高密度電法在工程勘察領(lǐng)域的實(shí)施探索

嵐凝波

摘 要 工程勘察工作的實(shí)際開(kāi)展質(zhì)量，會(huì)影響到工程項(xiàng)目后續(xù)建設(shè)效果，使用高密度電法可以起到良好效果。本文主要從分析高密度電法在工程勘察領(lǐng)域中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)出發(fā)，介紹了高密度電法基本情況，還提出了這一方法在工程勘察領(lǐng)域中的實(shí)際應(yīng)用情況，并以實(shí)際工程勘察案例作為支撐，為切實(shí)發(fā)揮高密度電法應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，提升工程勘察工作整體水平提供一定借鑒和參考。

關(guān)鍵詞 高密度電法;工程勘察;實(shí)踐應(yīng)用

前言

當(dāng)前工程項(xiàng)目建設(shè)越來(lái)越趨向于復(fù)雜、惡劣地質(zhì)環(huán)境，為保證工程總體建設(shè)質(zhì)量，需要事先開(kāi)展科學(xué)有效的勘察工作。高密度電法技術(shù)在現(xiàn)階段社會(huì)生產(chǎn)中顯現(xiàn)出極大優(yōu)勢(shì)，如測(cè)量速度快、準(zhǔn)確度高，可以良好支持工程勘察作業(yè)，便于施工人員全面掌握到地質(zhì)結(jié)構(gòu)和空間分布特征。

1高密度電法在工程勘察領(lǐng)域中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1 高密度電法基本情況

應(yīng)用高密度電法勘察工程，依靠電阻率法基本原理理論。這一技術(shù)應(yīng)用中，不同巖層之間存在著差距較大的電阻率，將電場(chǎng)施加其中，傳導(dǎo)巖層間電流會(huì)顯現(xiàn)出明顯的分布規(guī)律，由此可以確定出巖層的分布情況和異常底層情況。

高密度電法數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要包含：一是主機(jī)，發(fā)送給多路電極轉(zhuǎn)換器工作指令，完成電極供電工作，接受、存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)[1]。二是多路電極轉(zhuǎn)換器，借助于電纜對(duì)于電力系統(tǒng)開(kāi)展全方位控制工作，著重控制好電極的測(cè)量和供電狀態(tài)。

1.2 應(yīng)用價(jià)值

工程勘察工作是保障工程建設(shè)活動(dòng)順利開(kāi)展的重要前提，高密度電法發(fā)揮著顯著優(yōu)勢(shì)。實(shí)際應(yīng)用高密度電法的過(guò)程中，能夠在測(cè)點(diǎn)上集中好所有的電極，借助于程控電極轉(zhuǎn)換器、電測(cè)儀，有效采集相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)。這一方式具備較高效率，主要是由于一次性布置好電極的手段，可以自動(dòng)采集好數(shù)據(jù)，發(fā)揮程序控制的作用，降低了手動(dòng)操作的失誤率，同時(shí)還能夠開(kāi)展多次測(cè)量工作，針對(duì)地電斷面信息加以收集。相較于傳統(tǒng)電法，高密度電法設(shè)置多道電極轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，可以自動(dòng)轉(zhuǎn)換好測(cè)量電極，在一次性測(cè)量基礎(chǔ)上，還能夠保證數(shù)據(jù)測(cè)量的精度和分辨率，使得數(shù)據(jù)測(cè)量具備高效性和直觀性。使用高密度電法分析室內(nèi)資料的過(guò)程中，使用相關(guān)軟件，如電法處理輔助軟件、Surfer成圖軟件等，分析、計(jì)算已經(jīng)采集好的數(shù)據(jù)，并繪制好成圖[2]。

2應(yīng)用實(shí)踐

（1）選取合適方法。高密度電法在較多工程項(xiàng)目施工勘察中發(fā)揮著重要作用，但是會(huì)容易受限于場(chǎng)地范圍和地形起伏情況，需要使用到AMN和MNB三級(jí)裝置。實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，電性界面附近會(huì)受到電流密度的影響，也就是非線性改變，使得MN極之間的電位差有階躍，從而導(dǎo)致無(wú)法保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性[3]。為保證三級(jí)裝置具有較強(qiáng)應(yīng)用效果，實(shí)際測(cè)量活動(dòng)進(jìn)行中，可以使用聯(lián)合剖面的方法，而在處理數(shù)據(jù)時(shí)，則要按照對(duì)稱四極裝置的方法進(jìn)行。

（2）解決供電時(shí)間和極化補(bǔ)償問(wèn)題。開(kāi)展高密度電法勘察工作的過(guò)程中，電極產(chǎn)生極化電位，主要包含地面本身存在著自然電位;地面插入金屬電極，電極表面會(huì)和土壤之間產(chǎn)生接觸電位;電流通過(guò)會(huì)產(chǎn)生離子遷移現(xiàn)象，而在斷電后則會(huì)繼續(xù)擴(kuò)散離子，進(jìn)而有電位產(chǎn)生[4]。時(shí)間和溫度產(chǎn)生變化，電位也會(huì)有所變化，通常是在mV（毫伏）級(jí)別以上，當(dāng)檢測(cè)儀器設(shè)備擁有較高分辨率后，會(huì)影響到檢測(cè)作業(yè)的實(shí)施。高密度電法數(shù)據(jù)采集速度較快，供電完成后會(huì)轉(zhuǎn)換成為測(cè)量電極。電極轉(zhuǎn)換的時(shí)間較短，極化電位會(huì)保持著較慢的下降速度，較大程度上影響到測(cè)量結(jié)果。

（3）避免其他電性的干擾。勘察工作過(guò)程中，高密度電法的應(yīng)用會(huì)受到多種因素的影響，如埋設(shè)的電纜、周圍高壓輸電線、線纜等，干擾最終測(cè)量結(jié)果的方式是電磁感應(yīng)。干擾源的頻率特征會(huì)給勘探結(jié)果造成改變。為避免其他電性干擾到工程勘察結(jié)果，可以使用七點(diǎn)圓滑方法、五點(diǎn)圓滑方法，實(shí)施反演處理和成像處理工作[5]。

3工程勘察案例

某項(xiàng)目地質(zhì)呈現(xiàn)出單斜構(gòu)造形式，傾角大約為1°，擁有較為平緩的形狀，實(shí)際勘探活動(dòng)環(huán)節(jié)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有較大斷裂構(gòu)造或者褶曲。使用高密度電法開(kāi)展勘探工作的過(guò)程中，需要采用一系列手段。

首先，科學(xué)整理好各項(xiàng)資料。借助于高密度電法，可以獲取到充分全面的測(cè)量數(shù)據(jù)，傳輸?shù)接?jì)算機(jī)之中，使用BTRC程序，促進(jìn)數(shù)據(jù)格式得以合理轉(zhuǎn)變，便于Res2dinv程序和SURFER程序識(shí)別。其次，需要做好數(shù)據(jù)資料解釋工作，支持反演計(jì)算活動(dòng)，其中使用Res2dinv程序，實(shí)施綜合分析和對(duì)比各項(xiàng)計(jì)算結(jié)果工作，及時(shí)剔除掉不合適的數(shù)據(jù)，如電極周圍局部不均勻體、地形帶來(lái)的感染問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)去偽存真目標(biāo)。再者，從工程實(shí)際特征出發(fā)，選擇到匹配其實(shí)際狀態(tài)的等值線間隔和色彩，形成完整性的地圖形式，繪制出地質(zhì)解釋剖面示意圖。最后，解釋好高密度電法所測(cè)量好的數(shù)據(jù)，明確工程建設(shè)范圍內(nèi)的相關(guān)地質(zhì)條件和狀況，并及時(shí)使用四組12個(gè)鉆孔驗(yàn)證已經(jīng)圈定好的建設(shè)區(qū)域，從而合理設(shè)置好相應(yīng)區(qū)域，支持建設(shè)活動(dòng)的順利開(kāi)展。

在高密度電法的良好支持下，多種工程勘察工作都可以有效實(shí)施，不同地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境中都能夠使用這一方法，得到真實(shí)可靠的探測(cè)結(jié)果，如溶洞、斷層、基巖界線等，從而可以獲取到水文地質(zhì)條件、工程地質(zhì)條件，給工程建設(shè)作業(yè)提供較強(qiáng)支持。

4結(jié)束語(yǔ)

高密度電法在工程勘察領(lǐng)域中發(fā)揮著積極應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，想要強(qiáng)化這一方法的應(yīng)用效果，支持工程項(xiàng)目建設(shè)活動(dòng)穩(wěn)步開(kāi)展，需要選取合適方法，合理解決供電時(shí)間和極化補(bǔ)償問(wèn)題，并避免其他電性的干擾，由此能夠更好保障工程項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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[4] 武中華，林傳朋，孫暄，等.高密度電法和土壤氡測(cè)量在滇中某地巖土工程勘察中的應(yīng)用[J].礦產(chǎn)勘查，2019，10（8）：2072-2077.

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