公路工程地質(zhì)勘察高密度電法應(yīng)用

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摘要：高密度電法可以應(yīng)用于公路工程地質(zhì)勘察中。本文首先分析了高密度電法的基本原理和注意事項(xiàng)，然后針對部分路段地質(zhì)勘察難度較大的問題，以實(shí)際工程概況為例，使用高密度電法進(jìn)行勘察，以期提高公路工程地質(zhì)勘察的精確度，保障現(xiàn)代公路建設(shè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：公路建設(shè)；高密度電法；電阻；勘察

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和基礎(chǔ)實(shí)施的完善，我國交通建設(shè)事業(yè)得到空前的發(fā)展。但是，由于人們購買能力的提升，目前道路交通建設(shè)情況還不能滿足實(shí)際需求，導(dǎo)致交通擁堵和交通事故頻發(fā)，因此要進(jìn)行公路擴(kuò)建。在實(shí)際公路工程建設(shè)中，要綜合考慮車流量和車載重，嚴(yán)格控制公路質(zhì)量問題?？辈旃ぷ魇呛罄m(xù)工程開展的基礎(chǔ)和保障，會對公路最終施工效果產(chǎn)生直接影響。因此，公路勘察方法必須科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，而高密度電法能夠快速準(zhǔn)確地收集數(shù)據(jù)，最大限度地減少誤差［1］。

1高密度電法簡介

1.1高密度電法基本原理

高密度電法是一種工作效率較高的探測方法，通過調(diào)整電阻率，增加測量中的測點(diǎn)密度，并借助電場作用，分析不同巖層的電場異?，F(xiàn)象，得出施工線路中巖層、地質(zhì)構(gòu)造等方面的問題。高密度電法的排列組合參數(shù)多種多樣，電極轉(zhuǎn)換靈活，可以實(shí)現(xiàn)地質(zhì)縱向和橫向的二維探測，收集目標(biāo)區(qū)域的地質(zhì)數(shù)據(jù)，為工程施工提供準(zhǔn)確有效的地質(zhì)信息［2-3］。

1.2設(shè)備組成

高密度電法數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由3部分組成，即主機(jī)、電路電極轉(zhuǎn)換器、電極系統(tǒng)。測量系統(tǒng)具體流程分為三部分：開始前，將線接入多路電極自動轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，同時連接電法儀，使電極在采集過程中自動轉(zhuǎn)換；測量時，利用單片機(jī)使其自動檢查、自動控制位置變化、自動記錄數(shù)據(jù)并存儲電法儀中；測量后，數(shù)據(jù)在微機(jī)中得到處理，最后得到形象的數(shù)據(jù)圖。測量系統(tǒng)具體流程如圖1所示。

1.3高密度電法的優(yōu)勢

相比傳統(tǒng)的電阻率勘察法，高密度電法有其特有的優(yōu)勢。一是根據(jù)實(shí)際應(yīng)用可以具體地進(jìn)行排列掃描，使得到的地質(zhì)信息更為準(zhǔn)確。二是電極的布置可以一次性完成，降低了再布置的煩瑣性和發(fā)生故障的可能性。三是高密度電法在采集數(shù)據(jù)時可以實(shí)現(xiàn)自動化或半自動化勘測，避免了人為失誤。

1.4高密度電法的注意事項(xiàng)

首先，要注意接地電阻和電極布置的問題。受施工現(xiàn)場的地質(zhì)環(huán)境等因素影響，接地電阻和電極布置的技術(shù)難度較大。因此，在設(shè)計(jì)布置接地電阻和電極時，盡可能選擇濕泥土區(qū)域，以水作為導(dǎo)電體，以保證高密度電法測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。為了保證公路工程的總體質(zhì)量，在確定電極極距時要保證其精確度，確定好排列裝置，同時應(yīng)該多方位地分析所得到的信息。在實(shí)地勘測中，工作人員應(yīng)注意以上與勘測相應(yīng)的事項(xiàng)，努力降低人為原因造成數(shù)據(jù)錯誤或不準(zhǔn)確的可能性。

2實(shí)際應(yīng)用

2.1工程概況

以長為425.69km的某公路為例，該公路經(jīng)過P、Q、M、N四處，地質(zhì)問題導(dǎo)致當(dāng)?shù)亟煌ú槐?。因此，這四處計(jì)劃修建橋梁。其間需要通過科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算來獲得地質(zhì)信息，以保證其準(zhǔn)確性。一旦出現(xiàn)偏差或是失誤，將會嚴(yán)重影響施工。因此，本工程根據(jù)工程實(shí)際情況，布置了5條高密度電法剖面。通過查閱該區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造可知，變質(zhì)巖是工程施工現(xiàn)場裸露的主要巖石，河床內(nèi)都是剖面。大理巖和麻巖則存在于P、Q兩處的地層，同時伴隨大量的砂石。

2.2工程實(shí)地考察

2.2.1P處電測剖面的勘測數(shù)值。剖面長度為182.5m，極距長度為2.0m。電性均勻地分布在斷層上，其電阻率較低，但有一個電阻為1200～1600Ω•m的區(qū)域分布在15.5～25.6m范圍內(nèi)。該地電阻率較高，原因可能是大量完整的片麻巖存在于該區(qū)域下部，相較于上部，下部的電性分布比較均勻，下部的電阻率也低于上部電阻率。

2.2.2Q處電測剖面的勘測數(shù)值。Q處選擇兩個剖面。一個剖面長度為148.2m，極距長度為3.0m。Q處西部共分為3層：上層厚度為10.0m，主要是砂、卵石層，含水量豐富；中部主要是風(fēng)化基巖；下層則主要是基巖。該區(qū)域東側(cè)發(fā)生基巖裸露現(xiàn)象。另一個剖面長度接近148.6m，極距約為3.0m，同樣地層分為三個部分：上層以礫石、卵石為主；中層以風(fēng)化基巖為主；下層以基巖為主。

2.2.3M處電測剖面的勘測數(shù)值。剖面長度為195.3m，極距長度為5.0m。用電性層測量該區(qū)域，得到的具體測量數(shù)值為：該區(qū)域的上部電阻率較小，大約為400Ω•m，因?yàn)槠渲饕锹咽蜕笆Y(jié)構(gòu)，導(dǎo)致電性分布不均勻。如果得到低于300Ω•m的電阻率，就可以認(rèn)為礫石層是該區(qū)域的主要成分。

2.2.4N處電測剖面的勘測數(shù)值。剖面長度為218.2m，極距長度為5.0m。以卵石、碎砂為主的石層中，測試電阻率超過500Ω•m。而含水量低且以礫石為主的石層，電阻率主要分布在300～500Ω•m。當(dāng)電阻率小于300Ω•m時，地層的主要結(jié)構(gòu)則是礫巖層，并且含水量相對豐富。

2.3工程勘察結(jié)果分析

為了保證P、Q、M、N四處橋梁工程的順利建成，人們在實(shí)際應(yīng)用中使用高密度電法，探測該區(qū)域的基巖狀況，在勘探過程中，人們發(fā)現(xiàn)2條隱伏斷層，具體表現(xiàn)如下：M、N兩處基巖平緩，并呈現(xiàn)向東傾斜的趨勢，M處基巖在東部埋藏較深，約為14.5m，N處基巖在東部埋藏較淺，約為7.5m；Q處存在較多砂石地層，厚度約為10.0m；P處斷層結(jié)構(gòu)較多，斷層呈現(xiàn)不均勻性。

3結(jié)語

隨著我國公路建設(shè)的不斷發(fā)展，公路勘測技術(shù)不斷進(jìn)步，以便更好地解決實(shí)際問題。公路工程應(yīng)用高密度電法，能夠快速準(zhǔn)確地勘探出斷層、破碎帶、基巖界線以及溶洞等地質(zhì)構(gòu)造。因此，在公路施工中，人們要根據(jù)實(shí)際情況，提前采取相關(guān)措施，有效提升施工質(zhì)量和效率。實(shí)際工程應(yīng)用表明，高密度電法準(zhǔn)確有效，具有較好的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

［1］李春旭.公路工程地質(zhì)勘察中高密度電法的應(yīng)用［J］.四川水泥，2019（3）：240.

［2］朱兆榮，楊永鵬，韓龍武.高密度電法在G214公路工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用［J］.黑龍江大學(xué)工程學(xué)報(bào)，2014（3）：174-179.

［3］黃凡，譚大龍，楊德龍，等.高密度電法在公路工程不良地質(zhì)體勘察中的研究與應(yīng)用［J］.物探化探計(jì)算技術(shù)，2011（6）：601-605.

作者：常曉蕾 單位：南陽通途公路勘察設(shè)計(jì)有限公司