电极的计算机控制系统来实现， 这些电极以一个固定的间距分列在一条直线上（ 图 1） ， 采集的数据一般经处理后以等视电阻率断面图的形式出现， 断面图直观的给出了地下视电阻率值的差异。高密度电法在野外测量时电极为一次性布完， 减少了因电极设置而引起的故障和干扰， 提高了测量精度和测量速度。

3应用实例

本文结合在夏蓉高速都匀—贵阳段勘察的应用实例 ，说明其应用效果 ，并应注意的一些关键技术问题。

都匀 – 贵阳高速公路段地形地质条件复杂 ，岩溶发育 ，且在进行水文地质调查时已在部分钻孔中发现了溶洞。为了查明地基基础状况 （包括： 覆盖层厚度、基岩风化程度分层、软弱层、隐伏构造等 ） ，特在隧道及桥梁所经过的路段利用高密度电阻率探测方法并配合工程地质勘察进行详勘。图 2为 K124+ 350m段高密度电阻率勘探剖面图 ，图 2a为实测的视电阻率断面图 ，图 2b为经数据预处理、圆 滑约束最小二乘法反演后得到的影像断面图 ，图 2c为根据反演的结果推测的地质断面图。

高密度电法勘探中常因地形起伏使观测结果产生畸变，虚假异常掩盖了地下目标体的真实异常，其视电阻率断面图则产生不同程度的畸变 ，应用其断面图推测地下各种地质现象则会产生较大的误差。数据预处理后 ，经各种改正并反演成像 ，则可较清晰地圈定地下各种不良地质体。该图 （图 2b）中就可圈定： 根据异常的特征 ，在 K124+ 240m深 10～ 13m左右、 K124+ 280m深3～ 5m左右、 K124+ 440m深 4～ 6m左右可能存在溶洞 ，在 K124+ 400m左右可能存在倾向于小号测点的构造破碎带。图 2c为推断解释图。经验证 ，在上述相应的位置见到了充填泥砂的溶洞及含水的构造破碎带。

4结论与展望

通过对都匀-贵阳段复杂岩溶地区路基勘测的应用表明， 在正确应用高密度电法勘探技术、数据可靠、处理合理的基础上 ，该方法对探测地下溶洞、构造破碎带等不良地质体及地表覆盖层的厚度分布特征等是非常有效的。在复杂岩溶地区的路基勘测时， 我们经常依靠关键的钻孔资料来验证物探资料， 这样就会大大提高物探资料解释的准确度。同时， 在有条件的情况下可以用地震折射层析来验证高密度电法结果。面对复杂岩溶地区路基勘测， 高密度电法具有成本低、效率高、效果好、显示直观等特点， 不失为一种值得大力推广的方法。但是， 由于方法本身的局限性和岩溶问题的复杂性， 该方法只能划分出岩溶发育的程度和范围， 不能确切地划分出溶洞等不良地质体的规模特征， 这也是所有物探工作者面对的难题。希望在不久的将来， 用物探能够划分出溶洞等不良地质体的规模特征来，以解决路基施工的岩溶问题。