1、基本原理

1)电阻率法是以地下管线与周围介质之间导电性差异为基础,通过供电电极向地下供电,然后研究由于地下介质、管线的存在引起的电场变化。电阻率法仪通过测量电极得到不同测点间电位差,借此计算各测点间的视电阻率。


1电阻率法原理示意图

2)高密度电阻率法实际上是集中了电剖面法和电测深法。其原理与普通电阻率法相同,所不同的是在观测中设置了高密度的观测点,是一种阵列勘探方法,仪器采用程控方式进行数据采集和电极控制,采集的数据可以实时显示。

由于它可实现电阻率的快速采集,并能在现场进行数据处理,使电法的智能化程度大大提高,因此在接地条件较好的路段,可以用来探测一些深埋管道。它只要加大电极间距就可以改变它的勘探深度。因此根据需探测的管道的大致深度,设计好电极间距,就可以达到其它方法达不到的勘探深度。


2电阻率法装置示意图

3)高密度电法野外测量时将全部电极(几十至上百根)置于剖面上,利_Lfj程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现剖面中不同电极距、不同电极排列方式的数据快速自动采集。

2、适于探测的管道

在接地条件较好的场地探测直径较大的金属或非金属管道。

钢管、钢筋混凝土管、球磨铸铁管等金属管线或含金属骨架的管线管道电阻率低于周围土层电阻率,而塑料管线、水泥混凝土管线等管道的电阻率高于周围土壤,这位分辨地下管道的电性差异提供了良好的基础。因而,电阻率法即可以对金属管线进行探测,也可以对非金属管线进行探测。

3、基本工作方法

1)首先根据现场调查或相关资料确定目标管线的大致走向、深度、材质、规模,以初步确定电极间距等参数。

2)在已知区域根据初步确定的参数进行实验,实验数据传到计算机后,经过地形改正、坏点去除等预处理,使用反演软件进行反演、成图,与已知情况进行对比,选择最好的参数,再对未知区域进行探测。如图3、图4。


3电阻率法金属管道模型及正演结果、反演结果


4电阻率法非金属管道模型及正演结果、反演结果

3)施工现场测线布置:垂直待测地下管道并布设测线,根据实验结果布设电极。如图5所示。


5电阻率法测线布置示意图

4)通过供电电极向地下供电,然后通过测量电极得到不同测点间的电位差,借此计算出各测点间的视电阻率。

5)数据传到计算机后,经过地形改正、坏点去除等预处理,使用反演软件进行反演绘制地电断面图。

6)在高阻区中解析、推断低阻区,在低阻区中解析、推断高阻区。对有相同特征规律的多个断面中的低阻区或高阻区连线即为管线走向和埋深。

4、优缺点

4.1优点:

与常规电阻率法相比,高密度电法具有以下优点:

1)电极布置一次性完成,不仅减少了因电极设置引起的故障和干扰,并且提高了效率。

2)能够选用多种电极排列方式进行测量,可以获得丰富的有关地电断面的信息。

3)野外数据采集实现了自动化或半自动化,提高了数据采集速度,避免了手工误操作。此外,随着地球物理反演方法的发展,高密度电法资料的电阻率成像技术也从一维和二维发展到三维,极大地提高了地电资料的解释精度。

4.2缺点:

1)在高密度电法实际工作中,最大电极距的布置是根据所要勘探的深度决定的,为了能勘探到所需深度h,电极距必须大于3h。然而在地下管线探测中,往往不能漏测小异常体,这就要求点距要足够小,因此在探测中,既要考虑到横向的点距,也要兼顾到探测的深度。

2)同磁法探测一样,在城市复杂环境下,容易受外界各种因素影响,抗干扰能力差、探测精度不高,不能作为一种独立方法对管线进行探测,需要与其他方法综合使用。

3)数据处理解释较复杂,对人员理论素养、实践经验要求高。

4)高密度电法是一种体积探测方法,当埋深过大或体积过小,会影响探测效果,甚至探测不出,为取得效果需要调整电极距以及阵列长度。

5)城市环境下测线及电极布置受限较多,难以布设长距离测线、电极与地面耦合效果难以实现。