公路工程地質(zhì)勘察中高密度電法的應(yīng)用

李春旭

（四川省公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，成都 610000）

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的飛速發(fā)展，作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)命脈的交通事業(yè)也得到了很大程度上的發(fā)展。為了使得城市及郊區(qū)的交通擁堵現(xiàn)象得到緩解，我國(guó)的交通工程施工的規(guī)模逐漸的加大，數(shù)量不斷的增多。在施工過(guò)程中，增加公路的載重量，加強(qiáng)公路建設(shè)的質(zhì)量，是公路工程建設(shè)中的重要部分。而在公路建設(shè)中，對(duì)建設(shè)路線的勘察，是公路工程建設(shè)前最重要的組成部分。所以利用科學(xué)的方式有效的高密度電法進(jìn)行線路地質(zhì)勘察，最大程度上減小工程誤差，才能使公路工程建設(shè)質(zhì)量更好。

1 高密度電法原理和優(yōu)勢(shì)

1.1 高密度電法基本原理

高密度電法是一種工作效率相對(duì)較高的一種探測(cè)方法，它通過(guò)改進(jìn)常規(guī)電阻率，加大在工程測(cè)量中的測(cè)點(diǎn)密度，利用人工或者天然的電場(chǎng)，對(duì)不同巖層的電場(chǎng)異?，F(xiàn)象進(jìn)行進(jìn)一步分析，從而來(lái)探明施工線路的巖層及地質(zhì)構(gòu)造等問(wèn)題。

高密度電法可以通過(guò)電極相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)多種電極多種參數(shù)的排列組合，從而達(dá)到一次測(cè)量完成地質(zhì)縱向以及橫向的二維探測(cè)，獲得探測(cè)地豐富的地質(zhì)信息，有利于后續(xù)公路工程的開(kāi)展。

1.2 高密度電法的優(yōu)勢(shì)

高密度電法地質(zhì)勘查法與傳統(tǒng)的電阻率勘察法相比具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)，主要為以下幾點(diǎn)：（1）在其具體應(yīng)用的時(shí)候可以具體排列掃描，獲得較為豐富的地質(zhì)信息。（2）可以一次性布置好電極，一定程度上降低了其他原因引發(fā)的故障及干擾。（3）通過(guò)應(yīng)用高密度電法，在公路施工前的數(shù)據(jù)采集中，便可以實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘測(cè)。自動(dòng)化或者半自動(dòng)化，從而避免人工勘測(cè)偏差造成的問(wèn)題和錯(cuò)誤。（4）與傳統(tǒng)電阻率勘察法相比，高密度電法有著效率高、成本低、采集信息豐富等等特點(diǎn)。

而從目前來(lái)看，在高密度電法中，三電位電極系數(shù)應(yīng)用范圍較廣。在勘測(cè)過(guò)程中利用計(jì)算機(jī)的具體軟件，將勘測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化形成具體圖像，從而更加清晰的確認(rèn)將要施工線路的地質(zhì)構(gòu)造，從而最大程度上為將來(lái)公路施工提供更多的數(shù)據(jù)支持。

2 使用高密度電法的注意事項(xiàng)

（1）接地電阻以及電極布置等問(wèn)題：因地質(zhì)條件以及地形等種種因素的影響，接地電阻以及電極布置相對(duì)有著一定的難度，而電極的完整性極容易被地表露出面積較大的地點(diǎn)所破壞。所以在設(shè)計(jì)布置接地電阻以及電極的時(shí)候，應(yīng)注意盡量不要在裸露處地表的巖石上進(jìn)行電極布置，可用濕泥土做好小土堆，利用水的導(dǎo)電性，將電極插入土堆中，便于高密度電法的正常準(zhǔn)確的實(shí)施。

（2）控制電極極距，選擇好排列裝置：排列裝置的選擇會(huì)影響到實(shí)際勘探的最終結(jié)果。通過(guò)大量的工程實(shí)地勘測(cè)的結(jié)果表明，對(duì)地層勘測(cè)的目標(biāo)分辨率及深度，會(huì)很大程度上受到排列裝置差異的影響。所以在公路工程的勘測(cè)過(guò)程中，要盡量精確電極極距，選擇好排列裝置，同時(shí)對(duì)于掌握的信息進(jìn)行多方位的分析和考慮,從而更大程度上確保公路工程的總體質(zhì)量。

在公路工程施工之前的實(shí)地勘測(cè)的過(guò)程中，工作人員應(yīng)注意好以上與勘測(cè)相應(yīng)的事情，盡力避免在具體勘測(cè)過(guò)程當(dāng)中，因工作人員操作不當(dāng)或者操作失誤而造成勘察結(jié)果不精確的不良影響。若是勘測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)與實(shí)際施工的過(guò)程中，情況不相符，不僅會(huì)影響路橋施工過(guò)程中的施工進(jìn)度，還會(huì)更大程度上對(duì)于整體公路橋梁的施工質(zhì)量造成嚴(yán)重不良影響，從而進(jìn)一步影響到公路橋梁的使用壽命，甚至威脅到民眾的出行安全。

3 高密度電法的實(shí)際應(yīng)用分析

3.1 工程具體概況

某公路建設(shè)總長(zhǎng)度為308.13千米，在修建途中，經(jīng)過(guò)A，B，C，D四處位置時(shí)，為保證公路的順暢，因地理環(huán)境的原因需要架設(shè)橋梁。在架設(shè)橋梁之前，要對(duì)架設(shè)橋梁出的地質(zhì)信息進(jìn)行準(zhǔn)確的勘測(cè)，其中包括基巖的分布、深度以及斷層等，信息數(shù)據(jù)都要保證準(zhǔn)確無(wú)誤，才能保證公路工程的總體質(zhì)量。通過(guò)實(shí)地勘測(cè)發(fā)現(xiàn)公路工程的施工現(xiàn)場(chǎng)巖質(zhì)剖面都在河床內(nèi)，都是以變質(zhì)巖為主。有兩處地層有麻巖以及大理巖露出，并有大量的分布較為廣泛的砂石存在，而河床上的砂礫干燥偏松軟。

3.2 實(shí)地勘測(cè)與研究

工程采用主要組成部分為70路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、電纜線、電源、電測(cè)儀、陣列電極等的高密度電阻率儀對(duì)于將要實(shí)施施工的A、B、C、D四處地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)地勘測(cè)，以下簡(jiǎn)要的列出A處和B處地質(zhì)實(shí)際勘測(cè)與研究的情況。

通過(guò)A處剖面具體測(cè)量發(fā)現(xiàn)有一個(gè)正斷層在河?xùn)|處，電阻率較低，大概在1200—1600Ω/米左右，斷層上電性均勻，可能為麻巖透鏡體。而斷層下經(jīng)過(guò)勘測(cè)分為兩層，上部電阻相對(duì)較大，推測(cè)為整片麻巖，而下部電阻相對(duì)下部較低，可能為片巖。由于各個(gè)巖層之間電阻的差異，可推斷出該測(cè)量處形成層間破碎帶，可能由層間滑動(dòng)導(dǎo)致。（如圖3-1）

圖3-1

而B處橋梁的極限距離為3米，剖面長(zhǎng)149米，西部分為3層地層，上層大概有10米的沙石土層，含水豐富。中層主要巖層為風(fēng)化基巖，而下層的主要巖層為位基巖，并存在一條20米左右寬度的斷裂帶。而剖面的另一側(cè)長(zhǎng)149米，剖面成背斜分布。（如圖3-2）

圖3-2

由上可知，通過(guò)高密度電法，可以充分的探測(cè)和解析出實(shí)際施工地帶的地質(zhì)情況，以便于后續(xù)施工安全、順利的進(jìn)行的同時(shí)，最大限度保證實(shí)際的施工效果和施工質(zhì)量。

3.3 結(jié)論分析

在實(shí)地勘探的過(guò)程當(dāng)中，使用高密度電法對(duì)于A、B、C、D四處將要進(jìn)行公路橋梁的地質(zhì)基巖情況進(jìn)行了較為詳細(xì)的勘測(cè)分析。在勘測(cè)的過(guò)程中，在兩處地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)了地層斷裂處，且在地層剖面有著較為明顯的映射。其中較為靠近河床的B處橋梁的地層共有沙礫石土層、風(fēng)化基巖層以及底層斷裂帶三層，其中斷裂帶的破碎處最寬達(dá)到了20米寬。而在核心東側(cè)的A處也有斷裂帶的存在，其具體性質(zhì)還有待進(jìn)一步考察驗(yàn)證。

4 結(jié)束語(yǔ)

公路優(yōu)秀的施工質(zhì)量不僅成為了人們安全出行的根本，更是我國(guó)踐行綠色可持續(xù)發(fā)展方針的重要標(biāo)準(zhǔn)。所以在公路施工之前，對(duì)于施工線路的地質(zhì)勘察，成為公路施工質(zhì)量好壞的重要一環(huán)，更是線路設(shè)計(jì)方案的重要依據(jù)。而高密度電法應(yīng)用于公路工程的地質(zhì)勘探中，能夠較為準(zhǔn)確的勘探出施工線路的地質(zhì)構(gòu)造層，如斷層、破碎帶、基巖界線以及溶洞等。從而在施工過(guò)程中，便于采取措施，使得公路的總體質(zhì)量得到大幅提升。實(shí)踐表明，公路工程地質(zhì)勘察中的高密度電法為目前最行之有效的地質(zhì)勘察法，值得對(duì)該方法進(jìn)行傳播和推廣。