南干渠管线周边土体安全监测中的高密度电法应用研究

李颜

（北京市南水北调南干渠管理处，北京102600）

摘 要：南干渠工程主要承担着向北京城市东部、南部地区供水的任务，位于丰台、大兴两个区，起点为总干渠永定河倒虹吸末端，终点为亦庄地区，与东干渠工程相连。线路总长26.82km。由于南干渠工程关系到整个北京市南部地区供水的安全问题，需要通过技术手段来检测地下管道周边的土体安全性，在经过了几次方法比选以后，这次采用了工作效率高、抗干扰能力强的高密度电法技术，进行全线几处部位的普查。通过此次应用研究，认为高密度电法成像能大体反映地下不良地层的变化情况，能为管道是否安全做一个初步的建议，同时也为物探在城市地下建筑物中的安全性判断提供方法参考。

关键词：高密度电法影像技术；南干渠工程；勘察；土体安全性检测

自20世纪50年代开展工程物探工作以来，距今已有60多年的发展历程，尤其是近30多年，随着电子技术和计算机的广泛应用，工程物探技术得到快速发展，并在重大基础建设工程中得到广泛应用，解决了诸多地质问题，成为工程勘查领域的重要勘探手段［1］。

电阻率法是以岩（土）体的电性差异为基础，通过施加直流电场，观测地表电场分布，根据传导电流与地下岩性电阻率的关系，得出地下岩性电阻率的分布情况，从而达到探测目的的物探方法。高密度电法一次布极可以完成剖面的二维勘探，既能反映地下某一深度沿水平方向岩（土）体的电性变化，又能提供地层岩性沿纵向的电性变化情况，具备电剖面法和电测深法两种方法的综合探测能力，电阻率法勘探原理如图1所示。(www.xing528.com)

图1　电阻率法勘探原理图

高密度电阻率法实际上是一种阵列勘探方法，实地测量时只需将全部电极（几十至上百根）布设于剖面的各测点上，然后利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现数据的快速和自动采集，通过发射（A、B）和接收（M、N）电极极距的变化，获得电阻率随深度的变化。通过对观测数据的计算处理，可提供探测断面的电阻率分布图。本次试验工作，电极距采用4m和2m进行观测，电极64个，单条测线长度为252m和126m。斯伦贝谢装置扫描剖面示意图如图2所示。

图2　斯伦贝谢装置扫描剖面示意图

野外数据采集是整个物探工作的关键，本次高密度电法工作采用的仪器是捷克GF Instruments，s.r.o.公司ARES多功能电测仪配以多路电极转换器构成的高密度电阻率测量系统。野外采集数据经过瑞典RES2DINVE处理、并运用SURFER软件成图，绘制出各剖面视电阻率等值线图，通过视电阻率剖面结合钻孔资料进行定性分析。