王兴华，颜拓疆，解 康

（云南冶金资源股份有限公司，云南 昆明 650500）

通过收集的部分岩矿石标本进行参数测定，在尾矿坝坝体及其外围开展物探勘查工作，以便全面的了解坝体地质构造、裂隙等分布情况，同时探测周围渗漏情况，为库区下一步综合治理工程提供依据。探测以往修筑石坝、土坝等防渗漏工程目前完好情况，是否能有效防止水渗漏，以及可能出现渗漏的老化地段；探查目前已发生渗漏的区域范围，确定渗漏宽度和深度，为下一步治理提供方向；探测周边构造、裂隙等地质情况，发现隐伏渗漏通道，为今后治理工程的部署提供依据。

1 方法技术

1.1 高密度电法方法原理

高密度电法原理上属于电阻率法的范畴，是一种阵列布置的物探方法（图1），也称自动电阻率系统，是直流电法的发展，其功能相当于四极电测深与电剖面法的结合[1-3]。该方法观测点密度高，获得信息量丰富，可以较详细地探测水平和垂直方向上的电性变化。探测时通过电极向地下供电形成人工电场，该电场的分布与地下岩土介质的视电阻率ρs的分布密切相关[4]。

1.2 地球物理特征

本次物探勘查涉及的物性参数主要是电性参数，根据《水电水利工程物探规程》（DL/T 5010-2005），表1列出本区主要的5种介质的电性特征值。

表1 岩土介质物性参数表Tab.1 physical property parameter list of geotechnical medium

场址区内基岩主要为砂岩，潜水面应当较浅，基岩裂隙水主要赋存于砂岩的节理裂隙中。因此场址区内的断裂、节理、裂隙等多表现为水、土充填的形式。堆积体松散、孔隙率大相当于空气充填，空气为绝缘体，故堆积体的电阻率通常比较大。本次探测的结果显示：坝体范围内的低阻异常体，电阻率普遍在20 Ω·m以下，局部极小，小于2.5 Ω·m，应为含水量较高所致。砂岩中的断裂、裂隙多为水充填，表现为低阻异常，电阻率普遍在20 Ω·m以下。砂岩电阻率应在（40～300）Ω·m之间，表现为中等电阻的特征，废石、废料堆积而成的堆积体表现出较高电阻率特征，电阻率应在（300～4 000）Ω·m以上[5-6]。由此可见，在本地区各类岩（土）石之间存在明显的电阻率差异，这为开展物探高密度电法提供了有利的物性基础。

1.3 数据采集与处理

高密度电法数据处理前先进行预处理，然后对数据进行二维反演和地形校正，最后使用CAD绘制成图进行资料解释。二维反演程序是基于圆滑约束最小二乘法的反演计算程序，使用准牛顿最优化非线性最小二乘新算法，使得大数据量下的计算速度较常规最小二乘法快数倍，此次解释时主要参照反演后的电阻率剖面图，利用视电阻率剖面进行对比参照解译[7-8]。本次高密度电法探测，对于岩溶、裂隙、构造的综合物探解释主要遵循由已知到未知的原则：以工区内以往钻孔揭露的土层、岩层的位置、厚度对应在剖面图上的电阻率形态、数值大小为参考，对所测剖面逐一进行解译，划分坝体、溶蚀区、构造裂隙等，圈定泄漏范围，并根据异常形态、电阻率值及地质资料对圈定的异常进行最终成果的推断解释[9]。

2 应用实例

2.1 工作区地质概括

本文选取其中比较典型的两条剖面G1和G2进行描述：

2.1.1 G1线剖面推断解释

G1线剖面电阻率断面图如图2所示：剖面长327 m，剖面方位角90°，由坝体正上方通过。剖面上出现了4处低阻异常：G1-①：位于桩号（50～63）m，深度约15 m以下。呈团状，向下仍有延伸，规模较小。视电阻率值在20 Ω·m以下，推断为含水节理、裂隙引起；G1-②：位于桩号（117～135）m，深度15 m至以下。为条带状分布的低阻异常，异常与周围高阻体界线明显，有一定规模，陡倾，向下仍有延伸，长度超过40 m。视电阻率值10 Ω·m以下，推断为含水破碎带引起；G1-③：位于桩号（159～219）m，深度（0～24）m。从坝体正上通过，低阻异常规模较大，呈碗状，宽约60 m，深约24 m。视电阻率值10 Ω·m以下，推断为坝体的粘土、杂填土、碎石引起，该处视电阻率极低，以往出现过漏水情况，含水粘土电阻率通常为（0.2～10）Ω·m，本次测量结果显示该处部分地段电阻率在2.5 Ω·m以下，故认为此处仍存在漏水隐患；G1-④：位于桩号（240～252）m，深度约15 m以下。呈团状，向下仍有延伸，有一定规模。视电阻率值在10 Ω·m以下，推断为含水裂隙引起。

图2 G1线高密度测量（温纳）电阻率断面图Fig.2 Cross-section diagram for resistivity of G1 line’s high density measurement(Wenner)

剖面上其它地段电阻率普遍在（400～4 000）Ω·m之间，推断为砂岩地层引起。桩号（135～288）m段上部为G1-③低阻异常，下部为大模规高阻区电阻率普遍在2 000 Ω·m以上，与周边异常界线明显，完整性相对较好[10-11]。

2.1.2 G2线剖面推断解释

G2线剖面电阻率断面图如图3所示：剖面长321 m，剖面方位角90°，由坝体正上方通过，与G1线基本平行，相距（3～5）m。电阻率断面图总体特征与G1线基本一致，高、低阻异常对应良好，断面上也可划分出4处低阻异常：G2-①：位于桩号（45～54）m，深度约15 m以下。呈团状，向下仍有延伸，规模较小，与G1-①特征高度一致。视电阻率值在20 Ω·m以下，推断为含水节理、裂隙引起；G2-②：位于桩号（102～129）m，深度约7 m至以下。为条带状分布的低阻异常，陡倾，向下仍有延伸，长度超过45 m，与G1-②基本相似，视电阻率数值略大，推断为含水破碎带引起；G2-③：位于桩号（135～201）m，深度（4～28）m。从坝体正上通过，低阻异常规模较大，呈碗状，宽约70 m，深约24 m。视电阻率值在10 Ω·m以下，与G1-③特征高度一致，宽度略宽。推断为坝体的粘土、杂填土、碎石引起，该处电阻率极低，岩（土）石含水率较高，存在漏水隐患；G2-④：位于桩号（210～226）m，深度（7～20）m。呈团状，长15 m，宽（8～11）m，视电阻率值在10 Ω·m以下，推断为含水裂隙引起。

图3 G2线高密度测量（温纳）电阻率断面图Fig.3 Cross-section diagram for resistivity of G2 line’s high density measurement(Wenner)

其它地段电阻率普遍在（300～1 000）Ω·m之间，尤其是桩号（123～213）m下部地段，与G1线高阻体对应良好，推断应为砂岩地层或固体充填物引起。

3 结语

采用高密度电法测量在该坝区取得了较好的效果。

1）通过高密度电法工作，查找出尾矿坝及坝体周围可能形成渗漏的不良地质构造和渗漏隐患部位，划分出4个综合异常；

2）推断位于坝体正中央的Ⅲ号低阻异常为含水粘土引起，此处仍存在漏水隐患（以往有过渗漏）。推断Ⅰ号、Ⅱ号低阻异常为含水破碎带引起，尤其是Ⅱ号异常，极可能是断裂形成水流通道；

3）本次工作在该坝区勘察效果明显，对后续勘察打下了较好基础，高密度电法测量成果为尾矿坝渗漏防治工作提供很好的技术支持。