高密度电法在赣西地区岩溶勘察中的应用

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 高密度电法在赣西地区岩溶勘察中 的应用 摘要 本文通过分析江西某电厂 选址采用高密度电法进行岩溶地基勘察 的实例，对在赣西岩溶发育地区进行岩 溶开勘察就有指导意义。 中国论文网 /8/view-12875966.htm 关键词 高密度电法；岩溶；半 定量解释 中图分类号 P58 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2012 ）69-0127- 02 0 引言 由于电厂建筑对地基有特殊要求， 特别是岩溶地基，必须查明拟建厂区岩 溶的发育情况，尤其是要查明冷却塔下 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 的地质情况，为了得到拟建厂区最新的 较全面的岩溶发育情况，仅靠钻探的方 法，不仅耗时长花费高而且对整个厂址 的异常控制精度不高。岩溶地基勘察一 直是岩土工程界的一大难题，当前解决 这一难题的主要方法是高密度电法，高 密度电法具有直观、经济、快速、高效 的特点，可以快速有效的查明勘测区的 岩溶异常分布形态。但其缺点是对于异 常的垂向分辨率较低，且针对不同的地 质地形条件，采用不同的装置方法将会 造成不同的探测结果，为了得到较准确 较全面的探测成果，在一个测区根据已 知钻孔做高密度参数试验是很有必要的。 1 高密度电法工作的原理 高密度电法原理与常规电法相同， 以岩石、矿物的电性差异为基础，通过 观测和研究人工建立的电流场在大地中 的分布规律。这是一种适用于浅层电阻 率测深剖面法的阵列电阻率勘探方 法。野外测量时预先将全部电极置于测 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 点上，然后通过程控电极转换器和电测 仪进行数据采集。因为电极是一次布置 完成的，数据采集是程序控制自动进行 的，其工作效率很高，而且可以避免手 工操作容易出现的错误。一次布置完电 极后，可以进行多种电极装置，从而获 得丰富的地电断面信息。 2 高密度电法测量工作 高密度电法自上世纪 80 年代从 日本引入我国以来，在工程勘探中应用 效果显著，越来越被工程物探界所关注。 高密度电法与常规电阻率法相比布置了 较高的测点密度，一次可以完成纵横二 维勘探过程，实现了电阻率的快速采集， 观测精度较高，数据采集较可靠，对地 电结构具有一定成像功能，能获取丰富 的地质信息。目前该方法广泛应用于工 程地质勘察和环境灾害检查，如覆盖层 厚度、裂隙、洞穴、软弱夹层探测等。 野外作业时，将全部电极置于测点，然 后利用程控电极开关和电法仪器实现数 据的快速自动采集 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 3 应用实例 3.1 工程概况 勘察区位于江西省分宜市，地貌 属丘陵及山前冲积平原，第四系覆盖层 主要为红色-褐黄色粉质粘土，下伏基 岩主要为二叠系石灰岩，灰岩中溶洞、 溶沟、溶槽和溶蚀裂隙等岩溶现象发育。 电厂建筑对地基有特殊的要求，特别是 岩溶地区，如若地下存在不良地质体， 则对整个设计将造成较大的影响，尤其 是两个冷却塔的设计位置，是重点探测 的范围。 3.2 电性特征 高密度电法勘察是本次勘探的方 法之一。地层间的电性差异是进行高密 度电法工作的基础，对地层电性特征的 认识是对电性层进行地质标定、构造解 释的基础。石炭系、奥陶系与其上覆各 地层接触均存在明显的电性差异，基岩 的电阻率一般大于 100 m，而覆盖 层电阻率一般小于 100 m。覆盖层 内的卵砾石也具有较高的电阻率，但与 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 石炭系、奥陶系地层相比成明显的不均 匀性，分布往往形成孤立岛状高阻，因 此利用电性特征能够区分基岩与覆盖层 间的界限。 3.3 参数选择 在进行钻探施工时，钻孔 ZK16 在深 24m 处见一高 17m 溶洞，直到 41m 结束。根据这一已知钻孔数据，设 计沿着地层走向方向布置了一条通过钻 孔 ZK16 的高密度电法测线，并分别采 用了温纳装置及施伦贝尔装置进行数据 采集，现场即对原始数据进行了处理解 释，国内目前普遍多使用瑞典的 2DRES 软件进行数据处理，经过一系 列的数据处理流程，得到两种不同装置 的反演结果图，如图 1、图 2 所示。图 1 为温纳装置反演结果图，图 2 为施伦 贝尔装置反演结果图。 仔细分析对比两种装置的反演结 果图，可以发现两种装置对异常的反映 分辨率差别较大：图 1 对应 ZK16 位置 并无明显的岩溶异常，但在钻孔的两侧 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 有低阻异常。图 2 对应 ZK16 的位置从 21m 左右开始有一蓝色低阻异常，直至 深部 50 多米结束，对应的视电阻率范 围为 10 m 60 m，解释为岩溶 反映，而钻孔实际为 21m 见溶洞至 41m 结束。图 2 的异常范围较钻孔结果 要大，这是由于受体积效应的影响，异 常的范围大小较钻孔所见岩溶深度要大， 但溶洞顶部位置对应的比较吻合。分析 对比试验结果后，决定采用施伦贝尔装 置对整个勘察区进行探测。 3.4 资料处理结果分析 物探解释工作一般都是从已知到 未知，从简单到复杂，当基岩面岩溶裂 隙发育时，基岩面横向上呈向下凹陷的 电性反映，浅部的低阻孤立体，若与基 岩面以下的低阻异常有关联，则有可能 是基岩面岩溶裂隙发育的一种表现形式。 石灰岩基岩，横向上呈高阻反映，当岩 溶裂隙发育时，局部会出现低阻异常， 特别是低阻孤立体，表明此处岩溶裂隙 较发育，极易形成溶洞等不良地质现象。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 野外数据采集完成后，进入数据 处理阶段，得到各条测线的反演断面图。 在对各条测线进行解释的时候，参照试 验结论进行半定量解释。根据当地地质 情况，地下极有可能存在溶洞暗河，所 以根据测区内各条测线解释的异常，组 合成可能连通的异常圈，再绘制出平面 异常图。 3.5 钻孔验证 钻孔验证是对物探工作评价最直 接的方法，列表 1 为提供的三个验证孔 的验证结果，可以看出，在充分做了试 验准备工作，参照试验结果进行的半定 量解释，可靠性是相对较高的。 验证孔 1 钻探验证结果与解释结 果较为接近，验证孔 2 的钻探过程出现 挂壁现象，说明推断的异常中心位置与 实际位置有偏差。 4 总结与分析 1）高密度电法工作是目前工程 勘察用的较好的一种物探方法，在实际 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 工作中，由于工作效率高、所反映的地 电信息量大而受到广大同行的信赖。但 由于其测量原理、方法技术的限制，也 存在较大的