淺談物探技術(shù)在強(qiáng)巖溶地區(qū)壩基處理中的運(yùn)用

浦銳

（云南建投第一水利水電建設(shè)有限公司 云南昆明 650000）

1 強(qiáng)巖溶地區(qū)

強(qiáng)巖溶地區(qū)一般分布在我國(guó)的西南地區(qū)，強(qiáng)巖溶地區(qū)又被叫做喀斯特地貌，強(qiáng)巖溶地區(qū)是由于水流本身對(duì)地質(zhì)的侵蝕和溶蝕以及崩塌加機(jī)械改變進(jìn)而造成的。強(qiáng)巖溶地區(qū)的地表是指地面表層，其主要分布在溶溝和石芽之間，其中的溶溝是由于長(zhǎng)時(shí)間水流的沖刷造成的溝壑，石芽就是溝壑之間突起的部位。溝壑中石芽的高度一般在20m以內(nèi)，超過(guò)20m的被叫做石林。巖溶區(qū)的地下分布著很多的溶洞，一般都稱作洞穴，洞穴的形成原因是由于地下水對(duì)可溶性巖層或者斷層和節(jié)理長(zhǎng)時(shí)間不斷的溶蝕形成的一種地下孔道。溶洞中主要包括石鐘乳、石筍、石柱和石灰華等，安順龍宮和織金縣的織金洞就是巖溶場(chǎng)地形成的溶洞。這些溶洞從表面來(lái)看十分具有藝術(shù)特點(diǎn)，但是在實(shí)際的建筑處理過(guò)程中，溶洞經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)滲漏問(wèn)題，對(duì)于壩基的建筑質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。

2 高密度電物探技術(shù)

高密度電物探技術(shù)的應(yīng)用原理和以前的電阻率法是基本一樣的，主要的不同點(diǎn)就是對(duì)高密度電法在測(cè)量的時(shí)候設(shè)置了比較高密度的測(cè)點(diǎn)，比傳統(tǒng)的電阻率法的檢測(cè)效果高出很多。在測(cè)量時(shí)，施工人員只需要把全部的電極設(shè)置在具有一定距離的側(cè)點(diǎn)上就可以開展檢測(cè)工作了[1]。在檢測(cè)過(guò)程中，由于電機(jī)的數(shù)量較低，施工人員可以對(duì)其進(jìn)行自由搭配，便于更好的對(duì)強(qiáng)巖溶地區(qū)的地形和地質(zhì)形成實(shí)現(xiàn)全面的檢測(cè)，做到全面了解，對(duì)滲漏問(wèn)題進(jìn)行有效處理，保證壩基的質(zhì)量。與一般的電法相比較，高密度電物探技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，主要為以下幾點(diǎn)：

（1）因?yàn)閺?qiáng)巖溶地區(qū)的特殊性，需要測(cè)量的測(cè)點(diǎn)會(huì)較多，所以在測(cè)量時(shí)電極的分布較為廣泛，應(yīng)用高密度電物探技術(shù)，施工人員可以一次性地完成布置，能夠有效減少因?yàn)槎啻尾贾貌⑶夷媚蟛缓帽舜酥g的間距而產(chǎn)生相互干擾的問(wèn)題。保證數(shù)據(jù)的測(cè)量效果，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確定和科學(xué)性。

（2）高密度電物探技術(shù)是一項(xiàng)較為先進(jìn)的技術(shù)，在應(yīng)用過(guò)程中能夠基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)的引入，能夠有效地減少人力和物力的施工成本，提高工作的效率，保證測(cè)量工作高效率高質(zhì)量的完成。

（3）高密度電法能夠做到對(duì)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行及時(shí)有效的分析，完成脫機(jī)處理，實(shí)現(xiàn)智能化的施工[2]。

（4）高密度電法能夠有效實(shí)現(xiàn)多種電極排序的測(cè)量，獲取充足的數(shù)據(jù)信息，對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行篩選，能夠獲取到全面的地址結(jié)構(gòu)信息。

3 高密度電阻法應(yīng)用原理

高密度電阻法是一種陣列勘探的方法，也可以看做是四級(jí)測(cè)探和點(diǎn)剖面法的結(jié)合，是直流電在發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)的產(chǎn)物。高密度電法的工作原理是：電極向地下長(zhǎng)時(shí)間的供電，接收供電的土地會(huì)形成一種人工電場(chǎng)，地下不同物質(zhì)所產(chǎn)生的ρ和人工電場(chǎng)的位置情況著息息相關(guān)。施工人員可以對(duì)其進(jìn)行人工測(cè)量，根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)結(jié)果對(duì)電阻率ρ的情況實(shí)現(xiàn)全面掌握，進(jìn)而了解地下的地質(zhì)構(gòu)造情況。高密度電法對(duì)于水有著很強(qiáng)的敏感度，所以在含有水的巖層附近進(jìn)行方法的應(yīng)用時(shí)會(huì)有更加顯著的效果。在含有水的巖層附近，電阻率ρ的值會(huì)變小，但是堅(jiān)硬完整的地質(zhì)電阻率ρ會(huì)較高，所以能夠?qū)崿F(xiàn)有效判斷測(cè)量。高密度點(diǎn)法工作具有原理清晰和圖像直觀的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，是一項(xiàng)具有較高分辨率的測(cè)量方法，高密度電阻法應(yīng)用原理如圖1所示。

圖1 高密度電阻法應(yīng)用原理

4 高密度電法的應(yīng)用過(guò)程

4.1 工作環(huán)節(jié)的布置

高密度電阻率法一般是通過(guò)陣列電極裝置來(lái)完成對(duì)野外數(shù)據(jù)的搜集工作。電極與電極之間的距離及電極的排列長(zhǎng)度會(huì)對(duì)采集的數(shù)據(jù)，能夠直接對(duì)是否存在溶洞以及溶洞具體情況的反應(yīng)能力形成直接影響。在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，兩個(gè)電極之間的距離越小對(duì)目標(biāo)體的勘測(cè)數(shù)據(jù)越精確。電極的數(shù)量如果一直不變，只是電極之間的距離變小的話，會(huì)測(cè)點(diǎn)之間的直線距離出現(xiàn)大幅度的減少的問(wèn)題，當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，應(yīng)該降低對(duì)坡面的勘測(cè)深[3]。在野外應(yīng)用高密度電阻率法方法時(shí)，施工人員首先要做好對(duì)檢測(cè)地點(diǎn)的全面了解，根據(jù)所了解的數(shù)據(jù)資料，對(duì)溶洞的全部情況實(shí)現(xiàn)全面掌握，之后施工人員可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法，計(jì)算電極數(shù)量、電極距離、電極長(zhǎng)度等，保證數(shù)據(jù)勘測(cè)效果，實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)問(wèn)題的有效掌握，保證強(qiáng)巖溶地區(qū)壩基處理問(wèn)題的順利開展。測(cè)量?jī)啥藭?huì)出現(xiàn)采集的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率下降的問(wèn)題，測(cè)線的總長(zhǎng)應(yīng)為探測(cè)區(qū)域的分布長(zhǎng)度l加上兩側(cè)各D/2的長(zhǎng)度。為了保證測(cè)量效果，施工人員要把最小電極距離控制在探查深度的l/10~l/15左右，減少測(cè)量過(guò)程中不確定因素和“偽像”情況的發(fā)生，為壩基的質(zhì)量做出保證[4]。

4.2 勘測(cè)結(jié)果的展示

巖體和地質(zhì)結(jié)構(gòu)堅(jiān)硬、穩(wěn)定、完整的地區(qū)會(huì)顯示為高阻區(qū)；巖體結(jié)構(gòu)松散，含水量較高，裂隙中存在水時(shí)會(huì)顯示為低阻區(qū)。很多的溶洞和巖溶裂隙都是以部分填充為主，上面部位為空洞，下面是結(jié)構(gòu)疏松的巖層。所以電阻率成像圖的檢測(cè)圖片會(huì)出現(xiàn)斷續(xù)的串珠狀組合異常區(qū)，異常區(qū)是由于溶洞上部分高阻，下部分低阻情況造成的。電阻率的成像圖對(duì)巖溶地質(zhì)的解釋原則主要有以下三種：

（1）巖溶發(fā)育在灰?guī)r中，背景的電阻率值具有高阻特征。

（2）巖溶地區(qū)下部分填充，上部分空洞，會(huì)出現(xiàn)斷續(xù)的串珠狀組合異常區(qū)。

（3）巖溶沿構(gòu)造破碎帶發(fā)育，串珠狀異常的走向和會(huì)和產(chǎn)狀與區(qū)域構(gòu)造相同。

5 結(jié)語(yǔ)

高密度電物探技術(shù)是一種十分便捷、高效的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)強(qiáng)巖溶地區(qū)地形地質(zhì)情況的有效勘察，快速準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)對(duì)問(wèn)題及缺點(diǎn)的確定，便于后期針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行處理，減少?gòu)?qiáng)巖溶地區(qū)壩基質(zhì)量問(wèn)題的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)巖溶地區(qū)壩基的有效處理。物探技術(shù)在應(yīng)用時(shí)應(yīng)結(jié)合經(jīng)驗(yàn)，對(duì)物探技術(shù)進(jìn)行不斷的優(yōu)化與創(chuàng)新，以便為強(qiáng)巖溶地區(qū)壩基處理工作提供有力支持。