高密度电法在汕湛高速公路断层勘察中的应用.pdf

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1、2Q!鱼生墓呈!塑i蔓筮!塑塑l江酉建堑窒通王墨-．．．IL1---t同密度电法在汕湛高速公路断层勘察中的应用■周祥文1。2m1．山西省交通科学研究院，山西太原030006；2．黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室。山西太原030006摘要：高密度电法作为工程物探中常用的方法具有良好的应用基础和经济高效等特点。本文介绍了高密度电法在汕湛高速某标段断层勘察中的应用，并对反演结果加以分析，得出断层的走向、倾向，宽度等要素，为该高速的地质勘察和施工设计提供了足够的依据。经过钻孔验证，物探的推断结果与实际情况基本吻合。关键词：高密度电法断层勘察1引言

2、目前全国高速公路的建设正在如火如荼的展开。而断层作为一种典型的不良地质现象对高速公路的危害极大，尤其是桥梁工程。因此及时准确的在地质勘察中发现断层，并在施工设计中加以处理，才能保证高速路建成后的行车安全。常用的断层勘察手段包括地质调查、钻探、物探等。高密度电法作为目前最常用的工程物探方法，具有成本低、效率高、显示直观等特点，广泛运用于高速公路断层、破碎带、岩溶等方面的地质勘察。本文是在高速公路地质勘察过程中，通过对高密度电法反演的电阻率断面图进行解译，准确地圈定出了断层的位置，并且经钻探结果证实，为公路施工设计提供了科学依据，大大提高了工作效率。2工

3、程及地质概况汕湛高速公路云浮至湛江段是广东省高速公路网规划的“二横”线的一段，是珠三角通往粤西地区、西南地区以及大陆连通海南岛的干线通道，它横贯粤西三市。沿线地形形态主要由低山丘陵、河谷平原侵蚀堆积和岩溶溶蚀准平原等三种地貌单元构成。拟建公路项目区地质构造较复杂，位于华南加里东褶皱系粤西隆起带内，大地构造位置上处于四会一吴川断褶带中西段。在漫长的地质时期经历了多次和多种性质的地壳运动，并具有多阶段活动的特点。由于历次构造运动，区内地质构造多呈北东或近北东走向。区内的构造形迹主要表现为褶皱与断裂。受区域性断裂控制和影响，项目沿线断裂构造较为发育，走向一

4、般为北西向。3高密度电法原理高密度电法是一种阵列勘探方法，其原理与常规电阻率法相同，也是以不同岩土体之间的导电性能差异为基础，通过接地电极在地下建立人工电场，用电测仪器观测因不同导电地质体存在时地表电场的变化，从而推断和解释地下地质体的分布或产状，达到解决地质问题的目的。其主要特点为一次性布置多个电极，通过自动控制转换装置对所布设的剖面进行自动观测和记录；兼具剖面法和测深法的功能；采集速度快，获取的地电信息丰富；能根据探测目的灵活选择合适的测试装置。4实例分析该断裂位于该标段的K4+940处，设计的桥梁位置，其规模较大，断裂沿线为明显的带状沟谷地貌，

5、调查范围内被第四系松散沉积物所覆盖，地表未出露，因此调查清楚其位置、走向、宽度等因素十分必要。4．1数据的采集与处理本次勘探使用仪器为重庆地质仪器厂生产的DUK一2高密度电法测量系统，该系统由DZD一6多功能直流仪和多路电极转换器(Ⅱ)组成，转换电极总数60路。高密度电法勘探装置种类繁多，在本次物探在工作中主要采用温纳装置，温纳装置电极排列规律是：A，M，N，B(其中A，B是供电电极。M。N是测量电极)，AM=MN=NB为一个电极间距，随着间隔系数n由n(MIN)逐渐增大到n(MAX)，四个电极之间的间距也均匀拉开。依据断层位置的实际地形和情况，高密

6、度电法测线垂直于断层共布设2条，每条测线电极60个，极距5m，间隔系数17，测线长295m，测线布置按照公路工程物探规程要求。仪器工作性能良好，并清除电极处的松散层和杂草，尽量减小接地电阻，测线远离干扰，数据质量良好。采集结束后将原始数据导入计算机，数据的处理包括数据预处理和数据反演，多采用surfer软件和RES2DIVN软件进行。将原始数据进行数据编辑与合成、剔除异常点、进行地形校正及二维反演后，输出二维地电断面图，至此完成整个采集与处理全过程。4．2成果解释经过对两条平行的测线(测线一和测线二)数据的反演，得出了下面的一组电阻率反演断面图。图l

7、测线一反演电阻率断面图--·雀。封t：川㈣·_-图2测线二反演电阻率断面图由图l和图2分析可知：1．从总体上看，电阻率断面图比较复杂，电阻率值差异较大。表层电阻率值偏低，推测为第四系覆盖层或全至强风化层；中下层电阻率值变化较大，大部分呈高阻反映。推测为岩体较完整的基岩，在测线的110m～130m处电阻率值小于300欧姆米，且呈现上下贯通的趋势，推断为断层导致岩层破碎充水所致。II．两条测线的相关性很好，可以判断出断层的位置，都在测线的110m～130m处，从地表向下延伸，异常位置的倾向也能反映出断层的倾向，在平面图中圈出异常区域后就能判断出断层的大致

8、走向。在物探的基础上进行打孔验证，并结合区域地质资料，推断出：该断裂总体走向NW320。，倾向北东，倾角为5