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        高密度電法在貴州某高速公路初勘中的應(yīng)用

        2021-12-01 13:26:52李金翔彭宇肸
        青海交通科技 2021年1期
        關(guān)鍵詞:風(fēng)化層電法覆蓋層

        李金翔 彭宇肸

        (貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院股份有限公司 貴陽 550001)

        貴州某高速公路初步設(shè)計階段,擬對B12K88+010~B12K88+060填方路基進行工程地質(zhì)勘察。本次物探工作旨在采用高密度電法查明場區(qū)覆蓋層分布、強風(fēng)化層厚度及基巖巖溶裂隙、斷層發(fā)育情況等地質(zhì)信息。本工程物探累計完成3042個物理點。

        1 工程地形、地質(zhì)特征

        項目區(qū)位于揚子地塊-黔北臺隆-六盤水斷陷-普安旋杻構(gòu)造變形區(qū),地處貴州高原西部,屬溶蝕-侵蝕地貌單元。場區(qū)上覆第四系殘坡積層粘土(Qel+dl),下伏基巖為下三疊統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組第二段中厚層狀灰?guī)r夾泥巖(T1yn2)、下三疊統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組第三至四段厚層狀灰?guī)r(T1yn3-4)。地勢較為平坦,海拔介于1148.7~1268.8m,相對高差為120.1m;本路段地面海拔為1165.1~1167.7m,相對高差為2.6m。

        項目區(qū)行政區(qū)隸屬貴州省黔西南自治州貞豐縣者相鎮(zhèn),且無道路從路段附近通過,交通條件相對較差。

        2 測區(qū)地球物理特征

        測區(qū)野外巖土體主要巖土層地球物理參數(shù)如下:(1)第四系覆蓋層電阻率ρs為20~100Ω/m;(2)T1yn2灰?guī)r夾泥巖ρs為50~200Ω/m;(3)T1yn3-4厚層狀灰?guī)rρs為200~2000Ω/m。覆蓋層視電阻率值較小,灰?guī)r視電阻率值較大。且在灰?guī)r巖體內(nèi),隨著巖石裂隙的發(fā)育程度、破碎程度、充填物含量的增加,電阻率都將急劇減小。這種物性差異,為利用電阻率法勘查測區(qū)的覆蓋層分布、強風(fēng)化層厚度及基巖巖溶裂隙、斷層發(fā)育情況等地質(zhì)信息提供有利條件。

        3 測區(qū)物探施工方案

        高密度電法與常規(guī)直流電法類似,是以地質(zhì)體的電性差異為基礎(chǔ),通過觀測和研究與這些差異相關(guān)的電場或電磁場在空間和時間尺度的分布特點和變化規(guī)律,來查明地下地質(zhì)構(gòu)造的地球物理方法[1-6]。高密度電法兼?zhèn)涑R?guī)電剖面法和電測深法的諸多優(yōu)點,不僅可以觀測地下一定深度范圍內(nèi)橫向電性的變化情況,同時還可以觀測垂向電性的變化特征;具有采集數(shù)據(jù)量大、測點密度高的特點,有效彌補了常規(guī)電法數(shù)據(jù)少、解釋方法單一的不足[7-15]。

        本次工作采用重慶奔騰WGMD-9高密度電法儀,其工作性能良好、測量數(shù)據(jù)可靠。觀測排列一次布置80個電極,點距為3m,測量層數(shù)為39。

        4 測區(qū)物探成果分析及地質(zhì)解釋

        本次工作先使用Surfer軟件和二維電阻率反演成像軟件的數(shù)據(jù)處理功能對采集的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理,同時輸入測線地面高程數(shù)據(jù)做地形校正,再據(jù)經(jīng)驗合理設(shè)置解釋所必須的參數(shù)?;谏鲜鰷蕚涔ぷ鳎\行軟件進行反演解釋,在解釋過程中,隨時調(diào)整參數(shù),以便使結(jié)果真實合理,計算結(jié)果用電阻率色度圖表現(xiàn)、綜合解釋。

        根據(jù)工程勘察要求,結(jié)合現(xiàn)場地形情況,測線布置為:沿B12K87+935右3m~B12K88+162右3m、B12K87+936右33m~B12K88+164右33m布置兩個排列,編號分別為:AB1~AB1’、AB2~AB2’。

        結(jié)合理論計算及實踐經(jīng)驗,本次高密度電法勘探反映的最大勘探深度在40m左右。根據(jù)Surfer軟件繪制的ρs等值線圖和高密度電阻率數(shù)據(jù)反演軟件反演結(jié)果,并結(jié)合地質(zhì)調(diào)繪資料,解釋如下:

        AB1~AB1’(圖1):測線布置范圍內(nèi),覆蓋層厚約1~5m,強風(fēng)化層厚約0.5~4m,節(jié)理裂隙發(fā)育,巖體破碎;在B12K88+022右4m~B12K88+058右4m附近,深約7~21m,存在一低阻異常,推測為節(jié)理裂隙發(fā)育,巖體較破碎;其中,B12K88+040右4m附近,中心深度分別在12m和21m存在兩處低阻異常,巖體視電阻率值較低,結(jié)合地質(zhì)信息,推測淺部的異常為小型溶洞、深部的異常為巖溶管道位置所在。

        AB2~AB2’(圖2):測線布置范圍內(nèi),覆蓋層厚約0.5~6m,強風(fēng)化層厚約0.5~3m,節(jié)理裂隙發(fā)育,巖體破碎;在B12K88+066右34m~B12K88+071右34m附近,深約16~22m存在一處低阻異常,推測為節(jié)理裂隙發(fā)育,巖體較破碎;其中,B12K88+028右34m附近,中心深度約20m存在一低阻異常,巖體視電阻率值較低,結(jié)合地質(zhì)信息,推測為巖溶管道位置所在。

        5 地質(zhì)結(jié)論與評價

        根據(jù)物探成果分析,覆蓋層厚度約0.5~6m;

        強風(fēng)化層厚度約0.5~4m。其中:

        裂隙發(fā)育區(qū)2處:分別位于(1)B12K88+022右4m~B12K88+058右4m附近,深約7~21m;(2)B12K88+066右34m~B12K88+071右34m附近,深約16~22m。

        溶蝕發(fā)育區(qū)3處:B12K88+040右4m附近,中心深度分別在12m和21m、B12K88+028右34米附近,中心深度約20m。

        綜合以上分析,本次工作基本查明了測區(qū)覆蓋層分布、強風(fēng)化層厚度及基巖巖溶裂隙發(fā)育、斷層等地質(zhì)信息,但限于高密度電法的自身固有的局限性,建議在詳勘時用鉆探或其他方法做進一步驗證。

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