工程勘察應(yīng)用高密度電法的作用探討

岑永通　張東梅

【摘要】針對當(dāng)前工程勘察過程，討論高密度電法的應(yīng)用效果。先介紹了高密度電法的原理與特點(diǎn)，并對高密度電法技術(shù)應(yīng)用中的重要參數(shù)進(jìn)行分析，再結(jié)合實(shí)際工程案例，分析高密度電法在工程勘察中的應(yīng)用，以求為未來工程勘察提供新的途徑。

【關(guān)鍵詞】工程勘察；高密度電法

在現(xiàn)代工程勘察中，高密度電法作為一種主要的勘察技術(shù)而受到相關(guān)人員的重視，并在工民建勘察、施工、橋墩選址等多個(gè)項(xiàng)目中發(fā)揮著重要作用，在現(xiàn)代工程、生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。從應(yīng)用過程來看，高密度電法實(shí)現(xiàn)了施工現(xiàn)場勘察資料的實(shí)時(shí)處理，保證了勘察資料的有效分析，又能根據(jù)工作人員要求打印勘察圖紙，顯著提高了工程勘察工作效率。因此在未來工程勘察中，要進(jìn)一步明確高密度電法的應(yīng)用與作用，為獲得更好的工程勘察結(jié)果奠定基礎(chǔ)。

1.高密度電法的基本原理

所謂高密度電法，全稱為高密度電阻法，是以巖土體典型差異為基礎(chǔ)，通過向巖土體施加電場作用，使地下傳導(dǎo)電流變得更有規(guī)律性，再依靠專業(yè)設(shè)備，觀察巖土體電性差異，最終實(shí)現(xiàn)對巖土體的勘察。

而在具體參數(shù)分析，受多種因素影響，勘察人員可能無法獲得方程的解析解，因此建議相關(guān)人員工作通過數(shù)據(jù)模擬的方式獲得上述公式的解析解。另一方面，在高密度電法勘察中，僅依靠高密度電阻法剖面圖分析整個(gè)工程項(xiàng)目的實(shí)際情況時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，為了更好的獲取地下介質(zhì)的圖像，需要對整個(gè)參數(shù)及其圖像內(nèi)容進(jìn)行二維電阻率反演，通過開展一系列計(jì)算獲取成像單元的矩形網(wǎng)格，再根據(jù)有限差分算法，確定不同觀測點(diǎn)的電阻率，這在工程勘察分析中發(fā)揮著重要作用。

在高密度電法中，其中包括多種裝置，例如溫納、偶極、單邊三極、聯(lián)合剖面等，這些裝置在高密度電法應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用，但對工作人員而言，在具體工程項(xiàng)目中，需要以高密度電法的整體工作框架為核心（如圖1所示），根據(jù)具體的裝置內(nèi)容進(jìn)行對比運(yùn)用分析，盡量選擇合理的裝置型式，以保證高密度電法的應(yīng)用效果。

2.高密度電法在工程勘察中的應(yīng)用分析

2.1工程案例簡介

該項(xiàng)目中應(yīng)用DZD-4電阻儀進(jìn)行高密度電法勘察，其中包括電測儀、陣列電機(jī)、電纜等多種設(shè)備組成。在實(shí)際工程項(xiàng)目中，野外測量電極距為0.5-5.0m，工作電壓<750V，電流<3A。在應(yīng)用中，供電與測量是由微極控制而進(jìn)行掃描性勘探的，隨著供電電機(jī)參數(shù)的變化，電流探測深度也會(huì)相應(yīng)變化，兩者之間存在正比例關(guān)系。

2.2高密度電法施工方法

其具體技術(shù)措施為：

（1）合理布設(shè)電極，使電極排列方向與測線方向向平行；（2）電極接地電阻始終小于等于10KΩ，且接地電阻相對較大的電極進(jìn)行相應(yīng)的處理，可以通過澆鹽水的方法來顯著降低接地電阻參數(shù)，使其能更有效的應(yīng)用在工程勘察中。（3）不同電極布設(shè)的質(zhì)量控制要求特點(diǎn)明顯，不同電極的埋深應(yīng)該是電極總高程的1/3-1/4，且電極與地面之間的耦合情況良好，并且在多種工況下能保持豎直狀態(tài)。（4）電纜線與不同電極接口之間的接觸效果良好，保證在工程勘察過程中能快速、有效的收集各種工程勘察資料質(zhì)量。（5）在電極排列布置接受后，積極檢查電極排列情況，判斷其布設(shè)情況是否滿足工程要求毛病檢查電纜線與電極等部件的連接是否牢固。在該項(xiàng)目中發(fā)現(xiàn)幾處不穩(wěn)定現(xiàn)象，則通過控制電極與電纜線的連接質(zhì)量來消除連接不穩(wěn)定的影響。（6）為保證各個(gè)觀測數(shù)據(jù)的科學(xué)性，需要對每個(gè)數(shù)據(jù)觀測點(diǎn)進(jìn)行3次以上的觀測測量，直到相鄰幾次的觀測測量結(jié)果差異<5.0%時(shí)，才能選取參數(shù)作為工程數(shù)據(jù)。

2.3勘測結(jié)果分析

該項(xiàng)目工程勘察人員根據(jù)上述要求進(jìn)行了詳細(xì)的工程勘察測量，并獲取多個(gè)高密度電法探測推斷剖面圖，并進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)果解釋：設(shè)電阻率坡面地質(zhì)解釋通過鉆孔巖石與地表出露地層巖石與高密度電法測量電阻率之間呈正比例關(guān)系，則以通過高密度電法探測坡面圖建立本地區(qū)地層電阻率“標(biāo)定值”，并以此為基礎(chǔ)對視電阻率剖面進(jìn)行鉆孔資料對比分析，最終實(shí)現(xiàn)了對物探資料的地質(zhì)解釋。

3.高密度電法在滑坡體勘察中的應(yīng)用

在高密度電話勘察中，滑坡體劃分為巖體之間的滑動(dòng)與基巖、覆蓋層之間的滑動(dòng)，此類項(xiàng)目一直是工程勘察中的難點(diǎn)問題。在工程勘察過程中，為確定滑動(dòng)面的形態(tài)與埋深，單方面依靠鉆孔時(shí)無法有效檢測滑坡情況的，因此在勘察過程中需要借助高密度電法。

在某項(xiàng)目的滑坡工程中，考慮到當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境較為脆弱，不能依靠傳統(tǒng)的地震勘測方法進(jìn)行勘察，因此需要借助高密度電法進(jìn)行工程勘察?？辈烨跋瘸浞至私馐┕さ牡刭|(zhì)特征，結(jié)果顯示滑坡面所在的坡岸較為平緩，則相對順直，所露出的地層為石灰?guī)r、砂巖等。

在對目標(biāo)地區(qū)進(jìn)行高密度電法測量后發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)覆蓋層與基巖電阻率分布特征差異十分明顯，兩者之間具有明顯的接線。其中覆蓋層的電阻主要集中在縱向、橫向上，相互之間的電阻分布較大，電阻率值變化范圍為50Ω·m-1300Ω·m。基巖在色譜上呈現(xiàn)出明顯的層狀機(jī)構(gòu)，且從上到下依次分布，電阻值逐漸增加，電阻值從最初的300Ω·m逐漸向更高電阻參數(shù)增加。從后期應(yīng)用來看，高密度電法所反映的基覆蓋界線埋深與鉆孔結(jié)石的深度基本相同，由此可見，依靠高密度電法能有效解釋滑坡體滑坡面的深度與形態(tài)，在后期工程建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。

結(jié)論：

（1）高密度電法在工程勘察中具有明顯的優(yōu)勢，能有效滿足多種情況下的工程勘察需要，且該方法的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存量大，數(shù)據(jù)處理優(yōu)勢明顯，可以通過圖像更加清晰的闡明工程項(xiàng)目的基本資料，具有良好的應(yīng)用價(jià)值。

（2）從工程項(xiàng)目的應(yīng)用情況來看，在不同工程項(xiàng)目中應(yīng)用高密度電法，工作人員都順利達(dá)到了既定的工作目標(biāo)，有效解釋了不同項(xiàng)目地址勘察資料，提示高密度電法具有準(zhǔn)確率高、使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)該成為未來工程勘察的主要方法。

綜上所述，高密度電法在工程勘察中發(fā)揮著重要作用，是一種行之有效的工程勘察手段，應(yīng)該在更多工程項(xiàng)目中進(jìn)行應(yīng)用、推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄧娜，江長森.高密度電法在工程勘察中的應(yīng)用實(shí)例[J].物探化探計(jì)算技術(shù)，2009，31（06）：277-281.

[2]徐興松，高文龍.高密度電法工程地質(zhì)勘察應(yīng)用實(shí)例探析[J].巖土工程（勘測設(shè)計(jì)），2012（01）：15-18.

[3]韋衛(wèi)明.高密度電法在工程勘察中的應(yīng)用體會(huì)[J].煤炭技術(shù)，2011，30（02）：134-136.