高密度電法在巖溶探測中的應(yīng)用

范小志

摘 要：巖溶性地質(zhì)結(jié)構(gòu)勘探工作的技術(shù)質(zhì)量水平，對于我國巖溶地帶建設(shè)施工項(xiàng)目的綜合施工作業(yè)效果，以及工程項(xiàng)目使用者的生命財產(chǎn)安全狀態(tài)具備深刻的影響作用，本文圍繞高密度電法在巖溶探測中的應(yīng)用選取兩個具體方面展開了簡要分析。

關(guān)鍵詞：高密度電法；巖溶探測；應(yīng)用價值

中圖分類號：P631 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

基于具備巖溶塌陷自然災(zāi)害頻發(fā)特征的空間區(qū)域，開展地質(zhì)技術(shù)環(huán)境條件特征調(diào)查分析工作，徹底全面調(diào)查揭示相關(guān)地質(zhì)空間區(qū)域內(nèi)部巖溶塌陷地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)生點(diǎn)位的分布規(guī)律，以及引致巖溶塌陷地質(zhì)現(xiàn)象具體發(fā)生的有關(guān)因素，是我國地質(zhì)科學(xué)研究人員以及工程施工作業(yè)技術(shù)人員，開展地質(zhì)災(zāi)害事件及其發(fā)生隱患技術(shù)治理處置工作的重要前提準(zhǔn)備條件。在基于灰?guī)r地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件集中分布的空間區(qū)域開展高速公路工程，以及橋梁隧道工程開展設(shè)計施工建設(shè)實(shí)務(wù)活動過程中，巖溶和土洞等地質(zhì)現(xiàn)象要素在工程項(xiàng)目施工作業(yè)環(huán)節(jié)，或者是運(yùn)行使用環(huán)節(jié)具體出現(xiàn)的發(fā)育變化現(xiàn)象，通常會導(dǎo)致項(xiàng)目建設(shè)運(yùn)行點(diǎn)位出現(xiàn)表現(xiàn)特征顯著的地質(zhì)塌陷現(xiàn)象，進(jìn)而影響工程施工作業(yè)環(huán)節(jié)的良好穩(wěn)定開展，破壞工程施工過程中應(yīng)用的施工材料和機(jī)械設(shè)備，同時導(dǎo)致較為嚴(yán)重的人員傷亡結(jié)果。從這一角度分析，做好灰?guī)r集中分布地區(qū)工程項(xiàng)目施工之前的地質(zhì)環(huán)境探測工程，對于后續(xù)施工作業(yè)過程順利取得預(yù)期效果具有重要意義。有鑒于此，本文將會圍繞高密度電法在巖溶探測中的應(yīng)用展開簡要闡釋。

一、高密度電法的基本原理

圖1是高密度電法的基本技術(shù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，通過對這一基本技術(shù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖展開分析，可以實(shí)現(xiàn)對高密度電法基本技術(shù)原理的初步認(rèn)識。

高密度電法，有時也可以被稱作高密度電阻率法，或者是自動電阻率技術(shù)系統(tǒng)，是一種較為常見的陣列式物理勘探應(yīng)用方法，是直流電勘探技術(shù)方法深化發(fā)展背景下的重要產(chǎn)物。高密度電法的主要技術(shù)應(yīng)用功能，相當(dāng)于實(shí)現(xiàn)了深度測量應(yīng)用技術(shù)與電剖面法之間的相互結(jié)合。通過電極技術(shù)組件實(shí)現(xiàn)向地下空間的供電支持目標(biāo)，在此基礎(chǔ)上促使人工電場技術(shù)環(huán)境的建設(shè)形成，并通過完成對實(shí)際建設(shè)形成的人工電場場強(qiáng)參數(shù)的測量，初步了解地下空間中介質(zhì)物質(zhì)的視電阻率參數(shù)的大小分布特征，以此為技術(shù)依據(jù)，初步分析和闡釋被探測空間點(diǎn)位地下部分的地質(zhì)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)狀態(tài)。運(yùn)用高密度電法開展地質(zhì)結(jié)構(gòu)的探測分析技術(shù)環(huán)節(jié)，具備技術(shù)原理簡單、技術(shù)圖像觀感特征直接鮮明，以及分辨率水平較高的技術(shù)特點(diǎn)。高密度電法在地質(zhì)結(jié)構(gòu)探測工作領(lǐng)域的有關(guān)特點(diǎn)，為其在水文地質(zhì)勘探，以及礦產(chǎn)水利資源的儲量勘察技術(shù)領(lǐng)域的廣泛引入和運(yùn)用，創(chuàng)造和提供了扎實(shí)而穩(wěn)定的支持條件。

二、高密度電法在巖溶探測工作中的具體應(yīng)用

本文以我省某地方性中等規(guī)模水泥建筑材料生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)線擴(kuò)建（廣東省佛山市南海區(qū)西岸鎮(zhèn)山林水語項(xiàng)目）工程作為研究討論對象，針對高密度電法在巖溶探測工作過程中的具體應(yīng)用表現(xiàn)展開分析。

本文選取的工程項(xiàng)目，具體引入運(yùn)用了DUK-2高密度電測量應(yīng)用技術(shù)系統(tǒng)針對擴(kuò)建生產(chǎn)線所在空間區(qū)域的綜合性地質(zhì)條件展開全面探測處理，其主要目的在于清晰認(rèn)識工程施工活動所在空間區(qū)域，距離地表位置30.00m之內(nèi)巖巖石層地質(zhì)結(jié)構(gòu)的電屬性參數(shù)指標(biāo)的空間分布狀態(tài)，同時全面調(diào)查揭示工程施工活動所在空間區(qū)域內(nèi)部的巖溶裂隙帶的延伸規(guī)律和分布狀況。

在實(shí)際運(yùn)用高密度電法開展地質(zhì)結(jié)構(gòu)勘探活動之前，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先運(yùn)用地面地質(zhì)調(diào)查方法，了解施工作業(yè)空間區(qū)域的基礎(chǔ)性地質(zhì)環(huán)境條件，為后續(xù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)勘探活動的具體開展，創(chuàng)造和提供基礎(chǔ)性地質(zhì)環(huán)境支持條件。本次工程項(xiàng)目在地面地質(zhì)調(diào)查環(huán)節(jié)應(yīng)用的主要方法，包含了穿越、追索，以及全面實(shí)地踏勘等。

本項(xiàng)工程開發(fā)項(xiàng)目中，待施工建設(shè)區(qū)的總施工面積為26.68公頃，且需要實(shí)施地質(zhì)結(jié)構(gòu)勘測的空間區(qū)域，均為目標(biāo)擴(kuò)建生產(chǎn)線的安裝施工空間區(qū)域。鑒于被探測空間環(huán)境區(qū)域本身具備相對茂密的地表植被分布特征，技術(shù)人員為有效提升地質(zhì)結(jié)構(gòu)勘測作業(yè)過程中的工作進(jìn)度水平，優(yōu)先引入運(yùn)用GPS定位測線技術(shù)完成部分控制性測點(diǎn)的測定技術(shù)環(huán)節(jié)，同時借助皮尺量距處理方法完成一般性測點(diǎn)的空間布置過程。在上述技術(shù)操作患者的具體開展過程中，測線結(jié)構(gòu)的空間布置結(jié)果，無法形成嚴(yán)格規(guī)范的直線表現(xiàn)特征，相鄰測點(diǎn)之間的物理間距，從地表結(jié)構(gòu)表征層面具有鮮明的等間距性，且平面性物理間距的實(shí)際表現(xiàn)狀態(tài)會伴隨地形特點(diǎn)的變化而發(fā)生變化，要求技術(shù)人員沿測線分布的空間方面，沒間隔兩個測點(diǎn)布置一個記錄標(biāo)志。本項(xiàng)工程項(xiàng)目共計布置7條獨(dú)立測線結(jié)構(gòu)，且全部測線結(jié)構(gòu)的空間布置狀態(tài)，遭受了地形表現(xiàn)特征的深刻影響。

在高密度電阻率法的具體技術(shù)應(yīng)用過程中，需要一次性完成針對數(shù)十根測量電極技術(shù)組件的空間布置操作環(huán)節(jié)，且確保實(shí)際布設(shè)安裝的電集技術(shù)組件，同時具備供電電極和測量電極的雙重性技術(shù)應(yīng)用功能。要借助程控式多路電極轉(zhuǎn)換器電氣組件，完成針對不同電極技術(shù)組件組合方式，以及不同的極距間隔參數(shù)水平的選擇和設(shè)定環(huán)節(jié)，并以此確保實(shí)際開展的野外技術(shù)數(shù)據(jù)快速采集技術(shù)過程能夠順利取得預(yù)期效果。極距參數(shù)的遞增性變化趨勢通常以一個極距作為考察單位借由么偶合極距以固定化的技術(shù)裝置結(jié)構(gòu)形式，逐點(diǎn)從左向右移動的范式，完成相應(yīng)極距結(jié)構(gòu)內(nèi)部的技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目采集處理技術(shù)過程，之后通過增大極距表現(xiàn)規(guī)模的方法，完成針對下一個極距的技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)的采集過程。對于某一具體化的極距技術(shù)結(jié)構(gòu)而言，其在高密度電阻率法條件下采集獲取的電氣運(yùn)行數(shù)據(jù)項(xiàng)目，與在電阻率剖面法條件下采集獲取的數(shù)據(jù)結(jié)果，具備較為充分的彼此一致性。而在針對同一記錄點(diǎn)空間技術(shù)點(diǎn)位中，不同極距結(jié)構(gòu)的觀測過程中所獲取的結(jié)果，通常與某一對應(yīng)的技術(shù)側(cè)探點(diǎn)具有等價性。從這一技術(shù)分析角度可知，高密度電阻率法的技術(shù)實(shí)質(zhì)，相當(dāng)于傳統(tǒng)電阻率剖面法和電阻率測探法的相互結(jié)合。

本項(xiàng)工程項(xiàng)目中的實(shí)際測量技術(shù)環(huán)節(jié)開展過程，引入并運(yùn)用了運(yùn)行性能狀態(tài)穩(wěn)定的溫納技術(shù)裝置，并且價格電極距的參數(shù)規(guī)模設(shè)定為5.00m，電極技術(shù)組件的實(shí)際設(shè)置數(shù)量為60個，并且電極技術(shù)組件結(jié)構(gòu)之間的最小間隔系數(shù)設(shè)置為1.最大間隔系數(shù)設(shè)定為16，實(shí)際測量的剖面地質(zhì)結(jié)構(gòu)的層數(shù)為16層。

在運(yùn)用高密度電阻率法的技術(shù)背景之下，野外作業(yè)技術(shù)環(huán)節(jié)的具體開展路徑具備鮮明的簡單性，技術(shù)人員僅需要預(yù)先配置完成的全部電極技術(shù)組件，按照具備一定的間距設(shè)置特征的測線技術(shù)結(jié)構(gòu)完成布設(shè)操作環(huán)節(jié)，之后借由多芯電纜技術(shù)工件，將其直接連接到多路式電極轉(zhuǎn)換器技術(shù)組件結(jié)構(gòu)之上，即可確保實(shí)際測量過程中形成的，種類多樣的技術(shù)信號，能夠順利被傳輸?shù)蕉喙δ苤绷麟姕y儀技術(shù)設(shè)備之中，并繼而完成針對測量過程中獲取的技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)項(xiàng)目的存儲，分析，以及后續(xù)處理應(yīng)用實(shí)務(wù)環(huán)節(jié)。

在完成技術(shù)性技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)的測量采集技術(shù)環(huán)節(jié)之后，技術(shù)人員需要通過對以及測量獲取的數(shù)據(jù)信息要素的分析處理，具體形成針對特定空間區(qū)域的地質(zhì)探測活動實(shí)踐結(jié)果。

在高密度電阻率法的應(yīng)用條件下，技術(shù)人員在針對已經(jīng)獲取的測量數(shù)據(jù)展開技術(shù)分析過程中，需要依次完成突變點(diǎn)剔除、橫向或者是縱向?yàn)V波，以及地形改正等技術(shù)處理操作環(huán)節(jié)。所謂突變點(diǎn)剔除，通常指涉的是將測量過程中獲取的，具備技術(shù)突變特征的數(shù)據(jù)要素適合剔除，這類數(shù)據(jù)要素，往往是在電極技術(shù)結(jié)構(gòu)發(fā)生接觸不良，或者是測量數(shù)量過程中存在外界干擾性技術(shù)因素條件下而具體產(chǎn)生的，其在一定程度上，能夠給技術(shù)勘探最終結(jié)果分析工作的準(zhǔn)確性水平造成明顯的不良影響。通常推薦運(yùn)用RES2DNV處理軟件針對測量過程中發(fā)現(xiàn)的突變點(diǎn)實(shí)施處理過程，通常采用的方法，有直接刪除，以及運(yùn)用相鄰點(diǎn)平均值替代等。

結(jié)語

針對高密度電法在巖溶探測中的應(yīng)用問題，本文從高密度電法的基本原理，以及高密度電法在巖溶探測工作中的具體應(yīng)用兩個具體方面展開了簡要分析，旨意為相關(guān)領(lǐng)域的研究人員提供借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]王喜遷，孫明國，江玉樂，等.高密度電法在巖溶探測中的應(yīng)用[J].煤田地質(zhì)與勘探，2011（5）：72-75.