电法野外作业工作方法

4．3．2　电法野外作业工作方法

一、测站布置

测站是野外作业中枢，它的建设对整个工作运行十分重要。

(1)测量时，测站位置应尽量靠近观测地段的中心，以便控制测区较大的面积。测深测量的测站尽可能布置在测点附近。通常选择在视野开阔，地势平坦，通行方便，避风干燥处。测站应远离高压输电线和变压器，以避免电磁感应与电源漏电影响;测站应采取防潮、防雨、防晒措施;把自测站引出的供电及测量导线绑在牢固的木桩上，以免放线时拖倒仪器及其附件。

图4-7　分别沿Y、X方向的分区三维高密度电法测量示意图

(2)检查仪器和控制面板线路连接情况，并检查仪器及通讯设备的电源及工作状态是否正常，检查通讯设备授话和收听效果。

(3)检查仪器、导线及线架是否漏电并记录检查结果。

(4)核对各电极的点、线号。

(5)导线敷设。电极接地结束后，利用通讯设备与跑极员取得联系，先插好测量线插头，确认测量线完好后，再接好供电线插头。

二、导线敷设

导线敷设可分为导线敷设、棒状电极接地、漏电检查三部分。

1.导线敷设应遵从下列规定

(1)供电、测量导线不允许相互交错敷设，应尽可能分列于测线两边，并保持一定距离，对电剖面测量，当M线(或N线)的长度小于1公里时，该间距可为1～5米;大于1公里时，应加大到5～20米;对电测深测量，由于通常采用扩展式电极距系列，故测量导线与供电导线的距离不应是固定的;对激发极化法来说，测量导线与供电导线的距离都应比电阻率法更大些，以降低电磁耦合影响。

(2)测量导线一般应避免悬空架设，当导线穿越河道、池塘必须架空时，应注意将导线拉紧，以避免读数不稳定。

(3)测量导线应尽可能远离高压输电线。当必须通过时，应使那段测量导线与高压线方向垂直。

2.棒状电极接地应遵从下列规定

(1)电线接头处应确保接头牢固和外皮绝缘好，以避免导线损伤。

(2)电极应尽量靠近预定接地点标志，垂直地表打入地下，并与地层密实接触，以减小电极的接地电阻。

(3)电极入土深度一般应小于电极至MN中点距离长度的1/20，当电极距很小时，也应不超过1/10。

(4)当单个电极接地不能满足野外作业要求时，应采用多根电极并联成电极组。

(5)供电电极的数目应根据供电电流和接地条件而定。单根电极通过的电流强度以不超过0．1A为宜，以减小电流不稳现象。

电测深法的电极接地除应遵守上述原则外，为选择优越的供电接地点或避开障碍物，可以垂直AB排列方向移动接地点。

3.漏电检查应遵从下列规定

(1)电法野外观测之前和结束之后，均应对仪器和导线的绝缘性能进行系统检查。进行剖面测量时，在一个野外作业日的观测始末、测线转移、中梯装置改变排列或者变换极距的情况下，都应对供电系统和测量系统分别进行检查。

(2)仪器的漏电检查。在仪器断路的情况下，用500伏兆欧表分别测定AB插孔、MN插孔、仪器外壳三者之间的绝缘性能，要求测定的电阻值不小于100MΩ。若测定的值小于100MΩ，则认为仪器绝缘性质不符合规定要求，基漏电影响不容忽视。

(3)开工前对导线的漏电检查，一般是将导线铺于地面上，采用500V兆欧表，测量导线对地的漏电电阻。每公里导线的绝缘电阻，对于供电导线应不小于2MΩ;对于测量导线，应不小于5MΩ。

(4)当仪器设备在观测现场无法满足(2)、(3)所规定的绝缘指标时，应进一步对供电系统和测量系统进行下述漏电检查。

(5)当观测过程中发现有不能允许的漏电现象时，测站应着手改善导线、电源、仪器或控制面板的绝缘情况，并根据观测曲线的畸变特征寻找漏电点位置，分析漏电对已有观测结果的影响程度。绝缘状态改善后，应沿测线逐点返回进行重复观测，直至连续有三个测点的观测结果符合重复观测的要求时，才能认为此漏电影响已被排除。漏电现象与漏电检查处理结果应记录在记录本备注栏中，作为资料检查、验收的一项重要内容。

三、测站观测

野外观测方法分为基本观测、重复观测、检查观测和系统检查观测，现分述如下:

1.基本观测及技术要求

基本观测又称原始观测，其观测结果是原始资料的重要组成部分。对电阻率法基本观测的技术要求如下:

(1)供电电压不宜低于15V，以免因低压供电电极极化缓慢致使供电电流不稳;同时供电电压低将造成极化电压所占比例增大，影响观测精度。

(2)在观测进程中，应根据供电电流的变化，中间梯度装置每经5～10个测点测定电流一次，其间电流变化不允许大于2%，若大于2%，以后应逐点测量电流。

(3)对于单个测回，应采用短暂而相同的观测时间，以避免观测过程中电极极化引起电流变化以及某些地质体的激电效应给观测结果带来影响。

(4)应选择合适的测程来度量输入讯号，一般以指针偏转不少于表头刻度的1/3为宜。在指针稳定的情况下，其最小读数不应低于满度读数的1/4。指针不稳定时，最小读数应加倍。

(5)供电电流和总场电位差应尽量估读至三位有效数字;视电阻率值应算至三位有效数字。

(6)当变换测量极距观测时，应当在测量极距被改变的两相邻供电极距上同时获得两组测量电极距的观测值。进行大极距观测时，必须使每次观测的供电时间不少于电场的建立时间。

2.重复观测

不改变操作者和观测条件而对该测点进行再次测量的观测叫重复观测，即在读数条件比较困难、单次观测难以保证精度的情况下，通过增加观测次数，使最终结果符合精度指标。

3.检查观测

检查观测是改变工作条件的重复观测，即操作者本人对已完成的原始观测点或极距进行的抽样检查或对质量有疑义的地段或极距的检查。

(1)检查工作量及检查重点。在一测量段的观测完成后(也可在观测过程中)，操作者应对观测完成的点(或极距)进行数量不少于5%的检查观测，视具体情况还可以增加一定工作量。

检查观测重点一般以剖面曲线特征点、畸变段以及位于典型地电断面的测线等为主要对象，也应对正常背景地段做适量的检查;对电测深来说，电测深曲线的突变点也应及时检查分析，以确定可能导致观测错误的原因，并设法纠正(当电测无误时，应考虑是否为极距不准确引起)。无论是否发现曲线突变的原因，都应当改变野外观测现场的某些工作条件，重复测几组数据。当检查观测统计出的误差不超过规定时，应检查两相邻电极距的观测结果，或者在两相邻电极距之间增加新的电极距观测，以便进一步查明突变点性质。当变换测量极距观测引起电测深曲线变异(交叉、喇叭口或脱节)，且曲线距离超过4mm时，应连续在3～4个供电极距上用两种测量极距观测。

(2)检查观测精度。检查观测结果应逐日统计，分区段计算原始观测与检查观测数据之间的误差。

(3)当检查误差超限时，不允许简单地进行多次观测取数，应对相邻测点(或极距)进行检查、分析并查明超差原因，若相邻点符合要求，则应对原检查点进行重复观测，以取得正确数据，可以用检查观测数据代替原始观测数据。

(4)在各种方法的工作中，对所发现的异常或其畸变现象，除应进行必要的检查观测外，还应及时进行实地考察，并据实际需要增补工作量。

4.系统检查观测

系统检查观测是指对于基本观测所进行的全区(或分区)性同精度系统性检验，是改变操作者和观测条件的独立的检查观测。

系统检查观测与基本观测结果的统计计算误差，作为评价野外工作质量的主要依据。布置系统检查观测的原则如下:

(1)严格做到“一同三不同”，即同一点位，不同仪器，不同操作者，不同观测时间。

(2)系统检查观测应安排在野外工作基本完成或部分完成时进行。其工作量一般应为测区总工作量的3%～5%，当不能对质量作出评价时，可增加质量检查工作量，但在增至工作量的20%而仍不符合要求时，则受检的观测工作量应予报废。对面积性工作，若观测条件差异大，可分区评价。

(3)系统检查观测在时间、地段上都要有代表性，必须使观测工作量均匀分布在不同区段。应注意选择无规律曲线、突变点、异常带、典型剖面等有关键意义的地段。

(4)如果不重新布置独立的测地工作并按原测点位置接地，则应按无位误差精度要求来衡量观测质量，否则应按有位误差情况处理。

(5)系统检查观测结果应编列专门的统计表，必要时应绘制质量检查对比曲线和误差分布曲线。

应当指出，不论何种方法，测区和地段的野外观测质量，除应以系统检查观测结果为主要依据之外，还应考核观测方法、仪器性能、畸变点和异常点情况，其他如漏电检查、重复观测等进行全面分析，把好质量关。

四、困难条件下的观测和处理

在野外观测现场造成观测困难的因素大体上分两个方面:一是由于仪器设备本身的故障，二是仪器外部的各种干扰。因此，应首先检查仪器设备的性能，当确定仪器设备为正常工作状态，影响观测的原因来自仪器外部时，应根据干扰的各种表象特征来判断干扰原因，并拟定相应的处理措施。

常见的外部干扰及其产生的可能原因有:

(1)仪器无输出或指针满偏度超格、自然电位为零或极化补偿器不起作用，说明测量回路不通。检查与测量导线、测量电极有关的问题。

(2)指针匀速地向一个方向偏转(即极化不稳)，可能是由于测量电极接地条件不当或不极化电极本身问题造成的。当测量电极布设于流水、腐殖层或与地中金属导体接触、测量导线破损致使铜丝直接接地以及两测量电极温差过大时，都可以引起上述现象。

(3)指针运动迟缓，极化补偿时指针运动滞后于操作动作，小测程档灵敏度降低。测量电极的接地电阻过大或存在50Hz游散电流干扰均会出现上述情况。

(4)指针呈无规律摆动，小幅度抖动或不间歇地左右漂浮，但测量电极正常。这可能是机械振动、严重漏电、悬空导线摆动产生的感应电动势、大地电流或者工业游散电流的干扰。

对于上述某些干扰，若讲究循章作业和对症处理，是可以避免或减小其影响程度的;对工业游散电流的干扰，应在实践中摸索抑制和消除的途径。当外部干扰不致影响观测时，可适当增加重复观测的次数;当严重影响观测数据而又无法避免时，应停止野外现场工作。