高密度电法物探技术及其运用分析

张 欣

（云南伟力达地球物理勘测有限公司，云南 昆明 650000）

高密度电法的技术应用，具有直流性，技术功能为勘探，作为现阶段颇具先进性的物探技术，其应用优势表现为：信息存储能力强、电法密度表现佳、测试效果优异、测试高效等，在国内矿产开发、工程建设等领域获得了广泛发展。地球物理反演理论获得了成熟化发展，在一定程度上保障了高密度电法技术应用的精准性，使其从一维应用跨度升级至三级，达成深度物探工程的各项目标。

1 技术原理

高密度电法作为一种勘测技术，结合水文条件、工程建设、地理环境等勘测需求，以电阻率法为运行核心，分析岩石结构与矿石成分两者之间电阻率存在的差别，结合电场空间分布特征、电场电阻变化规律等因素，精准判定电性体分布情况，总结其不均匀性质。高密度电法的勘测技术，其应用范围包括岩溶、滑坡等。地球物理勘察理论融合在此探测技术中，使其在勘察应用时调用较大范围的数据，便于其采集数据。此探测技术完整融合了若干电阻探测技术，具体包括组合电阻率、测探电阻率等，有效提升勘察获取数据的精准程度，保证地质探测结果的真实性[1]。假设供电站为A 与B 两个位置，输送电流强度设定为I，从地下方向完成电流输入时，地下电场环境具有稳定性，在A、B 之间的中心点，作为供电核心区域，其1/3位置范围内属于均匀状态，在均匀范围内安置物探测量装置，获取电位差，将此电位差设定为△U，装置系统设为K，测量系数存在差异的话，必然引起电阻率计算结果发生变化。计算方式为：p=k（△U/I）。

高密度探测技术在实际应用期间，应科学采集探测数据，精准分析探测资料内在信息，正确计算探测数据。在现场测量时，应在间隔测试点设计电极，以此加大观测密度，提升电阻率，相应调整观测距离，设计观测点间距范围为1m～10m。高密度探测技术的控制开关，直接关联于多芯电缆，电机开关具有自动化转换能力，其组成较为关键的元件为单片机，借助其自动化运行的电机设施，提升探测点变换的有效性，为测试程序提供精准依据[2]。当电极间距较大时，应采取逐点移动方式，以左右移动为主，便于获取多元化类型的剖面，保障物探勘测工作的全面落实。

2 应用实例

2.1 熔岩勘探

熔岩勘探作为工程建设的重要环节和关键步骤，必须要保证其勘探数据的真实性和可靠性。在我国大型的工程项目建设中，有的工程施工地区地质情况相对比较复杂，想要确保工程的顺利进行，在施工前期有必要对施工地区进行实地勘探，全面掌握地貌情况，了解熔岩地质特征，在充分明确施工条件的基础上科学制定施工计划。熔岩地质勘探对相关技术人员的要求较高，需要经过系统的培训和学习，才能够掌握熔岩勘探的关键技术。因此，在实际操作环节，必须要遵循相关流程和规范，保证熔岩勘探的科学有效，相关工作人员必须要引起高度重视。将高密度电法应用到熔岩勘探中，可以进一步保证勘探结果的可靠性，为后续工作提供数据支持。其工作原理是通过测试岩层电阻，参照测试所得数据，再进行科学的统计和分析，最终获得准确结果。

根据相关数据的统计表明，在一些工程施工地区，地质情况较为复杂，特别是在溶洞比较多的地区，因为溶洞类型特殊，因此在进行熔岩勘探时要严格遵循技术要求，确保勘探质量。利用高密度电法技术进行勘探期间，需要时刻关注勘探数据，并详细记录，确保勘测记录的完整性和准确性。根据现场具体的施工情况，对勘测数据加以分析，为工程施工提供技术支撑和数据参考，通过高密度电法技术的应用可以合理规避施工过程中可能遇到的工程问题，从源头上避免意外的发生，在保证施工质量和人身安全的同时，施工成本也在一定程度上得到了有效控制，工程的经济效益得到了保障。

2.2 管线探测

管线探测是工程探测的重要组成内容，是一项十分复杂的工程，涉及到的内容比较多，技术人员在掌握相关探测技术的同时，还要求有一定的工作经验，以此来确保探测质量。由于管线探测难度比较大，高密度电法的应用可以极大程度提高管线探测效率。在过去的管线探测领域中，金属探测仪被作为主要的探测工具，应用比较广泛，探测效果良好。但是采用金属探测仪来进行管线探测具有一定的局限性，这种常规探测手段比较适用于电缆探测方面，但是在下水管道探测方面劣势较为明显，探测精确度不高。

以某工程气象观测站为例，当探测地下管线时，需要借助高密度电法来提高探测的可靠性，在实际操作阶段需要注意以下内容。探测设备的选择可以使用多功能数字激电仪，该设备主要采用电阻率测量系统，其操作过程复杂，可以通过电法温纳装置，将电极间距调整为5m，勘探线路设置为5 条，合理布置物理采集点。当数据采集结束后，需要对原始数据进行审核，在此基础上借助计算机对数据进行统计分析。经过反演高密度电阻率，从中找到反演过程中的正比例关系，这里主要是指压制系数和厚度变化之间的关系。反演完成后，得到视电阻率断面图，在此基础上将视电阻率横向变化特征与纵向变化特征进行展现，通过这样的方式，该工程的地质结构等状态都可以完整地体现出来，如下图1 所示。综上可以看出，高密度电法极大限度保证了探测的精准。

图1 视电阻率断面图

2.3 水库大坝

水库大坝作为重要建设项目，大坝实际施工质量问题不容忽视。想要确保水库大坝的施工质量，在建设之前，工程物探是非常重要的一个环节，通过物探可以得到较为准确和可靠的数据，为大坝建设提供依据，并在此基础上制定科学的施工方案，在大坝建设前，对地质情况进行勘探，充分掌握施工现场的地理以及气候因素，从而增强大坝的渗透能力。作为比较重要的建设项目，国家和地方政府早已经对大坝建设提出了明确的施工要求，渗透性作为重要指标，必须符合相关建设要求。如果大坝渗透性无法保障，将会埋下极其严重的安全隐患，一旦大坝阻拦水资源的能力下降，后果将不堪设想。在传统的测量方法中，都是参照大坝渗透率，将其作为测量的主要任务，借助一定的探测设备完成测量，但是测量结果并不理想。并且采用这种测量手段，需要花费大量的时间和人力，给测量造成一定的压力，由此可以看出，借助探测仪进行测量并非是最佳的测量方法。将高密度电法应用到水库大坝渗透率的测量中，可以规避许多不足，将电阻测量作为切入点，不单单可以节省测量时间，提升工作效率，还可以在一定程度上确保测量结果的可靠性。高密度电法具有先天的优势，对电阻率测定非常精准，也正是因为如此，采用高密度电法可以有效完成水库大坝的测定，并且在此基础上时刻掌握大坝的电场变化，从而提升大坝的安全性，延长大坝的使用寿命。

总而言之，高密度电法物探技术已经得到了较为广泛的应用，无论是在水库大坝探测、管线探测，还是熔岩勘探方面都已经有了突破性的进展，利用高密度电法可以在原有探测技术的基础上进一步保证探测数据的科学性和可靠性。在未来，高密度电法的发展应用前景必定十分广阔，应用的领域也会越来越多，高密度电法的应用与推广，具有十分积极的社会意义。

3 应用范围

3.1 整合数据信息

高密度电法应用在物探勘测作业项目中，应用项目有：岩层断层的结构勘探，隧道渗漏检测，分析基层岩面的地质结构，调查城市线路，物探分析地下埋藏不明物质，等。基于高密度电法在物探勘测作业项目中具有较为广泛的应用，包括线路布局、数据采集、水资源确定、水库建设等。在开展地质勘探作业项目时，应详细开展地质检测程序，结合具体项目勘测目标、勘探需求等内容，综合开展物探分析，选择正确的数据加以分析，包括勘探装置选择、电极距离设置、隔离参数等，参数的科学配置，有助于发挥数据选择的综合效用，比如偶极装置在横向电极内发生的变化，具有灵敏度较高的特点[3]。高密度电法物探勘测技术，在应用期间，具有多重应用优势，有效整合各类数据信息，为后续开展科学研究、物探技术升级提供多重可能性。

3.2 数据采集

高密度电法物探技术的有序运行，依赖于较为强大的真实数据。由此发现，物探勘测期间，数据有效采集的环节，具有重要性，有效提升数据采集效率，保障数据精准性。高密度电法应用在物探勘测工作中，应采取加密列阵勘探方法，提升数据信息的采集能力，高密度电法用于探测时，测量点位置分析剖面性质，电阻率分析技术，具有成像能力，获得了广泛应用，应用效果极佳。工程勘测技术中加强了高密度电法的应用，由此获取更为精准的勘测结果，结合具有说服力的数据理论，提升物探勘测工作的科学性与合理性，为工程深层次发展提供技术支持。

3.3 科学布线

基于实际开展的物探测量工作，电极布置期间，具有较大的电极距离，应将电极距离科学控制在仪表器测量范围内，提升探测仪器电极装备规范性，增强电极间隔分布均匀程度，如若电极装备实际产生的电极距离较大，则会在极大程度地干扰野外物探效率，以此影响物探工作效率，借助高密度电法，开展野外物探勘测工作时，应保持与地面落差距离的规范性，如若落差太大、偏差较多，极易削弱土质检测结果的精准性，影响后续数据采集的真实性。为此，应科学开展布线规划，保障布线工程有序完成，为高密度电法物探作业发展提供事实依据。

3.4 确定水源

高密度电法的物探应用，在确定水源方面获取了广泛发展，显著提升水资源挖掘的综合效益，增强人们对水资源的探求能力。如若地层具有较为简单的地段结构，地层中可能夹杂轻质较薄的煤炭，借助高密度电法开展物探程序，科学分析地层结构，精准设置电法点距，保障采集精准性。当基层结构中出现异常频率较低的电阻时，证明基层结构岩石缝隙中含有水资源，探井相应反馈此区域水分占比情况，以此提升找水效率，推动物探勘测工作有序发展[4]。

3.5 检测接地电阻

在运行高密度电法物探程序时，应在有效检测接地电阻相关数据前，开展各组电极准备工作，继而开展物探装置的试运行与质检，保障其物探能力符合应用期望。相关人员在工程建设中，如若面临高密度电法物探技术可以解决的问题，应切实分析问题实质，确定电极与电阻之间的关联关系，在应用高密度电极法时，科学设置电流，精准开展相关操作的设计，保障物探程序的规范性，减少操作不规范造成的经济损失。

4 结论

综上所述，高密度电法技术原理较为精湛，由此获得了广泛的应用，在工程物探中，应结合具体的物探项目，完整设定应用计划，提升工程物探工作的精准性，保障工程安全，解决物探应用存在的各类问题。在其他生产活动中，物探技术获得了广泛发展，比如布线、确定水源等，显著增强各项工作项目的物探效率，科学节省物探成本，具有优异的应用效果。