4．3．2　電法野外作業(yè)工作方法

一、測站布置

測站是野外作業(yè)中樞，它的建設(shè)對(duì)整個(gè)工作運(yùn)行十分重要。

(1)測量時(shí)，測站位置應(yīng)盡量靠近觀測地段的中心，以便控制測區(qū)較大的面積。測深測量的測站盡可能布置在測點(diǎn)附近。通常選擇在視野開闊，地勢平坦，通行方便，避風(fēng)干燥處。測站應(yīng)遠(yuǎn)離高壓輸電線和變壓器，以避免電磁感應(yīng)與電源漏電影響;測站應(yīng)采取防潮、防雨、防曬措施;把自測站引出的供電及測量導(dǎo)線綁在牢固的木樁上，以免放線時(shí)拖倒儀器及其附件。

圖4-7　分別沿Y、X方向的分區(qū)三維高密度電法測量示意圖

(2)檢查儀器和控制面板線路連接情況，并檢查儀器及通訊設(shè)備的電源及工作狀態(tài)是否正常，檢查通訊設(shè)備授話和收聽效果。

(3)檢查儀器、導(dǎo)線及線架是否漏電并記錄檢查結(jié)果。

(4)核對(duì)各電極的點(diǎn)、線號(hào)。

(5)導(dǎo)線敷設(shè)。電極接地結(jié)束后，利用通訊設(shè)備與跑極員取得聯(lián)系，先插好測量線插頭，確認(rèn)測量線完好后，再接好供電線插頭。

二、導(dǎo)線敷設(shè)

導(dǎo)線敷設(shè)可分為導(dǎo)線敷設(shè)、棒狀電極接地、漏電檢查三部分。

1.導(dǎo)線敷設(shè)應(yīng)遵從下列規(guī)定

(1)供電、測量導(dǎo)線不允許相互交錯(cuò)敷設(shè)，應(yīng)盡可能分列于測線兩邊，并保持一定距離，對(duì)電剖面測量，當(dāng)M線(或N線)的長度小于1公里時(shí)，該間距可為1～5米;大于1公里時(shí)，應(yīng)加大到5～20米;對(duì)電測深測量，由于通常采用擴(kuò)展式電極距系列，故測量導(dǎo)線與供電導(dǎo)線的距離不應(yīng)是固定的;對(duì)激發(fā)極化法來說，測量導(dǎo)線與供電導(dǎo)線的距離都應(yīng)比電阻率法更大些，以降低電磁耦合影響。

(2)測量導(dǎo)線一般應(yīng)避免懸空架設(shè)，當(dāng)導(dǎo)線穿越河道、池塘必須架空時(shí)，應(yīng)注意將導(dǎo)線拉緊，以避免讀數(shù)不穩(wěn)定。

(3)測量導(dǎo)線應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離高壓輸電線。當(dāng)必須通過時(shí)，應(yīng)使那段測量導(dǎo)線與高壓線方向垂直。

2.棒狀電極接地應(yīng)遵從下列規(guī)定

(1)電線接頭處應(yīng)確保接頭牢固和外皮絕緣好，以避免導(dǎo)線損傷。

(2)電極應(yīng)盡量靠近預(yù)定接地點(diǎn)標(biāo)志，垂直地表打入地下，并與地層密實(shí)接觸，以減小電極的接地電阻。

(3)電極入土深度一般應(yīng)小于電極至MN中點(diǎn)距離長度的1/20，當(dāng)電極距很小時(shí)，也應(yīng)不超過1/10。

(4)當(dāng)單個(gè)電極接地不能滿足野外作業(yè)要求時(shí)，應(yīng)采用多根電極并聯(lián)成電極組。

(5)供電電極的數(shù)目應(yīng)根據(jù)供電電流和接地條件而定。單根電極通過的電流強(qiáng)度以不超過0．1A為宜，以減小電流不穩(wěn)現(xiàn)象。

電測深法的電極接地除應(yīng)遵守上述原則外，為選擇優(yōu)越的供電接地點(diǎn)或避開障礙物，可以垂直AB排列方向移動(dòng)接地點(diǎn)。

3.漏電檢查應(yīng)遵從下列規(guī)定

(1)電法野外觀測之前和結(jié)束之后，均應(yīng)對(duì)儀器和導(dǎo)線的絕緣性能進(jìn)行系統(tǒng)檢查。進(jìn)行剖面測量時(shí)，在一個(gè)野外作業(yè)日的觀測始末、測線轉(zhuǎn)移、中梯裝置改變排列或者變換極距的情況下，都應(yīng)對(duì)供電系統(tǒng)和測量系統(tǒng)分別進(jìn)行檢查。

(2)儀器的漏電檢查。在儀器斷路的情況下，用500伏兆歐表分別測定AB插孔、MN插孔、儀器外殼三者之間的絕緣性能，要求測定的電阻值不小于100MΩ。若測定的值小于100MΩ，則認(rèn)為儀器絕緣性質(zhì)不符合規(guī)定要求，基漏電影響不容忽視。

(3)開工前對(duì)導(dǎo)線的漏電檢查，一般是將導(dǎo)線鋪于地面上，采用500V兆歐表，測量導(dǎo)線對(duì)地的漏電電阻。每公里導(dǎo)線的絕緣電阻，對(duì)于供電導(dǎo)線應(yīng)不小于2MΩ;對(duì)于測量導(dǎo)線，應(yīng)不小于5MΩ。

(4)當(dāng)儀器設(shè)備在觀測現(xiàn)場無法滿足(2)、(3)所規(guī)定的絕緣指標(biāo)時(shí)，應(yīng)進(jìn)一步對(duì)供電系統(tǒng)和測量系統(tǒng)進(jìn)行下述漏電檢查。

(5)當(dāng)觀測過程中發(fā)現(xiàn)有不能允許的漏電現(xiàn)象時(shí)，測站應(yīng)著手改善導(dǎo)線、電源、儀器或控制面板的絕緣情況，并根據(jù)觀測曲線的畸變特征尋找漏電點(diǎn)位置，分析漏電對(duì)已有觀測結(jié)果的影響程度。絕緣狀態(tài)改善后，應(yīng)沿測線逐點(diǎn)返回進(jìn)行重復(fù)觀測，直至連續(xù)有三個(gè)測點(diǎn)的觀測結(jié)果符合重復(fù)觀測的要求時(shí)，才能認(rèn)為此漏電影響已被排除。漏電現(xiàn)象與漏電檢查處理結(jié)果應(yīng)記錄在記錄本備注欄中，作為資料檢查、驗(yàn)收的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

三、測站觀測

野外觀測方法分為基本觀測、重復(fù)觀測、檢查觀測和系統(tǒng)檢查觀測，現(xiàn)分述如下:

1.基本觀測及技術(shù)要求

基本觀測又稱原始觀測，其觀測結(jié)果是原始資料的重要組成部分。對(duì)電阻率法基本觀測的技術(shù)要求如下:

(1)供電電壓不宜低于15V，以免因低壓供電電極極化緩慢致使供電電流不穩(wěn);同時(shí)供電電壓低將造成極化電壓所占比例增大，影響觀測精度。

(2)在觀測進(jìn)程中，應(yīng)根據(jù)供電電流的變化，中間梯度裝置每經(jīng)5～10個(gè)測點(diǎn)測定電流一次，其間電流變化不允許大于2%，若大于2%，以后應(yīng)逐點(diǎn)測量電流。

(3)對(duì)于單個(gè)測回，應(yīng)采用短暫而相同的觀測時(shí)間，以避免觀測過程中電極極化引起電流變化以及某些地質(zhì)體的激電效應(yīng)給觀測結(jié)果帶來影響。

(4)應(yīng)選擇合適的測程來度量輸入訊號(hào)，一般以指針偏轉(zhuǎn)不少于表頭刻度的1/3為宜。在指針穩(wěn)定的情況下，其最小讀數(shù)不應(yīng)低于滿度讀數(shù)的1/4。指針不穩(wěn)定時(shí)，最小讀數(shù)應(yīng)加倍。

(5)供電電流和總場電位差應(yīng)盡量估讀至三位有效數(shù)字;視電阻率值應(yīng)算至三位有效數(shù)字。

(6)當(dāng)變換測量極距觀測時(shí)，應(yīng)當(dāng)在測量極距被改變的兩相鄰供電極距上同時(shí)獲得兩組測量電極距的觀測值。進(jìn)行大極距觀測時(shí)，必須使每次觀測的供電時(shí)間不少于電場的建立時(shí)間。

2.重復(fù)觀測

不改變操作者和觀測條件而對(duì)該測點(diǎn)進(jìn)行再次測量的觀測叫重復(fù)觀測，即在讀數(shù)條件比較困難、單次觀測難以保證精度的情況下，通過增加觀測次數(shù)，使最終結(jié)果符合精度指標(biāo)。

3.檢查觀測

檢查觀測是改變工作條件的重復(fù)觀測，即操作者本人對(duì)已完成的原始觀測點(diǎn)或極距進(jìn)行的抽樣檢查或?qū)|(zhì)量有疑義的地段或極距的檢查。

(1)檢查工作量及檢查重點(diǎn)。在一測量段的觀測完成后(也可在觀測過程中)，操作者應(yīng)對(duì)觀測完成的點(diǎn)(或極距)進(jìn)行數(shù)量不少于5%的檢查觀測，視具體情況還可以增加一定工作量。

檢查觀測重點(diǎn)一般以剖面曲線特征點(diǎn)、畸變段以及位于典型地電斷面的測線等為主要對(duì)象，也應(yīng)對(duì)正常背景地段做適量的檢查;對(duì)電測深來說，電測深曲線的突變點(diǎn)也應(yīng)及時(shí)檢查分析，以確定可能導(dǎo)致觀測錯(cuò)誤的原因，并設(shè)法糾正(當(dāng)電測無誤時(shí)，應(yīng)考慮是否為極距不準(zhǔn)確引起)。無論是否發(fā)現(xiàn)曲線突變的原因，都應(yīng)當(dāng)改變野外觀測現(xiàn)場的某些工作條件，重復(fù)測幾組數(shù)據(jù)。當(dāng)檢查觀測統(tǒng)計(jì)出的誤差不超過規(guī)定時(shí)，應(yīng)檢查兩相鄰電極距的觀測結(jié)果，或者在兩相鄰電極距之間增加新的電極距觀測，以便進(jìn)一步查明突變點(diǎn)性質(zhì)。當(dāng)變換測量極距觀測引起電測深曲線變異(交叉、喇叭口或脫節(jié))，且曲線距離超過4mm時(shí)，應(yīng)連續(xù)在3～4個(gè)供電極距上用兩種測量極距觀測。

(2)檢查觀測精度。檢查觀測結(jié)果應(yīng)逐日統(tǒng)計(jì)，分區(qū)段計(jì)算原始觀測與檢查觀測數(shù)據(jù)之間的誤差。

(3)當(dāng)檢查誤差超限時(shí)，不允許簡單地進(jìn)行多次觀測取數(shù)，應(yīng)對(duì)相鄰測點(diǎn)(或極距)進(jìn)行檢查、分析并查明超差原因，若相鄰點(diǎn)符合要求，則應(yīng)對(duì)原檢查點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)觀測，以取得正確數(shù)據(jù)，可以用檢查觀測數(shù)據(jù)代替原始觀測數(shù)據(jù)。

(4)在各種方法的工作中，對(duì)所發(fā)現(xiàn)的異?；蚱浠儸F(xiàn)象，除應(yīng)進(jìn)行必要的檢查觀測外，還應(yīng)及時(shí)進(jìn)行實(shí)地考察，并據(jù)實(shí)際需要增補(bǔ)工作量。

4.系統(tǒng)檢查觀測

系統(tǒng)檢查觀測是指對(duì)于基本觀測所進(jìn)行的全區(qū)(或分區(qū))性同精度系統(tǒng)性檢驗(yàn)，是改變操作者和觀測條件的獨(dú)立的檢查觀測。

系統(tǒng)檢查觀測與基本觀測結(jié)果的統(tǒng)計(jì)計(jì)算誤差，作為評(píng)價(jià)野外工作質(zhì)量的主要依據(jù)。布置系統(tǒng)檢查觀測的原則如下:

(1)嚴(yán)格做到“一同三不同”，即同一點(diǎn)位，不同儀器，不同操作者，不同觀測時(shí)間。

(2)系統(tǒng)檢查觀測應(yīng)安排在野外工作基本完成或部分完成時(shí)進(jìn)行。其工作量一般應(yīng)為測區(qū)總工作量的3%～5%，當(dāng)不能對(duì)質(zhì)量作出評(píng)價(jià)時(shí)，可增加質(zhì)量檢查工作量，但在增至工作量的20%而仍不符合要求時(shí)，則受檢的觀測工作量應(yīng)予報(bào)廢。對(duì)面積性工作，若觀測條件差異大，可分區(qū)評(píng)價(jià)。

(3)系統(tǒng)檢查觀測在時(shí)間、地段上都要有代表性，必須使觀測工作量均勻分布在不同區(qū)段。應(yīng)注意選擇無規(guī)律曲線、突變點(diǎn)、異常帶、典型剖面等有關(guān)鍵意義的地段。

(4)如果不重新布置獨(dú)立的測地工作并按原測點(diǎn)位置接地，則應(yīng)按無位誤差精度要求來衡量觀測質(zhì)量，否則應(yīng)按有位誤差情況處理。

(5)系統(tǒng)檢查觀測結(jié)果應(yīng)編列專門的統(tǒng)計(jì)表，必要時(shí)應(yīng)繪制質(zhì)量檢查對(duì)比曲線和誤差分布曲線。

應(yīng)當(dāng)指出，不論何種方法，測區(qū)和地段的野外觀測質(zhì)量，除應(yīng)以系統(tǒng)檢查觀測結(jié)果為主要依據(jù)之外，還應(yīng)考核觀測方法、儀器性能、畸變點(diǎn)和異常點(diǎn)情況，其他如漏電檢查、重復(fù)觀測等進(jìn)行全面分析，把好質(zhì)量關(guān)。

四、困難條件下的觀測和處理

在野外觀測現(xiàn)場造成觀測困難的因素大體上分兩個(gè)方面:一是由于儀器設(shè)備本身的故障，二是儀器外部的各種干擾。因此，應(yīng)首先檢查儀器設(shè)備的性能，當(dāng)確定儀器設(shè)備為正常工作狀態(tài)，影響觀測的原因來自儀器外部時(shí)，應(yīng)根據(jù)干擾的各種表象特征來判斷干擾原因，并擬定相應(yīng)的處理措施。

常見的外部干擾及其產(chǎn)生的可能原因有:

(1)儀器無輸出或指針滿偏度超格、自然電位為零或極化補(bǔ)償器不起作用，說明測量回路不通。檢查與測量導(dǎo)線、測量電極有關(guān)的問題。

(2)指針勻速地向一個(gè)方向偏轉(zhuǎn)(即極化不穩(wěn))，可能是由于測量電極接地條件不當(dāng)或不極化電極本身問題造成的。當(dāng)測量電極布設(shè)于流水、腐殖層或與地中金屬導(dǎo)體接觸、測量導(dǎo)線破損致使銅絲直接接地以及兩測量電極溫差過大時(shí)，都可以引起上述現(xiàn)象。

(3)指針運(yùn)動(dòng)遲緩，極化補(bǔ)償時(shí)指針運(yùn)動(dòng)滯后于操作動(dòng)作，小測程檔靈敏度降低。測量電極的接地電阻過大或存在50Hz游散電流干擾均會(huì)出現(xiàn)上述情況。

(4)指針呈無規(guī)律擺動(dòng)，小幅度抖動(dòng)或不間歇地左右漂浮，但測量電極正常。這可能是機(jī)械振動(dòng)、嚴(yán)重漏電、懸空導(dǎo)線擺動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢、大地電流或者工業(yè)游散電流的干擾。

對(duì)于上述某些干擾，若講究循章作業(yè)和對(duì)癥處理，是可以避免或減小其影響程度的;對(duì)工業(yè)游散電流的干擾，應(yīng)在實(shí)踐中摸索抑制和消除的途徑。當(dāng)外部干擾不致影響觀測時(shí)，可適當(dāng)增加重復(fù)觀測的次數(shù);當(dāng)嚴(yán)重影響觀測數(shù)據(jù)而又無法避免時(shí)，應(yīng)停止野外現(xiàn)場工作。