吴灿灿　曹　静　王　芳　张公瑾　李　雪　刘　浩

摘要：高密度电法虽然是在常规电法勘探基础上发展起来的一种新的勘探方法，但是在工程勘探中，它集电测深与电剖面法于一体，不仅可以观测地下一定深度范围内横向电性变化情况，同时还可以观测垂向电性的变化特征，与其它电法相比具有明显的优势。

关键词：高密度电阻率法；工程勘探；应用

1高密度电阻率法基本原理

高密度电阻率法是一种阵列勘探方法，基本原理与传统的电阻率法完全相同，所不同的是高密度电法在观测中设置了较高密度的测点，野外测量时需将全部电极(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便可实现数据的快速和自动采集。当测量结果送入微机后，还可对数据进行处理并给出关于地电断面分布的各种物理解释的结果。

与常规电阻率法相比，高密度电法具有以下优点：①电极布设一次性完成，减少了因电极设置引起的干扰和由此带来的测量误差；②能有效地进行多种电极排列方式的测量，从而可以获得较丰富的关于地电结构状态的地质信息；③数据的采集和收录全部实现了自动化(或半自动化)，不仅采集速度快，而且避免了由于人工操作所出现的误差和错误；④可以实现资料的现场实时处理和脱机处理，根据需要自动绘制和打印各种成果图件，大大提高了电阻率法的智能化程度。由此可见，高密度电阻率法是一种成本低、效率高、信息丰富、解释方便且勘探能力显著提高的电法勘探新方法。

2高密度电阻率法的施工

首先要考虑它的制约因素：

2.1地形的影响。这是工程勘察最常见的影响因素，尽管目前也出现了地形改正软件，但功能并不完善，总体效果不理想。

2.2探测体埋深过大。根据电法理论，探测体的规模与埋深需达到一定比例后方能被探测。如果规模偏小，埋深偏大，则不能被仪器有效接收。有理论推导有效探测深度的径深比大约为 1：6的范围内。

2.3多解性。探测体的电阻率和埋深之间存在 S等值和 T等值关系，如果其中一个参数不确定，那就可能对应多个结果而曲线形态和曲线拟合结果完全一样，这会在工程应用中造成很大误差。

2.4旁侧影响。两个相邻的测点，其中一个点靠近山体或水边，其曲线形态会发生较大变化，相应的解释也会发生大的变动，而事实上地质结构却没有多大变化。虽然高密度电法有多种装置，如对称四极装置、施伦贝尔1装置、施伦贝尔2、偶极装置、微分装置等，但是对于具体的施工条件选择的装置要综合考虑。四极装置是公认的最稳妥的装置，所以在工作中应予优先选用；偶极装置灵敏度最高，但引起假象的可能性也同时增大，并且该装置信号衰减最快，信噪比会随探测深度的加大迅速降低，其勘探深度偏小；对于剖面测量任务，宜采用多种装置。如果场地开阔，一般都使用四极装置。因为该法能获得最大的测量电位。这对于节省外接电源，减少供电电压，特别是压制干扰，增强有效信号，有着重要意义。但是如果场地不允许，最好使用三极装置(AMN、MNB)。三极装置比四极将节省一半场地。

3高密度电阻率法的实际应用

从经验可以归纳出采空区和巷道为特高阻，灰岩层为高阻，煤层呈中到相对高阻，灰岩层和未开采煤层横向较均匀且分布范围一般很大，充水的巷道呈低阻但范围很小。地表通过不同电极距的布设可采集到反映地下不同点、不同深度的视电阻率值，而视电阻率值即蕴含着各种地质体的分布信息，采用计算机对数据进行处理、影像成图和综合分析解释，即可确定出地下采空区和巷道的大小、形状、分布范围以及在地表的投影位置。所以利用组成地下介质层间的电性差异，高密度电法被利用到了很多的应用领域，下面仅简单介绍所用到的几个主要应用领域。

3.1水利工程：堤坝探测；堤坝结构体探测；水库堤防渗漏检测；水库堤防裂缝检测；河堤防隐患探测；堤防垂直防渗墙质量检测。

3.2环境工程地质：滑坡调查；边坡软弱夹层调查；冻土调查；岩溶探测。

3.3工程地质勘察：基岩面调查；隧道渗漏探测；断层探测。

3.4城市工程勘察：城市管线探测；人防工程探测；城市地下埋藏物探测；路面塌陷调查。

3.5工程质量检测：隧道灌浆质量检测；岩溶灌浆质量检测；堤防灌浆质量检测；煤田采空区处理灌注质量检测。

4结束语

实践证明，高密度电法同时拥有剖面法和电测深法的功能，具有点距小、数据采集密度大的特点，能较直观、形象地反映电性异常体的形态和产状。与其它电阻率方法相比，它具有成本低、效率高、地电信息丰富且探测精度高等优点，对解决地层岩性分界、煤窑采空区、岩溶发育和断层发育情况，能取得较好的勘察效果。

参考文献：

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