高密度电法在阳泉市北海北路勘探中的应用

史江涛，穆满根

高密度电法在阳泉市北海北路勘探中的应用

史江涛，穆满根

（山西工程技术学院地质与环境工程系，山西 阳泉 045000）

拟建北海北路进行了高密度电法探测，共布置测线3条，每条测线勘探物理点735个，共计点2 205个。测线布置网度为20×450m，并采用了RES2DINV高密度电阻率数据二维反演软件和surfer数据处理软件对数据进行处理，并得出了在测区深度范围内并没有采空区存在的结论，取得了良好的效果。该应用为相关探测及研究提供了参考。

高密度电法；探测；采空区；阳泉市

1 测区及工程概况

阳泉市地处山西东部，中纬地带，四季分明，夏短而冬长，常为春旱少雨、冬寒少雪，干燥多风，十年九旱。本区处在山间谷地之中，气候比西面的太原温暖，较东面的石家庄凉爽。冬季盛行西北风，寒冷干燥。夏季盛行东南风。本区冬季温差较大，季节变化明显，气候具有大陆性特征。

拟建北海北路市政道路工程位于阳泉市开发区大连东路以北，阳泉市科技孵化基地东侧。为北海路的北延道路，连接大连东路（已有）与科技大道（规划）的连接线。南起大连东路，北至驼岭头村。北海北路项目路线总长为674.533m，主体道路宽40m，局部加宽至60m，双向6车道。路面高程自南向北约为720～730m，采空范围和情况不详，需采用物探方法对采空区进行查明。

2 测区地层及地球物理特征

2.1 地层岩性

根据测区内已有资料揭露的地层岩性和堆积物沉积旋回特征及区域地质资料，测区地层在勘探深度范围内成因类型为第四系全新统晚期人工堆积的杂填土(Q4)，石炭系本溪组沉积的泥岩、砂质泥岩（Cb），奥陶系峰峰组石灰岩（O2）组成。经综合分析判断，该场地地层时代自上而下依次为：

1）第四系全新统人工堆积层（Q4），第四系全新统河流相冲洪积物（Q4）第四系晚更新统河流相冲洪积物（Q4）；该层层底埋深1.0~26.10m，层底标高698.43~726.56m。

2）石炭系风化残留物：包含有砂岩和泥岩，该层层底埋深30.00~31.30m，层底标高691.59~698.76m，

3）奥陶系沉积岩，灰黑色，隐晶结构，层状构造，强-中风化；厚度不详。

2.2 地球物理条件

场地第四系冲洪积地层与下伏基岩存在较为明显的波阻抗及电阻率差异，具备了高密度电法勘探的前提。

3 工作原理及布置

测量采用的是重庆精凡科技有限公司生产的EDGMD-1高密度电阻率测量系统，该系统以EDJD-1A多功能数字直流激电仪为测控主机，配以EDHJ-60多路电极转换器构成高密度电阻率测量系统，装置采用α排列（温纳装置AMNB），即供电电极距AB/2为测量电极距MN/2的3倍，供电电极距AB/2最大为150m，测量电极距MN/2最大为50m，测量60道，道距5m，排列的特点是测量断面为倒梯形，时间参数的选取为：供电时间2 000ms，断电延时200ms，供电电压最大500V左右，供电电流在200mA左右。

根据目的任务及地形的特殊性，电法勘探测线布置网度为20×450m，测线编号由南向北从小到大编设，线距20m，每条测线长度450m，测点编号由南向北从小到大编设，点距为5m，考虑到高密度电法所测的断面为倒梯形，测线两端必须进行镶边处理才能保证有效的勘探范围，根据上述布置，本次勘探共布置测线3条，每条测线勘探物理点735个，共计物理点2 205个。

实际数据采集工作中，由于高密度电法的每个排列60个电极，长度300m，采集层数10层，采集点数735个，因此，每条测线需4个排列才能完成，实际工作中，第一、第四排列重复段为90m，中间第二、第三排列重复段为180m，见图1高密度电法电极排列示意图。

图1 高密度电法电极排列示意图

4 资料处理和分析解释

4.1 资料处理

本次高密度电法资料处理采用了RES2DINV高密度电阻率数据二维反演软件（图2）和surfer数据处理软件（图3）。

图2 RES2DINV数据处理软件绘制的视电阻率断面图

图3 surfer数据处理软件反演后的断面图

4.2 分析解释

探测资料的分析解释，以各测线的测量电阻率断面图和反演电阻率断面图为主，同时考虑了实际地质情况及各种干扰因素进行综合分析解释。

图4 1测线

等视电阻率断面图是研究沿测线方向断面上ρs值的变化，它能比较详细和清楚地反映地下构造特征和各种地质现象，等ρs断面图是电测深定性图件中最重要的一种，是解释中不可缺少的图件之一。

1测线（图4）：本剖面位于场地的西部，方向SN，长450m，剖面最大探测深度50m，解释深度24m，在横向上，90~180m和300~440m出现高阻电性区，电阻率等值线的缓慢起伏变化，该变化反映了基岩的起伏变化。在纵向上，也呈明显的层状分布，0~13m深度范围为电阻值9~40Ω·ｍ的低阻层盖层；20~24m深度范围为电阻值100~220Ω·ｍ的高阻层盖层。结合钻孔资料推断，低阻层为第四系盖层，且厚

图5 2测线

2测线（图5）：本剖面位于场地的中部，方向SN，长450m，剖面最大探测深度50m，解释深度24m，在横向上，120~340m出现高阻电性区，电阻率等值线的缓慢起伏变化，该变化反映了基岩的起伏变化。在纵向上，也呈明显的层状分布，0~13m深度范围为电阻值9~40Ω·ｍ的低阻层盖层；20~24m深度范围为电阻值100~190Ω·ｍ的高阻层盖层。结合钻孔资料推断，低阻层为第四系盖层，厚度变化均匀；从电性结构连续的特征发现，在南北方向没有采空区。

图6 3测线

3测线：见图6，本剖面位于场地的东部，方向SN，长450m，剖面最大探测深度50m，解释深度24m，在横向上，130~230m和310~420m出现高阻电性区，电阻率等值线的缓慢起伏变化，该变化反映了基岩的起伏变化。在纵向上，也呈明显的层状分布，0~13m深度范围为电阻值9~40Ω·ｍ的低阻层盖层；20~24m深度范围为电阻值100~220Ω·ｍ的高阻层盖层。结合钻孔资料推断，低阻层为第四系盖层；从电性结构连续的特征发现，在南北方向没有采空区。

5 结语

1）北海北路采空区勘探采用了高密度电法的物探手段，经过野外数据采集、室内资料处理、分析和解释，并结合收集的地质和采矿资料，分析得出测区深度范围内并没有采空区的存在，且第四系覆盖层厚度变化较为均匀。

2）采用高密度电法探测采空区效果较好，充分体现了该法探测精度高，速度快，成本低的优点，是值得在类似勘探中广泛使用的一种方法。

3）任何物探方法都有其局限性，高密度电法装置的选择应充分考虑工程目的任务及地形的特殊性，以能最大限度反映地质体异常形态和解决地质问题为目的。

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The Application of High Density Resistivity Method to the Engineering Geological Evaluation of the North Beihai Road to Be Built of Yangquan City

SHI Jiang-tao MU Man-gen

(Department of Geology and Environmental Engineering, Shanxi Institute of Technology, Yangquan, Shanxi 045000)

This study carries out high density resistivity survey on the North Beihai Road to be built in Yangquan City, Shanxi, arranging 3 lines with line netness of 20×50m and a total measuring points of 2205. All of geophysical data are processed by means of RES2DINV and 2D inversion software surfer data processing software. The results indicate that there is no goaf in the surveyed depth range.

high density resistivity method; survey; goaf; Yangquan City, Shanxi

2018-05-18

山西工程技术学院应用型课程开发与建设项目，项目编号：2017101718；阳泉市科技局研发项目：项目编号：2018S0709

史江涛（1982-），男，讲师，硕士研究生，主要从事第四纪地质，工程物探等方面教学和研究

P631.3

A

1006-0995（2019）01-0148-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2019.01.034