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高密度電法在高速公路勘察中的應(yīng)用
2012-05-03 
1、高密度電法的主要特點(diǎn)

  高密度電法進(jìn)行二維地電斷面測量,兼具剖面法與測深法的功能。能有效的進(jìn)行多種電極排列方式的掃描探測,因而可以獲得較豐富的關(guān)于地電斷面結(jié)構(gòu)特征的地質(zhì)信息,具有點(diǎn)距小、采樣密度高的特點(diǎn)。敷設(shè)一次導(dǎo)線可進(jìn)行數(shù)千個(gè)記錄點(diǎn)的數(shù)據(jù)觀測,不僅采集速度快,而且避免了可能手工操作所出現(xiàn)的錯(cuò)誤。

  通常工程上進(jìn)行電法勘察時(shí),常常采取小點(diǎn)距、高數(shù)據(jù)采集密度以達(dá)到高精度的數(shù)據(jù)要求。與傳統(tǒng)的電阻率法相比,高密度電法成本低、效率高,信息豐富,解釋方便??碧侥芰︼@著提高,尤其適合目前工程地質(zhì)勘察中,解決目標(biāo)體埋深不大、規(guī)模較小的地質(zhì)任務(wù)。

  2、高密度電法用于高速公路勘察中的主要任務(wù)

  在高速公路的勘察中,一般說來主要的物探工作目的不外乎如下幾點(diǎn):

 ?。?)可能的災(zāi)害地質(zhì)體的探查,如巖溶、采空區(qū)、塌陷區(qū);

 ?。?)構(gòu)造勘察,如斷層斷裂帶的規(guī)模、傾向、傾角,巖石接觸帶(面)的圈定等;

 ?。?)輔助地質(zhì)分層,比如覆蓋層厚度及風(fēng)化層劃分。解決這些問題,高密度電法可以達(dá)到理想的效果。

  3、高密度電法野外工作裝置

  高密度電法野外工作裝置形式較多,總電極數(shù)與點(diǎn)距可根據(jù)場地與勘察深度任意選擇。

  固定斷面掃描測量方式數(shù)據(jù)采集結(jié)果其視電阻率斷面為一倒梯型剖面;變斷面連續(xù)滾動掃描測量方式其視電阻率斷面為一平行四邊形剖面。

  裝置選擇、具體施工方式,本著有效、簡單易操作、對周圍環(huán)境影響小、投入人員和經(jīng)濟(jì)成本低的原則,根據(jù)現(xiàn)場情況和實(shí)驗(yàn)結(jié)果選擇裝置布置。目前在高速公路勘察中,主要裝置選擇如下:(其中的A、B為供電電極,M、N為測量電極)。

 ?。?)電極排列如下:極距選擇根據(jù)探察目標(biāo)體的大小而適當(dāng)確定。一般目標(biāo)體越小,需要探測的越精細(xì),則選擇的機(jī)距越小,相應(yīng)的探測深度也就越小。測量斷面為倒梯形。

  

  測量時(shí),AM=MN=NB為一個(gè)電極間距,A、B、M、N逐點(diǎn)同時(shí)向右移動,得到第一條剖面線;接著AM、MN、NB增大一個(gè)電極間距,A、B、M、N逐點(diǎn)同時(shí)向右移動,得到另一條剖面線;這樣不斷掃描測量下去,得到倒梯形斷面。

  (2)A-MN-B四極測深排列

  該裝置適用于變斷面連續(xù)滾動掃描測量,電極排列如下:

  

  測量時(shí),M、N不動,A逐點(diǎn)向左移動,同時(shí)B逐點(diǎn)向右移動,得到一條滾動線;接著A、M、N、B同時(shí)向右移動一個(gè)電極,M、N不動,A逐點(diǎn)向左移動,同時(shí)B逐點(diǎn)向右移動,得到另一條滾動線;這樣不斷滾動測量下去,得到矩形斷面。

  高密度電法大數(shù)據(jù)量數(shù)據(jù)采集為高精度反演成像提供了可靠的保證,能較直觀、形象地反映地下采空區(qū)異常的埋深、分布范圍等,地質(zhì)效果良好。可有效地查明地下目標(biāo)體的埋深及分布范圍,為相關(guān)的設(shè)計(jì)處理提供依據(jù)。

  4、工程實(shí)例

  4.1地下采空塌陷區(qū)

  主要是采空部位上部巖石的崩塌導(dǎo)致覆蓋層的下沉。坍塌后,上部土層不再密實(shí),而是變的松散,因此相比周圍巖層來說,異常特征表現(xiàn)為電阻率值發(fā)生較大變化。

  下圖是一個(gè)巷道異常特征圖像。巷道開口在半山坡,深度距工作面(垂直)約15米,圍巖為粉砂巖,洞中無積水。(攀枝花砝埡路采空區(qū)探測,2005年,選擇電極距3米)

  

  4.2構(gòu)造探測

  反演圖中明顯的電阻率差異,可推斷出構(gòu)造帶的范圍、傾向、傾角。探測區(qū)主要巖性為石灰?guī)r(杭州至瑞麗高速公路貴州境思南至遵義公路工程某隧道。2009年,選擇電極距10米)

  

  4.3 巖土層劃分

  (杭州至瑞麗高速公路貴州境思南至遵義公路工程某隧道。2009年,選擇電極距10米,主要巖性為砂巖),從反演圖像可以很清楚的劃分出巖層的風(fēng)化層位。

  
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