岩溶地区地下水勘查中高密度电法勘探的运用

第３２卷第２期２０１８年㊀６月资源环境与工程ＲｅｓｏｕｒｃｅｓＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｏｌ ３２ꎬＮｏ ２Ｊｕｎ.ꎬ２０１８收稿日期:２０１７－０６－０６ꎻ改回日期:２０１７－０６－１９作者简介:梁源珠(１９８４－)ꎬ男ꎬ工程师ꎬ勘查技术与工程专业ꎬ从事应用地球物理勘探及研究工作ꎮＥ－ｍａｉｌ:３６４６４５０１８＠ｑｑ ｃｏｍ高密度电法在岩溶地区勘察中的应用梁源珠ꎬ叶㊀臻ꎬ李㊀杨ꎬ刘㊀坤(安徽省地质调查院ꎬ安徽合肥㊀２３０００１)摘㊀要:灰岩分布区岩溶发育容易引发土洞㊁地面塌陷等地质灾害ꎬ为确保区内道路㊁桥梁㊁房屋等建筑安全ꎬ在工程建设前需要进行物探勘察ꎮ高密度电法作为探测岩溶的一种物探方法被广泛应用ꎮ阐述高密度电法在安徽宣城某变电站备选场地进行岩溶探测的应用情况ꎬ通过实例说明高密度电法在查找和规避岩溶灾害隐患中的可行性及有效性ꎮ关键词:高密度电法ꎻ岩溶ꎻ温纳ꎻ灰岩中图分类号:Ｐ６３１.３ꎻＰ６４２.２５㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１６７１－１２１１(２０１８)０２－０３０７－０３ＤＯＩ:１０.１６５３６/ｊ.ｃｎｋｉ.ｉｓｓｎ.１６７１－１２１１.２０１８.０２.０３０㊀㊀灰岩是一种较为特殊的岩石ꎬ为可溶性碳酸盐岩ꎮ在灰岩分布的地区ꎬ通常发育有溶沟㊁溶槽等溶蚀带及溶洞等ꎮ灰岩岩溶㊁土洞发育的地段ꎬ地下水条件发生变化时易发生地面塌陷等地质灾害[１]ꎮ高密度电法在数据采集过程中结合了电阻率剖面和电阻率测深２种方法的观测过程ꎬ采集数据量大ꎬ观测精度高ꎬ对电性不均匀体有良好的探测效果[２]ꎮ利用该方法能够获得拟建场地岩溶发育情况㊁隐伏构造㊁构造破碎带㊁岩溶㊁土洞等不良地质现象的分布和发育程度等ꎬ为设计㊁施工提供物探依据[３]ꎮ某变电站备选场地位于安徽宣城地区ꎬ区内主要分布三叠纪南陵湖组地层ꎬ该地层以灰色薄层灰岩㊁泥质灰岩为主ꎮ根据以往的地质㊁工勘资料ꎬ岩溶较发育ꎮ为了探测场地内岩溶的空间分布特征ꎬ给钻孔及后期施工提供有效的地球物理信息ꎬ因此对场地开展高密度电法测量ꎮ１㊀高密度电法的原理高密度电法又称高密度电阻率法ꎬ是以地壳中岩石的电阻率差异为物性前提条件ꎬ通过观测和研究人工电场的变化和分布规律ꎬ进而解决地质问题的一种勘探方法[４]ꎮ和常规电法一样ꎬ高密度电法通过Ａ㊁Ｂ电极向地下供电(电流为Ｉ)ꎬ然后测量Ｍ㊁Ｎ极电位差ΔＵꎬ从而求得该记录点的视电阻率值ρｓ＝ＫˑΔＵ/Ｉꎮ根据实测的视电阻率剖面进行计算㊁处理㊁分析ꎬ便可获得地层中的电阻率分布情况ꎬ从而解决相应的工程地质问题ꎮ工程勘察中最常用的高密度电法装置是温纳装置(图１)ꎮ测量时ꎬＡＭ＝ＭＮ＝ＮＢ＝ＡＢ/３为一个电极间距ꎬ探测深度为ＡＢ/３ꎬＡ㊁Ｂ㊁Ｍ㊁Ｎ逐点同时向右移动ꎬ得到第一层剖面线ꎻ接着ＡＭ㊁ＭＮ㊁ＮＢ增大一个电极间距ꎬＡ㊁Ｂ㊁Ｍ㊁Ｎ逐点同时向右移动ꎬ得到另一层剖面数据ꎻ如此不断扫描测量下去ꎬ得到倒梯形断面[５]ꎮ图１㊀高密度电法工作系统示意图Ｆｉｇ １㊀Ｓｋｅｔｃｈｍａｐｏｆｗｏｒｋｓｙｓｔｅｍａｂｏｕｔｈｉｇｈｄｅｎｓｉｔｙｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｍｅｔｈｏｄ２㊀场地概况２.１㊀工程地质概况备选场地地表为第四纪所覆盖ꎬ主要是褐黄㊁棕黄色粉质粘土㊁粘土ꎬ局部地段见灰黄色含砾砂ꎮ基岩层为三叠纪南陵湖组地层ꎬ分为上下两部ꎮ下部:灰㊁浅灰色薄 中薄层纯灰岩ꎬ偏下夹数层绿色㊁紫色微层钙质泥岩及泥灰岩ꎬ厚１１０ｍ左右ꎮ上部:灰㊁红灰色中薄 薄层似条带状灰岩㊁灰岩ꎬ偏上夹含图３㊀ＬＳ２线视电阻率反演地电断面Ｆｉｇ ３㊀ＬＳ２ｌｉｎｅａｐｐａｒｅｎｔｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙｉｎｖｅｒｓｉｏｎｇｅｏｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｆｉｌｅ图２㊀ＬＳ１线视电阻率反演地电断面Ｆｉｇ ２㊀ＬＳ１ｌｉｎｅａｐｐａｒｅｎｔｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙｉｎｖｅｒｓｉｏｎｇｅｏｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｆｉｌｅ泥质灰岩及钙质泥岩ꎮ似条带状灰岩由含泥质灰岩与灰岩呈韵律互层组成ꎬ每一韵律厚１０~３０ｃｍꎬ风化后前者凹下ꎬ后者凸出ꎬ形成肋条状条带ꎬ厚１２０ｍ左右[６]ꎮ２.２㊀地球物理特征灰岩电阻率比较高ꎬ在２０００~８０００Ω ｍ之间ꎬ但是随着岩石节理裂隙发育程度㊁破碎程度㊁岩溶发育程度的增强ꎬ填充物含量的增加ꎬ电阻率呈急剧下降趋势ꎬ最低可降至１００Ω ｍ以下ꎬ使得岩溶局部发育的地方与基岩本身存在较大的电性差异ꎻ此外第四纪松散覆盖层和下伏基岩的不同风化程度ꎬ也造成了地下介质存在明显的电阻率差异ꎮ这些差异ꎬ为利用高密度电法进行岩溶勘察提供了必要的物性前提ꎮ区内主要的地层㊁岩性的电阻率范围见表１ꎮ表１㊀地层、岩性电阻率统计表Ｔａｂｌｅ１㊀Ｓｔｒａｔｉｇｒａｐｈｉｃａｎｄｌｉｔｈｏｌｏｇｉｃｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ组代号岩性电阻率/(Ω ｍ)Ｑ耕土<１００粉质粘土<３０含砾粉质粘土８０~３００碎石层１２０~３５０南陵湖组Ｔ１ｎ灰岩㊁泥质灰岩㊁钙质泥岩２０００~８０００龙潭组Ｐ２ｌ炭质页岩㊁黑色页岩夹粉砂岩２９~４９３㊀野外工作方法与技术本次高密度电法使用的是ＤＵＫ￣２Ａ高密度电法测量系统ꎮ该仪器操作便捷ꎬ观测精度高ꎬ采集数据可靠ꎬ获取信息丰富ꎮ考虑到场地内的地层走向以北西向为主ꎬ根据垂直于探测目标的原则及场地的客观条件ꎬ布设了４条北北东向的平行测线ꎬ线间距５ｍꎬ方位角均为１７ʎꎬ点距２ｍꎬ排列长度均为２２４ｍꎬ测线号ＬＳ１￣ＬＳ４ꎮ施工时一次性布设所有电极ꎬ经试验选用温纳装置进行观测ꎬ其基本观测参数为:有效电极数１１３ꎬ最小隔离系数１ꎬ最大隔离系数３０ꎬ收敛系数１ꎮ设置好之后ꎬ仪器便可测量和存储ꎮ４㊀数据处理高密度电法的数据处理主要分为数据预处理和数据反演两个过程ꎮ数据预处理就是将原始数据导入电脑ꎬ然后对原始数据进行数据编辑和合成ꎬ剔除异常点等ꎻ剔除异常点主要是根据电场的平稳过渡原则来进行ꎬ对一些造成电场突变的数据点进行剔除ꎮ数据预处理后就要进行地形改正㊁二维反演ꎬ导入地形文件后软件即可自动地形改正ꎻ而反演参数设定较为复杂ꎬ需要根据经验和以往的地质钻孔资料进行多次修改ꎬ反复对比试验ꎬ最终才确定合理的反演参数ꎬ之后便可进行自动反演ꎮ本次数据处理工作使用高密度电法专业软件Ｇｅｏ￣ｇｉｇａＲＩｍａｇｅｒ５.０完成ꎮ５㊀工作成果解译推断根据反演结果ꎬ以电性差异为基础ꎬ结合已知的基础地质资料ꎬ对每个地电断面进行电性分层及划分低阻异常区ꎮ图２－图５是高密度电法探测剖面视电阻率反演断面图ꎬ图６为高密度电法剖面成果立体图ꎮ由图２－图５可以看出ꎬ各测线断面形态基本一致ꎬ视电阻率分层很明显ꎬ地层起伏变化小ꎮ高㊁低阻体分布边界清晰ꎬ电阻率由上到下分布规律为 高 低 高 ꎮ断面划分为３层:表层为高阻层ꎬ电阻率７０~４００Ω ｍꎬ厚度较薄ꎬ在１~５ｍ之间ꎬ为耕植土㊁第四纪粘土层ꎬ其高阻值与地表干燥有关ꎻ中层为低阻层ꎬ电阻率<５０Ω ｍꎬ厚度较厚ꎬ在１０~３０ｍ之间ꎬ为基岩风化层ꎬ以南陵湖组灰岩为主ꎬ是主要岩溶发育层位ꎬ各剖面在场地范围内(均为６０~１８０ｍ区间)均划分出２~４个低阻异常区ꎬ推断低阻异常区为溶蚀裂隙或溶洞ꎻ底层为相对高阻层ꎬ电阻率５０~３００Ω ｍꎬ是以灰岩为主的基岩层ꎬ该层位存在一个低阻异常ꎬ电阻率５０~８０Ω ｍꎬ可能是深部基岩局部风化较严重引起的ꎮ８０３资源环境与工程㊀２０１８年㊀图４㊀ＬＳ３线视电阻率反演地电断面Ｆｉｇ ４㊀ＬＳ３ｌｉｎｅａｐｐａｒｅｎｔｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙｉｎｖｅｒｓｉｏｎｇｅｏｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｆｉｌｅ图５㊀ＬＳ４线视电阻率反演地电断面Ｆｉｇ ５㊀ＬＳ４ｌｉｎｅａｐｐａｒｅｎｔｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙｉｎｖｅｒｓｉｏｎｇｅｏｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｆｉｌｅ图６㊀高密度电法剖面推断成果立体图Ｆｉｇ ６㊀Ｓｔｅｒｅｏｇｒａｍｏｆｈｉｇｈｄｅｎｓｉｔｙｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｐｒｏｆｉｌｉｎｇｉｎｆｅｒｅｎｃｅｒｅｓｕｌｔｓ㊀㊀本次测量区域较小ꎬ所布设的平行测线间距小ꎬ不仅可以得到纵向上的电阻率信息ꎬ还可以将测线进行联合分析ꎬ得到 横向 上的电阻率信息ꎬ达到三维立体的探测效果ꎮ４条测线的低阻异常并不是独立存在的ꎬ当异常范围较大时ꎬ与之相邻的测线的相对位置存在异常ꎮ通过联合解译共划分出浅部４个㊁深部１个共５个异常区(图６)ꎮ根据异常位置ꎬ设计了４个钻孔ꎮ钻孔ＺＫ￣１位于ＬＳ３线上ꎬ以验证Ⅰ异常ꎻＺＫ￣２㊁ＺＫ￣３均位于ＬＳ２线上ꎬＺＫ￣２验证Ⅱ异常ꎬＺＫ￣３同时验证Ⅲ㊁Ⅴ浅深二处异常ꎻＺＫ￣４位于ＬＳ１ꎬ验证Ⅳ异常ꎮ钻孔结果表明ꎬ高密度电法反演推断的地质分层㊁厚度与实际情况基本吻合ꎻ钻孔并未发现大型危害性溶洞ꎬ与低阻异常区相对应的主要为溶蚀裂隙和小型含水孔洞ꎮ对于这些小型的裂隙和孔洞ꎬ工程施工前采取相应的处理措施即可消除隐患ꎮ６㊀结论通过以往及本次高密度电法的勘察工作ꎬ笔者可以得出以下结论ꎮ(１)高密度电法是一种快速㊁高效㊁经济的岩溶勘察手段ꎬ其测量成果具有直观㊁分辨率高的特点ꎮ根据其探测成果ꎬ给后期的钻孔及工程建设提供物探依据和指导意义ꎬ以达到排除和规避岩溶灾害隐患的效果ꎮ(２)高密度电法资料解释受解释人员主观及经验的影响ꎬ其异常形态不能和具体某种岩溶空间形态完全等同ꎬ因此需要根据后期钻孔结果不断调整认识ꎬ以指导未钻区域的布钻工作ꎮ(３)通常高密度电法剖面工作只能获悉剖面下部二维的电阻率分布情况ꎬ通过将多条剖面进行分析对比ꎬ既相互验证ꎬ又能得到立体的电阻率分布情况ꎬ其效果更直观和真实ꎬ进而可以择优布置钻孔ꎬ以最小的成本求取最有效的勘察效果ꎮ参考文献:[１]㊀刘晓东ꎬ张虎生ꎬ黄笑春ꎬ等.高密度电法在宜春市岩溶地质调查中的应用[Ｊ].中国地质灾害与防治学报ꎬ２００２ꎬ１３(１):７２－７５.[２]㊀葛如冰ꎬ黄伟义ꎬ张玉明.高密度电阻率法在灰岩地区的应用研究[Ｊ].物探与化探ꎬ１９９９ꎬ２３(１):２８－３２.[３]㊀李树琼ꎬ蒋丛林ꎬ马志斌.高密度电法在岩溶地区勘查中的应用[Ｊ].矿物学报ꎬ２０１３ꎬ３３(４):５４０－５４４.[４]㊀李金铭.地电场与电法勘探[Ｍ].第２版.北京:地质出版社ꎬ２００９:１９７－２１０.[５]㊀蓝星ꎬ张炜ꎬ王堃鹏ꎬ等.浅层地震和高密度电法在汉旺地区勘查中的应用[Ｊ].工程地球物理学报ꎬ２０１２ꎬ９(６):６５４－６５８.[６]㊀安徽省地质调查院.宣城柳桥１１０ｋＶ变电站工程地质灾害危险性评估报告[Ｒ].合肥:安徽省地质调查院ꎬ２０１４.(责任编辑:于继红)(下转第３２２页)９０３第２期梁源珠等:高密度电法在岩溶地区勘察中的应用际坐标信息ꎬ不能做到样品数据共享ꎬ不便于平面图件的绘制ꎬ建议后续版本给予改进ꎮ参考文献:[１]㊀邹仲平ꎬ屠江海.区域地质调查系统中地球化学剖面光谱曲线的作法[Ｊ].资源环境与工程ꎬ２００８ꎬ２２(６):６１９－６２１. [２]㊀方成名ꎬ葛梦春ꎬ张雄华ꎬ等.ＲＧＭＡＰ系统在１ʒ５万区调中的应用[Ｊ].新疆地质ꎬ２００４ꎬ２２(１):９８－１００.[３]㊀李超玲ꎬ张克信ꎬ墙芳躅ꎬ等.数字区域地质调查系统技术研究[Ｊ].地球科学进展ꎬ２００２ꎬ１７(５):７６３－７６８.[４]㊀李永飞ꎬ施彬ꎬ卞雄飞.野外路线整理过程中的注意事项:ＲＧＭＡＰ技术在区域地质调查中的运用[Ｊ].地质与资源ꎬ２００８ꎬ１７(３):２２９－２３１.(责任编辑:费雯丽)ＡＮｅｗＭｅｔｈｏｄｏｆＳｐｅｃｔｒａｌＣｕｒｖｅｉｎＤｉｇｉｔａｌＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＭａｐｐｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓＣｈｅｎｇＺｈｉｌｏｎｇꎬＷｅｉＸｉａｏｆｅｎｇꎬＴａｎＷｅｉꎬＺｈａｎｇＪｉａｎｂｉｎꎬＷｕＧａｎｇｇａｎｇꎬＭａＺｈｉｊｉｅ(ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｌｏｇｙｏｆＭｉｎｅｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓꎬＢｅｉｊｉｎｇ㊀１０００１２)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｆｉｌｅｓｐｅｃｔｒｕｍｃｕｒｖｅｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｉｎｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｆｉｅｌｄ.ＩｎｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅꎬｔｈｅａｕｔｈｏｒｓｓｕｍｕｐａｓｅｒｉｅｓｏｆｎｅｗｍｅｔｈｏｄｓｏｆｇｅｎｅｒａｔｉｎｇｓｐｅｃｔｒｕｍｃｕｒｖｅｂｙｃｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｆｉｌｅｄａｔａꎬｓａｍｐｌｅａｎａｌｙｓｉｓｄａｔａａｎｄＤＧＳＳａｌｌｔｏｇｅｔｈｅｒｔｈｒｏｕｇｈｆｉｅｌｄｗｏｒｋｐｒａｃｔｉｃｅ.Ｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｒｅｈｉｇｈｌｙａｕｔｏｍａｔｉｃꎬｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｈｉｇｈｌｙｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｄｉｇｉｔａｌｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｍａｐｐｉｎｇꎻｐｒｏｆｉｌｅꎻｓｐｅｃｔｒａｌｃｕｒｖｅ(上接第３０９页)ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＨｉｇｈＤｅｎｓｉｔｙＲｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙＭｅｔｈｏｄｉｎＫａｒｓｔＡｒｅａＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎＬｉａｎｇＹｕａｎｚｈｕꎬＹｅＺｈｅｎꎬＬｉＹａｎｇꎬＬｉｕＫｕｎ(ＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｕｒｖｅｙＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｎｈｕｉＰｒｏｖｉｎｃｅꎬＨｅｆｅｉꎬＡｎｈｕｉ㊀２３０００１)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅｋａｒｓｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｎｔｈｅｌｉｍｅｓｔｏｎｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｒｅａｉｓｅａｓｙｔｏｃａｕｓｅｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｄｉｓａｓｔｅｒｓｓｕｃｈａｓｓｏｉｌｃａｖｅａｎｄｇｒｏｕｎｄｃｏｌｌａｐｓｅ.Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｒｏａｄｓꎬｂｒｉｄｇｅｓꎬｈｏｕｓｅｓａｎｄｏｔｈｅｒｂｕｉｌｄｉｎｇｓꎬｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｂｅｆｏｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ.Ｈｉｇｈｄｅｎｓｉｔｙｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙｍｅｔｈｏｄｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄａｓａｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｆｏｒｄｅｔｅｃｔｉｎｇｋａｒｓｔ.Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｅｓｃｒｉｂｅｓｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈ￣ｄｅｎｓｉｔｙｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙｍｅｔｈｏｄｔｏｋａｒｓｔｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｔａｎａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｓｉｔｅｏｆａｓｕｂ￣ｓｔａｔｉｏｎｉｎＸｕａｎｃｈｅｎｇꎬＡｎｈｕｉＰｒｏｖｉｎｃｅ.Ｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｈｉｇｈｄｅｎｓｉｔｙｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｉｎｆｉｎｄｉｎｇａｎｄａ￣ｖｏｉｄｉｎｇｈｉｄｄｅｎｈａｚａｒｄｓｏｆｋａｒｓｔｄｉｓａｓｔｅｒｓａｒｅｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄｂｙａｎｅｘａｍｐｌｅ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｈｉｇｈｄｅｎｓｉｔｙｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙｍｅｔｈｏｄꎻｋａｒｓｔꎻＷｅｎｎｅｒꎻｌｉｍｅｓｔｏｎｅ２２３资源环境与工程㊀２０１８年㊀。

岩溶地区地下水勘查中高密度电法勘探的运用高密度电法勘探不仅具有点距小、数据采集密度大的特点，而且兼具电测深法和剖面法的效果，能比较直接的反映出基岩的起伏状态；并能充分了解与围岩存在电性差异的断裂构造，对于地下水的寻找，岩溶发育带和地层划分的探测等具有重要意义。

本文详细介绍了高密度电法勘探技术在岩溶地区地下水勘查中的运用情况，以期能够为今后的地下水勘查工作带来帮助。

标签：岩溶地区高密度电法勘探地下水1引言近年来，随着科学技术的不断发展，我国的高密度电法勘探在工程勘察中的应用越来越广泛，特别是在水文、岩溶、构造以及检测等领域，其应用效果更加显著，已在较大程度上超过了理论预期。

高密度电法勘探是一种综合物理勘探方法，主要是以地下岩石之间的典型差异为基础，根据地面测定和研究天然或人工电场以及电磁场的变化规律和分布特点来推断地下电阻率的分布状况，进而推断出地质构造、地下水源以及矿产资源的分布状况。

本文作者根据自身多年的工作经验并结合相关专业的理论知识，对高密度电法勘探技术在岩溶地区地下水勘察中的应用进行了详细分析，先将其应用状况介绍如下。

2勘探原理及工作方法高密度电法兴起于80年代初期，其基本原理和常规的电阻率法基本相同，所不同的是前者在勘探剖面上需要同时布置多道电极，然后经过人工控制向地下发送电流，使地下形成稳定的电流场，最后通过自动控制转换装置对所布设的剖面进行自动的观测和记录。

另外高密度电法能够测量二维地电断面，具备测深法和剖面法的双重功能，是进行探测隐伏断层构造、地质滑坡体、岩溶空洞和进行地层划分的最有效手段。

它不仅信息量大、工作效率高、测点密度大的优点，而且能够有效实现直流电法勘探中的各装置形式的探测，并能提供多方面的地电断面信息。

高密度电法主要工作方法是，将全部电极装置设置在预先选定的一定间隔的测点和测线上，然后通过特制的电极转换装置，按照需要将其组合成指定的电极距和电极装置，以快速便捷的完成多电极距和电极装置在观测剖面的多个测点上的电阻率法观测。

通 过 采 用 高 密 度 电 法 找水 定 位 中 的成 功 与 失 败 的工 程 实 例 ， 总结高密度电法在岩溶地区找水的经验 ， 为 今 后 贵 州 省 岩 溶 找 水 打 井项 目使 用 高 密 度 电法 提供 科 学依 据 。
【 关键词 】 高密度 电法 ； 温纳装置 ： 施伦 贝尔装置 ： 岩溶地区： 找水 【 中图分类号 】 Ｐ ６ ３ １ ． ３ 【 文献标 识码 】 Ｂ 【 文章编号 】 ２ ０ ９ ５ — ２ ０ ６ ６ （ ２ ０ １ ４ ） １ １ － ０ １ ６ ０ — ０ ２
２ ． １ ． １ 工 程地 质 与水 文 地 质 条 件
隙水 和 岩 溶 水 ， 在 地 下 水 勘 查 打 井取 水 中主 要 寻 找 后 两 类 为
此 地 球 物 理勘 查 确 定 孔 住 中 占有很 重要 地 位 物探 方 法 工 作 场地地貌组合溶蚀峰丛沟谷地貌 ， 相 对 高差 ０ ～ １ ０ ｍ． 地 形 原 理 主 要 根 据 岩 石 与 水 的 电 阻 率 差 异 来 寻 找 地 下 水 ．主要 方 整体 起 伏 较 小 ， 物探 区位 于溶 蚀 沟谷 内。 物探 工作 区 内地 形 平 法为 视 电 阻率 剖 面 法 、 电测 深 、 激 电测 深 、 放射性 ０ ｌ 卡法等 ， 近 缓 ， 地 形坡 度 Ｏ ～ ５ 。 问。 几 年 还 有 瞬 变 电磁 法 、 电磁 法成 像 系统 Ｅ Ｈ一 ４等 新 方 法投 入 场 地 上 位 于一 北 南 向的 向 斜 西 冀 ． 出露 地 层 为 三 迭 系下 使 用。 不过 ， 电 阻率 法在 贵 州省 找 水 项 目中是 最 为常 用且 较 为 统 大 冶组 （ Ｔ ｄ ） 薄 至厚 层 灰 岩 ，地层 单斜 产 出 ，产 状 为 ２ ６ ７ 。 有 效 的方 法 ，本 文 主要 采 用 的 是 高密 度 电 阻率 法 中的 温 纳 装 １ ５ 。 ： 地 下水类型主要 为岩溶裂 隙水． 地 下水径流 方向为 由 置（ Ａ Ｍ＝ ＭＮ ＝ Ｎ Ｂ） 和施 伦 贝 尔装 置 （ Ａ Ｍ＝ Ｎ Ｂ ＝ ｎ ＭＮ， ＭＮ ＝ ｌ ａ ） ， 先 南 东 向 北 西 径 流 利 用 温纳 装 置 在 平 面 上 分 辨 率较 高 的 优 势 先初 步 确 定 地 下 水 ２ ． １ ． ２ 资 料解 释 与 成 果 在 平 面上 的 位 置 ，再 利 用施 伦 贝 尔装 置在 纵 向 分 辨 度较 高 的 首 先 在 垂 直 地 下 水 径 流 方 向 布 置 ３条 剖 面 （ 道 间 距 为 优 势 确 定 具 体 井位 并初 步 确 定地 下 水 纵 向 分 布 情 况 本 文 拟 １ ０ ｍ， 以下同） ， 采 用 温 纳装 置 （ ＡＭＮＢ， ＡＭ＝ ＭＮ＝ ＮＢ） ， 结 果 显 示 通 过 采 用 此 方 法 在 抗 旱 打 井 找 水 定 位 中的 案 例 分 析 ．抛 砖 引 在 ２号 线 ３ １ ０处存 在 一低 阻带 ， 视 电阻率 小于 １ ０ ０ １ － １ ・ ｍ， 成 Ｖ 玉， 希 望 更 多 的 同行 不 断 总 结 经验 ， 探 索 出更 多的 更 为 实用 有 字 形 分 布 （ 见图１ ） 。

⾼密度电法在岩溶勘察中的应⽤——岩溶地球物理特征⾼密度电法在岩溶勘察中的应⽤李攀鲁志强孙英勋(云南省公路规划勘察设计院昆明650011)1 前⾔云南是个可溶岩分布较⼴的省份，各种类型的岩溶地貌及岩溶现象⼴泛分布于⼭间、河⾕、盆地之中。

近年来，随着云南公路建设的快速发展，岩溶作为⼀种典型的不良地质现象，其在施⼯建设中的危害越来越明显地显现出来，因此，在公路⼯程勘察阶段，对岩溶勘察的要求也越来越⾼。

但是，由于岩溶发育的不确定性及隐蔽性，岩溶勘察的难度⾮常⼤，仅靠钻探⼿段已经很难达到要求。

⼀⽅⾯，钻孔的布设存在⼀定的盲⽬性，局部岩溶发育地段可能会被遗漏；另⼀⽅⾯，发现有岩溶分布的地段，也很难探明其规模、形态及分布规律。

因此，⾮常需要⼀种快速、⾼效、经济的勘察⼿段，对岩溶勘察中的钻探⼯作进⾏前期指导和后期补充。

⾃2000年8⽉我院引进DUK-1型⾼密度电法测量系统以来，先后在嵩明～待补、昆明～⽯林、砚⼭～平远街、曲靖～胜境关四条⾼速公路的岩溶发育路段，采⽤⾼密度电法开展岩溶勘察⼯作，取得了较好的地质效果。

2 地质及地球物理特征2.1 地质特征可溶岩在云南主要分布于滇东、滇东南及滇东北地区，其它地区分布相对少些，其岩性基本上都是碳酸盐岩，常见的有灰岩、⽩云岩、⽩云质灰岩、泥灰岩等。

其上覆地层多为红粘⼟，很多情况下，基岩可能直接出露或断续出露。

同时，岩溶的发育通常与地质构造或地层变化有着紧密的联系，受构造带和地层接触带的影响，岩溶发育区的岩⽯节理裂隙⼀般⽐较密集，地层较破碎。

2.2 地球物理特征2.2.1 电性特征灰岩、⽩云岩电阻率通常⽐较⾼，⼀般在2000～8000Ωm之间，最⾼可达20000Ωm，泥灰岩电阻率相对较低，但⼀般也⼤于600Ωm。

随着岩⽯节理裂隙发育程度、破碎程度、岩溶发育程度的增强，填充物含量的增加，电阻率呈急剧下降趋势，最低可降⾄100Ωm以下。

这种差异，为利⽤电阻率法进⾏岩溶勘察提供了必要的物性前提。

高密度电法在岩溶场地勘察中的应用摘要：高密度电法是近几年兴起的一项技术，对寻找地下岩溶等方面具有很大的优势。

其工作原理是根据地下电性的实际变化来实现对地下岩溶的位置、规模、埋深等因素进行准确的定位，具有经济、精准和快捷的特点。

关键词：高密度电法；岩溶场地；勘察；应用我国的西南地区是岩溶场地分布比较密集的地区，随着经济的发展，极大程度上带动了公路等基建的建设。

而这部分基建设施在建设的环节中若是存在岩溶区将会直接对基建设施的安全受到威胁。

归结其可能存在的问题主要集中在以下几个方面：岩溶水的侵蚀作用和渗透作用；岩溶洞穴不稳定，直接导致岩溶区基建设施的安全性受到影响；松软物质结构不稳定，受震动易掉落；岩溶区大面积塌陷将对基建设施产生毁灭性影响。

岩溶地区的地质结构比较复杂，如土洞和溶洞以及丰富的地下暗河和地下水等。

若是出现“中空”的地形将对地质的安全产生很大的影响。

因此若不能在地质勘测的环节中提供正确可靠的数据，导致基建设施建筑在岩溶区之上将会对基建的安全产生威胁并且加剧补救措施的难度。

基于此，本文对现阶段处于领先技术的高密度电解法如何完成对岩溶区的勘测做系统的探究。

1.岩溶场地岩溶地貌即卡斯特地貌，多分布于我国的西南地区。

其形成原因主要为水流本身对地质的侵蚀和溶蚀以及崩塌加机械改变的总称。

岩溶区地表：岩溶区的地表主要分布溶沟和石芽。

溶沟是指地形在被水流冲刷之后形成的沟壑，而石芽则是指沟壑之间的突起。

这部分石芽的高度一般维持在二十米以下，超过二十米的石芽则被称之为石林。

岩溶区低下：岩溶区的地下多分布溶洞，也就是我们常说的洞穴，是丰富的地下水对可溶性岩层或者断层和节理进行不断的溶蚀和侵蚀作用形成的地下孔道。

溶洞中的科斯特地形主要包含石钟乳、石笋、石柱和石灰华等，如贵州的安顺龙宫和织金县的织金洞就是岩溶场地的杰作。

这种溶洞本身可谓巧夺天工，却是基建设施的威胁。

因此在基建建设的过程中及时找到这些岩溶区就成为当前在基建的环节中的一个十分重要的问题。

剖 面法 的 结 合 。 通 过 电极 向地 下供 电形 成 人 工 电 场 ， 其 电 场 的分 布 与地 下 岩 土 介 质 的 电 阻率 Ｐ的 分 布 密 切 相 关 ，通
过 对 地 表 不 同部 位 人 工 电场 的 测 晕 ， 了解 地 Ｆ介 质 视 电阻
率 ｐＳ 的分 布 ，根 据 岩 一 质 视 电 阻 率 的 分 布推 断 解 释 地 介
Ｂ 、Ｍ 逐 点 同 时 向 右 移 动 ， 得 到 第 一 层 剖 断 数 据 ；接 着 、Ｎ
Ａ 、 Ｍ 、Ｎ 增 大 一 个 电极 间距 ，Ａ 、Ｍ 逐 点 时 向右 移 Ｍ Ｎ Ｂ 、Ｂ 、Ｎ 动 ， 得 到 一 剖 面 数 据 ；这 样 不 断 捕 测 晕 卜去 ，得 到 倒
工 开 挖 巾 发现 溶 涧 发 育 ，高 密 度 电法 反 映 了 该 岩 石 电性 分 布 的 概 貌 。从 图 上 看 ， 这 一 地 段 电性 变 化较 大 ， 高 密 度 电法 图反 映 了剖 面 测 量 深度 范 围 内的 电性 的分 布 情 况 。根 据 厂 作
地 质 条 件 ， 图 中 的 高 阻 应 为 岩 溶 空 洞 ，而 低 阻 ，在 浅部 即
化 时易 发 生 地 面 塌 陷 等地 质 灾 害 。
灰 岩 区 岩溶 的 发 育 具 有 一 定 的 规 律 性 ，但 在 较 小 范 围 的特 定 内 ，其 出现 却 是 随 机 的 ，钻 探 勘 察 只 能提 供 钻 孔 点 的地 质 资 料 ， 也 具 有 随 机 性 ， 难 以 查 明 地 下 岩 溶 的 分
应 用 于 区域 岩溶 调 查及 工 程 勘 察 中 。
图１ 高密度电法工作系统 示意图
高 密度 电法 测 量 选 用 Ｉ 勘 奋 中常 用 的温 纳 装 置 ，测 量 ： 程 时 ，Ａ ＝ Ｎ Ｎ ＝ Ｂ ３ 一 个 电极 间距 ， 探 测 深 度 为 Ａ ／ ，Ａ Ｍ Ｍ ＝ ＨＡ 为 Ｂ３ 、

５ ８ ５ ８ 总长 ５ ６Ｉ。上 部 结 构 为 １ ～ ３ ｎ预 ０．７ ， ８ Ｉ Ｔ ９ ０ｒ 应 力 混凝 土先 简支后 结 构 连续 Ｔ形 梁 桥 ， 部 构 下 造 其 桥 墩 为 钢 筋 混 凝 土 双 柱 式 墩 ， 岸 桥 台 均 两 为 Ｕ形 桥 台 。设 计 荷 载 为 公 路一 级 ； 面 净 空 ： Ｉ 桥
总第 ２７ ４ 期 ２ １ 年 第 ４期 ０１
交
通
科
技
Ｔｒ ｎ ｐ ｒａｉｎＳ ｉｎ ｅ＆ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｓ ｏ ｔｔ ｃｅ ｃ ｏ ｃ ｎ ｌｇ
Ｓｅ ｉｌＮ ｏ ４７ ｒａ ．２ Ｎｏ． ４ Ａ ｕ ２ １ ｇ． ０１
高密 度 电法 在 岩溶 勘察 中 的应 用
察 的最有 效 的物探 方法 之 一 。 １ 高 密度 电法 的 原理
类 的设计 思 想 源 于集 中式 的 地震 仪 ， 点 特
是 均需在 电缆 和仪 器之 间连 接一 个多 路转换 开关
（ 当于 地震 仪 的覆 盖开 关 ） 设计 原理 简单 ， 相 ， 造价 较低 ， 由于一 般 采用 普通 多芯 电缆 ， 干扰 能力较 抗
高密 度 电法 数 据 采 集 系 统 由主机 、 路 电 极 多
收稿 日期 Ｉ０ １０ —３ ２ １－４ １
义 至 毕 节 第 三 合 同 段 。其 桥 型 结 构 为 左 幅
Ｚ ４ ＋ ９ ２ ６ ０ Ｚ ４ ＋ ５ ２ ６ ０ 总 长 ５ ０ｍ Ｋ１ ８ ２ ． ９ ￣ Ｋ１ ８ ０ ． ９ ， ８
一
该 法 可 以实现 电 阻率 的快 速采 集 和现 场数据 的实
时处 理 ， 它集 电剖 面 和 电测深 于一 体 ， 采用 高密 度 布点 ， 进行 二 维 地 电 断 面测 量 ， 提供 的数 据 量 大 、 信 息 多 ， 且 观 测 精 度 高 、 度 快 ， 进 行 岩 溶勘 并 速 是

等值 线有 较 宽 的低 值 异 常 区， 相 应深 度 上 凹陷 边 缘 的 等 值 线呈 阶 其 边 缘梯 度较 大 梯状 等值 线稀 疏 ， 阻 低
，
溶 糟
ｐ曲线有 较 窄的低 阻 异常 ｊ
Ｐ曲线有 较 宽的 低 阻异常
基 岩 凹陷
不 同电性 接触带
Ｐ曲线呈阶梯状
接 触 带 附近 的等 值 线 较 密 集 ， 梯
Ａｂｓ ｒ ｃ ： Ａｎ ｌｚｎ ｆａ ｕ ｅ ｏ ｅｅ ｔｉａ ｐｏｐ ｒ ｏ ｋ ｒｔ ｒａ ｎ ｔａ ｔ ａｙ ｉｇ ｅ ｔ ｒ ｓ ｆ ｌｃ ｒ ｌ ｒ ｅ ｔ ｆ ａ ｓ ａ ｅ ａ ｄ ｃ ｙ
ｓ ｍ ｍａ ｉｉ ｇ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｔ ｓ ｏ ｓｓ ｉ ｉ ｎ ｍａ ｙ ｉ ｉ ｅ ｅｎ ａ ｓ ｏ ｒ Ｓ ｔ ｉ ｕ ｒ ｎ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉ ｉ ｆ ｅ ｉｔ ｔ ａ ｏ ｚ ｓｃ ｒ ｖｙ ｌ ｄ ｆ ｒ ｔｋ ｒ ｔ ｒ １ ． ｈ ｓ ｎ ｆ Ｔ
１ 岩溶地 区电阻率异常特征
１ １ 岩溶地 区的电性特征 ． 岩溶 的岩 性基本 上是 碳酸 盐
仅 具有 电阻率 剖面 法 的 功能 ， 而
含水量 ＿ ， ＝ ÷ Ｐ 为孔隙水
电阻率；
岩溶地区的地球物理条件不
满足现有 连续层状 的 电法理 论所
且 更具 有 电测 深法 的功 能， 数 其
据采集密 度大 、 度高 ， 精 测量结果 能较直 观地反 映地 层及 电性异 常 体的空间形态以及展布情 况。
质 现象 ， 由于岩 溶 发育 的不确 定
布设 有一 定 的盲 目性 ， 局部 岩 溶
发育地 段会被遗漏 ； 另～方面 ， 即 使 发现 有岩 溶分 布 ， 很难 探 明 也

ｄ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｙ ， ａ ｍ ｏ ｕ ｎ ｔ ｏ ｆ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ｏ ｂ ｊ ｅ ｃ ｔ ｓ ｄ ｏ ｎ ｏ ｔ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｄ ａ ｍ ａ ｇ ｅ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｅ ， ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｉ ｎ ｔ ｕ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ ， ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｔ ｅ ａ ｎ ｄ
察方法 。
关键词 ： 高密 度 电法 ； 桥基 ； 隧道勘 查
Ｈｉ ｇ ｈ－ ｄ ｅ ｎｓ ｉ ｔ ｙ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｐｒ ｏｓ ｐｅ ｃ ｔ ｉ ｎｇ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎｅ ｅ ｒ ｉ ｎｇ ａ ｐ ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｋ ａ ｒ ｓ ｔ ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ａ ｖ ｉ ａ ｂ ｌ ｅ ａ ｎ ｄ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ：ｈ ｉ ｇ ｈ — ｄ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｙ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ： ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｉ ｎ ｇ ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ： ｔ ｕ ｎ ｎ ｅ ｌ ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
了 良好 的地质 效果 。 如 图 １所示 ， 当地面 Ａ ２ ，Ｂ ２电源 的输入 电 流强度， 是我 目前， 形 成地 下 稳态 电场 Ｅ ， 以Ａ ２ 、Ｂ ２的 中点为 近 年来 ， 随着 我 国各 大城 市 的不 断 发展 ， 工程 建 设 已经成 ０为 中心 ，１／３ Ａ ２ Ｂ ２长 的 范围 内 电场 为均 匀场 ， 在 此 范围 内 为关 系 民生 的重 要 项 目， 工 地 事 故也 引起 我 国人 民的 高度 重 安 置 测量 电极 Ｍ 、 Ｎ得 到 电位 差 △ ｕ， 其 中 ｋ为 装置 系 数 ， 不 视。 岩 溶是 工程 建 设 中最严 重 的地 质现 象 ， 但 是 由于在 指 定 的 同的测量 装置 的装 置系数 不 同， 由此可得视 电阻率 计算公 式 ： 比较 小的范 围 内， 岩 溶发 育的不稳 定性 、 随机性 及隐藏 的特 点， ＜ ｊ） 给 区 内岩溶 的分布 及其发 育情 况 的详查带 来很 大的难 题 ， 而仅 依 靠钻 探办法 难 以达到人 们预 期 的结果 。 在我 国的矿产勘 察与 高密度 观测 系统包 括数 据的采 集和 资料处理 两部分 ， 如 图 项 目建 设 中大 部分 都采用 高密 度 电法 ， 高密度 电法 利用岩 溶与 ２所 示 ， 围岩在 电性上 普遍 存在 的差别 ， 能很快 的探测 出岩 溶 的各方 向 现场 测量 ， 只 需 要 的 所 有 电 极 安 装 在 测 量 点 在 一 定 的 时 间 生 长状 况 ， 进 而 运用 合适 的 办法 来 防止 灾害 的产 生 。 笔 者 通过 间隔 ， 观察 密度 比常规 电阻率法 ， 测 点 间距一般 为 １ １ ２ ｍ 。 多芯 列 举下面 的几 个运 用 ， 证 明高密度 电法在 工程 岩溶勘 察 的桥基 电缆连接 到程控 交换机 的多 通道 电极 ， 电极开 关式 微机 自动控 和 隧道 中适用性及 准确 性 。 制 的 电极转 换 装置 ， 可 形 成 电极装置 ， 距 离和 测量 点 的转换 自

3.2 测线布置
测线布置如图 2 所示，沿线路方向 布置了 4 条高 密度电法剖面，编号 为 D1、D2、D3、D4，每条测线 长 158 m，范围为 K120+949—K121+107。 其中 D1 线 在公路中线右侧 9 m，D2 线在公路中线右侧 3 m，D3线在公路 中线左侧 3 m，D4 线在公路中线左 侧 6 m。
D3 测线在公路中线左侧 3 m，从电阻率断面图 可以看到， Ⅰ号异常消失，从 D1、D2 线上的 异常走向趋势分析， 此异常可能是向更深处延伸了；Ⅱ号异常范围更大，宽约 30 m，继续向深部延伸，顶部深埋约 8 m，底部未揭露； Ⅲ号异常对应位置、 埋深基本不变。
D4 测线在公路中线左侧 6 m，从电阻率断面图 可以看到，Ⅱ号异 常继续向深部延伸，顶部埋 深约 10 m，底部未揭露；Ⅲ号异常位 置、深度基本不变。另外在 K121+089—+093 附近相对深度 2 m 处有一低阻异常，推测是充水或充填粘土的溶蚀区。
3.3成果解释 D1 测线在公路中线右侧 9 m，从已发现的溶洞 上方经过。从电阻率断面 图(图 4)可以看到，有 3 处 范围较大的异常在 K120+983—+996 处有一高阻 异常(Ⅰ)，相对深度约 12 m，此异常推测是由基岩引起的。
在 K121+022—038 处有一高阻异常(Ⅱ)，和 已发现的溶洞位置吻合，此异常是由充气溶洞 引起的，这验证了高密度电法的有效性。
集成本的降低而逐渐增加，四维反演，特别是定时遥测四维监测系统的反演，在污染监测、
堤坝渗漏、海水入侵等一些对时间比较敏感的领域中将发挥重要作用。 ( 5) 高密度电法应用领域将更加宽广。
高密度电法在岩溶探测中的应用

高密度电法在岩溶勘察中的应用效果阐述高密度电法勘探的基本原理。

目前高密度电法主要用于浅表找水、岩溶勘察、公路铁路勘察。

本文通过一应用实例来说明高密度电法在岩溶勘察中的应用效果。

标签：高密度电法；岩溶勘察；应用1 高密度電法工作原理通过地表往地下通入电流，建立起人工电场，通过测量电场在地表的分布状态，多参数测量计算出岩层的电阻率，所测数据传输到计算机经专业软件处理，反演出视电阻率剖面图，根据反演剖面图确定地下地质情况。

分析这些岩层电阻率的变化，间接了解地层岩性及地质构造。

本次高密度电法工作选择温纳装置，跑极方式采用每次单根电纜移动的滚动方式。

在水平方向采用小极距进行数据采集外，同时采用不同的隔离系数以研究地质体垂向电性变化，兼备电剖面法及电测深法。

2 高密度电法工作应用实例（1）地质概况。

测区出露地层岩性主要为：石炭系中统黄龙组白云质灰岩、白云岩，分布于测区西北部；石炭系上统船山组石灰岩，主要分布于测区中部呈北东向展布；第三系红砂岩，分布于测区东南部，与石炭系上统船山组呈断层接触关系，第四系残、坡积物沿沟谷低洼处分布。

测区内发育一北东向断裂构造（F3），该断裂控制东南部第三系断陷盆地的北部边界。

（2）地球物理特征。

高密度电法的有效性取决于地下介质的电性差异。

第四系松散覆盖层的电阻率一般较低，由于所处环境不一样，电阻率相差较大，一般在几十至200Ω·M，个别上千Ω·M；未风化完整或较完整灰岩岩层的电阻率相对更稳定，一般电阻率较高（上千Ω·M）；半风化灰岩溶蚀发育时，溶蚀空洞区往往为泥质或水充填，这些充填介质均具低阻特征（电阻率为几百Ω·M）；但风化而又松散的地层和第三系的泥质粉砂岩电阻率很小，一般为几十至一百多Ω·M。

断裂和岩溶在形成的过程中，随地质特征的改变，导致断裂和溶洞与围岩产生一定的电性差异，异常大小决定于断裂的空间大小及填充物的物理性质；含水的断层与发育的裂隙呈现低阻异常，不含水的则呈现高阻异常。

浅谈高密度电法在岩溶区勘探中的应用在工程基础地质勘察中，位于岩溶区的深层岩基工程地质勘探问题尤为复杂。

利用高密度电法勘探技术可以查明岩溶和断裂等构造的分布位置，再结合常规的钻探方法，对深层岩体进行正确的工程地质评价。

文章简述了高密度电法勘探技术的基本原理，并以一个工程为实例，从实践中说明高密度电法勘探技术在岩溶洞穴、地质灾害等探测领域具有较好的探测效果。

标签：高密度电法；关键技术；岩溶发育；应用实例引言随着城市建设的不断发展，工程建设作为关系民生的重要项目受到社会各界的密切关注。

岩溶和断层都是工程建设中基础处理的重要地质问题。

因此，对此类地质问题的勘探成了勘察中的重点和难点。

由于岩溶发育的随机性和隐蔽性，常规的勘察方法往往很难迅速的查明地质情况。

在这类地质条件中的工程项目中，地质勘探手段多采用高密度电法。

高密度电阻率法利用岩溶与所处岩体在电性上存在的差别，快速的探测出区域内的地质特征、岩体结构、岩溶分布等地质构造，再经过钻探等常规的勘探方法进一步验证，对工程地质勘察结果作到既准确又经济。

近年来，高密度电法勘探仪不断更新发展，这类技术的运用与发展，使电法勘探的智能化程度大大迈进了一步。

1 电阻率法的工作原理1.1 电阻率法的工作原理电阻率法是利用岩土体导电性差异为基础的电探方法，利用对电场分布的特点和空间差异变化的研究，制作出剖面图，查明地下地质构造和寻找地下非均匀电体的地球物理勘探方法。

高密度电阻率法实际上是一种阵列勘探方法。

野外操作中将全部电极（几十至上百根）置于测点上，然后利用程控电极转换开关和微机工程电测仪互相配合工作，将电极数据送入微机后，进一步对数据进行处理，最终给出关于地电断面分布的各种物理解释。

在数据采集过程中结合电阻率曲线和电阻率深观测系统，大量的数据收集对观测数据的准确性，在电异质体的检测取得了良好的地质效果。

1.2 岩溶发育的地质特征与地球物理特征岩溶发育多是在碳酸盐岩类地区，常见的有灰岩、白云岩、白云质灰岩等，上覆盖第四系地层岩性为黄粘土和红粘土，也有基岩直接裸露地表的。

例析高密度电法在岩溶地区的应用金沙县某水厂位于东经106°35′46″，北纬27°24′34″，降水天气，金沙县雨水就会由地表渗入地下，因此，金沙县地区的地下溶蚀区分布较为广泛。

拟建管线和金沙县某水厂均经过岩溶区域，不良地质的经过，必定会给输配水管线和厂址建设带来威胁，因此，在进行上述工作之前，必须對该地区的的熔岩分布和发育情况进行查明，并评估其危险性。

高密度电法结合了电阻率剖面和电阻率测深2种方法，在进行数据采集时，采用高密度电法，不仅能够获取大量的数据，而且观测的精度极高，即使是对于电性不均匀体，也有很好的探测效果。

在该方法下，不仅能够获得拟建场地的岩溶发育以及隐伏构造情况，同时构造破碎带、土洞、岩溶等不良地质现象的分布和发育情况也能够准确反映出来，基于上述种种优势，该技术在勘查中得到了广泛应用，为设计和施工提供了准确的物探依据。

一、概况工作区内岩溶发育主要以断裂和裂隙为主，构造线大致上呈北东、北西方向展布。

在地质结构的作用下，发育有白汉场次一级背斜，背斜轴自对龙以东向南西至花箐，长约12 km，工作区域处于白汉场次一级背斜的轴部及稍偏西位置，岩层向西倾斜24°，区域内裂隙、节理、溶隙、漏斗、溶沟等次一级构造十分发育，在地表水下渗影响下，工作区域广泛分布溶蚀区。

金沙县某水厂分布有白云岩、红粘土、白云质灰岩，岩溶较为发育，裸露在外的坡地岩溶，大多呈现溶沟、石牙、溶槽等形态，较为平缓的区域，岩溶形态则以溶洞、漏斗、塌陷洼地、落水洞等为主。

根据现场采样和新鲜孔芯样测得下列地质形态的电阻率：粘土在5～484 m 之间，几何平均值为57 m，白云质灰岩以及白云岩在757～7974 m之间，几何平均值为2921 m。

地表露头测得下列地质形态的电阻率：粘土在18～840 m 之间，几何平均值为137 m，松散粘土在924～1532 m之间，几何平均值1033 m，白云质灰岩以及白云岩在425～33227 m之间，几何平均值3009 m，白云质灰岩以及白云岩是粘土电阻率的23～52倍，由此可以看出，存在着明显的电性差异，但粘土电阻率中等。

超高密度电法在岩溶地区勘察中的应用摘要：本文以广州市轨道交通九号线工程飞鹅岭～广州北站区间为例子介绍超高密度电法探测岩溶分布的应用。

首先分析超高密度电法目前在国内工程中的应用情况，接着分析广州市轨道交通九号线工程飞鹅岭～广州北站区间地质特征，介绍超高密度电法的原理，然后采用钻探方法验证物探成果，最后在特定的验证标准下得出超高密度电法的成果为部分合格（准确率为60.77%）。

研究表明，超高密度电法在探测面域内岩溶发育情况是有效的，其经济快捷；而需要精确的溶洞发育情况，超高密度电法则有所欠缺。

关键词：超高密度电法溶洞准确率Abstract: this article with the guangzhou rail transit line 9 engineering fly eling ~ guangzhou BeiZhanOu for example between introduced high density electrical method of detecting karst distribution application. First analysis high density electrical method in China at present the application, and then analyse the guangzhou rail transit line 9 engineering fly eling ~ guangzhou between BeiZhanOu geological characteristics, this paper introduces the principle of high density electrical method, then the drilling methods validation geophysical exploration achievement, and the last in the specific standard that validation of the high density electrical method results for part of the qualified (accuracy rate is 60.77%). Research shows that high density electrical method in detecting karst development situation face domain is efficient, the economy quickly; And need precision of the cave and development: high density electricity is in law.Key words: high density electrical method in the cave accuracy概述广州市轨道交通九号线是广州市重点工程，其所穿过的大部分地层为石炭系灰岩，灰岩溶洞发育。

高密度电法在岩溶探测中的应用论文标题：高密度电法在岩溶探测中的应用摘要：本文讨论了高密度电法(HDEM)在岩溶探测中的应用。

首先，简要介绍了HDEM的原理和方法，以及它与传统电法的比较。

随后，介绍了HDEM在岩溶探测中的应用，包括岩溶体钻井解释、岩溶分布的观测和测量、岩溶的性质评价等。

最后，总结了HDEM在岩溶探测中的实际应用，并指出其未来发展前景。

关键词：高密度电法；岩溶；探测；应用正文：高密度电法(HDEM)是一种新型的勘探方法，其主要原理是通过多极发射技术来接收和解析地下多极发射电脉冲信号，以及通过多极接收来反演地表多极接收电流。

它能够快速、准确地探测地表和地下地质构造、岩性、岩溶特征等。

HDEM不仅能就块度大小、密度和结构进行探测，而且能识别岩溶体边界、断层等地质结构。

HDEM在岩溶探测中的应用主要有三个方面：一是钻井解释，可以根据钻孔的深度和高密度电法的资料，判断岩溶体的块度大小、密度和结构；二是岩溶分布的观测和测量，可以根据HDEM测量结果，对岩溶面积、体积、深度和水位等参数进行测算；三是岩溶的性质评价，HDEM也可以结合岩石物理性质、温度、含水率、孔隙度、压力等参数，来评价岩溶的渗透率、含水量、储集能力等性质。

实践表明，HDEM在岩溶探测方面具有重要的意义，它准确、可靠、对地质学的发展有重大贡献，因此HDEM在岩溶探测中的应用得到了广泛的应用。

随着人们对岩溶的认识不断深入，HDEM在岩溶探测中的应用将受到广泛的重视，其未来发展前景十分可观。

综上所述，HDEM作为一种技术和科学工具，在岩溶探测中有着重要的意义，其未来发展前景值得期待。

随着人们对岩溶的认识不断深入，HDEM的应用正在从单一的勘探方法逐步向多方位的应用发展。

高密度电法可以准确、可靠地检测岩溶体的结构特征，而且可以联合其它勘探技术，如核磁共振法(NMR)、压力计测等，进行数据融合，进一步探测和识别地下空间中的岩溶体。

此外，近年来，HDEM也开始在工程建设领域的应用。

高密度电法在岩溶区工程勘察中的应用发布时间：2023-04-12T05:53:03.529Z 来源：《工程建设标准化》2023年第1月1期作者：孟晓玲[导读] 近年来随着我国经济快速发展，在矿山、城市和道路铁路建设等方面因为岩溶而引发的各种灾害威胁人民的生命财产安全。

因此，在勘察设计阶段，需要查明区内的破碎带、岩溶和溶洞等不良地质体的发育以及分布情况。

孟晓玲内蒙古自治区地质调查研究院内蒙古呼和浩特 010020摘要：近年来随着我国经济快速发展，在矿山、城市和道路铁路建设等方面因为岩溶而引发的各种灾害威胁人民的生命财产安全。

因此，在勘察设计阶段，需要查明区内的破碎带、岩溶和溶洞等不良地质体的发育以及分布情况。

高密度电法在矿产勘查、矿山建设、地质灾害等方面运用广泛，其具有成本低、效率高、抗干扰能力强和数据量大等优点。

在城市建设中由于人文活动较多，各种机械工作的振动、电力通讯设备工作和场地的局限性等，城市建设物探工作程度不高。

关键词：高密度电法；岩溶区工程勘察；应用地质勘察是建筑施工中的重要环节，应做好工程地质勘察，查明地下的岩土特征，从而为工程施工的质量、进度和安全提供保障。

岩溶地质具有着显著的特点，会对工程质量造成不利影响。

为了避免此类情况的出现，就需要做好岩溶地区的地质勘察工作。

高密度电法物探技术具有明显的技术优势，能够有效实现对岩溶地区的地质勘察，为工程建设提供依据。

1岩溶洼地勘察研究的基本问题岩溶洼地兼具汇水和消水的双重作用，当洼地内的落水洞、漏斗、竖井等消水岩溶通道被堵塞时，即可发生洼地积水淹没，对建筑物地基、地坪、道路等正常使用带来不良影响，或因涌水而对环境造成污染，或地下水位反复升降造成地面塌陷等。

因此，对于岩溶洼地类负地形场地进行勘察，为解决上术问题提供基础地质资料。

2方法原理简介高密度电法兼具剖面法和测深法的功能，所以其方法原理与常规电法相同，都是以岩土体的电性差异为基础的一种物探方法。

受× × 尾矿坝大坝有限公司 （ 以下称“ 业主 的委托 ， 我队承担 了× × 尾 视电阻率实 际上是 电场有效作用 范围 内地形 和各种地质 体 电阻 率 矿坝大坝生产线 （ 一期工程） 物探勘察工作 对尾矿 坝大坝址进行高密度 １ ） 和（ ２ ） 式变量右侧 的形式完 全一样 ， 但左端 的 Ｐ 电法勘察 ， 了解场 内地下岩溶 的发育情况 ， 为下一步地基处理提 供指导 的综合影响值 。虽然 （ 和ｐ ． 却是两个完 全不 同的概念 。 只有在地 面水平且地下介质均匀各向同 性依据。 性的情况下 ， Ｐ 和ｐ ｌ 才是相 同的。 物探 人员进行实地踏勘后 ，采用 Ｒ Ｔ Ｋ定位系统进行本次物 探工作 视电阻率的基本公式 （ ２ ） 可以换成一个便于对地面进行定性分析 的 的点位布设。 公式 ， 即视电阻率与地表 电阻率 ， 电流密度的关系式。 １ ． ２ 工 作 方 法技 术 设地 面水平 ， 当 Ｍ， Ｎ电极 间的距 离 ＭＮ很 小时， 其 问的 电场强度 可 １ ． ２ ． １ 仪 器 介 绍 认为是均匀的， 因此有 ： 本次物探工作采用重庆奔腾数控技术研究所研制 的 ＷＧ Ｍ Ｄ 一 ２ 型高 密度 电阻率测量系统，其测控主机为 ＷＤ Ｊ Ｄ 一 ２ 多功能数字直流激 电仪 ， 胁 ＝ 姗 配 以ＷＤ Ｚ Ｊ 一 １ 多路 电极转换器构成高电阻率测量系统 。 所以： 仪器的主要性能指标为 ： 输入阻抗为 ９ Ｍ ｆ ｔ ， 电位 测量 精度± ｌ ％± １ 个 △ＵⅫＩ ｊ Ｈ Ｈ ・ ｐ Ⅻ’ ＭＮ （ ３ ） 字， 视极化率测量精度 ± ｌ ％ ± １ 个字 ， ｓ Ｐ 补偿 范围： ｔ ： Ｉ Ｖ ， 电流测量精度± ｌ ％ 式 中 ｊ 、 ｐ Ｍ Ｎ 分别 为 Ｍ 、 Ｎ电极间任意 点的电流密度 和介质 的 电阻 ± １ 个字 ， 最大供 电电流 ３ Ａ ， 供 电脉冲 宽度 １ － ６ ０ ｓ ， 占空 比 １ ： １ ， 转换 电极 率 。将 （ Ｃ ） 代入 （ Ｂ ） 式得到： 数６ ｏ 根。仪器性 能完全满足本次高密度电法勘探 的要求 。