陳維文

（湖南科鑫電力設(shè)計(jì)有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410007）

地質(zhì)條件的開(kāi)發(fā)需要完善的地質(zhì)勘察信息，以此保障工程建設(shè)的質(zhì)量與安全，高密度電阻率法在玄武巖覆蓋區(qū)域的地質(zhì)勘察具有先進(jìn)性與實(shí)用性，是目前較為主要的勘察辦法。促使其技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新，提升工程勘察的現(xiàn)代化技術(shù)，是高密度電阻率法的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，本文針對(duì)玄武巖邊坡勘察中高密度電阻率法的具體應(yīng)用進(jìn)行深入的探究與分析。

一、高密度電阻率法概述

（一）高密度電阻率法含義

高密度電阻率法是運(yùn)用陣列的勘探措施，針對(duì)巖石與土質(zhì)的導(dǎo)電性不同，對(duì)土質(zhì)層施加電流，根據(jù)地下電流導(dǎo)電的差異繪制出地下的土層分布圖，在圖像的繪制過(guò)程中需進(jìn)行多次勘探，豐富其自動(dòng)成像的全面性與準(zhǔn)確性。具體來(lái)說(shuō)，高密度電阻率法是運(yùn)用電剖面法與電測(cè)探法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工程建設(shè)提供自動(dòng)化的數(shù)據(jù)采集，最初是運(yùn)用在煤礦、考古的探測(cè)之中，科技的不斷豐富與升級(jí)，使高密度電阻率法不斷擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，在地質(zhì)環(huán)境的勘查中做出重要的貢獻(xiàn)。

（二）高密度電阻率法在玄武巖勘察中的工作原理

玄武巖的地質(zhì)環(huán)境勘察，在實(shí)踐應(yīng)用中，根據(jù)不同土質(zhì)、巖石的電阻率差異對(duì)孔隙比率以及密度進(jìn)行精密測(cè)量。圖1為高密度電阻率的測(cè)試電場(chǎng)分布示意圖，通過(guò)A、B兩點(diǎn)的數(shù)據(jù)探測(cè)，實(shí)現(xiàn)綜合數(shù)據(jù)采集，滿(mǎn)足地質(zhì)環(huán)境的地下空間探測(cè)科學(xué)性與準(zhǔn)確性。在數(shù)據(jù)采集的過(guò)程中根據(jù)布置平均布置多個(gè)電極，通過(guò)電源箱進(jìn)行供電，最終通過(guò)電阻率采集儀對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行回收[1]。

圖1 高密度電阻率的測(cè)試電廠(chǎng)分布示意圖

二、高密度電阻率法在玄武巖邊坡勘察的技術(shù)特點(diǎn)

（一）工藝技術(shù)

高密度電阻率的技術(shù)應(yīng)用最為主要且最基礎(chǔ)的一項(xiàng)是對(duì)電極的排列組合，電極的排列主要有三種形式：溫納四級(jí)，地勢(shì)起伏與土質(zhì)層的混亂對(duì)其干擾較小，應(yīng)用辦法簡(jiǎn)單，但其分辨能力較低，得出數(shù)據(jù)不夠精確；偶級(jí)，對(duì)異常地質(zhì)層的分辨能力最高，數(shù)據(jù)變化較為明顯；微分裝置，屬于不對(duì)稱(chēng)電極排列方式，在勘察的過(guò)程中具有針對(duì)性。在電極排列方式的選擇中，可以選擇一種、兩種或三種結(jié)合應(yīng)用，根據(jù)不同的地質(zhì)條件進(jìn)行不同的環(huán)境勘察技術(shù)選擇，力求達(dá)到最為穩(wěn)定、全面的地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)。

（二）技術(shù)特點(diǎn)

高密度電阻率法在玄武巖邊坡的勘測(cè)中，電極的排列布置通常是一次完成的，后續(xù)電量供給由電源箱完成，無(wú)需進(jìn)行電極的更換，保障電極的外部干擾，但會(huì)造成數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確；實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化或自動(dòng)化的信息數(shù)據(jù)收集模式，提升信息的采集速度與采集標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)地質(zhì)環(huán)境可以智能繪制，提升玄武巖地質(zhì)的勘察智能化，提升我國(guó)地質(zhì)環(huán)境的勘察現(xiàn)代化；信息數(shù)據(jù)可以進(jìn)行脫機(jī)處理，對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋要求不高，玄武巖的未開(kāi)發(fā)地區(qū)通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋有限，運(yùn)用高密度電阻率可以對(duì)地質(zhì)條件的信息處理更加方便快捷[2]。

（三）數(shù)據(jù)處理

高密度電阻率法的地質(zhì)勘察是在同一個(gè)平截面上進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與魚(yú)粉，在數(shù)據(jù)的收集過(guò)程中可以進(jìn)行及時(shí)的簡(jiǎn)單處理，在處理的過(guò)程中主要分為三個(gè)步驟。首先，預(yù)處理技術(shù)是在檢測(cè)儀器中進(jìn)行數(shù)據(jù)的原始整合，便于對(duì)突出數(shù)據(jù)的調(diào)出與分辨；其次，數(shù)據(jù)的計(jì)算分析分為濾波處理；統(tǒng)計(jì)處理；比值計(jì)算處理三種，根據(jù)運(yùn)用的高密度電阻率測(cè)量辦法不同，對(duì)于數(shù)據(jù)的處理可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的多種方式轉(zhuǎn)換，適配于多變的信息數(shù)據(jù)；最后，根據(jù)數(shù)據(jù)的分析繪制出全面、系統(tǒng)的圖像，為玄武巖區(qū)域的地質(zhì)研究與開(kāi)發(fā)提供專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)。

三、高密度電阻率法在玄武巖邊坡勘察的具體實(shí)踐

（一）吉林省玄武巖區(qū)實(shí)踐應(yīng)用

吉林省的玄武區(qū)域主要分布在長(zhǎng)白山東坡處，該地為我國(guó)火山分布最為密集的區(qū)域，玄武巖分布較為典型，該地區(qū)的地質(zhì)勘察主要是為了深入進(jìn)行地質(zhì)環(huán)境的探究，并為該地礦泉水資源的開(kāi)發(fā)提供數(shù)據(jù)技術(shù)支持。高密度電阻率法在該地的探究主要運(yùn)用溫納四級(jí)的電極排列法，此方法可提升數(shù)據(jù)的獲取全面性與快捷性，運(yùn)用低頻交替的直流電進(jìn)行地下探測(cè)，在檢測(cè)的過(guò)程中選擇DWD-2A電測(cè)儀進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析與圖像的繪制。用高密度電阻率法進(jìn)行勘探，得出該地的地質(zhì)層主要分為三層，地表層主要是亞砂土和碎石塊覆蓋于地表；第二層為第四系的玄武巖構(gòu)造，占據(jù)整體地質(zhì)層的60%以上；第三層為細(xì)砂石和基巖區(qū)，主要是花崗巖構(gòu)造?？辈斓姆植继攸c(diǎn)根據(jù)其斷面數(shù)據(jù)可以形成更為細(xì)致的電阻率剖面圖（如圖2所示），在圖中可以清晰探知該地的土質(zhì)層分布狀況，根據(jù)分布情況大致可以選取更加有力的礦井開(kāi)鑿位置，開(kāi)鑿之前還需進(jìn)行細(xì)致的深入勘察，形成工程建設(shè)前分析準(zhǔn)備的準(zhǔn)確性數(shù)據(jù)，提升工程建設(shè)的效率[3]。

圖2 高密度電阻率等線(xiàn)繪制圖

（二）貴州省玄武巖區(qū)實(shí)踐應(yīng)用

貴州省是我國(guó)玄武巖區(qū)最為廣泛的區(qū)域，該地的玄武巖區(qū)遍布全省，在日常的公路、鐵路、水利工程以及巖土工程的建造過(guò)程中，都需要進(jìn)行玄武巖邊坡的細(xì)致勘察，提升工程建設(shè)的前期準(zhǔn)備工作，促進(jìn)工程建設(shè)質(zhì)量的提升與優(yōu)化。在高密度電阻率的勘探之中，主要是進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集和計(jì)算處理兩個(gè)部分[4]。貴州省的玄武巖勘探選擇精密度和靈敏度都比較高的偶級(jí)和微分裝置結(jié)合的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析與測(cè)量，實(shí)際布置4條線(xiàn)進(jìn)行工程的地質(zhì)測(cè)量，在安裝的過(guò)程中具體應(yīng)用器材如表1所示。

表1 電阻率測(cè)量的器材與數(shù)據(jù)表

1號(hào)線(xiàn)：電阻率右側(cè)較高，推測(cè)原因?yàn)槊芏却蠡蚝扛?，左?cè)的電阻值較為平均，證明左側(cè)的土質(zhì)較為平均，相對(duì)較好開(kāi)發(fā)。

2號(hào)線(xiàn)：電阻率呈階梯式，出現(xiàn)規(guī)律性的變化，推測(cè)的原因是由于地勢(shì)的高低起伏較為平均，受到雨水的沖擊與堆積影響較為平均，較為合適進(jìn)行工程的開(kāi)發(fā)。

3號(hào)線(xiàn)：右側(cè)電阻率過(guò)高，為整片區(qū)域最高值，相對(duì)而言受到的風(fēng)化影響較為嚴(yán)重，不太適合進(jìn)行工程的建設(shè)，不利于工程的穩(wěn)定性。

4號(hào)線(xiàn)：該線(xiàn)設(shè)置在坡腳的位置上，可以勘測(cè)到下層的土質(zhì)層為基石層，屬于較為穩(wěn)定的區(qū)域。

（三）海南省玄武巖區(qū)實(shí)踐應(yīng)用

海南省的玄武巖區(qū)勘察是對(duì)某海南石油化工產(chǎn)業(yè)地進(jìn)行地質(zhì)勘察，該地區(qū)是全國(guó)第一個(gè)在四系玄武巖噴發(fā)區(qū)建設(shè)的石油化工產(chǎn)業(yè)基地。在進(jìn)行玄武巖地質(zhì)勘察中，由于是在原有的工程建設(shè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行地質(zhì)勘察，可以進(jìn)行電極排列的位置有限，運(yùn)用物探、高密度電阻率探測(cè)兩種勘察方式相結(jié)合的方式進(jìn)行工程勘察。在勘察的過(guò)程中一共布置的勘察線(xiàn)路為20條，間距為10米，得出的地質(zhì)等值線(xiàn)圖如圖3所示，由圖可見(jiàn)該地的地質(zhì)條件變化路線(xiàn)、分布情況以及覆蓋的厚度等問(wèn)題，得出其地質(zhì)層微風(fēng)化玄武巖層在7～18m厚度；中風(fēng)化玄武巖巖石區(qū)為1～3m厚度；強(qiáng)風(fēng)化玄武巖石區(qū)的厚度在0.9～3.5m，其他還包括不同類(lèi)型的粉質(zhì)黏土層等土質(zhì)構(gòu)造。根據(jù)勘察數(shù)據(jù)，對(duì)其石油化工建造開(kāi)發(fā)的地基建議是采用強(qiáng)夯法進(jìn)行土層的處理，夯實(shí)后挖出孤石；再次夯實(shí)，再次挖出孤石，減小孤石對(duì)工程建造的影響，并在強(qiáng)夯工程建造結(jié)束后，對(duì)表層的土層進(jìn)行1.5m厚度的挖出，添加同等的粗砂墊層，以此保障工程建設(shè)的質(zhì)量，降低傳統(tǒng)挖填工程的成本。

圖3 地質(zhì)覆蓋等值圖

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)的玄武巖地質(zhì)環(huán)境分布較為分散且多樣，不同地區(qū)的玄武巖成因不同、特點(diǎn)不同，對(duì)于開(kāi)發(fā)建造的實(shí)踐應(yīng)用也應(yīng)具有針對(duì)性，高密度電阻率法的創(chuàng)新方向應(yīng)落在不同地質(zhì)條件的調(diào)節(jié)應(yīng)用和對(duì)新科技的融合應(yīng)用上，為我國(guó)的電探系統(tǒng)發(fā)展提供多元化的技術(shù)的同時(shí)也為經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供更加有力的地質(zhì)開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)，促進(jìn)玄武巖地區(qū)的工程開(kāi)發(fā)質(zhì)量與安全。