高密度電阻率法在水利工程管涌搶險中的應用

王宇航

（安徽省水利水電勘測設計研究總院有限公司 合肥 230022）

高密度電阻率法是常見的一種地球物理方法，其在常規電法基礎上發展而來，該方法利用地下介質導電性的差異，在人工施加電場的作用下，不同介質傳導電流的變化，引起電阻率值的不同的區域間變化，反演推算地下地質情況。

1 工程概況

某復線船閘在深基坑開挖至距建基面1m 時，正值主汛期來臨，兩岸持續降雨，導致河水上漲，一線船閘和新建復線船閘深基坑水位差高達16m，在高滲透壓力作用下，復線船閘深基坑內出現管涌險情，采用高密度電阻率法探測管涌位置和走向，為下一步除險提供方向。

2 高密度電阻率法工作原理及工作布置

2.1 工作原理

高密度電阻率法是一種陣列探測方法，測點密度高，只需一次性將全部電極布置在一定間隔的測點上，自動轉換電極裝置形式、極距及測點等，即可實現野外數據的高效快速和自動采集。采用成像色譜圖表示視電阻率等級剖面圖，可直觀形象地刻畫地電斷面的結構與分布形態。

本次場地較小，選取單邊三級裝置，最大限度獲取地下視電阻率信息，該裝置適用于變斷面連續滾動掃描測量，測量時，N、M 不動，A 逐點向右移動，得到一條滾動線；接著N、M、A 同時向右移動一個電極，M、N 不動，A 逐點向右移動，得到另一條滾動線，這樣不斷滾動測量下去，得到矩形斷面。其電極排列如圖1。

圖1 高密度電阻率法單邊三級裝置示意圖

2.2 工作布置

本次共布置二條高密度電阻率法測線，測線布置如圖2 所示。

測線一布置在一線船閘和新建復線船閘的導航墻之間，地表高程為28m，測線長122m，測深20m；測線二布置在一線船閘左側翼墻至新建復線船閘上游圍堰，地表高程為34m，測線長59m，測深26m。

3 成果分析

通過瑞典Res2dinv 軟件對原始數據先剔除奇異點，再進行二維數據反演，最后展開含地形信息的視電阻率剖面圖。通過數據可以看出：

測線一，在橫向位置110～116m，高程24～28m，存在低阻區域，是由于邊坡塌方，土體松散，雨天積水導致（見圖3）。

圖2 高密度電阻率法測線布置平面圖

圖3 測線一視電阻率剖面圖

測線二，在橫向位置3～13m，高程13～23m，存在低阻區域，在橫坐標24～30m 處，高程約155～163m，存在低阻異常區域，疑似管涌通道（見圖4）。

圖4 測線二視電阻率剖面圖

在測線二低阻區域上方布設鉆孔（ZK01），鉆孔鉆進至22m 高程附近，后方管涌點出現渾水，確定此處與管涌通道相連。在處進行灌漿處理，后方管涌點管涌現象逐步削減。

4 結語

從探測視電阻率斷面分析和鉆孔驗證來看，本次高密度電阻率法探測較好的找出了管涌通道的位置，為除險提供了依據，驗證了高密度電阻率法在水利工程管涌搶險中應用的可靠性。可見，高密度電阻率法在水利工程隱患探測方面應用前景廣闊，未來在探測布置優化、裝置形式的選擇、建立三維空間電阻率等方面還值得進一步研究■