高密度电阻率法在水利工程管涌抢险中的应用

王宇航

（安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司 合肥 230022）

高密度电阻率法是常见的一种地球物理方法，其在常规电法基础上发展而来，该方法利用地下介质导电性的差异，在人工施加电场的作用下，不同介质传导电流的变化，引起电阻率值的不同的区域间变化，反演推算地下地质情况。

1 工程概况

某复线船闸在深基坑开挖至距建基面1m 时，正值主汛期来临，两岸持续降雨，导致河水上涨，一线船闸和新建复线船闸深基坑水位差高达16m，在高渗透压力作用下，复线船闸深基坑内出现管涌险情，采用高密度电阻率法探测管涌位置和走向，为下一步除险提供方向。

2 高密度电阻率法工作原理及工作布置

2.1 工作原理

高密度电阻率法是一种阵列探测方法，测点密度高，只需一次性将全部电极布置在一定间隔的测点上，自动转换电极装置形式、极距及测点等，即可实现野外数据的高效快速和自动采集。采用成像色谱图表示视电阻率等级剖面图，可直观形象地刻画地电断面的结构与分布形态。

本次场地较小，选取单边三级装置，最大限度获取地下视电阻率信息，该装置适用于变断面连续滚动扫描测量，测量时，N、M 不动，A 逐点向右移动，得到一条滚动线；接着N、M、A 同时向右移动一个电极，M、N 不动，A 逐点向右移动，得到另一条滚动线，这样不断滚动测量下去，得到矩形断面。其电极排列如图1。

图1 高密度电阻率法单边三级装置示意图

2.2 工作布置

本次共布置二条高密度电阻率法测线，测线布置如图2 所示。

测线一布置在一线船闸和新建复线船闸的导航墙之间，地表高程为28m，测线长122m，测深20m；测线二布置在一线船闸左侧翼墙至新建复线船闸上游围堰，地表高程为34m，测线长59m，测深26m。

3 成果分析

通过瑞典Res2dinv 软件对原始数据先剔除奇异点，再进行二维数据反演，最后展开含地形信息的视电阻率剖面图。通过数据可以看出：

测线一，在横向位置110～116m，高程24～28m，存在低阻区域，是由于边坡塌方，土体松散，雨天积水导致（见图3）。

图2 高密度电阻率法测线布置平面图

图3 测线一视电阻率剖面图

测线二，在横向位置3～13m，高程13～23m，存在低阻区域，在横坐标24～30m 处，高程约155～163m，存在低阻异常区域，疑似管涌通道（见图4）。

图4 测线二视电阻率剖面图

在测线二低阻区域上方布设钻孔（ZK01），钻孔钻进至22m 高程附近，后方管涌点出现浑水，确定此处与管涌通道相连。在处进行灌浆处理，后方管涌点管涌现象逐步削减。

4 结语

从探测视电阻率断面分析和钻孔验证来看，本次高密度电阻率法探测较好的找出了管涌通道的位置，为除险提供了依据，验证了高密度电阻率法在水利工程管涌抢险中应用的可靠性。可见，高密度电阻率法在水利工程隐患探测方面应用前景广阔，未来在探测布置优化、装置形式的选择、建立三维空间电阻率等方面还值得进一步研究■