浅谈高密度电法在地下管线寻找中的应用

（安徽省地质矿产勘查局325队 安徽淮北235037）

（安徽省地质矿产勘查局325队 安徽淮北235037）

采用高密度电法进行工程勘察，能起到成本小、高分辨率的效果；本文在安徽省淮北市烈山区致富路地下寻找隐伏管线中采用了高密度电法，根据测区物性参数和地质情况，设计了针对性的地电模型，并通过实际采集资料的反演解释对比，对测区内地下管线的排列情况起到了一定的指导性作用。

高密度电法地下管线视电阻率反演

1 引言

（1）本次烈山污水截流管道工程物探勘察的目的主要是查明污水管道铺设路线地下隐伏的管线的地质情况，为该污水截流管道工程管道的铺设路径及施工方法提供科学的指导性依据。

（2）城市地下管道主要包括燃气、自来水、污水、雨水、通讯、暖气管线等等。地下管线在地面以下层层交错，错综复杂，形成了网状的地下管网。从制作材质上来说，地下管道可分为金属和非金属管道，其中非金属管道占据了很重要的一部分，施工过程中，为避免损坏地下管线，需要查阅施工区域的地下管线资料，但实际中，往往查阅不到精确、详细的资料，因此，地下管道的探测是一项很重要的任务。一般说来，在淮北平原地区，无论是金属材质的管道还是混凝土管道，在视电阻率或反演模型电阻率剖面上都呈现高阻反映。因为在埋设金属管道时，要在其表面包裹防锈防腐塑料布或涂复具有同样效果的涂层，管道沟内及管道周围大量投放碎石和砂土，完全覆盖后还要进行夯实碾压。反映在实际探测中，与管道周围的土层相比，应当呈现出相对高阻的闭合圈。此外，如钢质供水管道和钢质煤气管道的外面都包裹有塑料防腐材料，供热的钢质管道更包裹有一定厚度的泡沫海绵及橡胶保护层，地下集束型通讯电缆、光缆的塑料外皮毫无疑问属于高绝缘材质，其铺设需要事先埋置塑料材质的外保护管，这些外管也都是高绝缘物质，与周围相对低阻土层有明显的电性差异。因此，通过这种地电性质，我们可以很轻易的利用电阻率方法来找到管线的分界面。这一特性构成了我们此次对烈山污水截流管道工程物探的地球物理前提。

（3）电法勘探是物探中重要而有效的方法，而直流电法中的联合剖面与高密度电阻率成像更是电法勘探的常用手段，其中高密度电法是近年来发展起来的有效勘探地下区域的方法，由于其采样间距点距小，速度快，满足了地下管线勘测的高分辨率需求。

2 工作原理与数据处理方法

2.1 高密度工作原理

高密度电阻率法和其他电阻率法勘探原理基本相同，都是以地下各种岩石矿物的典型差异为前提，通过供电电极向地下供电，然后通过测量电极得到不同测点间的电位差，借此计算出各测点间的视电阻率。高密度电阻率法相比于其他电阻率法不同于使用了程控电极转换开关实现供电和测量电极在全部数十个至上百个电极之间转换，一次布置完所有电极后，主机发送指令至程控转换开关，则可以实现供电和测量电极在所布置电极中的转换，并使用微机工程电测仪实现了测量数据的自动采集，从而大大提高了工作效率。

目前高密度电法仪常用的是温纳四极的测量系统。

设地面点距为a，隔离系数为n，则电极距为b=n*a，测量中，随着测量深度增加，隔离系数不断加大，整个一条测线最后采集到的数据实际上是倒三角形的一个二维剖面电性分布。在高密度电法实际工作中，最大电极距的布置是根据所要勘探的深度决定的，为了能勘探到所需深度h，电极距ab必须达到ab≥3h。

2.2 数据处理

外部采集数据在传入计算机后，需要经过地形改正、坏点除去一系列预处理手段后，使用二维反演软件进行反演，成图。

3 测区工程概况

施工方要求在铺设污水管道之前查明地下隐伏的管线。本次工作量长度为500米，故设计两个排列，点距5米，隔离系数8，测线与道路走向平行。测线的现场布置示意图如图1所示。

图1

4 针对性地电分析

该测区地质情况较简单，地表被第四纪地层所覆盖，岩性为粘土层，所勘探的地下管道基本上位于该层地层内。一般来说，粘土电阻率为0.5~30Ω.m，水泥混凝土管道的电阻率远远的高于此值，铁皮的电阻率则低于此值，这为分辨地下管道电性差异提供了良好的基础。

5 数据采集及结果解释

本次施工中，使用了重庆地学仪器厂研发的DUK-2仪器。共使用电极60根，点距定为5米。反演成像软件使用的是系统自带的Res2dinv软件，使用等值线图将数据反演结果表现出来的。

由测线图分析0~-5米电阻率在10~20Ω范围内，分布比较均匀，未见高阻异常。除地表水泥混凝土地层引起的高阻反应。

6 结语

高密度电阻率法与其它电法勘探相比，具有：①小点距、高分辨率；②一次布集、自动采集数据、高效率；③数据量大，可以反映丰富的地面断面等特点。这恰恰满足了工程勘察的施工时间紧的要求。

本文应用了高密度电阻率法探测地下管道，通过实测资料处理解释，并经施工开挖证明未见地下管道。因此，高密度电法能够有效实际的解决此类工程勘察问题。

[1]何继善，频率域电法的新进展 [j]，地球物理学进展，2007,22（4）；1250～1254.

[2]王建军、强建科、李成香等，高密度电法在地面塌陷勘察中的应用 [j]，工程地球物理学报，2005,2(3);232～234.

[3]吕玉增，阮百尧、高密度电法工作中的几个问题研究 [j]，工程地球物理学报，2005,2（4）：20～27.

浅谈高密度电法在地下管线寻找中的应用

■黄本湖

P62[文献码]B

1000-405X（2016）-10-248-1