綜合物探法在礦山堤壩滲漏隱患探測中的應用

胡啟超

（江蘇華東八一四地球物理勘查有限公司，江蘇 南京 210007）

受到壩體及壩基所在地質環境和水文條件等因素影響，堤壩滲漏已經成為礦山工程開采中破壞程度較大的地質災害。在實際工程施工過程中，在對壩體和壩基滲漏問題處理之前，需要結合工程現場實際情況，對施工體滲漏情況進行判斷，其中包含滲透量、滲透影響程度等。

結合當前我國測量滲透情況得知，一般采取多種探測方法，如鉆孔取樣、人工巡查等，但是這些方法在對礦山堤壩滲漏隱患探測過程中，并不能保證探測結果的真實性和精準性。因為物探方法自身具有多解性特點，并且單一的物探方法容易受到地質等因素影響，無法將工程實際中存在的問題進行處理，精準度將不能保證。而通過采取綜合網物探方法，其具有高精度、高效率等特點，可以有效避免上述問題出現，已經成為礦山勘探中廣泛采用的一種方法，在礦山勘探中起到重要作用。

1 綜合物探法基本概述

綜合物探法也就是在兩種或者多種物探技術的配合下，對相同礦山工程同一區域進行勘探，分析測量獲取的各項數據信息，最終得出相應結論。在礦山勘探過程中，秉持的原則在于：結合礦山實際情況，做好勘探區域各項數據采集工作，對收集的數據信息進行分析，到工程現場實地考察，確定最終勘探方法[1]。

在組合中，需要選擇不同物性參數的物探方法，并將這些物探技術進行綜合，讓勘探結果具有多元化特點，可以從不同角度出發，獲取精準的勘探信息。與此同時，探測深度需要按照“深淺結合”的要求，也就是選擇探測精度高和深度低的方法進行組合搭配，或者采用探測精度低與深度高的方法進行結合，這樣能夠讓探測結果更加多樣和全面，對礦山現場情況有深入地了解，獲取精準的勘探結果。由此可見，綜合物探能夠有效改善地質解釋精度，提高物探質量。

2 探測方法原理及特點

2.1 高密度電法

高密度電法作為一種電測法融入電剖面法的新型探測技術。

首先，在高密度電法的作用下，可以對礦山堤壩存在的安全問題進行測量，并判斷安全隱患具體出現位置和規模，在某種程度上能夠展現出一定深度范疇下電剖面特點，有效處理傳統電阻率法監測點數量少、理論依據不具有說服力的現象[2]。

在使用高密度電法過程中，通過A、B電極對地下進行供電，測量M、N電極電位差△U，從而計算出該點的視電阻率值：

根據上述公式可以得知，K主要和電極幾何分布有著直接關聯，通過四極裝置來測量巖石電阻率時，O表示的電極A、B和電極M、N的中心位置，如a=OA=OB=AB/2，b=OM=ON=MN/2，則 ：

在壩體分布比較均勻的環境下，由于壩體下放含水量比較大，并且表面比較干燥，視電阻率等值線呈現出層狀分布狀態，從地表朝著下方位置變化。如果壩體自身含有一定裂縫問題，或者存在污染滲透現象，電阻率將會呈現出不均勻分布狀態，形成高阻值。

基于此，結合探測的實際電阻率剖面，實現電阻率分析、計算，從而獲取地層電阻率分布信息，實現對礦山堤壩安全隱患的勘查，給礦山企業順利開展礦產開采工作提供安全的環境，減少不必要安全問題出現，提供技術指導[3]。

2.2 探地雷達法

探地雷達技術也就是在高頻電磁波和寬頻短脈沖技術的基礎上形成的一種現代化勘探技術，首先需要把天線T接入到地下，經過目標體反射已經到達蒂表層，由天線R接收。電磁波介質傳輸中，電磁波強度和波形將會受到介質電性變化而產生一定變化，所以，結合天線R接收的相關信息和波形，可以精準識別并判斷介質基本結構狀態。

2.3 淺層地震反射法

淺層地震反射法工作原理在于，根據物理和地理相關知識，引導淺層地表出現輕微振動現象，根據振動幅度和波頻等信息，對地質組成成分進行檢測和分析，之后獲得比較真實的工程基礎勘探信息。

在淺層地表振動勘測過程中，需要采用爆破等人工處理方法實現工程勘探，從而獲取比較精準的勘探數據，可以真實地展現出地下及地面狀態，給工程施工方案制定提供精準的數據。結合以往工程案例，對基巖埋設深度和地質密度情況進行勘察，在一些淺層地表振動勘測中能夠獲取理想工作效果[4]。

3 探測成果

在本次實驗探究過程中，主要采取DUK-2A型高密度電測法技術，其中，供電電壓設置為52v，電極數量控制在40個左右。

在試驗過程中，采用的探地雷達配有100MH天線的LTD-2000型探地雷達，運行方式則是以連續掃描形式展開，采樣點數控制在1500左右，采樣速度控制在15/S左右，電測之間的距離是0.5m/點，采樣長度控制在750ns。高密度電法視電阻率斷面圖如圖1所示。

圖1 高密度電法視電阻率斷面圖

結合高密度電法視電阻率斷面圖可以得知，在測線50m位置時，深度在20m以及100m位置處，電阻率一般在25Ω·m左右，具體展現在地電阻率區域，能夠具體推算出該區域是礦山堤壩比較容易發生滲透問題的區域，其中測線在71m左右，深度在20m和100m位置時，有兩個電阻值比較低的區域，所以，可以具體推斷出礦山堤壩滲透問題超出現的具體位置。

結合雷達分布情況導致，壩體表面雷達反射波具有同軸持續反射的特性，并且頻率比較單一。雷達測線90m位置，在某種程度上含有雷達反射面，由此可以判斷出礦山堤壩滲透區域和滲透管道產生的反射波，測線解釋獲取的物探結果[5]。物探結果見表1。

表1 物探結果

4 結論與建議

（1）在探地雷達技術和高密度電法技術的作用下，對礦山堤壩中出現的各種安全隱患問題進行勘察，對礦山堤壩含沙量進行評估，對一些含沙量好且土地松軟的區域進行地質勘查。對于淺層位置，只要對分辨率比較高的區域進行探測；探地雷達技術一般適合應用在礦山堤壩安全隱患比較具體的區域，可以探測出和填筑材料差異性比較顯著的異常體。通過這兩種現代化勘探技術，相互作用和影響，從而有效提高礦山堤壩滲透安全隱患檢測結果的真實性和精準性。

（2）根據物探勘測結果可以得知，滲透區域主要分布在礦山堤壩主體位置，部分分布在壩體基層位置，并且分布范疇比較廣泛，滲透區域比較明顯，且部分壩體呈現出孔洞狀態。

（3）由于壩體自身壓實度比較低，并且壩體地基防滲透能力不強，酸性比較大，使得壩體滲透問題頻繁出現。尤其是酸性水腐蝕，在金屬礦山中比較普遍，希望可以通過同行業之間的探究分析，一同處理該方面的問題，從而提升礦山堤壩安全隱患檢測和處理水平。