玄武岩边坡勘察中高密度电阻率法的运用分析

陈维文

（湖南科鑫电力设计有限公司，湖南 长沙 410007）

地质条件的开发需要完善的地质勘察信息，以此保障工程建设的质量与安全，高密度电阻率法在玄武岩覆盖区域的地质勘察具有先进性与实用性，是目前较为主要的勘察办法。促使其技术应用创新，提升工程勘察的现代化技术，是高密度电阻率法的未来发展趋势，本文针对玄武岩边坡勘察中高密度电阻率法的具体应用进行深入的探究与分析。

一、高密度电阻率法概述

（一）高密度电阻率法含义

高密度电阻率法是运用阵列的勘探措施，针对岩石与土质的导电性不同，对土质层施加电流，根据地下电流导电的差异绘制出地下的土层分布图，在图像的绘制过程中需进行多次勘探，丰富其自动成像的全面性与准确性。具体来说，高密度电阻率法是运用电剖面法与电测探法来实现对工程建设提供自动化的数据采集，最初是运用在煤矿、考古的探测之中，科技的不断丰富与升级，使高密度电阻率法不断扩大其应用范围，在地质环境的勘查中做出重要的贡献。

（二）高密度电阻率法在玄武岩勘察中的工作原理

玄武岩的地质环境勘察，在实践应用中，根据不同土质、岩石的电阻率差异对孔隙比率以及密度进行精密测量。图1为高密度电阻率的测试电场分布示意图，通过A、B两点的数据探测，实现综合数据采集，满足地质环境的地下空间探测科学性与准确性。在数据采集的过程中根据布置平均布置多个电极，通过电源箱进行供电，最终通过电阻率采集仪对数据进行回收[1]。

图1 高密度电阻率的测试电厂分布示意图

二、高密度电阻率法在玄武岩边坡勘察的技术特点

（一）工艺技术

高密度电阻率的技术应用最为主要且最基础的一项是对电极的排列组合，电极的排列主要有三种形式：温纳四级，地势起伏与土质层的混乱对其干扰较小，应用办法简单，但其分辨能力较低，得出数据不够精确；偶级，对异常地质层的分辨能力最高，数据变化较为明显；微分装置，属于不对称电极排列方式，在勘察的过程中具有针对性。在电极排列方式的选择中，可以选择一种、两种或三种结合应用，根据不同的地质条件进行不同的环境勘察技术选择，力求达到最为稳定、全面的地质环境数据。

（二）技术特点

高密度电阻率法在玄武岩边坡的勘测中，电极的排列布置通常是一次完成的，后续电量供给由电源箱完成，无需进行电极的更换，保障电极的外部干扰，但会造成数据不准确；实现半自动化或自动化的信息数据收集模式，提升信息的采集速度与采集标准，对地质环境可以智能绘制，提升玄武岩地质的勘察智能化，提升我国地质环境的勘察现代化；信息数据可以进行脱机处理，对网络覆盖要求不高，玄武岩的未开发地区通信网络覆盖有限，运用高密度电阻率可以对地质条件的信息处理更加方便快捷[2]。

（三）数据处理

高密度电阻率法的地质勘察是在同一个平截面上进行数据的采集与鱼粉，在数据的收集过程中可以进行及时的简单处理，在处理的过程中主要分为三个步骤。首先，预处理技术是在检测仪器中进行数据的原始整合，便于对突出数据的调出与分辨；其次，数据的计算分析分为滤波处理；统计处理；比值计算处理三种，根据运用的高密度电阻率测量办法不同，对于数据的处理可以进行数据的多种方式转换，适配于多变的信息数据；最后，根据数据的分析绘制出全面、系统的图像，为玄武岩区域的地质研究与开发提供专业数据。

三、高密度电阻率法在玄武岩边坡勘察的具体实践

（一）吉林省玄武岩区实践应用

吉林省的玄武区域主要分布在长白山东坡处，该地为我国火山分布最为密集的区域，玄武岩分布较为典型，该地区的地质勘察主要是为了深入进行地质环境的探究，并为该地矿泉水资源的开发提供数据技术支持。高密度电阻率法在该地的探究主要运用温纳四级的电极排列法，此方法可提升数据的获取全面性与快捷性，运用低频交替的直流电进行地下探测，在检测的过程中选择DWD-2A电测仪进行数据的分析与图像的绘制。用高密度电阻率法进行勘探，得出该地的地质层主要分为三层，地表层主要是亚砂土和碎石块覆盖于地表；第二层为第四系的玄武岩构造，占据整体地质层的60%以上；第三层为细砂石和基岩区，主要是花岗岩构造。勘察的分布特点根据其断面数据可以形成更为细致的电阻率剖面图（如图2所示），在图中可以清晰探知该地的土质层分布状况，根据分布情况大致可以选取更加有力的矿井开凿位置，开凿之前还需进行细致的深入勘察，形成工程建设前分析准备的准确性数据，提升工程建设的效率[3]。

图2 高密度电阻率等线绘制图

（二）贵州省玄武岩区实践应用

贵州省是我国玄武岩区最为广泛的区域，该地的玄武岩区遍布全省，在日常的公路、铁路、水利工程以及岩土工程的建造过程中，都需要进行玄武岩边坡的细致勘察，提升工程建设的前期准备工作，促进工程建设质量的提升与优化。在高密度电阻率的勘探之中，主要是进行数据的收集和计算处理两个部分[4]。贵州省的玄武岩勘探选择精密度和灵敏度都比较高的偶级和微分装置结合的方式进行数据的分析与测量，实际布置4条线进行工程的地质测量，在安装的过程中具体应用器材如表1所示。

表1 电阻率测量的器材与数据表

1号线：电阻率右侧较高，推测原因为密度大或含水量高，左侧的电阻值较为平均，证明左侧的土质较为平均，相对较好开发。

2号线：电阻率呈阶梯式，出现规律性的变化，推测的原因是由于地势的高低起伏较为平均，受到雨水的冲击与堆积影响较为平均，较为合适进行工程的开发。

3号线：右侧电阻率过高，为整片区域最高值，相对而言受到的风化影响较为严重，不太适合进行工程的建设，不利于工程的稳定性。

4号线：该线设置在坡脚的位置上，可以勘测到下层的土质层为基石层，属于较为稳定的区域。

（三）海南省玄武岩区实践应用

海南省的玄武岩区勘察是对某海南石油化工产业地进行地质勘察，该地区是全国第一个在四系玄武岩喷发区建设的石油化工产业基地。在进行玄武岩地质勘察中，由于是在原有的工程建设的基础上进行地质勘察，可以进行电极排列的位置有限，运用物探、高密度电阻率探测两种勘察方式相结合的方式进行工程勘察。在勘察的过程中一共布置的勘察线路为20条，间距为10米，得出的地质等值线图如图3所示，由图可见该地的地质条件变化路线、分布情况以及覆盖的厚度等问题，得出其地质层微风化玄武岩层在7～18m厚度；中风化玄武岩岩石区为1～3m厚度；强风化玄武岩石区的厚度在0.9～3.5m，其他还包括不同类型的粉质黏土层等土质构造。根据勘察数据，对其石油化工建造开发的地基建议是采用强夯法进行土层的处理，夯实后挖出孤石；再次夯实，再次挖出孤石，减小孤石对工程建造的影响，并在强夯工程建造结束后，对表层的土层进行1.5m厚度的挖出，添加同等的粗砂垫层，以此保障工程建设的质量，降低传统挖填工程的成本。

图3 地质覆盖等值图

四、结语

综上所述，我国的玄武岩地质环境分布较为分散且多样，不同地区的玄武岩成因不同、特点不同，对于开发建造的实践应用也应具有针对性，高密度电阻率法的创新方向应落在不同地质条件的调节应用和对新科技的融合应用上，为我国的电探系统发展提供多元化的技术的同时也为经济建设提供更加有力的地质开发数据，促进玄武岩地区的工程开发质量与安全。