唐亮

湖南省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究總院 湖南 長(zhǎng)沙 410000

前言

高密度電法指的是以巖、土導(dǎo)電性差異性，人工施加穩(wěn)定電流場(chǎng)，根據(jù)地下介質(zhì)傳導(dǎo)電流分布規(guī)律判斷地質(zhì)條件的勘探方法。在很多水利工程施工中，不良地質(zhì)現(xiàn)象較為常見(jiàn)，如果規(guī)模較大，則會(huì)造成較大危害。現(xiàn)如今，高密度電法逐漸被應(yīng)用于水利工程勘察中，因此，對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)探究迫在眉睫。

1 高密度電法概況

高密度電法是一種較新的電法勘探技術(shù)。在20世紀(jì)70～80年代根據(jù)陣列電法探測(cè)思想而發(fā)展起來(lái)，目前在工程勘察領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛。其基本原理與傳統(tǒng)的電阻率法完全相同，綜合電阻率剖面和電測(cè)深的優(yōu)勢(shì)，對(duì)測(cè)線(xiàn)進(jìn)行較為高密度的觀(guān)測(cè)。觀(guān)測(cè)前一次性將電極布置在測(cè)點(diǎn)上，減少人工換點(diǎn)的工作量和因電極重復(fù)布置引起的干擾，減少測(cè)量誤差；通過(guò)不同組合的觀(guān)測(cè)模式可以獲得豐富的地電結(jié)構(gòu)信息；單片機(jī)可以控制電極的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，大大縮短了采集時(shí)間。由此可見(jiàn)高密度電法相比較傳統(tǒng)電阻率法具有高效率、高精度、高數(shù)據(jù)量、高信息量的優(yōu)點(diǎn)，在勘察覆蓋層厚度及基巖強(qiáng)風(fēng)化厚度和斷層、節(jié)理裂隙、巖溶等不良地質(zhì)體上具有較為廣泛的應(yīng)用[1]。

2 工程概況

某水庫(kù)工程是一座以防洪為主，結(jié)合供水、灌溉等綜合開(kāi)發(fā)功能的水利樞紐工程，水庫(kù)設(shè)計(jì)總庫(kù)容約800萬(wàn)m3。根據(jù)資料收集，同時(shí)組織人員進(jìn)行前期測(cè)繪，據(jù)區(qū)域地質(zhì)圖和地調(diào)報(bào)告資料顯示，在水庫(kù)壩址區(qū)河床存在一條NEE向區(qū)域性順河向正平移斷層，斷層兩側(cè)地層相頂，巖石破碎硅化，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)測(cè)繪，發(fā)現(xiàn)壩址河床區(qū)大多被第四系砂卵石覆蓋，基巖出露甚少，壩址區(qū)斷層出露位置和規(guī)模無(wú)法確定，通過(guò)前期調(diào)繪成果，決定先采用高密度電法對(duì)三合店斷層進(jìn)行探測(cè)[2]。

3 高密度電法在水庫(kù)勘察中的應(yīng)用

3.1 測(cè)線(xiàn)布置與成果解析

斷層走向?yàn)轫樅?，本次布線(xiàn)本著垂直河道或與河道大角度相交的原則布置了三條高密度電法勘探剖面，測(cè)線(xiàn)L1垂直河道位于擬建大壩中心線(xiàn)位置，測(cè)線(xiàn)L2垂直河道位于擬建大壩壩趾位置，測(cè)線(xiàn)L3大角度相交河道位于擬建大壩下游，三條測(cè)線(xiàn)基本覆蓋河床位置，測(cè)試裝置選用溫納排列裝置，單位電極距1.5m。通過(guò)設(shè)備測(cè)量繪制模型電阻率斷面等值線(xiàn)圖，本次主要通過(guò)斷層破碎帶往往充水較周?chē)鷰r石電阻率低的特性來(lái)解析物探結(jié)果，三條測(cè)線(xiàn)剖面圖成果如圖1所示。從圖中可看出三條測(cè)線(xiàn)在河漫灘靠近主河道位置均存在寬度不一低阻異常區(qū)，在平面圖上顯示為順河向，符合三合店斷層走向，初定為斷層疑似位置，另外測(cè)線(xiàn)L1河床砂卵石低阻區(qū)厚度大于測(cè)線(xiàn)L2。

圖1 高密度電法測(cè)線(xiàn)L1、L2、L3

3.2 鉆孔驗(yàn)證

順河向斷層對(duì)水庫(kù)壩基穩(wěn)定和水庫(kù)滲漏影響較大，存在處理深度深、處理難度大的特點(diǎn)，所以調(diào)查順河向斷層尤為重要。本次布置兩個(gè)鉆孔ZK4、ZK7對(duì)上述疑似位置進(jìn)行驗(yàn)證，ZK4孔0～3.7m為河床沉積砂卵石，3.7～14.25m為斷層揭露深度，帶內(nèi)巖石破碎夾泥，局部巖石角礫巖化并充填石英脈，斷層傾角70°～75°，下盤(pán)巖石蝕變破碎呈灰綠色；ZK7孔0～3.0m為河床沉積砂卵石，3.0～9.1m為斷層揭露深度，帶內(nèi)巖石破碎夾泥，局部角礫巖化，斷層傾角75°，下盤(pán)巖石蝕變破碎呈灰綠色。通過(guò)鉆探驗(yàn)證了斷層的存在，并利用鉆孔電視和地表測(cè)繪等多種輔助手段確定了斷層的傾向、走向及出露位置，同時(shí)兩孔砂卵石揭露厚度與測(cè)線(xiàn)L1、L2低阻區(qū)厚度大約一致，間接也證明了高密度電法的可利用性。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文主要結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)高密度電法在水利工程勘察中的應(yīng)用方式進(jìn)行了詳細(xì)探究。本次勘察在充分了解區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景情況下，經(jīng)過(guò)前期測(cè)繪熟悉工程區(qū)地形地貌及地質(zhì)條件，采用高密度電法進(jìn)行探測(cè)，為針對(duì)性布置鉆孔指明了方向，通過(guò)鉆孔查明斷層性質(zhì)的同時(shí)也驗(yàn)證高密度電法的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。