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公路工程地質勘察高密度電法應用

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公路工程地質勘察高密度電法應用

摘要:高密度電法可以應用于公路工程地質勘察中。本文首先分析了高密度電法的基本原理和注意事項,然后針對部分路段地質勘察難度較大的問題,以實際工程概況為例,使用高密度電法進行勘察,以期提高公路工程地質勘察的精確度,保障現(xiàn)代公路建設的發(fā)展。

關鍵詞:公路建設;高密度電法;電阻;勘察

隨著經濟的不斷發(fā)展和基礎實施的完善,我國交通建設事業(yè)得到空前的發(fā)展。但是,由于人們購買能力的提升,目前道路交通建設情況還不能滿足實際需求,導致交通擁堵和交通事故頻發(fā),因此要進行公路擴建。在實際公路工程建設中,要綜合考慮車流量和車載重,嚴格控制公路質量問題??辈旃ぷ魇呛罄m(xù)工程開展的基礎和保障,會對公路最終施工效果產生直接影響。因此,公路勘察方法必須科學嚴謹,而高密度電法能夠快速準確地收集數(shù)據(jù),最大限度地減少誤差[1]。

1高密度電法簡介

1.1高密度電法基本原理

高密度電法是一種工作效率較高的探測方法,通過調整電阻率,增加測量中的測點密度,并借助電場作用,分析不同巖層的電場異?,F(xiàn)象,得出施工線路中巖層、地質構造等方面的問題。高密度電法的排列組合參數(shù)多種多樣,電極轉換靈活,可以實現(xiàn)地質縱向和橫向的二維探測,收集目標區(qū)域的地質數(shù)據(jù),為工程施工提供準確有效的地質信息[2-3]。

1.2設備組成

高密度電法數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由3部分組成,即主機、電路電極轉換器、電極系統(tǒng)。測量系統(tǒng)具體流程分為三部分:開始前,將線接入多路電極自動轉換系統(tǒng),同時連接電法儀,使電極在采集過程中自動轉換;測量時,利用單片機使其自動檢查、自動控制位置變化、自動記錄數(shù)據(jù)并存儲電法儀中;測量后,數(shù)據(jù)在微機中得到處理,最后得到形象的數(shù)據(jù)圖。測量系統(tǒng)具體流程如圖1所示。

1.3高密度電法的優(yōu)勢

相比傳統(tǒng)的電阻率勘察法,高密度電法有其特有的優(yōu)勢。一是根據(jù)實際應用可以具體地進行排列掃描,使得到的地質信息更為準確。二是電極的布置可以一次性完成,降低了再布置的煩瑣性和發(fā)生故障的可能性。三是高密度電法在采集數(shù)據(jù)時可以實現(xiàn)自動化或半自動化勘測,避免了人為失誤。

1.4高密度電法的注意事項

首先,要注意接地電阻和電極布置的問題。受施工現(xiàn)場的地質環(huán)境等因素影響,接地電阻和電極布置的技術難度較大。因此,在設計布置接地電阻和電極時,盡可能選擇濕泥土區(qū)域,以水作為導電體,以保證高密度電法測試結果的準確性。為了保證公路工程的總體質量,在確定電極極距時要保證其精確度,確定好排列裝置,同時應該多方位地分析所得到的信息。在實地勘測中,工作人員應注意以上與勘測相應的事項,努力降低人為原因造成數(shù)據(jù)錯誤或不準確的可能性。

2實際應用

2.1工程概況

以長為425.69km的某公路為例,該公路經過P、Q、M、N四處,地質問題導致當?shù)亟煌ú槐?。因此,這四處計劃修建橋梁。其間需要通過科學嚴謹?shù)挠嬎銇慝@得地質信息,以保證其準確性。一旦出現(xiàn)偏差或是失誤,將會嚴重影響施工。因此,本工程根據(jù)工程實際情況,布置了5條高密度電法剖面。通過查閱該區(qū)域地質構造可知,變質巖是工程施工現(xiàn)場裸露的主要巖石,河床內都是剖面。大理巖和麻巖則存在于P、Q兩處的地層,同時伴隨大量的砂石。

2.2工程實地考察

2.2.1P處電測剖面的勘測數(shù)值。剖面長度為182.5m,極距長度為2.0m。電性均勻地分布在斷層上,其電阻率較低,但有一個電阻為1200~1600Ω•m的區(qū)域分布在15.5~25.6m范圍內。該地電阻率較高,原因可能是大量完整的片麻巖存在于該區(qū)域下部,相較于上部,下部的電性分布比較均勻,下部的電阻率也低于上部電阻率。

2.2.2Q處電測剖面的勘測數(shù)值。Q處選擇兩個剖面。一個剖面長度為148.2m,極距長度為3.0m。Q處西部共分為3層:上層厚度為10.0m,主要是砂、卵石層,含水量豐富;中部主要是風化基巖;下層則主要是基巖。該區(qū)域東側發(fā)生基巖裸露現(xiàn)象。另一個剖面長度接近148.6m,極距約為3.0m,同樣地層分為三個部分:上層以礫石、卵石為主;中層以風化基巖為主;下層以基巖為主。

2.2.3M處電測剖面的勘測數(shù)值。剖面長度為195.3m,極距長度為5.0m。用電性層測量該區(qū)域,得到的具體測量數(shù)值為:該區(qū)域的上部電阻率較小,大約為400Ω•m,因為其主要是卵石和砂石結構,導致電性分布不均勻。如果得到低于300Ω•m的電阻率,就可以認為礫石層是該區(qū)域的主要成分。

2.2.4N處電測剖面的勘測數(shù)值。剖面長度為218.2m,極距長度為5.0m。以卵石、碎砂為主的石層中,測試電阻率超過500Ω•m。而含水量低且以礫石為主的石層,電阻率主要分布在300~500Ω•m。當電阻率小于300Ω•m時,地層的主要結構則是礫巖層,并且含水量相對豐富。

2.3工程勘察結果分析

為了保證P、Q、M、N四處橋梁工程的順利建成,人們在實際應用中使用高密度電法,探測該區(qū)域的基巖狀況,在勘探過程中,人們發(fā)現(xiàn)2條隱伏斷層,具體表現(xiàn)如下:M、N兩處基巖平緩,并呈現(xiàn)向東傾斜的趨勢,M處基巖在東部埋藏較深,約為14.5m,N處基巖在東部埋藏較淺,約為7.5m;Q處存在較多砂石地層,厚度約為10.0m;P處斷層結構較多,斷層呈現(xiàn)不均勻性。

3結語

隨著我國公路建設的不斷發(fā)展,公路勘測技術不斷進步,以便更好地解決實際問題。公路工程應用高密度電法,能夠快速準確地勘探出斷層、破碎帶、基巖界線以及溶洞等地質構造。因此,在公路施工中,人們要根據(jù)實際情況,提前采取相關措施,有效提升施工質量和效率。實際工程應用表明,高密度電法準確有效,具有較好的應用前景和推廣價值。

參考文獻:

[1]李春旭.公路工程地質勘察中高密度電法的應用[J].四川水泥,2019(3):240.

[2]朱兆榮,楊永鵬,韓龍武.高密度電法在G214公路工程地質勘察中的應用[J].黑龍江大學工程學報,2014(3):174-179.

[3]黃凡,譚大龍,楊德龍,等.高密度電法在公路工程不良地質體勘察中的研究與應用[J].物探化探計算技術,2011(6):601-605.

作者:常曉蕾 單位:南陽通途公路勘察設計有限公司