梧州市建筑设计院 广西梧州 543002
摘要:目前,我国的经济在快速发展,社会在不断进步,高密度电法作为一项全新的勘察技术,自问世伊始便在工程勘察领域中得到广泛应用。但高密度电法作为一项新型勘察技术,在实际运用过程中普遍存在技术应用经验缺乏的问题。因此,论文对高密度电法勘探技术在工程勘察领域中的运用情况开展分析,并结合工程实例加以研究。
关键词:工程勘察;高密度电法;勘探技术;运用
引言
髙密度电法相对于其他勘探技术而言,具有更简便的操作,拥有先进性、经济性等特点,且是一种直流电法勘探技术。高密度电法勘探目前已经被广泛应用于矿产勘察、石油勘察、地热资源勘察、不良地质现象勘察等领域。相对于传统的勘探激素而言高密度电法勘探技术具有信息量大,对探测对象所造成的损伤小,测点密度髙等特点。利用这种勘探方法所得到的数据直观且准确,勘探成果髙效,其在我国工程勘查的运用已经越来越广泛。
1高密度电法概述
在工程勘察中,高密度电法是其中一种常见的勘察技术,采用这种技术进行工程勘察对于推进工程施工进度具有重要的意义,所谓的高密度电法是在上世纪七十年代产生的,它的发源地在英国,之后日本在八十年代通过电机转换板实现了高密度电法自动化野外数据的采集,然后到九十年代,随着世界计算机技术的发展和应用普及,高密度电法也得到了加大的发展,其在工程勘察中的广泛应用得到认同,所谓的高密度电法就是在垂直流电测探与电测剖面法2个基本原理的基础上借助过DUK一2型视电阻率高密度剖面成像探测系统中的计算机硬件,控制着在同一条多芯电缆上布置连接的多个电极,使其自动组成多个垂向测深点或多个不同探测深度的探测剖面,通过这种勘察技术一方面可以提高勘察效率,高密度电法的工程勘察技术在进行勘察的过程中可以测量出大量的信息和数据,对地下地质体分辨能力强,这样可以为工程勘察提供大量的数据,另一方面,高密度电法的工程勘察技术可以提高勘察效率和水平,既可以节省勘察经费,又可以缩短勘察时间,同时又取得了良好的社会效益和经济效益,对于提高勘察效率水平至关重要。故此,在工程勘察中,高密度电法勘察技术的使用极为重要。
2工程勘察中高密度电法勘探的运用
2.1水平差分场线法的引入
高密度电法的视电阻率拟地电断面图中,经常存在假异常或异常体产状不清等问题。这是由于高密度电法探测深度有限,无法勘测到岩层的基底,而采用的有限元法、有限差分法、最小二乘法等反演方法都是把高密度电法测量中的边界值作为真值后进行反演处理,从而导致了解释结果具有不确定性和多解性。水平差分场线技术是对视电阻率这一标量场转化为矢量场的一种场线的描述,它不对视电阻率做任何数据处理,而是将视电阻率拟地电断面图这一标量场直接转化为以矢量场线为基础的标量场,因而能描述出在异常体中存在的电流走向及分布的规律,进而通过对场的分析来判断异常体存在的位置、形态以及异常的影响范围,能够更为客观地从场的角度了解地下的真实地质构造。水平差分场线法在很大程度上克服了高密度电法中出现的假异常以及产状等问题。在一些工程实践中,也证实了水平差分场线法这一方法的可行性、有效性以及实用性。作为一种新方法,其在工程实践中还需要不断地完善、修正。
2.2空洞探测
空洞探测也是高密度电法勘察技术的应用领域。
在工程建设中,勘探技术作为其中常见的技术,对于一些地下采空区的工程建设来说极为重要,一旦地下采空区的勘察和施工不到位,不仅会影响工程的施工进度,严重时会对施工人员的安全造成影响,这时做好工程勘察工作就显得至关重要,因此在对地下采空区采用高密度电法的勘察技术,在进行勘察的过程中要先对地下采空区的地质情况进行探测,通过探测熟知改区域地形、水文以及地质情况,这样可以为以后的工程施工提供数据支持,同时,根据高密度电法的勘察情况得出相应的电阻率,根据电阻率值对地下采空区可能出现的情况进行预判,此外,高密度电法的勘察技术也在一定程度上保障地下采空区的施工安全,从中可以看出,在工程勘察环节中,由于一些地形较为复杂,在进行施工前需要进行勘探,而高密度电法作为现阶段高技术的勘探技术,通过对地下地形地质的探测,得出相应的数据库,根据数据对该区域的实际情况进行详细的分析,进而为后续的施工奠定基础。
2.3库区勘察
在运用高密度电法开展工程勘察作业时,可以在短时间内多层次、多角度探测到隐伏地质结构,为后续钻探施工作业的开展提供有效信息支持。因此,高密度电法主要应用于工程库区勘察中,用以探明所分布的隐伏地质结构。应用时需要注重合理布设各项测线、做好库区断层剖面控制措施,从而能快速、精确地勘察库区所分布的溶洞、隐伏地层结构等各类地质问题。例如,库区勘察时应在库区坝轴线沿线布设适当数量的测线(各条测线保持平行),而在库区断层区域中设置适当的追踪短剖面以及控制剖面。
2.4滑坡探测
滑坡体最常见的有岩体之间自身滑动和基岩与覆盖层之间滑动两种,而在实际的工程勘探过程中,如果仅依靠少量的钻孔方面的方法,就难以确定滑动面形态和其埋藏深度如何。因此在对滑坡体进行勘探的时,要采用高密度电法,并把高密度电法的剖面与钻孔综合勘探结合起来运用,这样能更好地查明滑动面形态及埋藏深度。高密度电法对滑坡体勘探,其勘探原理主要是利用滑坡体的滑动面的电性与周围介质存在明显差异,这种电性的差异,使得滑动面在高密度电法反演色谱图上有明显特征。值得注意的是,由于大多数滑坡体的内地质复杂,在进行地质勘探时,会选择较为稳定的温纳装置,这样会有更好的效果。
2.5地下水找水工程
在工程勘察中,地下水找水工程的勘察工作也是高密度电法勘察技术常用的领域之一。在我国的工程施工中,地下水施工是其中常见的工程,尤其是城市中,随着城市化的发展,城市建设也在不断的提升,而城市地下水工程施工就是其中重要部分,因此,在地下水工程的勘察中,地下水找水工程是其中的重要环节,在其工程勘察中,采用高密度电法的技术,可以在进行勘察的过程中对其浅层地下水所含的重金属铁以及锰等化学元素进行探测,形成相关的数据,查看其是否出现地下水中铁和锰是否出现超标的现象,进而保障地下水工程的施工质量,此外,在地下水的工程中,通过高密度电法的工程勘察技术可以对该区域的地质情况进行勘察,得出相应的结果,根据勘察的数据和资料为地下水工程的施工提供相应的资料支持。
结语
相较于普通电阻率法而言,高密度电法具有勘探效率高、经济成本低、自动化程度高等运用优势,且随着地球物理反演技术总体体系等的不断优化完善,高密度电法的电阻率成像技术逐渐发展至三维阶段,进一步加大了勘探解释精度与技术运用价值。因此,需要适当提高高密度电法勘探技术在工程勘察领域中的运用力度,深入挖掘技术潜在价值,为工程提供有力信息支持。
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