高密度电法在卡斯特地区的应用

赵庆钢,曾国龙（贵州省地矿局一一三地质大队,贵州 六盘水 553000）



高密度电法在卡斯特地区的应用

赵庆钢,曾国龙
（贵州省地矿局一一三地质大队,贵州 六盘水 553000）

摘 要：高密度电法作为一种阵列式的电阻率测量方法，在不同地质的数据采集以及电阻率的测量方面发挥着非常独特的优势。喀斯特地区是经喀斯特作用而形成的岩溶地貌，本文就高密度电法在喀斯特地区的实际应用进行探讨和研究。

关键词：高密度电法；喀斯特；工作原理

近年来，伴随着科学技术的不断发展和进步，高密度电法的应用技术越来越成熟，应用范围越来越广。据相关实践报道表明，高密度电法以其简便、快速、经济的优点逐步在喀斯特地区、水文构造等领域中取得了远超过预期的应用效果。但由于喀斯特地区的特殊地质性，该方法仍然存在一定的偏差，对此，我们就其工作原理以及如何消除这种偏差进行探讨。

1 高密度电法相关内容概述，设计

高密度电法从其测量的本质上分析：是一种以不同密度作为观察点而采取的测量方法，主要采用电剖面法和电测探法这两种测量技术。使用高密度单发进行测量关键在于数据的收集工作，而针对这一要点设立专门的采集系统，通过该系统内的主机来完成对多路电极转换器发送命令，然后多路电极转换器过电缆控制电极系各电极的供电与测量状态。

当前高密度电法在实际中得到极为广泛的应用，且促进许多传统电法工作模式发生改变。如在遇到关于总电极数和具体的点距问题的时候，需要到现场去察看，根据实际的情况来进行确定，此时采用传统电法工作模式其过程显得相对复杂。而当前使用高密度电法可以非常快速的在现场采集到所需要的数据，对数据实时处理，极大的提高工作效率。

使用高密度电法进行勘探，其主要是为了检测地下介质之间存在着的导电性差。具体的工作方式如下：首先，A/B电极向地下进行供电，电流为I.然后，测量出M和N极的电位差△ U，由此可以根据相关公式计算出需要记录位置的视电阻率（ρs= K*△ U/ I）。第三步，根据所得到的视电阻率进行分析，可以得到相应地层当中的电阻率分布情况，从而实现解决工程地质的问题。

2 高密度电法在喀斯特地区的应用探讨

高密度电阻率法在实际的地质勘探使用过程中，主要是通过阵列电极装置的形式来实现数据的测量和分析。在具体的工作中，采集相关的数据的时候主要受到两个方面的影响：电极排列的长度和电极间距的大小。如果电极之间的间距表现出的差距越小，那么工作人员得到的的测量数据将会更准确。但是正是由于探测还受到电极排列长度的影响，如果一味地只顾减小电极间距的大小，将会使得电极排列长度也随着减小，极大的影响探测的深度，影响探测的准确性。因此再具体的勘探过程中,工作人员首先要收集好相关资料,根据所测量目标的实际情况来进行初步计算和分析，对所测目标形成一个大致的概念，做到心中有数，以便于下一步工作的正常开展。

我们将测线长度、探测深度、探测剖面数据分布区和探测有效区域之间的关系用下图进行诠释。从图中我们能够发现设计探查深度D约为探查目标体深度的1.5倍。在现场条件允许的前提下,最佳深度在两倍左右。在测线两端的区域,采集数据和进行分析的精确度降低,测线的总长应为探测区域的分布长度l加上两侧各D/2的长度。具体情况见图1。

在实际操作中，高密度电阻率的探测结果受到体积效应的影响较大,但是剖面分析的分辨率仍和最小电极间距的结果保持一致。对此，我们在设计过程中,将最小电极间距设定在探查深度的1/10～ 1/15之间。如果电极间距小于这个探查深度的范围,测得的结果中就包含一些不稳定的随机因素,对测量结果造成较大的误差。

3 工程实例简述

在西部喀斯特地区的施工中，尤其是高速公路的施工过程中，探查好是否存在溶洞现象以及不良的地质现象是非常有必要的。通过探查，我们了解到我们施工路段的地质结构为自上而下分别为第四系、砂砾以及灰岩，灰岩中以喀斯特地形（岩溶）最为突出。

在实际测量工作中，高密度电法的测量数据的处理流程首先是将存储在仪器内的测量数据通过传输软件传输到计算机,进行坏点删除、地形校正及格式转换等预处理,然后将数据进行反演，再经Surfer软件转化,最终绘成MAPGIS格式视电阻率等值线图,最终的解译成果就是视电阻率剖面图上的视电阻率变化特征以及地质资料的结合体。

4 小结

高密度电法是一种经实践证明了的快速有效的工程物探方法，探测分辨率较高，在煤炭采空区、坝基及岩溶等勘查领域取得了很好的效果，其探测成果往往是二维剖面，在具体工作中只要结合具体的勘探材料以及相应设备的参数设置就能够准确探查出喀斯特地形中不良地质体的位置及其形态特征，但鉴于该种地区的地质环境复杂，不良地质体种类不一，因此，勘查难度较大，为排除影响目标体之外的假异常，我们应该综合考量，多种物探方法并行，确保勘查成果的准确性，为地质人员设计验证钻孔的提供依据，从而为地质灾害的防治和处理做好基础性工作。

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DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.174