提高高密度电阻率法的推断解释精度QC

提高高密度电阻率法的推断解释精度

（小组编号：深基QC08-02

）发布人：王鹏山东省深基础工程勘察院高密度电阻率法QC小组二○○九年三月目录一、小组简介二、选题理由三、选定目标值及可行性分析四、分析原因五、确定要因六、制定对策和措施七、对策实施八、效果检查九、巩固措施十、今后打算、小组简介表1QC小组概况表小组名称山东省深基础勘察院高密度电阻率法QC小组成立日期2008年2月4日

小组人数6人活动课题提高高密度电阻率法的推断解释精度小组活动时间2009年2月-2009年3月活动次数9次小组类型攻关型小组成员姓名性别文化程度小组内职务职务技术职称丁荣胜男大专组长总工程师高级工程师郑强男本科组员高密度电法组组长工程师窦炳臣男本科组员高密度电法组组长工程师王鹏男本科组员高密度电法组组员助工孙炳海男高中组员高密度电法组组员高级工张殿成

男

大专

顾问

深基础勘察院院长

高级工程师

二、选题理由

高密度电阻率法是一种精密物探工作方法，其实质是结合电阻率剖面法与电阻率测深法的优点进行二维地电断面测量的一种电阻率勘查技术。它提供的数据量大，信息多，并有观测精度高、速度快等特点，不仅能有效提高工作效率，减轻劳动强度，而且通过反演得出的地电断面图示结果形象、简单明了。可以解决地质灾害和岩土工程中急于解决而又棘手的问题，如岩溶、土洞、地下暗河、滑坡体的滑移界面以及断层的探查等，在工程地质和水文地质勘查中有着广阔的应用前景。本小组承担过多个高密度电阻率法测量项目，去年我们围绕大山坡B地块地质情况调查项目进行方法试验，通过小组活动选定了合理的观测装置和有关参数，保证了该项目工作的顺利完成。时间跨入2008年，面对日趋激烈的市场竞争，面对甲方对成果精度的高要求，小组成员一致认为，如果我们能把高密度电阻率法推断解释的精度提高一个台阶，对我们增强市场竞争力具有重要意义，所以选题“提高高密度电阻率法的推断解释精度”开展活动。三、可行性分析及选定目标值（一）选定目标值在“山西中南部大能力铁路太岳山、安泰山隧道高密度电阻率探测项目”中，公司要求，高密度电阻率法推断解释精度误差率要小于10%（二）可行性分析1、通过对以往若干项目的施工和经验积累，对仪器的性能有了更进一步的了解，方法技术更加成熟，已使解释精度提高到15%。

2、小组技术力量雄厚，多人有物探专业中、高级职称，质量意识重，进取心强，有较强的钻研敬业精神。3、为适应山区和特殊地形的需要，2007年新购置了RTK，使装备进一步得到了更新。4、院总工程师担任小组顾问，技术上严格把关。小组成员坚信通过开展QC活动共同努力，完全有能力把高密度电阻率法异常的推断解释精度提高到一个新台阶。四、分析原因高密度电阻率法解释精度低人员新同志较多数据处理不当边界效应对典型异常认识不够认识缺乏激励机制方法环境工作布置受限制设备供电设备电压低电缆线接头多仪器设备操作不熟练数据信号不清晰电极间距选择不当目标体的形态和特征判别有误野外作业环境条件差新仪器设备图1影响解释推断成果诸因素图序号因素名称确定方法确认情况是否要因负责人1缺乏激励机制调查分析缺乏激励机制与推断解释精度没有根本关系否窦炳臣2新同志较多调查分析通过询问主要技术员，大部分条款能够掌握否郑强3对典型异常认识不够调查分析通过现场作业，只按常规理论判读引起的电阻率异常，导致结果产生误差是丁荣胜4数据处理现场验证对操作员进行现场问答，操作员对操作规程熟练。操作到位，说明操作员能达到熟练操作的要求否丁荣胜5边界效应现场验证一般操作员对于边界效应都能及时发现。否丁荣胜6电极间距的选择不当现场测量电极间距的选择直接影响到解释精度是丁荣胜7数据信号不清晰现场测量数据信号不清晰通过调试可以解决否窦炳臣8野外作业环境条件差调查分析技术人员对环境适应能力较强，对工作认真负责否郑强9工作布置受限制现场验证地形复杂不足以影响解释精度否丁荣胜10目标体的形态和特征判别有误现场验证电性差异、空间分布、规模对解释精度影响较大是窦炳臣11供电设备电压低现场验证供电设备虽然存在一些小问题，通过加强维护可以解决否窦炳臣12电缆线接头多现场验证接点虚焊通过注意也可以完全解决否郑强13仪器设备操作不熟练现场验证透过现场验证，技术人员对仪器操作比较熟练否窦炳臣14新仪器设备调查分析技术人员对新仪器设备操作使用已经达到熟练程度否郑强五、确定主要因素由上述表格可以看出，通过现场验证和调查分析，影响高密度电阻率法的推断解释精度的三个要因是1、对典型异常认识不够2、电极间距的选择不当3、对目标体的形态和特征判断有误。六、制定对策和措施

表3对策措施表

序号主因对策目标措施负责人地点完成期限1对典型异常的认识不全面学习讨论，全面认识通过讲课和辅导使技术人员较全面地认识项目工作中的典型异常，结合广西贺州电厂-灰场工程电阻率曲线断面图，分析讲解，最后通过考试，检查学习情况，考试采取百分制，90分为合格。组织学习，阅读有关的科技资料和相关的教学材料，并进行讨论，对异常进行重新认识，认清异常的本质。丁荣胜张殿成会议室1月15日至2月15日-2目标体的形态和特征掌握不够收集资料野外踏勘实际工作试验掌握目标体的电性差异、空间分布形态等，通过分析，野外踏勘，在具体实践中采取边做边讲的方法，使技术人员充分认识目标体的形态和特征全面收集相关资料进行综合分析；进行野外实地踏勘，全面了解目标体的产状、规模以及与围岩的电性差异；必要时作一些试验，实施由已知到未知，再由未知到已知的工作原则。郑强窦炳臣王鹏孙炳海工程现场工程项目的野外工作阶段（2月20日-3月10日）3电极距的选择不够合理分析研究合理选择根据具体情况确定合理的电极间距，使高密度电阻率法定推断解释精度小于2m对所了解的资料或成果进行研究。总结电极距大小与目标体空间形态的关系，进行选择。通过对已知的物理模型的方法实验，选择出合理的电极间距。七、对策实实施小组成员按按照各自的的职责，既既有分工又又有合作，，集中集体体智慧，调调动全员积极性性，着重解解决主要原原因，同时时对其它的的一些次要要因素和一一般问题也落实到到人，层层层把关。针针对主因主主要做了以以下工作：：㈠对典型异异常的重新新认识：由丁荣胜总总工负责进进行辅导，，组织讨论论，结合以以往工作中中典型断面面加深对异常常的重新认认识。高密密度电阻率率法的实质质就是电阻阻率剖面法法和电阻率测深法法的结合，，反应了断断面的电阻阻率分布特特征。典型型的地质体体具有典型的地电电断面。图3-1广广西贺州州电厂-灰灰场工程4线电阻率率曲线断面面图图3-2广广西贺州电电厂-灰场场工程2线线电阻率曲曲线断面图图如图3-1为广西贺贺州电厂-灰厂工程程4线实测测的断面图图，它反映映了下覆灰灰岩的起伏伏情况。图图3-2为为广西贺州州电厂-灰灰厂工程2线实测的的断面图，，该剖面反反映了地表表覆盖层为为高阻，中中间为含水水第四系覆覆盖层，下下部为岩溶溶的探测成成果。图3-3大大山坡B地地块岩脉断断面图如果对典型型地质体引引起的异常常缺少必要要的认识，，就容易对对异常造成成错误的解解释。如图图3-3，，这是一个个较为典型型的低阻板板状体的电电阻率断面面图，低阻阻板状体是是辉长岩岩岩脉，调查查结果表明明该异常体体呈脉状产产出，北东东走向，岩岩脉宽度约约6m，岩岩脉产状：：倾向北西西，近直立立。起初按按常规的异异常形态去去判断异常常，认为是是呈“八””字型的构构造引起，，后经反复复讨论、比比较，并查查阅相关资资料，对该该异常有了了新的认识识。㈡选择合理理的电极间间距高密度电阻阻率法电极极间距的大大小直接影影响采集数数据剖面对对目标体的的反映能力力，电极间间距越小对对目标体的的探测精度度越高即分分辨率越高高，但勘探探深度越小小。分辨率率与勘探深深度是一对对辩证的矛矛盾。但如如果电极数数固定不变变，随着电电极间距的的减小，剖剖面长度也也相应减小小，从而减减小了剖面面的探测深深度，也影影响了对埋埋深较大的的目标体的的探测能力力。为了对对目标体进进行有效地地探测，就就必须在野野外探测前前先了解被被探测目标标体的形态态以及相对对埋深的规规模，以选选择合理的的电极间距距，必要时时应先进行行方法试验验，优选合合理的观测测装置和相相关的技术术参数。我们通过对对已知的物物理模型的的方法试验验，了解到到采用不同同电极间距距，对目标标体的解释释结果会有有一定的差差异。例如如在对某测测区II线线实测原始始数据进行大量量统计分析析的基础上上，求出了了利用温纳纳四极装置置特征曲线线计算低阻阻异常体的的埋深和直径的近近似关系式式，具体计计算公式如如下：温纳装置：：H≈3/5AOmax，，D≈1/4X式中：AOmax——ρs最大大值对应的的AO值；；X—ρs最最大值的一一半所对应应的横剖面面的宽度；；D—异常体体半径。利用上述公公式对某测测区物理模模型参数的的计算结果果如下表(表4)。。装置类型参数Ⅱ线1m极距3m极距5m极距AMNBn1132D0.91.12.0H9.98.19.0已知巷道的的顶板埋深深为8.3m，规格格为2×4m。从表表中可以看看出：这种种装置求出出的埋深都都接近已知知埋深，求求出的半径径略有差异异。极距小小时半径略略小，极距距大时半径径略大。从从三种电极极距当中可可以看出哪哪一种电极极距的计算算结果与已已知条件更更为接近，，另外隔离离系数的取取得与电极极间距有一一定的关系系，电极间间距大隔离离系数小，，其实质是是勘探深度度的一致性性。表4㈢充分了解解目标体的的形态和特特征，提供供合理的地地球物理前前提和模型型电性参数存在在差异是开开展电法勘勘探的地球球物理前提提，所以工工作之前应应充分了解解介质的电电性差异。。如在采空空区和岩溶溶调查时要要了解采空空区或溶洞洞与围岩间间的电性差差异；圈定定基岩埋深深时要了解解覆盖层与与基岩间的的电性差异异。了解被被探测目标标体的规模模是为了选选择合理的的电极间距距，比如目目标体的规规模相对埋埋深较小，，若用较小小的电极距距将探测不不到目标体体，若用较较大的电极极距探测目目标体将不不能引起明明显的电阻阻率异常，，给解释推推断带来一一定的难度度。了解目目标体的形形态可以通通过特征曲曲线计算出出特殊地质质体的埋深深和半径，，如球体或或规则的二二度体。为为此野外在在布置剖面面前，我们们进行野外外实地踏勘勘并收集大大量的相关关资料，充充分了解被被探测目标标体的形态态和特征以以及大致埋埋深。除以上工作作外，针对对另外的次次要因素我我们也很重重视，郑强强作为野外外操作组长长带领野外外工作人员员不畏艰辛辛，克服了了野外工作作条件差、、地形复杂、、接地条件件差等种种种困难，为为了点位精精确，每个个排列的1号电极极的位置用用RTK测测定，其他他点用测线线量距，并并进行改平平，斜坡过过大间距的的电缆，满满足水平极极距的要求求；对生产产设备和仪仪器设备加加强维护，，特别是测测量电缆进进行经常性性检查，保保证仪器性性能良好，，保证导通通状态良好好和无漏电电现象，从从而保证野野外数据采采集真实有有效。窦炳炳臣全面负负责质量监监督和日常常检查工作作并做好后后勤服务工工作，经常常组织学习习有关质量量方面的文文件及相关关资料，负负责质量管管理和安全全生产，建建立健全质质量管理体体系，规定定操作员对对当天采集集的数据作作100%的检查，，对个别畸畸变点进行行线性处理理，野外组组长对当日日观测的原原始资料进进行100%检查、、复核，对对不同装置置采集的数数据进行正正演、反演演，同时在在同一工区区采用统一一的等值线线色阶，采采用精细网网格进行数数据处理。。八、效果检检查1、对策措措施效果检检查（1）通过过考试，技技术人员的的考试成绩绩都在95分以上，，说明技术术人员对典典型异常的的认识已经经有了更深深的了解。。（2）通过过野外踏勘勘，针对具具体目标体体，丁荣胜胜总工程师师现场考察察询问，技技术人员能能准确回答答目标体的的形态和特特征，说明明技术人员员进步明显显。（3）通过过对已知的的物理模型型的方法实实验，选择择出5m为为合理的电电极间距2、总体效效果检查。。在2009年3月完完成的“山山西中南部部大能力铁铁路太岳山山、安泰山山隧道高密密度电阻率率探测项目目”中，表表5为推断断成果与钻钻孔资料的的对比。由由于成果精精度的提高高，通过竞竞争陆续承承接了多个个工程项目目。表5以以山西中南南部大能力力铁路太岳岳山、安泰泰山隧道高高密度电阻阻率探测项项目为例，，得出物探探推断成果果与钻孔揭揭示深度对对照表。表5物物探推推断成果与与钻孔揭示示深度对照照表由表5可以以看出高密密度电阻率率法推断的的埋深与钻钻孔资料相相比解释平平均误差率率为8.9%，超出出预订的目目标10%。如图6工程名称推断成果（m）钻孔资料（m）差值（m）山西中南部大能力铁路太岳山、安泰山隧道1线16.014.88.12线14.013．26.13线17.018.58.24线5.34.712.75线18.617.46.96线14.015.06.77线18.416.114.2图6实际误差率8.9%目标误差率10%九、巩固措措施1、把工作作中得出的的关于典型型异常的认认识、电极极间距设置置与目标体体的关系、、地球物理理模型的确确定等成果果进行总结结，编写了了《高密度度电阻率法法勘测作业业指导书》》，经院总总工批准后后下发执行行。2、、组组织织相相关关技技术术人人员员认认真真学学习习，，尤尤其其把把““电电极极距距应应根根据据目目标标体体相相对对埋埋深深的的规规模模做做出出合合理理的的选选择择””作作为为工工作作准准则则，，灵灵活活掌掌握握