鸡西市松林公园漫水坝工程物探报告 本文关键词：鸡西市，松林，物探，水坝，公园
鸡西市松林公园漫水坝工程物探报告 本文简介：鸡西市松林公园漫水坝工程物探报告黑龙江省水利水电勘测设计研究院二零一四年九月鸡西市松林公园漫水坝工程物探报告审定：韩玉彬校核：孙宝喜编写：王强黑龙江省水利水电勘测设计研究院工程物探检测处2014年9月目目录录11工程概况工程概况1122工作布置及完成工作量工作布置及完成工作量1133方法技术方法技术
鸡西市松林公园漫水坝工程物探报告 本文内容：
鸡西市松林公园漫水坝
工
程
物
探
报
告
黑龙江省水利水电勘测设计研究院
二零一四年九月
鸡西市松林公园漫水坝
工
程
物
探
报
告
审定：韩玉彬
校核：孙宝喜
编写：王强
黑龙江省水利水电勘测设计研究院
工程物探检测处
2014
年
9
月
目目
录录
1
1
工程概况工程概况1
1
2
2
工作布置及完成工作量工作布置及完成工作量1
1
3
3
方法技术方法技术2
2
3.1
地质雷达勘探.2
3.2
超高密度电法勘探.3
4
4
资料解释资料解释4
4
4.1
地质雷达勘探.4
4.2
超高密度电法勘探.5
5
5
成果分析：成果分析：5
5
5.1
测线
X1
.5
5.2
测线
X2
.7
5.3
测线
X3
.8
5.4
测线
X4
.9
5.5
测线
X5
10
5.6
测线
X6
12
5.7
测线
X7
13
5.8
测线
X8
14
5.9
测线
X9
16
5.10
测线
X10
.17
推测异常汇总推测异常汇总1818
6
6
结论、建议及存在问题结论、建议及存在问题1818
6.1
结论、建议
18
6.2
存在问题
18
附图附图2020
-
0
-
1
工程概况
受牡丹江地质工程勘察院委托，黑龙江省水利水电勘测设计研究院工程物
探检测处对鸡西市松林公园漫水坝工程进行地球物理勘探工作。
本次工作主要任务是对坝体及坝体周围进行探测，探测地下是否存在可能
引起坝体漏水的构造、断裂等。
2
工作布置及完成工作量
本次物探工作布置在甲方指定的大坝坝体、坝端及大坝两侧范围内。为了
能够更加精确地探测出地下可能存在的构造等，采用地质雷达法及超高密度电
法两种方法进行勘探。测线布置平行于坝体方向坝顶
2
条、坝底
2
条、坝坡
2
条，垂直于坝体方向布置
4
条，共计测线
10
条。
地质雷达法使用
100
MHz
自发自收天线，采用点测测量方式，测点间距
0.2m，测量窗口
500ns；超高密度电法使用
64
个电极，电极距根据场地情况选
择
1.2m
或
1.5m，每条测线长
75m
或
95m。完成工作量见表
2-1
物探完成工作
量统计表。
表
2-1
物探完成工作量统计表
测线名称测线长度（m）使用方法点距测线名称测线长度（m）使用方法点距
地质雷达
0.2100
地质雷达
0.2
X175
超高密度电法
1.2
X6
95
超高密度电法
1.5
地质雷达
0.2100
地质雷达
0.2
X275
超高密度电法
1.2
X7
95
超高密度电法
1.5
地质雷达
0.2100
地质雷达
0.2
X375
超高密度电法
1.2
X8
95
超高密度电法
1.5
91
地质雷达
0.2
地质雷达
0.2
X4
95
超高密度电法
1.5
X975
超高密度电法
1.2
100
地质雷达
0.291
地质雷达
0.2
X5
95
超高密度电法
1.5
X10
95
超高密度电法
1.5
地质雷达
882
合计
超高密度电法
870
-
1
-
3
方法技术
3.1
地质雷达勘探
地质雷达方法原理类似于探空雷达和地震反射技术，是地球物理方法中的
一种高分辨率、高效率的探测方法，是二十世纪地球物理探测科学的结晶。地
质雷达方法是利用高频电磁波（1MHz～1GHz）
，以脉冲的形式通过发射天线被
定向的送入地下。电磁波在地下介质中传播时，当遇到存在电性差异的地层或
目标体时，电磁波发生反射和折射，反射回地面的电磁波被接收天线所接收，
由地质雷达系统采集和显示。采集到的电磁波经数据处理后，根据电磁波波形、
振幅强度和时间的变化特征，推断地下介质的空间位置、结构、形态和埋藏深
度，从而达到对地下地层或目标体探测的目的。
地质雷达系统发射的电磁波在介质中传播时，受到介质的相对介电常数和
电导率的影响，在两种介质的交界面上，由于介质介电常数的改变，电磁波发
生类似于光学的反射和折射的现象，反射回表面的电磁波的强度与反射系数相
关。
目前常用的地质雷达测量方式有剖面法和宽角法两种。本次测量采用剖面
法进行探测。
剖面法是发射天线（T）和接收天线（R）以固定间距沿测线同步移动的一
种测量方式。当发射天线与接收天线间距为零，亦即发射天线与接收天线合二
为一时称为单天线形式，反之称为双天线形式。剖面法的测量结果可以用地质
雷达时间剖面图像来表示。该图像的横坐标记录了天线在地表的位置；纵坐标
为反射波双程走时，表示雷达脉冲从发射天线出发经地下界面反射回到接收天
线所需的时间。这种记录能准确反映测线下方地下各反射界面的形态。
-
2
-
图3-1
地质雷达测量剖面法示意图（a）及其雷达图像剖面示意图(b)
由于介质对电磁波的吸收，来自深部界面的反射波会由于信噪比过小而不
易识别、这时可应用不同天线距的发射—接收天线在同一测线上进行重复测量，
然后把测量记录中相同位置的记录进行叠加，这种记录能增强对深部地下介质
的分辨能力。
电磁脉冲反射信号的强度与界面的反射系数和穿透介质的波吸收程度有关，
一般，介质的电磁参数（电性）差别大，则反射系数大，因而反射波的能量也
大，这就是地质雷达探测的前提条件。电磁脉冲接收功率：
PR=
PTG2λ03RSL
(4π3)H4
RSL×e-
4αR
(式中：PT、PR为发射、接收功率；G
为天线增益；R、S
和
H
为地下目标体的
反射率、散射面截面和深度；α
为土壤衰减率；L
为雷达波从发射到接收过程
的散射损耗；λ0为介质中雷达波的波长)。
可以看出，雷达接收到信号的大小与雷达天线的特性、地层的衰减、目标
体的深度和反射特征以及雷达的工作频率和发射功率均有关系。
在仪器性能和地下介质一定的情况下，探测深度取决于工作频率选择及地
层的衰减系数。一般天线频率越高，则探测深度越浅，分辨率越高；天线频率
越低，则探测深度越深，分辨率越低。因此，地质雷达技术存在着探测深度与
分辨率的取舍或优选问题。目前地质雷达所能探测的深度在
50
米以内，但由于
深度的增加，分辨率有较大的下降。同时探测深度与介质的含水量和电导率有
较大的关系。
地质雷达利用高频电磁波以宽频带短脉冲的形式，由地面通过发射天线向
地下发射，当遇到地下地质体或介质分界面时发生反射，并返回地面，被放置
在地面的接收天线接收，并由主机记录下来，形成雷达剖面图。由于电磁波在
介质中传播时，其路径、电磁波场强度以及波形将随所通过介质的电磁特性及
其几何形态而发生变化。因此，根据接收到的电磁波特征（走时、幅值、频谱）
来推测地下地质体或异常体的形态、空间位置等结构特征。
-
3
-
3.2
超高密度电法勘探
超高密度电法勘探是以岩石的导电性差异为基础，通过对人工地下电流场
的分布规律进行观测和研究，达到解决地质问题的目的。其基本原理是：当从
地面或井下供电电极通入地下稳定电流，流经不同的岩矿层、矿体和地质构造
时，在地表或井中观测到的电流场将发生变化。
超高密度电阻率法的数据采集过程全部自动化。程序自动将每个排列的
64
个电极分为奇数组
32
个（1、3、5、……61、63）和偶数组
32
个
（2、4、6、……62、64）两组，然后在这两组电极中各选取一个作为供电电极
A
和
B，在一次通电过程中同时测量其它电极相对于某一电极
M
的电位差（如下
图所示）
，就可得到
61
个电位差（MN1、MN2、MN3……MN60、MN61）数据。而奇
数组
32
个电极和偶数组
32
个电极互相配对（即全排列）做供电电极，即做一
个排列就有
32×32＝1024
次供断电过程，每次供电可同时采集
61
个电位差数
据，所以总的数据量为
32×32×61＝62462
个。
ABMN1N2N3N58N59N60N61
超高密度电法打破了常规电法勘探中数据采集方式的限制，而采用自由无
限制的任何四极的组合方式来采集数据，正是基于此，超高密度方法可采集到
几十倍于常规电法数据采集方式采集不到的数据。在同一个
64
电极的排列中，
常规的数据采集方式仅可采集到一千多个数据，而采用超高密度方法，就可采
集到六万多个数据，大大提高了反演结果的准确性和可靠性。
本次使用仪器是由澳大利亚
ZZ
Resistivity
Imaging
研发中心研制的
FlashRES
64
多通道超高密度直流电法仪。
4
资料解释
4.1
地质雷达勘探
地质雷达是一个重要的无损探测方法，探测目标体与周围土壤具有较大电
性差异，是地质雷达探测法的重要前提。地质雷达资料的处理主要是通过雷达
系统配套软件完成，通过对采集数据进行滤波、静态校正、选取介电常数等处
理后，形成地质雷达剖面图。用地质雷达法探测地下地质体构造，对其数据资
-
4
-
料进行分析和判断的主要依据参数有：振幅、频率和电磁波的传播速度。
振幅是反映电磁波反射能量的重要标志。当地质体内充水时，与周围土壤
电性差异较大，将出现能量较强的反射，雷达波频率将明显降低，但相位不发
生变化。当地质体内存在空洞时，与周围介质也有较大电性差异，能获得较强
的反射，雷达波频率较高，发生
90
度的相位变化。在资料的处理和解释中也主
要根据以上的特点和标志进行数据处理和解释。
4.2
超高密度电法勘探
Flash
RES
64
多通道超高密度直流电法勘探系统的数据处理是利用该套仪
器专门配置的处理软件
FlashRES64S.EXE
进行处理，处理结果的输出为
Surfer
能够直接调用的*.grd
格式的文件，再利用
Surfer
绘制该剖面的真电阻率剖面图，
最后利用该真电阻率剖面图结合地质及其它物探方法的资料进行综合解释工作。
5
成果分析：
由于本次物探工作量较大，且测线布置的紧密，在报告的成果分析中只列
举部分典型地质雷达剖面图进行解释分析，其他剖面图详见附图册。本次物探
工作发现的所有异常点的位置详见物探工作解释平面图。
5.1
测线
X1
5.1.1
地质雷达成果及分析
测线
X1
位于坝顶北侧，平行于坝轴线，方向由西向东，地质雷达剖面图
如下：
-
5
-
图
5.1-1
X1
测线（0-32
米）地质雷达剖面图
图
5.1-2
X1
测线（32-63
米）地质雷达剖面图
D1
D1
-
6
-
图
5.1-3
X1
测线（63-75
米）地质雷达剖面图
分析：由图5.1-1、图5.1-2、图5.1-3可以看出：在测线的25.0m~37.0m，
深度5-8m处，出现了一个明显的异常区域，同相轴错断，对雷达电磁波出现较
强的反射，推测为测线下方地质体不均匀造成。测线其他位置地质雷达波形层
位清晰，
无明显异常，推测为地下地质体均匀。
5.1.2
超高密度电法成果及分析
051015202530354045505560657075
-15
-10
-5
0
0
40
80
120
160
图
5.1-4
X1
测线（0-75m）超高密度电法反演剖面图
分析：由图5.1-4可以看出：测线整体电阻率值较低，电阻率值大部分小于
60Ω·m，在测线的25m-37m，深度5-15m处出现了一个明显的向下延伸高阻异常
区域，推测为测线下方局部地质体不均匀造成。
D1
-
7
-
5.2
测线
X2
5.2.1
地质雷达成果及分析
测线
X2
位于坝顶南侧，平行于坝轴线，方向由西向东，地质雷达剖面图
如下：
图
5.2-1
X2
测线（0-32
米）地质雷达剖面图
图
5.2-2
X2
测线（32-64
米）地质雷达剖面图
分析：由图5.2-1、图5.2-2可以看出：在测线的25.0m~37.0m，深度5-8m处，
出现了一个明显的异常区域，同相轴错断，对雷达电磁波出现较强的反射，推
测为测线下方局部地质体不均匀造成。
D2
D2
-
8
-
5.2.2
超高密度电法成果及分析
051015202530354045505560657075
-15
-10
-5
0
0
25
50
75
100
图
5.2-3
X2
测线（0-75m）超高密度电法反演剖面图
分析：由图5.2-3可以看出：测线整体电阻率值较低，电阻率值大部分小于
60Ω·m，在测线的25m-37m，深度5-15m处出现了一个明显的向下延伸高阻异常
区域，推测为测线下方局部地质体不均匀造成。
5.3
测线
X3
5.3.1
地质雷达成果及分析
测线
X3
位于坝体北侧斜坡中部，平行于坝轴线，方向由西向东，地质雷
达剖面图如下：
图
5.3-1
X3
测线（0-32
米）地质雷达剖面图
分析：由图5.3-1可以看出：整体测线层位清晰，同相轴连续，未见明显异
常。推测地下地质体整体相对较均匀。
D2
-
9
-
5.3.2
超高密度电法成果及分析
051015202530354045505560657075
-15
-10
-5
0
0
15
30
45
60
图
5.3-2
X3
测线（0-75m）超高密度电法反演剖面图
分析：由图5.3-2可以看出：测线整体电阻率值较低，电阻率值小于
60Ω·m，未见明显异常。推测为测线下方地质体相对较均匀。
5.4
测线
X4
5.4.1
地质雷达成果及分析
测线
X4
位于坝体北侧坡底，平行于坝轴线，方向由西向东，地质雷达剖
面图如下：
图
5.4-1
X4
测线（50-82
米）地质雷达剖面图
分析：由图5.4-1可以看出：整体测线层位清晰，同相轴连续，未见明显异
常。推测地下地质体相对较均匀。
-
10
-
5.4.2
超高密度电法成果及分析
05101520253035404550556065707580859095
-15
-10
-5
0
0
15
30
45
60
75
90
105
图
5.4-2
X4
测线（0-95m）超高密度电法反演剖面图
分析：由图5.4-2可以看出：测线表层电阻率值较低，第二层电阻率值略高。
整体电阻率值均较低，层位清晰，未见明显异常。推测为测线下方地质体相对
较均匀。
5.5
测线
X5
5.5.1
地质雷达成果及分析
测线
X5
位于坝体东侧，垂直于坝轴线，方向由南向北，地质雷达剖面图
如下：
图
5.5-1
X5
测线（32-63
米）地质雷达剖面图
-
11
-
图
5.5-2
X5
测线（63-100
米）地质雷达剖面图
分析：由图5.5-1、图5.5-2可以看出：整体测线层位清晰，同相轴无错断，
未见明显异常。推测地下地质体相对较均匀。
5.5.2
超高密度电法成果及分析
05101520253035404550556065707580859095
-15
-10
-5
0
0
30
60
90
120
150
图
5.5-3
X5
测线（0-95m）超高密度电法反演剖面图
分析：由图5.5-3可以看出：测线表层电阻率值较低，第二层电阻率值略高。
整体电阻率值均较低，层位清晰，未见明显异常。
5.6
测线
X6
5.6.1
地质雷达成果及分析
测线
X6
垂直于坝轴线，距离坝体西侧端点
6m，方向由南向北，地质雷达
剖面图如下：
-
12
-
图
5.6-1
X6
测线（82-100
米）地质雷达剖面图
分析：由图5.6-1可以看出：整体测线层位清晰，同相轴连续，未见明显异
常。
5.6.2
超高密度电法成果及分析
05101520253035404550556065707580859095
-15
-10
-5
0
0
30
60
90
120
150
图
5.6-2
X6
测线（0-95m）超高密度电法反演剖面图
分析：由图5.6-2可以看出：测线表层电阻率值较低，位于测线45-95m处存
在一电阻率略高层，第二层电阻率值略高。整体电阻率值均较低，层位清晰，
未见明显异常。
5.7
测线
X7
5.7.1
地质雷达成果及分析
测线
X7
垂直于坝轴线，距离坝体西侧端点
25m，方向由南向北，地质雷
-
13
-
达剖面图如下：
图
5.7-1
X7
测线（32-50
米）地质雷达剖面图
图
5.7-2
X7
测线（50-82
米）地质雷达剖面图
分析：由图5.7-1、图5.7-2可以看出：在测线的45.0-55.0m，深度5-8m处，
出现了一个明显的异常区域，雷达电磁波出现较强的反射，推测为测线下方地
质体不均匀造成。测线其他位置地质雷达波形层位清晰，无明显异常，推测为
地下地质体均匀。
D3
D3
-
14
-
5.7.2
超高密度电法成果及分析
05101520253035404550556065707580859095
-15
-10
-5
0
0
2
0
4
0
6
0
8
0
1
0
0
1
2
0
图
5.7-3
X7
测线（0-95m）超高密度电法反演剖面图
分析：由图5.7-3可以看出：测线整体电阻率值较低，电阻率值大部分小于
80Ω·m，在测线的46m-55m、深度5-12m，处出现了1个高阻圈闭异常，推测为
测线下方地质体不均匀造成。
5.8
测线
X8
5.8.1
地质雷达成果及分析
测线
X8
垂直于坝轴线，距离坝体西侧端点
37m，方向由南向北，地质雷
达剖面图如下：
图
5.8-1
X8
测线（32-50
米）地质雷达剖面图
D3
D4
-
15
-
图
5.8-2
X8
测线（50-82
米）地质雷达剖面图
分析：由图5.8-1、图5.8-2可以看出：在测线的48.0-57.0m，深度5-8m处，
出现了一个明显的异常区域，同相轴发生错断，雷达电磁波出现较强的反射，
推测为测线下方地质体不均匀造成。测线其他位置地质雷达波形层位清晰，无
明显异常，推测为地下地质体均匀。
5.8.2
超高密度电法成果及分析
0510
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
-15
-10
-5
0
0
40
80
120
160
200
240
图
5.8-3
X8
测线（0-95m）超高密度电法反演剖面图
分析：由图5.8-3可以看出：测线整体电阻率值较低，电阻率值大部分小于
60Ω·m，在测线的47m-57m，深度5-12m处出现了一个明显的高阻异常区域，推
测为测线下方地质体不均匀造成。
5.9
测线
X9
5.9.1
地质雷达成果及分析
测线
X9
位于坝体南侧斜坡中部，平行于坝轴线，方向由西向东，地质雷
达剖面图如下：
D4
D4
-
16
-
图
5.9-1
X9
测线（0-38
米）地质雷达剖面图
分析：由图5.9-1可以看出：整体测线层位清晰，同相轴连续，未见明显异
常。推测地下地质体相对较均匀。
5.9.2
超高密度电法成果及分析
010203040506070
-15
-10
-5
0
0
8
16
24
32
40
48
56
图
5.9-2
X9
测线（0-75m）超高密度电法反演剖面图
分析：由图5.9-2可以看出：测线整体电阻率值较低，电阻率值小于
56Ω·m，未见明显异常。推测为测线下方地质体相对较均匀。
5.10
测线
X10
5.10.1
地质雷达成果及分析
测线
X10
位于坝体南侧坡底，平行于坝轴线，方向由西向东，地质雷达剖
面图如下：
-
17
-
图
5.10-1
X10
测线（0-32
米）地质雷达剖面图
分析：由图5.10-1可以看出：整体测线层位清晰，同相轴连续，未见明显
异常。推测地下地质体相对较均匀。
5.10.2
超高密度电法成果及分析
05101520253035404550556065707580859095
-15
-10
-5
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
图
5.10-2
X10
测线（0-75m）超高密度电法反演剖面图
分析：由图5.10-2可以看出：测线35-90m表层电阻率值较低，其余部分电
阻率值略高。整体电阻率值均较低，层位清晰，未见明显异常。
推测异常汇总
以下是本次物探工作的异常点的位置及其深度的汇总，见表5-1。
表
5-1
物探异常点汇总
测线异常范围(m)异常深度(m)测线异常范围(m)异常深度(m)
X125-375-15X6-
X225-375-15X745-555-12
X3-
X847-575-12
-
18
-
X4-
X9-
X5-
X10-
6
结论、建议及存在问题
6.1
结论、建议
本次共完成地质雷达、超高密度测线各
10
条，发现异常
4
处，未见大规模
断裂、构造。文中所列异常推测是由于地下地质体不均匀引起，是由于先前坝
体施工工艺导致。综合判断坝体不存在漏水孔洞。
建议对该坝体进行利用时，对异常部位进行加固处理。
6.2
存在问题
对比该坝体部位相关地质资料，坝体主要为素填土，部分为杂填土，其下
主要为砂岩（局部含有泥岩夹层）地层。素填土与砂岩、泥岩电阻率较为接近，
对异常的判断存在一定影响，资料解释可能存在一定误差。另外，坝体及周围
地表含有垃圾、水泥、钢筋及电缆等，对地质雷达、超高密度电法勘测均有不
小的干扰，影响工作的精密度，对探测结果存在一定影响。
-
19
-
附图
鸡西市松林公园漫水坝工程物探解释平面图