高密度电法在高速公路勘察中的应用

1、高密度电法的主要特点

　　高密度电法进行二维地电断面测量，兼具剖面法与测深法的功能。能有效的进行多种电极排列方式的扫描探测，因而可以获得较丰富的关于地电断面结构特征的地质信息，具有点距小、采样密度高的特点。敷设一次导线可进行数千个记录点的数据观测，不仅采集速度快，而且避免了可能手工操作所出现的错误。

　　通常工程上进行电法勘察时，常常采取小点距、高数据采集密度以达到高精度的数据要求。与传统的电阻率法相比，高密度电法成本低、效率高，信息丰富，解释方便。勘探能力显著提高，尤其适合目前工程地质勘察中，解决目标体埋深不大、规模较小的地质任务。

　　2、高密度电法用于高速公路勘察中的主要任务

　　在高速公路的勘察中，一般说来主要的物探工作目的不外乎如下几点：

　　（1）可能的灾害地质体的探查，如岩溶、采空区、塌陷区；

　　（2）构造勘察，如断层断裂带的规模、倾向、倾角，岩石接触带（面）的圈定等；

　　（3）辅助地质分层，比如覆盖层厚度及风化层划分。解决这些问题，高密度电法可以达到理想的效果。

　　3、高密度电法野外工作装置

　　高密度电法野外工作装置形式较多，总电极数与点距可根据场地与勘察深度任意选择。

　　固定断面扫描测量方式数据采集结果其视电阻率断面为一倒梯型剖面；变断面连续滚动扫描测量方式其视电阻率断面为一平行四边形剖面。

　　装置选择、具体施工方式，本着有效、简单易操作、对周围环境影响小、投入人员和经济成本低的原则，根据现场情况和实验结果选择装置布置。目前在高速公路勘察中，主要装置选择如下：（其中的A、B为供电电极，M、N为测量电极）。

　　（1）电极排列如下：极距选择根据探察目标体的大小而适当确定。一般目标体越小，需要探测的越精细，则选择的机距越小，相应的探测深度也就越小。测量断面为倒梯形。

　　测量时，AM=MN=NB为一个电极间距，A、B、M、N逐点同时向右移动，得到第一条剖面线；接着AM、MN、NB增大一个电极间距，A、B、M、N逐点同时向右移动，得到另一条剖面线；这样不断扫描测量下去，得到倒梯形断面。

　　（2）A-MN-B四极测深排列

　　该装置适用于变断面连续滚动扫描测量，电极排列如下：

　　测量时，M、N不动，A逐点向左移动，同时B逐点向右移动，得到一条滚动线；接着A、M、N、B同时向右移动一个电极，M、N不动，A逐点向左移动，同时B逐点向右移动，得到另一条滚动线；这样不断滚动测量下去，得到矩形断面。

　　高密度电法大数据量数据采集为高精度反演成像提供了可靠的保证，能较直观、形象地反映地下采空区异常的埋深、分布范围等，地质效果良好。可有效地查明地下目标体的埋深及分布范围,为相关的设计处理提供依据。

　　4、工程实例

　　4.1地下采空塌陷区

　　主要是采空部位上部岩石的崩塌导致覆盖层的下沉。坍塌后，上部土层不再密实，而是变的松散，因此相比周围岩层来说，异常特征表现为电阻率值发生较大变化。

　　下图是一个巷道异常特征图像。巷道开口在半山坡，深度距工作面（垂直）约15米，围岩为粉砂岩，洞中无积水。（攀枝花砝垭路采空区探测，2005年，选择电极距3米）