综合电法勘探在野外工作中的应用

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摘要：在野外工作中，综合电法勘探是一种经常用到的技术，是寻找、金属、煤炭等资源的一种非常有效的方法。本文从自身的实践经验出发，对综合电法勘探技术中的一些重点问题进行了全面的分析和探究。

关键词：综合电法；勘探设计；工程应用

Abstract: In field work, comprehensive electric prospecting is a frequently used technique, it is looking for, metal, coal is a very effective method. This article start from his practice experience, take a comprehensive analysis and research on comprehensive exploration technology of some key issues to conduct.

Key words: comprehensive method; survey and design; engineering application

中图分类号：P624 献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）11-0020-02

1工区地球物理条件

某共层地面建筑在台地内建设，为3层以下混合结构房屋，建筑面积约7000m2。根据工程勘察要求进行综合电法地质勘探工作。

1.1已知的地球物理适宜条件

本区内大体可分为三大典型电性层：表层为电阻率较低的第四系和基岩风化壳层，中间层为地层中风化破碎相对低阻的破碎基岩，可称为过渡层，下层为完整基岩。三个特征电性层具有明显的电阻率差异，因此具备开展电法工作的物性前提。

1.2本勘探区域存在的地球物理不利条件

（1）第四系覆盖层内一般均为碎石及粘性土的互层，电测深只能得出地层电阻率的综合反映，因此仅根据综合电阻率的相对高低确定地层的破碎程度存在一定的不确定性。

（2）部分区域基岩风化成因复杂可能造成测深曲线种类复杂，由于已知地质资料较少，因此电法勘探解释推断有一定难度。

（3）勘探区内基岩岩性变化较大，表现为高、低阻的基岩交错出现，容易造成干扰异常。

（4）工作期正值寒冷的冬季，又加上测区范围广，测区形成的自然电场较强，对自然电场法干扰较大，这些都给勘探工作带来一定困难。

2观测系统及设备

根据场区的物性前提，最终拟定的电法勘探方法为：自然电场法、激发极化电测深法、联合剖面法及高密度电法，利用四种方法互相补充、验证，更准确地反映地下情况。此次电法勘探主要采用的观测系统和设备是：

（1）主机：DZD-6型多功能直流电法仪、DUK-2高密度电法测量系统各一台套。

（2）辅助设备：铜电极八个，铁电极四个，不极化电极四个，供电线缆1200m.测量线缆200m，高密度电法电极数为60个。

（3）测绘定位设备：袖珍型高精度GPS定位仪，可自动给出勘测点的经纬度及高程，大大提高了观测点的机动性，避免了以往看图找点工作效率低，部分测点不利观测的弊病，提高了各测点的定位质量。

3勘探方法的选择

根据勘探区内地形、地貌及工程地质条件，采用自然电场法、激发极化电测深法、联合剖面法及高密度电法。

3.1自然电场法

（1）测区的选择：选择地势相对平坦、地表介质湿润均匀、电场稳定、远离地表径流的地段。野外测量采用DZD-6型多功能直流电法仪、一对测量电极（不极化电极）。

（2）测网的布设：布线与其他电法勘探相同，垂直于地质体的走向。测线布置成网状，在测网内设置基点（假定零电位点），由于范围较大，同时设置多个基点和分基点。

（3）方法的选择：采用电位观测法（将固定电极设在基点上，然后沿测线逐点移动活动电极，观测相对固定电极的电位差）；当测试地下水渗流方向时，增加电位梯度环形观测法，以固定的MN距离为直径，在该圆周上测量4对不同方位（S-N，WS-EN，W-E，ES-NW）的电位差。

（4）极距的确定与测点分布：采用观测极距MN=20m，测点距为lom，整个勘探区测点急数为673个。

3.2激发极化电测深法

（1）方法的选择：根据这次勘探工作的目的及要解决的问题，采用直流激电法（也常称为时间域电法），野外测量采用DZD-6型多功能直流电法仪。

（2）装置的选择:选择勘探装置组合而成的测深装置，事先在地质情况已知的试验场地进行试验，满足任务要求。设计工作中采用的是对称四极测深装置。

（3）电极距的选择：为了合理地选择极距的大小，可以在测区选择具有代表性的地段布置激电测深点，以这些所测结果为选择电极距提供依据。

首先，供电极距AB的选择：最小AB距离应能使电测深曲线的首支为近似于水平的线段，应能测量出第一层的电阻率;最大供电极距（AB，OA，OB等）应使测深曲线后支反映标志层的上升或下降曲线的“拐点”后不少于3个点；为使曲线光滑，以保证解释精度，各供电电极在对数的AB/2轴上应均匀分布。

其次，测量电极距MN的选择：随着AB极距的加大，往往也需要适当加大MN距离，通常要求MN与AB的比值在1/3-1/30范围之内。

本次设计工作中采用接收电极最小MN/2=0.5m，最大MN/2=20m，供电电极最大AB/2=200m。供电电极（钢、铁电极）采用并联组合装置，测量电极采用铜电极，电极距组合见表to

（4）测线、测点分布：A，B沿异常走向布极，进行激电探测，一共布置10条测线。坑道工程西侧主体部分布线4条，线距40m，自西向东每条线上依次布置勘测点数为：7，8，9，10，点距30m；两个出入口部位各布线3条，线距30m；北侧出入口每条测线上布点3个，南侧出入口每条测线上布点4个，点距均为40m。激电的测深点在布置的测线上移动，测量电极MN与供电电极AB均沿测线移动并进行测量读数，测深点总计61个。

3.3电剖面法

装置形式与测网布置：采用联合剖面法（AMNooMNB），野外测量采用DZD-6型多功能直流电法仪，共布设9条测线，测线总长1.35km。各测线大体互相平行，并垂直构造走向。在探测体的拐角及复杂部位，布置多条垂直于地质推测的构造带、岩性分界面走向的平行测线，以追踪其走向，并适当加密线距和点距。由此设计工作中主体部分布线3条，线距40m，主体与两侧拐角处各布线1条，两侧出入口坑道各布线2条。

（2）电极距的选择：

①供电极距主要根据目标体的埋深来决定，由于地质条件复杂，难以严格计算最佳极距，在未知埋深的情况下，可测多个深度进行试验，一般要求联剖法OA=（3-5）H。最小能控制第一层，最大能测到末层并有不少于3个测点。

②测量极距的选择：测量极距MN越小，精度越高。根据仪器的要求，使U值不要太小即可，一般为5-20m。由此设计工作采用供电极距AB=300m，测量极距MN=20m，测点距为l oma

（3）测量方法：A，M，N，B电极沿同一测线并以测点O对称布置。共用的无限电极C沿测区基线方向布置，并要求与最近的测线距离大于5倍AO电极距。工作中保持A，M，N，B电极间的距离不变，沿测线逐点移动，在每一个测点上分别用AC和BC回路供电，获得两个视电阻率值PA，s和PB，s，从而在一条测线上可得到PA，s和PB，两条视电阻率曲线。

3.4高密度电阻率法

（1）装置的选择：高密度电法采用了三电位电极系，本次设计主要使用的是a装置。野外测量采用DUK-2高密度电法测量系统。

（2）测网的布设：由于地形地物条件复杂，故采用非正规测网，根据地质任务要求，在整个勘探区域内垂直目标探测体共布设12条测线，复杂部位平行目标体走向布设1条测线，构成交叉探测。

（3）极距的确定：三电位极系的极距设计为a=n-Ax，其中n为隔离系数，可以由1变到15，也可任选，Ax为点距。显然a=1/3AB，它和勘探深度之间存在某种系数关系。

（4）测点的分布：高密度电法由于地表电极总数是固定的，因此，随着隔离系数的增大，测点数便逐渐减少。当n在1^15化时，对于60路电极而言，一条剖面的测点总数可由下式计算N=Y（60-3n）。显然，n=1，N，=57，n=15，N15=15，即a=15-Ax时，最下层的剖面长度为L15=15-Ax，测点在断面上的分布呈倒梯形或倒三角形状。

由此，设计工作剖面布置为横剖，与坑道中线垂直，使用60道电极，等间距布置，点距x=2m，极距a=（1一16）-，Lx。垂直主体部分布线3条，线距40m，平行主体走向布线1条，线长160m；主体两侧各布线2条，线距60m；北侧出入口布线2条，线距70m，南侧出入口布线3条，线距70m。采用温纳装置系数，测量电性层数为16层。

4结语

本文根据场区的物性前提，采用的是综合电法勘探技术进行方案设计。在设计中，充分考虑了区内己知的地球物理勘探的适宜条件和不利因素，合理确定最终的勘探设计方案，确保达到查明勘探工区内基本地质构造分布情况、地下水发育程度、基岩分布状况的目的，并为该区工程勘察下一步工作提供较为可靠的资料，为该工程建设做出了应有的贡献。

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