朱多林 黄 锋 韩晓萌 王克东

(陕西省电力设计院，陕西 西安 710054)

综合物探技术在输电线路勘测中的应用

朱多林 黄 锋 韩晓萌 王克东

(陕西省电力设计院，陕西 西安 710054)

对高密度电法与地震面波法进行了简单介绍，结合工程实例，研究了以高密度电法和地震面波法为代表的综合物探法进行基岩—覆盖层界面物探解释的应用情况，通过综合判别与分析，证明了综合物探法的有效性和实用性。

综合物探，输电线路，基岩面，覆盖层

0 引言

目前，在高压输电线路工程岩土勘察中，物探是常用方法。这种方法以地下岩土体和周围土体之间物性参数的差异性为理论基础，通过专门的仪器来探测各种地质体的物理场分布，从而实现对整个场区内的岩土勘察。但是单一物探方法由于只利用一种物性参数来进行异常的区分，往往具有多解性的特点，使得解释结果与实际情况出入较大，影响了勘察资料的准确度。因此很有必要采用综合物探进行物探资料的解释，以此尽可能地减小或消除单一物探的多解性，提高物探解释的可靠性[1]。

本文从高压输电线路岩土工程勘察的角度出发，介绍了综合高密度电法和地震面波法进行基岩—覆盖层界面解释的应用情况，以期对新近从事相关工作的同事有所帮助。

1 方法简介

高密度电法是以地下介质的电性差异为理论基础，将直流电通过一次布置的多道电极传入地下，建立起较为稳定的人工电场，然后通过自动控制转换装置对所布设的剖面在地下水平向和竖直向的电阻率变化情况进行观测分析，划分出电阻率的异常区域，进而分辨出异常体[2]。

地震面波法是通过人工震源激发出多种频率成分的地震面波，然后借助检波器对地表震动进行记录，再通过计算得到相应的频散曲线，根据不同的波长穿透深度对场地进行分层并计算出各层横波速度，进而获得工程所需的一些岩土参数。

2 工程实例

某750 kV输电线路工程沿线以黄土梁峁地貌为主，地层结构主要为覆盖层和下伏基岩。覆盖层以风积成因的黄土为主，基岩以砂岩为主。由于地形起伏较大、交通不便等原因的限制，钻探无法进场。加之基岩起伏较大，覆盖层完整性较好，基岩露头少，

使得地质调查对覆盖层与基岩面的划分精度达不到工程要求。考虑到拟建塔基下松散覆盖层和下伏基岩在电性参数及弹性参数方面皆具有较大的差异性，具备开展高密度电法和地震面波法勘探的基本条件，因此决定采用以上两种方法相互验证的综合物探法。此外，塔基位于黄土梁的梁顶处，地形条件较好，没有明显的地形起伏，具备开展物探工作的有利条件[3]。

根据相似工程的物探经验，上面的松散覆盖层便于孔隙水的储存，构成了电流的良导体，表现为低阻，而其下的基岩由于裂隙发育程度不足，裂隙水的连通性不佳，表现为高阻。从地震面波的角度考虑，覆盖层由于自身的松散性，泊松比较大，地震波速较低，而下伏的基岩相对较坚硬，泊松比较小，地震波速较大。

2.1 高密度电法勘探

高密度电法采用30根电极，电极距2 m，测线长度为58 m，最大间隔系数为8，测量模式选用纵向和横向分辨率都较高的温纳装置。布线方式和反演所得的剖面分别如图1，图2所示。

从图2可以看出，视电阻率的总体趋势大致呈倾斜层状分布，上面为相对低阻区，低阻区厚度从电极小号侧向大号侧起伏状变薄，推断为上覆黄土；在该层下部，视电阻率逐渐增大，整体大致可以分为两层，推断为强风化～中等风化的基岩。

2.2 地震面波勘探

地震面波法采用12道检波器，道间距3 m，采样间隔62.5 μs，记录长度504 ms，震源采用重锤激发。地震面波的布线走向与高密度电法几乎重合。为了便于对比解释，将地震测线中点处的6号检波器与高密度电法的21号电极位置重合，因此面波法反演的地层与高密度电法中第21号电极在深度方向上地质界面应该相近。为了描述方便，图1将两种布线方式分开示意。

根据面波在波形振幅上的特殊性，对剖面图中的干扰波进行切除，获得地震剖面图如图3所示。然后根据地质调查的结果，设置初始模型。经过反演处理，拟合误差达到2.682%，认为其在合理的误差范围内，进而获得速度—深度模型如图4所示。

从图4可以看出，地层速度分布呈三个等级：第一个等级地层深度范围0 m～2.9 m，波速为316 m/s，初步推测为上覆黄土；第二个等级地层深度范围2.9 m～6.6 m，波速为659 m/s，初步推断为强风化砂岩；第三个等级地层深度范围为6.6 m～18.0 m，波速上升至1 228 m/s，初步推断为中等风化砂岩。

2.3 综合判别与解释

物探的最终目的是寻找地质界面，而从理论上来讲，由于地质界面附近地层岩性的差异性，地质界面应该是物探界面。在基岩—覆盖层的二元结构地层中，岩、土界面、差异风化界面都会是电性和弹性分界面。因此在采用综合物探法进行勘探的时候，如

果各种物探方法之间的物探界面能够接近或是重合，那么这个界面是地质界面的可能性就变得很大，而这个界面被推断为地质界面也就更加合理，这样就变相地减小或是消除了单一物探解释的多解性。依照上述理论，对比图3和图4，发现图4中深度2.9 m，6.6 m都介于图3电性参数的分界面上，因此地震面波勘探21号电极下方深度为2.9 m，6.6 m附近存在地质界面的可能性最大。

结合类似工程建设的经验，推断21号电极下方0 m～3.0 m为黄土覆盖层，3.0 m～6.6 m为砂岩强风化带，6.6 m～15.0 m为砂岩中等风化带。最终推断得到塔基下方沿线路前进方向的地层解释成果如图5所示。从图5中可知，在15 m的要求勘察深度范围内，各塔腿下方地层资料如表1所示。

表1 塔腿地层岩性表 m

在该塔塔基施工时，基坑开挖的结果与本次综合物探解释的结果基本吻合，验证了本文中综合物探法的准确性和有效性。

3 结语

目前在输电线路岩土工程勘察中使用单一的物探方法因为只反映一种物性参数的变化，使得解释结果与地层的实际情况出入较大，影响了岩土资料的准确性。本文通过对综合物探法在输电线路岩土工程勘察基岩—覆盖层界面划分方面的工程实例的介绍，进一步证明该方法在消除或减小单一物探解释成果多解性方面的优势，表明综合物探法具有较好的应用前景。当然，高压输电线路走经区域地貌岩性复杂多变，仅靠物探方法无法解决所有的勘察问题，最好选取若干典型剖面，结合地质调查、探井、钻探等进行对比验证，以此来提高物探解释成果的准确性。

[1] 刘国辉，李恩鹤，张献民，等.综合物探方法在瀑河水库工程勘察中的应用[J].物探与化探，2004，2(28)：177-180.

[2] 周小仙，钱荣毅.高密度电阻率法在卵石覆盖区中的应用研究[J].工程勘察，2009，11(37)：81-85.

[3] 文 秋.高密度电法在特超高压直流输电线路勘察工程中的应用[J].工程地球物理学报，2009，6(S1)：23-24.

[4] 胡让全，黄健民.综合物探方法在广州市金沙洲岩溶地面塌陷、地面沉降地质灾害调查中的应用[J].物探与化探，2014(3):610-615.

On application of integrated geophysical prospecting technique in survey of power transmission lines

ZHU Duo-lin HUANG Feng HAN Xiao-meng WANG Ke-dong

(ShannxiPowerDesignInstitute,Xi’an710054,China)

The paper has the brief introduction of high-density electrical method and seismic surface wave method, researches the application of the basement-overlying interface geophysical interpretation with the comprehensive geophysical method with high-density electrical method and seismic surface wave method, proves the effectiveness and practice of the comprehensive geophysical method by the comprehensive judgment and analysis.

comprehensive geophysical method, power transmission line, basement, overlying

1009-6825(2014)28-0072-02

2014-07-19

朱多林(1987- )，男，硕士，助理工程师； 黄 锋(1983- )，男，工程师； 韩晓萌(1983- )，男，工程师； 王克东(1980- )，男，高级工程师

TM930.111

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