高密度電法在巖溶、滑坡工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用

摘要：本文在結(jié)合某省二級(jí)公路路段樁基巖溶勘察以及路段滑坡地質(zhì)勘察工作中的相關(guān)應(yīng)用實(shí)際案例，對(duì)在巖溶、滑坡工程地質(zhì)勘察工作中，高密度電法的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)探究，希望能夠?yàn)楹罄m(xù)相關(guān)工作的開展提供一定的參考和依據(jù)。

關(guān)鍵詞：高密度電法;巖溶;滑坡工程;地質(zhì)勘察

一、引言

分析高密度視電阻率法可以知道，其是一種具有多個(gè)裝置以及多個(gè)極距的組合方法，能夠進(jìn)行測(cè)深以及電剖面法，通過(guò)一次布極就能夠采集到相關(guān)數(shù)據(jù)信息并計(jì)算得到相應(yīng)的比值參數(shù)，并將異常信息突出表現(xiàn)出來(lái)。高密度電法作為一種比較高效的物探方法，其所具有的特點(diǎn)包括以下兩方面：一方面是對(duì)于地質(zhì)體的含水情況比較敏感;另一方面則是圖像比較直觀清晰。近幾年，我國(guó)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在數(shù)據(jù)采集技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步下，我國(guó)勘探工作的效率得到了大幅度的提升，主要包括以下幾點(diǎn)：其一是剖面的覆蓋面積以及探測(cè)的深度等都得到了大幅度的增加;其二是能夠在比較強(qiáng)的干擾環(huán)境下得到準(zhǔn)確且可靠的測(cè)量數(shù)據(jù)信息，進(jìn)一步提高了信噪比;其三是能夠比較準(zhǔn)確的將地質(zhì)體探測(cè)出來(lái)，因而高密度電法在工程與水文地質(zhì)勘察以及礦產(chǎn)資源的勘查等工作中具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值，值得進(jìn)一步研究與推廣應(yīng)用。為此，本文在結(jié)合某省巖溶、滑坡工程勘察工作中高密度電法實(shí)際應(yīng)用案例的基礎(chǔ)上進(jìn)行了相關(guān)研究，希望能夠?yàn)楹罄m(xù)相關(guān)工作的順利開展提供可靠的參考。

二、高密度電法在巖溶勘察工作中的應(yīng)用

某省在公路段K65+843處有一個(gè)橋梁，每30米距離布置一個(gè)孔，共7個(gè)，該地段屬于巖溶發(fā)育，因而對(duì)于橋梁的施工具有不良影響。通過(guò)高密度電法進(jìn)行探測(cè)的主要工作目的是查清楚當(dāng)?shù)氐膸r溶發(fā)育情況，包括溶蝕區(qū)的實(shí)際分布范圍、主要的形態(tài)以及相關(guān)規(guī)模，從而為后續(xù)橋梁的施工提供可靠的資料依據(jù)。

首先，施工地的工程地質(zhì)條件主要為：第一，地層的巖性分布，從上往下分別為第四系，上層為含碎石或角礫且呈現(xiàn)棕紅色的硬塑狀，然后是厚層狀的灰?guī)r，地表可以看見充填粉質(zhì)黏土、礫石等的小溶洞，屬?gòu)?qiáng)風(fēng)化的灰?guī)r。第二，構(gòu)造方面，在距離橋梁南部大約100米的位置存在北西到南東方向的斷裂，傾角大小在600到700范圍內(nèi)，寬度范圍為70m到80m之間，是一種壓性的斷層。第三，溶洞的主要充填物包括以下幾種：其一是粉質(zhì)粘土;其二是鈣化層;其三是礫石。

其次，測(cè)量的主要結(jié)果以及相應(yīng)的解釋：通過(guò)對(duì)該公路路段的高密度電法視電阻率分布成像圖的研究可以發(fā)現(xiàn)，該路段的視電阻率總體發(fā)生降低，也就是說(shuō)該地段巖體的風(fēng)化程度比較高，結(jié)構(gòu)不夠緊密，巖溶發(fā)育。并且該路段的淺部電阻率范圍為100Ω～ 200ΩM，而深部電阻率的范圍為300ΩM～600ΩM，也就是說(shuō)，路段主要以灰?guī)r為主，淺部巖體所具有的風(fēng)化程度明顯要更高。以測(cè)量的結(jié)果為依據(jù)，該工程中的樁身處所存在的溶洞最好使用片石封堵，而位于樁底處的溶洞最好根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)?shù)募娱L(zhǎng)樁長(zhǎng)。

三、高密度電法在滑坡勘查工作中的應(yīng)用

某省二級(jí)公路路段是挖方路基以及路塹，在東西方向上的斜坡北部有一個(gè)比較深的溝。在挖開路基之后，南部的邊坡發(fā)生了大約3米到12米范圍的位移，滑坡的表面出現(xiàn)了不少東西方向上寬度為0.1米到0.7米范圍，長(zhǎng)度為5米到8米的裂縫。通過(guò)高密度電法進(jìn)行探測(cè)的主要目的是研究清楚滑坡體的實(shí)際分布范圍、主要的形態(tài)以及相應(yīng)的規(guī)模和類型，并進(jìn)一步研究滑坡的實(shí)際空間分布特征。

首先，主要的工程地質(zhì)條件包括：第一，該地段的底層巖性，從上至下分別為第四系以及二疊系下統(tǒng);第二，構(gòu)造，勘察區(qū)域位于斷層與斷裂的交匯地帶，斷裂構(gòu)造發(fā)育，并且?guī)r漿的活動(dòng)比較頻繁，底層的巖性比較復(fù)雜;第三，水文地質(zhì)條件為地下水形式是松散巖類孔隙水，主要存在位置是第四系殘坡積層中。

其次，實(shí)際測(cè)量的結(jié)果以及相應(yīng)解釋：通過(guò)分析該公路路段的滑坡體工程地質(zhì)剖面圖以及相應(yīng)的高密度電法視電阻率分布圖可以知道，巖石風(fēng)化程度較弱的高阻區(qū)強(qiáng)度明顯較高，而巖石風(fēng)化程度較強(qiáng)的低阻區(qū)，則相對(duì)不穩(wěn)定。結(jié)果顯示，滑坡在公路在建路基以及老路基以上40米范圍內(nèi)的電阻率比較低，巖體相對(duì)比較松散、破碎，是不穩(wěn)定區(qū)域。以測(cè)量結(jié)果為依據(jù)，應(yīng)該在實(shí)際施工過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)坡面截排水工作的重視，通過(guò)粘土填補(bǔ)已出現(xiàn)的滑面裂縫，避免地表水滲入，保障滑坡穩(wěn)定性，在老公路南部位置適當(dāng)削坡減載，并在前緣的位置設(shè)置相應(yīng)的抗滑擋墻。

四、高密度電法應(yīng)用過(guò)程中需要注意的問題分析

首先，不同探測(cè)目標(biāo)在異常形態(tài)上存在顯著差異，因此，應(yīng)該在進(jìn)行剖面布置工作之前，詳細(xì)掌握探測(cè)區(qū)域所具有的實(shí)際地質(zhì)特征，從而有效保證推斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。其次，應(yīng)該在尋找隱伏構(gòu)造斷裂以及破碎帶工作過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)含水性的重視程度。接下來(lái)，在采集野外數(shù)據(jù)信息的時(shí)候，應(yīng)該保證銅電極與地面接觸良好，從而使得所有電極的接地電阻都應(yīng)該屬于同一個(gè)數(shù)量級(jí)，在數(shù)量級(jí)差別比較大的情況下可以采取澆水或澆鹽水方式。在處理資料的初期階段應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)原始數(shù)據(jù)的檢查力度。對(duì)于整體地形劇本相同，但是卻存在幾個(gè)相鄰電極具有比較大相對(duì)高差的情況下，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)地形所具有改正作用的重視。最后，對(duì)于有可能的情況，應(yīng)該結(jié)合已知地質(zhì)剖面或者是鉆探結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的解釋，并在充分考慮地表實(shí)際地質(zhì)情況的基礎(chǔ)上，詳細(xì)考慮下述情況：一是地下巖層、二是斷層、三是碎裂破碎帶、四是礦體賦存情況，并綜合考慮當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)特征以及相應(yīng)的電性差異特征，判斷出所有的異常情況。

五、結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，高密度電法在巖溶、滑坡工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用具有下述優(yōu)點(diǎn)：首先是剖面的覆蓋面積以及探測(cè)的深度等都得到了大幅度的增加;其次是能夠在比較強(qiáng)的干擾環(huán)境下得到準(zhǔn)確且可靠的測(cè)量數(shù)據(jù)信息，進(jìn)一步提高了信噪比;最后是能夠比較準(zhǔn)確的將地質(zhì)體探測(cè)出來(lái)，因而高密度電法在工程與水文地質(zhì)勘察以及礦產(chǎn)資源的勘查等工作中具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值，值得進(jìn)一步研究與推廣應(yīng)用。

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作者簡(jiǎn)介：李歡（1989-），助理工程師，主要從事：地球物理專業(yè)工作。