電測深技術在覆蓋型水電站勘測中的應用

溫曉東

（湖南省水利水電勘測設計研究總院 長沙市 410007）

水電站建設關鍵在選址，這就要求對壩址基礎進行探測。在覆蓋型河床中，基巖基本被覆蓋，鉆探通過鉆孔只能了解鉆孔處基礎情況，此時物探技術可以在其中發揮較大作用，通過物探勘測技術可以對壩址區范圍內覆蓋厚度、斷層構造發育情況有定性的了解，可以指導鉆探工作，從而節約勘探成本。

1 覆蓋型電站常用物探方法

（1）電測深技術。電測深法是在地面的一個測深點上（即MN極的中點），通過逐次加大供電電極，AB極距的大小，測量同—點的、不同AB極距的視電阻率ρS值，研究這個測深點下不同深度的地質斷面情況。在AB極距離短時，電流分布淺，ρS曲線主要反映淺層情況；AB極距大時，電流分布深，ρS曲線主要反映深部地層的影響。ρS曲線是繪在以AB/2和ρS為坐標的雙對數坐標紙上，推斷各層的厚度、深度較為可靠。

（2）地震勘探。地震勘探是通過研究人工激發的彈性波在地殼內的傳播規律來勘探地質構造的方法。由錘擊或爆炸引起的彈性波，從激發點向外傳播，遇到不同彈性介質的分界面，將產生反射和折射，利用檢波器將反射波和折射波到達地面所引起的微弱振動變成電信號，送入地震儀經濾波、放大后記錄經整理、分析、解釋就能推算出不同地層分界面的埋藏深度、產狀、構造等。常用于探測覆蓋層或風化殼的厚度，確定斷層破碎帶，在現場研究巖土的動力學特性等。可分為折射波法和反射波法兩種。

在覆蓋型水電站中一般河床較寬，很多河流水運還比較繁忙，地震勘探法需要在垂直河流方向上拉鋼絲，這就需要截斷水流運輸，經濟成本較大，所以一般選用電測深技術。

2 勘探實例

金塘沖水電站壩址位于益陽市桃江縣境內，下距桃江縣城50km，距馬跡塘鎮5km。河道終年可以通航，兩岸均有公路，交通比較方便。該電站為資水流域規劃中的第九個梯級，上為正在建設的株溪口電站，下為已經建成的馬跡塘電站。壩區河床基本被覆蓋，這就要求物探查明對工程安全設計及工程處理投資等方面影響較大的壩址區斷層發育情況。

本次勘察采用重慶地質儀器廠的DZD-6多功能全自動電法儀在壩軸線及壩軸線下游100m的下游圍堰上布置勘探剖面，在完成整個測線勘探后，將數據采集結果輸入電腦，電腦通過相關軟件繪制成視電阻等值線斷面圖。

圖1為壩軸線視電阻率等值線斷面圖。圖2為下圍堰視電阻率等值線斷面圖。

圖2 下圍堰視電阻率等值線斷面圖

（1）資料分析。由圖1、圖2可以發現構造斷裂帶呈明顯的電性異常反映，測區巖性單一，主要為砂質板巖，圖1的1#～9#測點及13#～46#測點基巖視電阻率基本相同，在視電阻斷面圖上視電阻等值線基本為平行線，說明這些測點基巖完整。10#～12#測點視電阻低，在視電阻等值線圖上呈低阻異常，推測為斷層構造。圖2反應的情況和圖1基本一致，除9#～11#測點外，其他測點基巖視電阻基本相同，在視電阻斷面圖上視電阻等值線基本為平行線，說明這些測點基巖完整。9#～10#測點視電阻低，在視電阻等值線圖上呈低阻異常，推測為斷層構造。通過分析巖性電阻率參數為：河水電阻率（50～80）Ω·m，含水砂卵石層電阻率（100～250）Ω·m，砂洲上干燥砂卵石層電阻率（500～1700）Ω·m，砂質板巖電阻率為（500～1000）Ω·m。分析圖1的10#～12#測點及圖2的9#～11#測點為同一斷層構造，斷層破碎影響帶寬度（10～20）m,傾角60°～70°，傾向左岸。

（2）結果驗證。為了驗證電測深資料的準確性與可靠性，我們在視電阻異常區域和視電阻非異常區域分別布置了鉆探。圖1的10#測點布置的鉆孔ZK12顯示 （0～8）m為覆蓋層砂卵石，（8～18.2）m為砂質板巖，（18.2～19.1）為斷層破碎帶，（19.1～21）m為砂質板巖，（21～25）m為斷層破碎帶。破碎帶充填斷層泥、角礫巖，膠結差。

3 結 語

（1）水利工程中壩址區河床一般被水或砂卵石覆蓋，有些地方基本無基巖出露，不利于地質調查，可以用電測深方法勘察對壩址穩定性影響較大的斷層構造，并且依據電測深的成果指導鉆探工作，從而節約成本。

（2）水利工程中壩址區一般地形平坦，表層一般為水或含水砂卵石，導電性良好，這與電測深理論推導的理想條件基本一致，這也決定了電測深所得成果與事實情況更加接近。

（3）電測深得到的視電阻率斷面圖具有測深和剖面功能，不僅能反映深度上的變化還能反映其范圍上的變化。

（4）電測深方法在水利工程上運用也有一定得局限性，主要是水上電測深受水上電纜長度的影響，探測深度較淺。

[1]張勝業，潘玉玲.應用地球物理學原理[M].北京:中國地質大學出版社，2004.

[2]中國水利電力物探科技信息網.工程物探手冊[M].北京:中國水利水電出版社，2011.