探析高密度电法在岩溶注浆检测中的应用
岩溶地区地下水勘查中高密度电法勘探的运用
岩溶地区地下水勘查中高密度电法勘探的运用高密度电法勘探不仅具有点距小、数据采集密度大的特点，而且兼具电测深法和剖面法的效果，能比较直接的反映出基岩的起伏状态；并能充分了解与围岩存在电性差异的断裂构造，对于地下水的寻找，岩溶发育带和地层划分的探测等具有重要意义。
本文详细介绍了高密度电法勘探技术在岩溶地区地下水勘查中的运用情况，以期能够为今后的地下水勘查工作带来帮助。
标签：岩溶地区高密度电法勘探地下水1引言近年来，随着科学技术的不断发展，我国的高密度电法勘探在工程勘察中的应用越来越广泛，特别是在水文、岩溶、构造以及检测等领域，其应用效果更加显著，已在较大程度上超过了理论预期。
高密度电法勘探是一种综合物理勘探方法，主要是以地下岩石之间的典型差异为基础，根据地面测定和研究天然或人工电场以及电磁场的变化规律和分布特点来推断地下电阻率的分布状况，进而推断出地质构造、地下水源以及矿产资源的分布状况。
本文作者根据自身多年的工作经验并结合相关专业的理论知识，对高密度电法勘探技术在岩溶地区地下水勘察中的应用进行了详细分析，先将其应用状况介绍如下。
2勘探原理及工作方法高密度电法兴起于80年代初期，其基本原理和常规的电阻率法基本相同，所不同的是前者在勘探剖面上需要同时布置多道电极，然后经过人工控制向地下发送电流，使地下形成稳定的电流场，最后通过自动控制转换装置对所布设的剖面进行自动的观测和记录。
另外高密度电法能够测量二维地电断面，具备测深法和剖面法的双重功能，是进行探测隐伏断层构造、地质滑坡体、岩溶空洞和进行地层划分的最有效手段。
它不仅信息量大、工作效率高、测点密度大的优点，而且能够有效实现直流电法勘探中的各装置形式的探测，并能提供多方面的地电断面信息。
高密度电法主要工作方法是，将全部电极装置设置在预先选定的一定间隔的测点和测线上，然后通过特制的电极转换装置，按照需要将其组合成指定的电极距和电极装置，以快速便捷的完成多电极距和电极装置在观测剖面的多个测点上的电阻率法观测。
高密度电法在岩溶地质调查中的应用
摘要：灰岩分布区岩溶发育易引发地面塌陷．是地质灾害及路、桥、建筑物等工程设施的主要隐患。
高密度电法是近些年引入的物探方法，广泛应用于灾害地质调查及工程勘察中。
在灰岩分布区应用高密度电法勘察第四系土洞、灰岩岩溶、断裂发育等，能取得较好的地质效果。
关键词：灰岩高密度电法土洞岩溶断裂前言灰岩是一种较为特殊的岩石，作为可溶性碳酸盐岩的灰岩分布区，通常发育溶沟、溶槽等溶蚀带以及溶洞，甚至引起上覆第四系内部土洞发育。
灰岩地区岩溶、土洞发育的地段，在矿井排水、大量开采地下水等引起地下水动力条件改变或机械振动等因素诱发下常发生地面塌陷等地质灾害。
1998、1999年红都瑞金沙洲坝地区频第四系松散地层电阻率值一般为n×10Ω•m，砂、卵石成分较高时可达n×l02Ω•m，灰岩的电阻率值较高，一般达n×l02～n×l03Ω•m。
灰岩与第四系地层的电阻率存在明显差异。
第四系内部土洞发育时，将形成相对高阻异常。
灰岩内部发育的岩溶通常充填低电阻率的充填物而形成相对低阻异常。
断裂带位置易高密度电法野外数据采集是为18m，第四系内部出现3处高阻异常圈闭。
根据区内地质及高密度断面测量结果分析：塌陷为第四系内部土洞所致；90桩号正下方的高阻异常是引起塌陷的土洞反映，大桩号方向相应深度另有两处土洞发育，其中102桩号下方异常规模较大，推断土洞发育深度为5～8m，灰岩面深21m。
3．2 查明岩溶及断裂的发育情况湖南常张高速公路甘堰段为灰岩分布区，该区岩溶发育。
图3是1线试验段高密度电法剖面，断面走向为SN向，断面中灰岩内部有2处规模较大的低阻异常带。
断面西侧有一溶沟出露，此溶沟长约50 m，深达10余m，东西向展布，距测线100 m处为第四系覆盖。
按其走向推断，此溶沟经断面200桩号位置。
断面200—220桩号的低阻异常带，应是此溶沟的异常反映，断面中140桩号下部的低阻异常带是较大规模的充填型岩溶的异常反映。
高密度电法在岩溶勘察中的应用
张 琳
（贵 州 省 交 通 规 划 勘 察 设 计 研 究 院 股 份 有 限 公 司 贵 阳 ５５０００１）
摘 要 介绍了高密度电法的技术 原 理、优 越 性 及 设 备 组 成，通 过 对 阁 丫 沟 大 桥 下 伏 岩 溶 的 高 密 度电法技术应用成果分析，说明高密度电法在岩溶勘察中的 应 用，能 准 确 地 查 明 地 下 岩 溶 情 况 ，推 测 埋 深 和 规 模 ，并 通 过 钻 探 验 证 其 在 岩 溶 勘 察 中 的 可 行 性 。 关键词 高密度电法 岩溶勘察 电阻率
１ 高 密 度 电 法 的 原 理
１．１ 高 密 度 电 法 工 作 原 理 高密度电法的基本工作原理 与 ［１］ 常规电 阻 率
法大体相同。它是以岩土体的电性差异为基础的 一种电探方法，根 据 在 施 加 电 场 作 用 下 地 层 传 导 电流的分布规律，推 断 地 下 具 有 不 同 电 阻 率 的 地 质体的赋存情况。高密度电阻率法的原理是地下 介质间的导电性差异。和常规电阻率法一样它通 过 Ａ、Ｂ 电极向地 下 供 电 流Ｉ，然 后 在 Ｍ、Ｎ 极 间 测量电位差 ΔＶ，从而可求得该点（Ｍ、Ｎ 之间）的 视电阻率值，见 图 １。 根 据 实 测 的 视 电 阻 率 剖 面 进 行 计 算 、分 析 ，便 可 获 得 地 层 中 的 电 阻 率 分 布 情 况 ，从 而 可 以 划 分 地 层 ，确 定 异 常 地 层 等 。 高 密 度 电 法 工 作 原 理 图 如 图 １。
转换器、电极系统３ 部分组成 。 ［１］ 目前国内外高密度电法仪器可分为２类： 一类的设计思 想 源 于 集 中 式 的 地 震 仪，特 点
是均需在电缆和仪器之间连接一个多路转换开关 （相 当 于 地 震 仪 的 覆 盖 开 关 ），设 计 原 理 简 单 ，造 价 较 低 ，由 于 一 般 采 用 普 通 多 芯 电 缆 ，抗 干 扰 能 力 较 差 ，须 加 大 供 电 电 流 以 提 高 信 噪 比 。
高密度电法在保山水沟河水库岩溶勘察中的应用
高密度电法在保山水沟河水库岩溶勘察中的应用摘要应用高密度电法对云南保山水沟河水库进行探测，查明了水沟河水库提高蓄水高程后存在的渗漏隐患，探测出蓄水线范围内的的断裂构造、岩溶等不良地质体的空间位置，为坝基的后期施工提供了比较可靠的地质依据。
推测的不良地质体在后期的钻孔中得到了验证，说明高密度电法在水库岩溶勘察中探测不良地质体方面有很好的效果。
关键词高密度电法；探测；岩溶；不良地质体中图分类号：文献标识号：A 文章编号：11 引言在水库建设过程中，各种不良地质体（溶洞、断层、破碎带等）对水库蓄水、堤坝的稳定性有很大的影响。
为此，在前期水库选址的地质勘察中必须通过各种手段查找出具安全隐患的不良地质体，以便施工人员在施工过程中提前制定出合理方案加以解决。
在水库工程实施之前，可以通过实地地质调查、物探勘察、钻探勘察等技术手段，找出在设计库址地段具安全隐患的不良地质体。
在这些技术手段中，物探方法具有其它方法没有优点：①查找隐伏的断层、岩溶等不良地质体；②查找已出露不良地质体向下延伸情况；③方法投入快捷、经济、有效等。
本文以高密度电法在云南省保山市隆阳区水沟河水库勘察中的应用效果为例（文中的物探推测成果，后经钻孔的验证，证明所推测的断裂构造、岩性变化地段和岩溶发育部位等与验证结果基本吻合。
），说明采用物探高密度电法在水库岩溶勘察中探测不良地质体方面具有很好的勘探效果。
2 地质简况和地球物理概括2.1 地质简况水沟河库区出露的地层有：①第四系褐黄色、红色、灰白色粘土、回填土。
w）玄武岩夹火山碎屑岩、灰主要分布在坝体及周围。
②石炭系上统卧牛寺组（C3岩透镜体。
主要分布于场址区北部、东部（坝体对岸）。
③石炭系上统丁家寨组（Cd）灰岩夹白云质灰岩、白云岩。
主要分布于场址区西部、南部（坝基两侧）。
32.2 地球物理特征场址区内基岩主要为灰岩和玄武岩，两者电阻率差异明显，灰岩为高阻体，玄武岩为低阻体。
岩溶多为土或水充填，土或水的电阻率小于灰岩，与玄武岩基本接近。
高密度电法在地基岩溶勘察中的应用
高密度电法在地基岩溶勘察中的应用戴晓明贵州煤田地球物理勘探有限责任公司，贵州贵阳 550002摘要：贵州山区岩溶发育较多，对基础建设工程影响较大，以贵州境内某房屋地基基础勘察为例，介绍高密度电阻率法在岩石地基基础中的应用，通过RES2DINV电法反演软件处理数据，反演成果结合地质资料综合解释推断岩溶发育情况，最后经与钻探结果对比，取得了较好效果，查明该片区岩溶空间发育。
关键词：高密度电法；RES2DINV电法反演；岩溶；地基基础中图分类号：P631.3;TU195.1 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)58-0292-02随着城市建设的快速发展，受城市建设用地的自身条件的限制，导致施工地质环境较为复杂，贵州区域内岩溶比较发育，为了工程安全，必须查明地基基础中的岩溶发育情况。
近几年，高密度电阻率法在环境地质调查与水利水电等工程勘察中得到了广泛应用。
1 施工区地质环境本次勘察工区位于贵州省贵阳市郊区，场地经简单开挖处理较平整，岩层产状平缓，倾角5°—10°。
工区内主要出露地层为中生界的三叠系和新生界的第四系。
从新到老简述如下：第四系（Q）：红褐色、褐黄色黏土、粘土，厚度2m 左右；三叠系下统（T1）：茅草铺谷脚组一段（T1g1），为浅灰色至深灰色厚层灰岩，厚度150m，为勘察区主要出露基岩。
灰岩表层裂隙十分发育，部分经水流长期冲刷形成岩溶通道，地下水类型主要为基岩裂隙水，主要为降水。
勘察工区位于石头寨断层以东1000m与谷脚新街断层以北200m处，无特殊构造发育，区域地质情况比较简单。
2 施工问题处理与布线施工现场已经挖除第四系覆土并削平基础面，基岩裸露，表面碎石较多，施工场地条件比较差，不利于工作开展进行。
采取清除电极附近碎石，在基岩表面电极处用湿润黏土堆小土堆并压实，最小高度满足0.5倍电极长度要求，然后电极打入小土堆中，必须保证电极末端不接触到基岩，电极全部接通后在其上洒水，降低接地电阻，当数据采集时，每间隔一定时间重新洒水以保证电极周围泥土潮湿利于供电。
高密度电法在岩溶场地勘察中的应用
高密度电法在岩溶场地勘察中的应用摘要：高密度电法是近几年兴起的一项技术，对寻找地下岩溶等方面具有很大的优势。
其工作原理是根据地下电性的实际变化来实现对地下岩溶的位置、规模、埋深等因素进行准确的定位，具有经济、精准和快捷的特点。
关键词：高密度电法；岩溶场地；勘察；应用我国的西南地区是岩溶场地分布比较密集的地区，随着经济的发展，极大程度上带动了公路等基建的建设。
而这部分基建设施在建设的环节中若是存在岩溶区将会直接对基建设施的安全受到威胁。
归结其可能存在的问题主要集中在以下几个方面：岩溶水的侵蚀作用和渗透作用；岩溶洞穴不稳定，直接导致岩溶区基建设施的安全性受到影响；松软物质结构不稳定，受震动易掉落；岩溶区大面积塌陷将对基建设施产生毁灭性影响。
岩溶地区的地质结构比较复杂，如土洞和溶洞以及丰富的地下暗河和地下水等。
若是出现“中空”的地形将对地质的安全产生很大的影响。
因此若不能在地质勘测的环节中提供正确可靠的数据，导致基建设施建筑在岩溶区之上将会对基建的安全产生威胁并且加剧补救措施的难度。
基于此，本文对现阶段处于领先技术的高密度电解法如何完成对岩溶区的勘测做系统的探究。
1.岩溶场地岩溶地貌即卡斯特地貌，多分布于我国的西南地区。
其形成原因主要为水流本身对地质的侵蚀和溶蚀以及崩塌加机械改变的总称。
岩溶区地表：岩溶区的地表主要分布溶沟和石芽。
溶沟是指地形在被水流冲刷之后形成的沟壑，而石芽则是指沟壑之间的突起。
这部分石芽的高度一般维持在二十米以下，超过二十米的石芽则被称之为石林。
岩溶区低下：岩溶区的地下多分布溶洞，也就是我们常说的洞穴，是丰富的地下水对可溶性岩层或者断层和节理进行不断的溶蚀和侵蚀作用形成的地下孔道。
溶洞中的科斯特地形主要包含石钟乳、石笋、石柱和石灰华等，如贵州的安顺龙宫和织金县的织金洞就是岩溶场地的杰作。
这种溶洞本身可谓巧夺天工，却是基建设施的威胁。
因此在基建建设的过程中及时找到这些岩溶区就成为当前在基建的环节中的一个十分重要的问题。
高密度电法勘探在岩溶查找中的应用
高密度电法勘探在岩溶查找中的应用作者：吴会敏孙鑫来源：《中国新技术新产品》2011年第08期摘要:高密度电法兼具剖面法和测深的功能，具点距小、数据采集密度大的特点，能较直观、形象地反映断面电性异常体的形态、产状等。
在大理岩分布区应用高密度电法了解第四系土洞发育、岩溶、断裂发育情况以及确定大理岩的分布情况，能取得较好的地质效果。
关键词:高密度电法；岩溶；二维模型中图分类号：X935 文献识别码：A1 高密度简介及特点高密度电阻率法实际上是一种阵列勘探方法，野外测量时只需将全部电极（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。
显然，高密度电阻率勘探技术的运用与发展，使电法勘探的智能化程度大大向前迈进了一步。
由于高密度电阻率法所具备的上述优势，因此相对于常规电阻率法而言，它具有以下特点：1.1 电极布设是一次完成的，这不仅减少了因电极设置而引起的故障和干扰，而且为野外数据的快速和自动测量奠定了基础。
1.2 能有效地进行多种电极排列方式的扫描测量，因而可以获得较丰富的关于地电断面结构特征的地质信息。
1.3 野外数据采集实现了自动化或半自动化，不仅采集速度快（大约每一测点需2~5s），而且避免了由于手工操作所出现的错误。
1.4 可以对资料进行预处理并显示剖面曲线形态，脱机处理后还可以自动绘制和打印各种成果图件。
1.5 与传统的电阻率法相比，成本低、效率高，信息丰富，解释方便，勘探能力显著提高。
2 方法原理高密度电法的物理前提是地下介质间的导电性差异，与常规电法一样，通过AB电极间向地下供电，建立地下人工电场，而后在地面由MN电极测量电位差，并求得各记录点的视电阻率值根据野外实测视电阻率值。
经计算机处理分析、解释，最终获得地层划分和异常圈定等地质信息。
但高密度电法与常规电法不同，它是一种阵列勘探方法且是在二维空间内研究地下稳定电流场的分布，野外数据采集为一次布设电极避免了电极重复移动的人为干扰，另一重大突破是高密度电法具有多次交叉供电和测量，构成高密度的滚动扫描测量，既丰富了地电信息，提高电性分辨能力，又减少人为影响因素和提高工作效率。
高密度电法在降水丰富岩溶区的应用
柱、角柱的最小总配筋率ꎮ 应在房屋的基础顶面、楼盖、屋盖
等设置抗震圈梁或框架梁ꎮ 在多层砖砌体房屋的门、窗顶也
宜优化设置现浇钢筋混凝土抗震圈梁ꎻ框架结构房屋宜适度
提高底层梁的最小总配筋率ꎮ 最终ꎬ使房屋抗震构造达到
“ 大震不倒” 的房屋抗震设防水准ꎮ
它通过 Ａ、Ｂ 电极向地下供电(电流为 Ｉ)ꎬ然后测量 Ｍ、Ｎ 极电位
差△Ｕꎬ从而求得该记录点的视电阻率值 ρｓ ＝ Ｋ × △Ｕ / Ｉꎮ 根据
实测的视电阻率剖面进行计算、处理、分析ꎬ便可获得地层中的
高密度反演图(１) 见图 １ꎬ由图 １ 可以看出ꎬ从整体上
看ꎬ视电阻率较高ꎬ表层 ０ ~ ５ ｍ 视电阻率较低ꎬ推测为覆盖
电阻率急剧降低有的降低到 １００ Ωｍ 以下ꎬ这种差异ꎬ为利
用电阻率法进行岩溶勘察提供了必要的物性前提ꎮ
３ ３ 野外测线布置
为对某场地进行总体控制ꎬ沿场地纵向布置了四条高密度
电法测线ꎬ现场根据地形ꎬ采用电极距 ５ ~ １０ ｍꎬ温纳装置排列ꎬ
从现场测试结果中ꎬ从中选取了几处有代表性的断面进行分析ꎮ
３ ４ 典型高密度电法资料处理解析
异常区与钻孔资料进行对照ꎬ其分析解释如下ꎮ
３ ４ １ 高阻圈闭的大规模低阻区
高密度电阻率法是日本地质株式会社提出并发展起来的一
种方法ꎬ由于高密度电法可以实现电阻率的快速采集和现场数
据的实时处理ꎬ从而改变了电法的传统工作模式ꎮ 高密度电法
勘探的前提条件是地下介质间的导电性差异ꎬ和常规电法一样ꎬ
显的圈闭的中阻区ꎬ视电阻率在 ２００ ~ ５００ Ωｍꎬ推测为溶
洞ꎮ 经钻孔验证ꎬ为无充填的溶洞ꎬ钻孔照片见图 ３ꎮ
高密度电法在工程岩溶勘探中的应用
ｄ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｙ ， ａ ｍ ｏ ｕ ｎ ｔ ｏ ｆ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ｏ ｂ ｊ ｅ ｃ ｔ ｓ ｄ ｏ ｎ ｏ ｔ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｄ ａ ｍ ａ ｇ ｅ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｅ ， ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｉ ｎ ｔ ｕ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ ， ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｔ ｅ ａ ｎ ｄ
察方法 。
关键词 ： 高密 度 电法 ； 桥基 ； 隧道勘 查
Ｈｉ ｇ ｈ－ ｄ ｅ ｎｓ ｉ ｔ ｙ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｐｒ ｏｓ ｐｅ ｃ ｔ ｉ ｎｇ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎｅ ｅ ｒ ｉ ｎｇ ａ ｐ ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｋ ａ ｒ ｓ ｔ ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ａ ｖ ｉ ａ ｂ ｌ ｅ ａ ｎ ｄ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ：ｈ ｉ ｇ ｈ — ｄ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｙ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ： ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｉ ｎ ｇ ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ： ｔ ｕ ｎ ｎ ｅ ｌ ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
了 良好 的地质 效果 。 如 图 １所示 ， 当地面 Ａ ２ ，Ｂ ２电源 的输入 电 流强度， 是我 目前， 形 成地 下 稳态 电场 Ｅ ， 以Ａ ２ 、Ｂ ２的 中点为 近 年来 ， 随着 我 国各 大城 市 的不 断 发展 ， 工程 建 设 已经成 ０为 中心 ，１／３ Ａ ２ Ｂ ２长 的 范围 内 电场 为均 匀场 ， 在 此 范围 内 为关 系 民生 的重 要 项 目， 工 地 事 故也 引起 我 国人 民的 高度 重 安 置 测量 电极 Ｍ 、 Ｎ得 到 电位 差 △ ｕ， 其 中 ｋ为 装置 系 数 ， 不 视。 岩 溶是 工程 建 设 中最严 重 的地 质现 象 ， 但 是 由于在 指 定 的 同的测量 装置 的装 置系数 不 同， 由此可得视 电阻率 计算公 式 ： 比较 小的范 围 内， 岩 溶发 育的不稳 定性 、 随机性 及隐藏 的特 点， ＜ ｊ） 给 区 内岩溶 的分布 及其发 育情 况 的详查带 来很 大的难 题 ， 而仅 依 靠钻 探办法 难 以达到人 们预 期 的结果 。 在我 国的矿产勘 察与 高密度 观测 系统包 括数 据的采 集和 资料处理 两部分 ， 如 图 项 目建 设 中大 部分 都采用 高密 度 电法 ， 高密度 电法 利用岩 溶与 ２所 示 ， 围岩在 电性上 普遍 存在 的差别 ， 能很快 的探测 出岩 溶 的各方 向 现场 测量 ， 只 需 要 的 所 有 电 极 安 装 在 测 量 点 在 一 定 的 时 间 生 长状 况 ， 进 而 运用 合适 的 办法 来 防止 灾害 的产 生 。 笔 者 通过 间隔 ， 观察 密度 比常规 电阻率法 ， 测 点 间距一般 为 １ １ ２ ｍ 。 多芯 列 举下面 的几 个运 用 ， 证 明高密度 电法在 工程 岩溶勘 察 的桥基 电缆连接 到程控 交换机 的多 通道 电极 ， 电极开 关式 微机 自动控 和 隧道 中适用性及 准确 性 。 制 的 电极转 换 装置 ， 可 形 成 电极装置 ， 距 离和 测量 点 的转换 自
高密度电法与跨孔层析成像在岩溶探测中的r应用分析
高密度电法与跨孔层析成像在岩溶探测中的r应用分析陈清【摘要】灰岩地区岩溶发育情况直接影响工程建设.为了查明岩溶地区的岩溶发育情况,指导工程设计及施工,在某客运专线特大桥岩溶探测勘察设计阶段中利用高密度电法、跨孔地震层析成像及跨孔电磁波层析成像方法进行岩溶探测.并结合它们各自的原理特点,在普查阶段布置高密度电法,在详勘阶段利用跨孔层析成像技术进行精细探测,最终在岩溶探测中取得了良好的应用效果.结果表明,高密度电法可对工区岩溶发育情况做出整体的评价,但是探测精度有限;而跨孔层析成像技术可对钻孔间的岩溶发育强弱程度和空间分布情况做出更为精细的分析.【期刊名称】《工程地球物理学报》【年(卷),期】2017(014)004【总页数】8页(P427-434)【关键词】高密度电法;跨孔地震层析;跨孔电磁波层析;岩溶探测【作者】陈清【作者单位】中铁第五勘察设计院集团有限公司,北京 102600【正文语种】中文【中图分类】P631高密度电法具有工作效率高、采集数据稳定可靠、成像图件直观清晰等优点。
高密度电法已广泛应用于工程探测中。
跨孔层析成像技术(CT)首先应用于石油领域[1，2]。
而后开始应用于工程勘察，主要用于精细构造和目标的探测，并且在理论和实际应用中取得了很多的成效[3-7]。
为了查明某客运专线岩溶发育区特大桥经过段岩溶发育情况，利用兼顾水平与垂直分辨率的温纳施伦贝尔装置高密度电法进行快速探测[8-9]，可初步确定岩溶异常区域。
结合地质调查资料及物探结果布置钻孔，采用跨孔电磁波CT及跨孔地震CT，对探测区域进行网状精细探测，弥补常规地面物探及工程地质钻探的不足。
跨孔CT技术信息量大，可直观勾勒出孔间岩溶的分布形态和延伸情况，对溶洞发育程度、空间分布情况做出分析,指导工程设计。
2.1 高密度电法高密度电阻率法(简称为高密度电法)属于直流电阻率法范畴，它集中了常规电剖面法与电测深法两者的特点，不仅可以观测地下一定深度范围内的横向电性变化情况，同时还可以观测到垂向电性变化特征，具有信息量丰富、效率高、成果直观等优点。
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企业导报
2012年第04期
探析高密度电法在岩溶注浆检测中
的应用
陈文德周巍
（湖北省地球物理勘察技术研究院，湖北武汉430056）
【摘要】采用灌浆方法对岩溶发育地区进行加固处理，改善了岩层的荷载传递性状，提高承载力。通过工程实例，采用高密度
电法对处理地段进行注浆前后探测对比，可以检验注浆效果是否达到设计要求。
【关键词】溶洞注浆；高密度电法；承载力
一、前言溶洞灌浆是针对路基浅层多溶洞及软弱土加固方法之一，处理范围广，但造价低。其加固机理主要是使溶洞填充密实挤密，形成具有一定强度的稳定体，其次尽量切断溶洞与土层及地下水之间联系，防止溶洞的发展，危害工程的安全。由于场地溶洞多为软塑状粘性土或夹有砂砾充填，存在严重漏水现象，有的则与上部土洞相通，为了保证加固效果，采用联合灌浆方法。即对溶洞内的充填物进行扰动清洗后，旋喷一定量的水泥浆，然后采用类似水下混凝土浇注方法对溶洞灌注水泥混合浆，至孔口返浆，使溶洞内的冲填饱满，达到加固目的。高压旋喷清水及注浆为了是保证灌注水泥混合浆液前溶洞内浆液的稳定，也保证加固处理后形成的灌浆体性质均匀稳定，不存在软弱“灶”，并使溶洞没有继续发育的条件及空间。施工中应注意地层情况，准确控制需处理的溶洞的规模、深度、范围及充填情况。二、高密度电法1．检测原理。高密度电法是以岩土体导电性差异为物理基础的一种勘探方法，通过研究在人工电场作用下介质传导电流的分布规律，探测一定深度范围內不同电性地质体引起的异常特征，根据视电阻率的相对值或梯度变化来推测地质异常体，从而达到地质解释的目的。其直接测量的数据是电流I和电压△U，根据公式计算视电阻率，本次检测所用K=π×AM×ANMN。测区内基岩为灰岩。完整的基岩地球物理场稳定，其物性参数如下表：从上表可看出，注浆体和未注浆体的物性参数差大，这为高密度电法检测注浆效果提供了较好的物理前提。工作中采用α装置和S装置，极距5米，最小电极系数2，最大电极系数18，电极30～60根，相邻排列重复部分电极。最大供电电压200V，供电电流大于20mA。野外数据采集误差δmax控制在5％之内（由仪器控制），电测点相对均方误差计
算公式为：ε=εδ22n姨，工点相对均方误差M=移ε2n姨，该
工点相对相对均方误差M为4.63％。数据处理及反演采用
Surfer软件和RES2DINN进行。
2．检测方法。高密度电法检测使用中国地质大学研制的
GMD-6多功能电法仪，数据采集是根据野外实际情况进行试验
确定参数后，通过主机控制电极转换器形成供电、测量及数据
采集的全自动控制。数据采集完成后，将原始数据传入计算机
进行数据转换、地形校正、二维反演后，输出二维地电断面图，
至此完成整个采集与处理全过程。
图1高密度电法工作流程图
3．测线布设。主要按设计要求沿路基左中线(ZZ)和右中
线(YZ)布置物探测线，据现场桩位利用测绳或皮尺测量点距及
剖面的相对位置。注浆前因钻机、积水、未拆迁的房屋等因素影
响，注浆后因积水、桩机等因素影响，局部地段测线有少量偏
移。
三、工程实例
1．注浆前探测。（1）高密度电法的异常特征。根据测区地
质及地球物理条件，测区第四系冲洪积层的视电阻率值小于
100Ωm，第四系残坡积层上部局部呈现高阻，而基岩的视电阻
率值大于200Ωm，岩溶的视电阻率值呈低阻。视电阻率断面图
上出现两边高阻、中间低阻由浅至深的带状或窄长形低阻区或
在高阻区中出现圈闭的低阻区。见典型异常特征图。
图2典型异常特征断面图
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2012年第04期
（2）物探异常综合解释。根据高密度电法视电阻率断面图，结合
钻探资料，某一路基处岩土分层和推断岩溶发育区为：基岩埋
深在11.0～25.0m之间变化。发现岩溶发育区两处A段、B段。
2．注浆后检测。路基注浆后检测分为注浆深度检测和注
浆效果检测。（1）注浆深度检测。注浆深度检测主要是检测注浆
加固底面是否达到设计深度要求。设计注浆加固底面为基岩顶
面下5m，因基岩顶面为变化的波状面，则注浆加固底面亦为变化的波状面。根据测区地质及地球物理条件，测区第四系冲洪积层的视电阻率值小于100Ωm，而注浆后基岩的视电阻率值大于200Ωm，与未注浆的灰岩视电阻率值相对有一定提高。下两图为注浆前后视电阻率值对比图，可看出注浆后基岩视电阻率值由200Ωm以上提升至300Ωm以上，加固底面亦可分辨。图3注浆前视电阻率等值线图图4注浆后视电阻率等值线图（2）注浆效果检测。注浆效果检测主要是：注浆加固后视电阻率是否比注浆前变化均匀且明显提高，是否有低阻区、重点加固段是否得到加强等。注浆后基岩的视电阻率值有所提高，对比注浆前后相应路段视电阻率断面图特征，将注浆效果分为三级：好（效果显著）、中（效果较显著）、差（效果不显著或无效果）。第一，效果显著特征。见注浆前后视电阻率断面对比图。注浆后基岩的视电阻率值明显提高，由200Ωm提升至300Ωm，视电阻率曲线变化均匀，无低阻反映，推断为注浆加固效果显著区。图5注浆前反演视电阻率断面图图6注浆后反演视电阻率断面图第二，效果较显著特征。见注浆前后视电阻率断面对比图。注浆后基岩的视电阻率值有所提高，视电阻率值>220Ωm，曲线变化较均匀，局部出现相对低阻，推断为注浆加固效果较显著区。图7注浆前反演视电阻率断面图
图8注浆后反演视电阻率断面图
第三，效果不显著或无效果特征。根据测区地质及地球物
理条件，注浆后基岩的视电阻率值大于200Ωm。若视电阻率值
无提高或断面图上出现两边高阻、中间低阻由浅至深的带状或
窄长形相对低阻区或在高阻区中出现圈闭的相对低阻区，则为
注浆效果不显著或无效果区。其异常特征与图2相似。
3．综合评价。根据上述将路基注浆加固效果分类综合评
价如下：
具体分类如下表所示（按设计注浆深度和实际注浆深度分
段表示）。
A段和B段路基注浆加固效果分类一览表
注：设计注浆底面深度和实际注浆底面深度以检测时实际
地面起算，即设计路肩标高下1.8m起算。
四、结语
（1）对岩溶发育地区进行注浆加固处理，可明显改善岩层
荷载传递性状，能大幅提高承载力，减少基础沉降。（2）高密度
电法只是注浆效果检测的方法之一，在对注浆体的分布范围及
其物理力学性能的定量分析上有其局限性；有条件的情况下同
时施以取芯检测和超声波CT检测加以辅助对比验证，使检测
结果更加准确。
参考文献
[1]《铁路工程地球物理勘察规程》（TB10013-2004）
[2]《电阻率测深法技术规程》（DZ/T0072-93）（国土资源部）
[3]《电阻率剖面法技术规程》（DZ/T0073-93）（国土资源部）
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