王涛

摘要：工程建设的规模不断扩大，高密度电法在工程物探中发挥的作用也越来越大，其丰富的应用渠道和广泛的应用前景使得其在工程物探中具有重要的实际应用地位。基于此，本文从高密度电法的基本原理入手，分析了高密度电法的数据处理流程，又从熔岩调查、地质勘探找水、管线探测和地层划分四个方面讨论了高密度电法对于地质工程勘探的作用。

Abstract： The scale of engineering construction has been continuously expanded， and the role of high-density electrical methods in engineering geophysical exploration is also growing. Its abundant application channels and wide application prospects make it an important practical application status in engineering geophysics. Based on this， this paper starts with the basic principle of high-density electrical method， analyzes the data processing flow of high-density electrical method， and discusses high-density electrical method from four aspects： lava investigation， geological prospecting， pipeline exploration and stratum division. The role of geological engineering exploration.

關键词：高密度电法；工程物探；高密度电法应用

Key words： high density electrical method；engineering geophysics；high density electrical method application

中图分类号：P631 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）27-0221-02

0 引言

现阶段，工程物探工程中经常遇到目标体规模较小且埋深不大的问题，传统的电测深法和电剖面法不能满足现代工程建设的需求，高密度电法的出现使得该问题得以解决，并在多个领域发挥其功能。高密度电法具有施工效率高、数据采集密度大等特点，能够实现较为复杂和困难的工作要求，在实际应用中具有重要的意义和价值。

1 高密度电法的基本原理

高密度电法在传统物探方法的基础上进行改进，是现阶段较为普遍使用的一种工程物探方法，它将电测深法与电剖面法的优势进行结合，取其精华，去其糟粕，高密度电法是具有先进性的工程物探方法。高密度电法的原理与常规的电法大体一致，通过A电极和B电极向地下提供电流I，ΔV是M极和N极之间的电位差，装置系数设为K，通过公式ρ=K·ΔV/I得出M极和N极中点的视电阻率。以高密度电法在公路滑坡调查和勘探中使用为例，这种技术手段的物理基础是土体和岩体导电性的差异，观测人工监理的地下稳定点流程，找寻其分布规律并加以研究，根据分析研究的结果得出对于地质工程问题的解决方法。高密度电法可以直接将数据反演成为电阻率剖面图，通过现代反演技术完成对工程物探工作的研究和分析，包括对于土地和岩体密实度的分析和界限的分析等，这种可以通过电阻率剖面图进行直观反映的方法使得高密度电法对于工程物探的效率起到有效提升的作用，从而实现了高密度电法的有效应用[1]。

2 高密度电法的数据处理流程

高密度电法的主要供电模式为低频交流电，探测的结果一般以地层视电阻进行体现。可以说，高密度电法的本质是直流电阻率法。高密度电法的工作系统由高密度主机、计算机、转换器、电极系组成，在进行实际的数据处理工作中，高密度主机主要的作用是数据的传输，而计算机实现相关数据的处理，转换器则通过电缆对各个电极系的工作进行控制。

使用高密度电法进行数据处理的具体流程为：首先，各个电极系通过对测量断面的相关数据信息进行测量与搜集，并将其传输到转换器中。其次，转换器在接收到各个电极系发出的数据信息后，利用电缆将数据信息输送到高密度主机中，实现高密度主机的数据信息输入。第三，将数据输入进高密度主机，主机完成对于数据的自动存储，并通过相应的通信系统，将数据传送至计算机中。第四，当计算机接收到来自高密度主机的数据信息后，依据软件系统的设计，对于数据信息进行处理。最后，计算机在完成了数据信息的标准处理后，要进一步进行数据的转换，并完成特定模块的畸变点清除以及地形的校正等等预处理的工作，最终完成二维反演和成图[2]。

3 高密度电法对于地质工程勘探的作用

3.1 高密度电法在岩溶调查中的作用

利用高密度电法，能够实现对于熔岩进行调查。在岩溶的发育区，地质工程勘探的技术人员可以利用探地雷达，并结合浅层地震与高密度电法的共同使用，对于熔岩的发育情况进行实际的勘探。岩溶的发育情况与基岩断裂的关系十分密切，技术人员通过勘探基岩断裂的相关数据信息，就能够实现对岩溶发育规律的勘探与研究。利用高密度电法，能够实现对于基岩的断面进行探究。一般来说，基岩呈现低阻的状态，说明该基岩断面为二叠系小江边组碳质页岩。若基岩呈现高阻的状态，则说明该基岩断面为灰岩。高密度电法的使用能够分析出不同基岩断面的电性，对于判断基岩断面提供了重要的参考依据。相关技术人员可以结合基岩断面的确定，实现对于岩溶发育情况的调查。

高密度电法除了能够判断岩溶的发育情况外，还能够对灰岩的分布区域进行判断。灰岩与岩溶的关系密切，通过对灰岩的分布区域及其埋深进行勘探，也能够实现对岩溶的探究。高密度电法能够实现对灰岩的电性进行判断，确定出灰岩的埋深以及分布区域。利用灰岩与基岩的电性差异判別，能够确定出灰岩与基岩的界限，为判断岩溶塌陷的易发区提供参考。

3.2 高密度电法在地质勘探找水中的作用

找水是工程地质勘探的重要内容之一，高密度电法在地质勘查找水中有重要作用。某地区生活用水为浅层的第四系水，在秋冬季节的枯水期，存在用水困难问题，为解决该问题，当地主管单位联系专业工程地质勘探工作，采用高密度电法进行找水作业。该地区属于低丘区，整体地势起伏不大，底层结构较为简单，表层为第四系，含有砂岩、泥岩和常夹薄煤层。根据地区地形条件，通过布置东西向和南北向的高密度电法剖面，选择120根电极进行勘测，测点距离为3m。根据测量结果，在南北向布置的剖面测得基岩点醒较为均匀，未发现明显异常。东西向剖面则发现基岩内由相对低阻异常区。根据其低阻异常区，可以推断是基岩构造裂隙内含水或夹薄煤层导致的。进而进行探井勘测，证实该低阻异常区是含水裂隙区，成井水量可达到5.5t/h，能够满足生活用水需求。

3.3 高密度电法在管线探测中的作用

在许多工程施工过程中，都涉及到管线探测工作，需要体现确定管线位置，避免施工过程对管线造成破坏，或发生施工危险。在工程管线探测过程中，高密度电法也有重要的应用价值，可以取得较好的探测效果。可以通过采用金属管探测仪对电缆和金属管道进行探测，但下水管和水泥管等，则需要采用高密度电法探测。这些管道的主要材质为混凝土材料，其电阻率远远高于周围的岩体，因而可以采用高密度电法进行探测。比如在某工程中，根据施工该场地情况，部署28根电极对地下管线进行探测，测点距离为0.4m。在某处桩号处发现高电阻异常，结合金属管线仪的探测结果，该处为电缆管块，其顶部埋深0.8m。另外一处则为下水管道引起的高电阻异常，其顶部埋深为1.0m。

3.4 高密度电法在地层划分中的作用

高密度电法还可以应用到工程地质勘查的底层划分过程中。某水利工程部分堤段发生滑塌事故，聘请专业的地质勘查机构对该堤段进行综合物探勘查，为滑塌事故的地质原因分析提供依据。该工程堤段的坝体填土层厚度为7m左右，其下依次为淤泥质粘土层、淤泥层和泥盆系五通组砂岩。在本次勘探过程中，共选用120根电极，测点距离为5m。根据高密度电法的勘测结果，堤段下的淤泥质粘土层和淤泥层表现为明显的低电性层，电阻率值在20～60Ω·m之间，以该层结构作为坝体的基础层，无法满足上部结构的承载力需求，受工程施工机械振动和往来船舶的水扰动等影响，导致该堤段滑塌事故的发生。

4 结束语

综上所述，高密度电法在工程物探中的应用是十分广泛的，其方法的技术性和完善性使得其在多种地质工程的勘察中被普及和应用，因此利用高密度电法的各项优势来进行地质工程勘察工作是具有有效性和可靠性的。高密度电法的应用可以提高地质工程勘察的效率，节约地质工程勘察的成本，确保地质工程勘察的效果，为推动工程建设的顺利进行提供帮助。

参考文献：

[1]陈阳.高密度电法在工程勘察中的运用探讨[J].世界有色金属，2018（03）：278，280.

[2]韩晓东.高密度电法在软土地基勘察中的应用[J].西部交通科技，2018（01）：25-27.