高密度电法在贵州某高速公路初勘中的应用

李金翔 彭宇肸

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司 贵阳 550001)

贵州某高速公路初步设计阶段，拟对B12K88+010～B12K88+060填方路基进行工程地质勘察。本次物探工作旨在采用高密度电法查明场区覆盖层分布、强风化层厚度及基岩岩溶裂隙、断层发育情况等地质信息。本工程物探累计完成3042个物理点。

1 工程地形、地质特征

项目区位于扬子地块-黔北台隆-六盘水断陷-普安旋杻构造变形区，地处贵州高原西部，属溶蚀-侵蚀地貌单元。场区上覆第四系残坡积层粘土(Qel+dl)，下伏基岩为下三叠统永宁镇组第二段中厚层状灰岩夹泥岩(T1yn2)、下三叠统永宁镇组第三至四段厚层状灰岩(T1yn3-4)。地势较为平坦，海拔介于1148.7～1268.8m，相对高差为120.1m；本路段地面海拔为1165.1～1167.7m，相对高差为2.6m。

项目区行政区隶属贵州省黔西南自治州贞丰县者相镇，且无道路从路段附近通过，交通条件相对较差。

2 测区地球物理特征

测区野外岩土体主要岩土层地球物理参数如下：(1)第四系覆盖层电阻率ρs为20～100Ω/m；(2)T1yn2灰岩夹泥岩ρs为50～200Ω/m；(3)T1yn3-4厚层状灰岩ρs为200～2000Ω/m。覆盖层视电阻率值较小，灰岩视电阻率值较大。且在灰岩岩体内，随着岩石裂隙的发育程度、破碎程度、充填物含量的增加，电阻率都将急剧减小。这种物性差异，为利用电阻率法勘查测区的覆盖层分布、强风化层厚度及基岩岩溶裂隙、断层发育情况等地质信息提供有利条件。

3 测区物探施工方案

高密度电法与常规直流电法类似，是以地质体的电性差异为基础，通过观测和研究与这些差异相关的电场或电磁场在空间和时间尺度的分布特点和变化规律，来查明地下地质构造的地球物理方法[1-6]。高密度电法兼备常规电剖面法和电测深法的诸多优点，不仅可以观测地下一定深度范围内横向电性的变化情况，同时还可以观测垂向电性的变化特征；具有采集数据量大、测点密度高的特点，有效弥补了常规电法数据少、解释方法单一的不足[7-15]。

本次工作采用重庆奔腾WGMD-9高密度电法仪，其工作性能良好、测量数据可靠。观测排列一次布置80个电极，点距为3m，测量层数为39。

4 测区物探成果分析及地质解释

本次工作先使用Surfer软件和二维电阻率反演成像软件的数据处理功能对采集的数据进行预处理，同时输入测线地面高程数据做地形校正，再据经验合理设置解释所必须的参数。基于上述准备工作，运行软件进行反演解释，在解释过程中，随时调整参数，以便使结果真实合理，计算结果用电阻率色度图表现、综合解释。

根据工程勘察要求，结合现场地形情况，测线布置为：沿B12K87+935右3m～B12K88+162右3m、B12K87+936右33m～B12K88+164右33m布置两个排列，编号分别为：AB1～AB1’、AB2～AB2’。

结合理论计算及实践经验，本次高密度电法勘探反映的最大勘探深度在40m左右。根据Surfer软件绘制的ρs等值线图和高密度电阻率数据反演软件反演结果，并结合地质调绘资料，解释如下：

AB1～AB1’(图1)：测线布置范围内，覆盖层厚约1～5m，强风化层厚约0.5～4m，节理裂隙发育，岩体破碎；在B12K88+022右4m～B12K88+058右4m附近，深约7～21m，存在一低阻异常，推测为节理裂隙发育，岩体较破碎；其中，B12K88+040右4m附近，中心深度分别在12m和21m存在两处低阻异常，岩体视电阻率值较低，结合地质信息，推测浅部的异常为小型溶洞、深部的异常为岩溶管道位置所在。

AB2～AB2’(图2)：测线布置范围内，覆盖层厚约0.5～6m，强风化层厚约0.5～3m，节理裂隙发育，岩体破碎；在B12K88+066右34m～B12K88+071右34m附近，深约16～22m存在一处低阻异常，推测为节理裂隙发育，岩体较破碎；其中，B12K88+028右34m附近，中心深度约20m存在一低阻异常，岩体视电阻率值较低，结合地质信息，推测为岩溶管道位置所在。

5 地质结论与评价

根据物探成果分析，覆盖层厚度约0.5～6m；

强风化层厚度约0.5～4m。其中：

裂隙发育区2处：分别位于(1)B12K88+022右4m～B12K88+058右4m附近，深约7～21m；(2)B12K88+066右34m～B12K88+071右34m附近，深约16～22m。

溶蚀发育区3处：B12K88+040右4m附近，中心深度分别在12m和21m、B12K88+028右34米附近，中心深度约20m。

综合以上分析，本次工作基本查明了测区覆盖层分布、强风化层厚度及基岩岩溶裂隙发育、断层等地质信息，但限于高密度电法的自身固有的局限性，建议在详勘时用钻探或其他方法做进一步验证。