兰州新区正路110输电线路土壤电阻率测试报告概要

正路110kv送电线路工程

土壤电阻率测试成果报告

兰州江明水利水电工程设计咨询有限公司

二零一五年八月

核准：巨江

审查：段小燕

校核：

编写：

项目负责：

目录

1、任务来源及项目概况

2、场地地质条件简况

3、工作原理与技术

3.1工作方法

3.2工作原理

4、执行的技术标准

5、野外测试工作布置

5.1测区地球物理特征

5.2使用的仪器和原始资料质量

5.3测试工作布置

6、土壤电阻率测试成果资料

7、结论

1、任务来源及项目概况

受浙江博奇电力科技有限公司的委托，兰州江明水利水电工程

设计咨询有限公司对拟建的正路110kv送电线路工程部分塔基（塔

位）进行了地基土电阻率测试工作，目的是为该工程的防雷接地提供

设计依据。线路长度21.87km,新建杆塔83基。综合岩土工程勘察等

级属乙级（工程重要性等级二级、场地复杂程度等级二级、地基复杂

程度等级二级）。

本次土壤电阻率测试工作于2015年7月23日完成，共测试了5

个塔位，即34#塔位、39#塔位、40#塔位、78#塔位和79#塔位，完成

电阻率测试数据180个。

2、场地地质条件简况

2.1地形地貌

正路110kv送电线路J1至J4段属第四系冲～洪积平原地貌，J4

至J6段属丘陵地貌，J6至J10段属中低山地貌；沿线地形：平地41%、

丘陵19%、山地40%，沿线海拔高度2070～2340m，场址区交通便利。

2.2地层结构

沿线出露的地层有第四系耕植层、冲～洪积层及基岩组成，现按

岩性自上而下分述如下：

①耕土（Q4

pd）：深灰黄，稍湿，松散～稍密，主要由粉质粘土、

砂土及植物根系组成；主要分布于冲～洪积平原地貌中，平均厚度

0.50m。

②粉土（Q4

al+pl）：土黄，稍湿，稍密，摇振反应迅速，无光泽反

应，干强度及韧性均低，含砾砂约25％，蜂窝状结构；主要分布于

冲～洪积平原及丘陵地貌中，平均厚度1.50m。

③粉砂（Q4

al+pl）：褐灰，稍湿，稍密，颗粒组成均匀，单粒结构，

成分以石英、长石及云母为主；主要分布于冲～洪积平原及正路变附

近，平均厚度1.40m。

④角砾（Q4

al+pl）：青灰，一般粒径3～15mm，颗粒级配较好，骨

架颗粒形状以棱角状为主，母岩成分以变质岩及火成岩为主，呈中密

状态；该层埋深0.80～4.20m，厚度大于5.00m，主要分布于冲～洪

积平原及正路变附近。

⑤基岩：岩性为砂岩夹板岩，青灰，较完整，岩体基本质量等

级Ⅳ级，岩石RQD指标综合评定为较好，层状结构，块状构造，钙硅

质胶结，造岩矿物以石英、长石、高岭石及角闪石为主；该层埋深

0.00～1.20m，厚度大于20.00m，主要分布于丘陵及中低山地貌中。

3、工作原理与技术

3.1工作方法

土壤电阻率是电力工程、地下轨道接地设计的重要电学参数，直

接影响接地装置接地电阻的大小、电网地面电位分布、接触电压和跨

步电压。土壤电阻率是土壤的一种基本物理特性，是土壤在单位体积

内的正方体相对两面间在一定电场作用下，对电流的导电性能。土壤

的电阻率是影响接地电阻的主要因素，因此，准确的测量土壤的电阻

率对于电力工程和其他的行业都具有重要意义。

常用的电阻率测试有电剖面法、中间梯度法和电测深法等，目

前岩土工程勘察中电阻率测试以四级电测深法和电测井法最为常用。

本次正路110kv送电线路工程土壤电阻率测试的工作方法是采

用高密度电法（电测深法），其装置类型为对称四级法，也称温纳

(WEER)装置。

3.2工作原理

高密度电法与常规直流电法原理相同，亦是以探测地质体与围

岩的电性差异为基础，来研究地质体电场的分布规律，解决地质问题

的一种物探方法。但是高密度电法集中了常规电剖面法和电测深法两

者的特点，不仅可以观测地下一定深度范围内横向电性变化情况，同

时还可以观测垂向电性的变化特征，测点密度高，从而弥补了常规电

法数据少的不足，增强了适应各种地电条件的勘探能力。但它更为关

键的一点是利用程控高密度电极转换器，由微机控制选择供电电极和

测量电极，实现了电法高效率的数据采集，该方法抛弃了传统电法的

人工跑极，其测量方式达到了高效率和自动化。不足之处是测点布置

工作量大，电极电缆携带不方便，剖面测试时间相对较长。

高密度电法数据采集系统由主机、多路电极转换器、电极系三

部分组成。多路电极转换器通过电缆控制电极系各电极的供电与测量

状态；主机通过通讯电缆、供电电缆向多路电极转换器发出工作指令、

向电极供电并接收、存贮测量数据。经过大量的实践证明，抗干扰能

力比较强的、比较稳健的观测方式是对称四极测深装置，也称温纳

(WEER)装置。这种装置的特点是两个供电电极（AB极）在两个

测量电极（M极）两侧对称地随着测量深度的增加逐渐等比加大。

高密度电法数据处理数据采集结果自动存入主机，然后通过通讯软件

把原始数据传输给计算机，计算机将数据转成处理软件要求的数据格

式，经相应的反演处理模块进行畸变点剔除、地形校正等预处理后进

行反演计算，最终成图，得到地下电阻率剖面。

4、执行的技术标准

本次土壤电阻率测试过程中执行的技术标准为：

（1）《建筑物防雷装置检测技术规范GB/T21431-2008》；

（2）《电力工程物探技术规定SDCJ-81-88》；

（3）《接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则》

（GB/T17949.1-2000）第一部分：常规测量；

（4）电力行业标准《交流电气装置的接地》（DL/T5091-1999）。

5、野外测试工作布置

5.1测区地球物理特征

工程区内无雷雨、交流电及各种震动干扰，有利于电磁波的接收。

同时被探测的各地层及岩层之间有一定的物性（电性）差异，测区内

地形平坦、开阔，为高密度电法测试提供了便利的地形条件。

5.2使用的仪器和原始资料质量

本次正路110kv送电线路工程电阻率测试工作使用的仪器是重

庆地质仪器厂生产的BUK-2型高密度电法仪（见图1），按照规程规

定，在工作前后分别对仪器的工作性能及状态进行了检查，其结果满

足工程物探规程中有关条文的要求。测试现场干扰较小，野外采集数

据的质量满足要求。

图1BUK-2型高密度电法仪及电极、电缆线

5.3测试工作布置

图2电阻率测试现场工作布置图

本次野外测试工作中，高密度电法装置类型选用温纳（对称四级）

装置，即选取AM=M=B=a，记录点取在M的中间，仪器所测视

电阻率计算公式为ρ

s

=(KAB×△U

M

)/I，其中KAB＝2×∏×a。工作电极

数为30个，电极距一般选2m，最大隔离系数一般选8。采集系统通

过电脑控制，仪器自动选取A、B、M、，并在30根电极中相互转

换，同时主机测试到不同位置不同层的ρs值，最终完成整条剖面的

数据采集工作。现场测试工作布置见图2。

6、土壤电阻率测试成果资料

本次正路110kv送电线路工程地基土电阻率测试工作是在下雨

过后的第二天进行的，因此在土壤电阻率测试值中，表层土壤的电阻

率测试值相对有所偏小，但本次测试的地层岩性主要为基岩（砂岩、

板岩、千枚岩、石英岩等），故对基岩电阻率的测试值影响不大。

本次野外土壤电阻率测试工作共完成了4条高密度电法剖面，

单条剖面长度60m，总测试长度240m，完成土壤电阻率测试数据180

个（土壤电阻率测试成果见表1～表4）。

（1）34#塔位土壤电阻率测试成果资料及评价

34#塔位地层岩性为砂岩、板岩、千枚岩，局部夹石英岩等，

岩性较完整。强风化层厚度1.0～2.0m，弱风化层厚度2.0～4.0m。在

34#塔位布置了1条高密度电法剖面，土壤电阻率测试成果见表1。

由表1可知：34#塔位1～2m土壤电阻率最大值1090.6Ω·m，

最小值898.3Ω·m，平均值1000.1Ω·m；2～5m土壤电阻率最大值

1178.9Ω·m，最小值1014.1Ω·m，平均值1125.2Ω·m；5～10m

土壤电阻率最大值1385.4Ω·m，最小值1205.7Ω·m，平均值1281.7

Ω·m。

（2）39#塔位土壤电阻率测试成果资料及评价

39#塔位地层岩性为砂岩、板岩、千枚岩，局部夹石英岩等，

岩性较破碎。强风化层厚度2.0～3.0m，弱风化层厚度3.0～5.0m。在

39#塔位布置了1条高密度电法剖面，土壤电阻率测试成果见表2。

由表2可知：39#塔位1～2m土壤电阻率最大值996.1Ω·m，

最小值660.3Ω·m，平均值816.0Ω·m；2～5m土壤电阻率最大值

1097.0Ω·m，最小值916.7Ω·m，平均值999.3Ω·m；5～10m

土壤电阻率最大值1379.5Ω·m，最小值1054.3Ω·m，平均值1231.0

Ω·m。

（3）40#塔位土壤电阻率测试成果资料及评价

40#塔位地层岩性为砂岩、板岩、千枚岩，局部夹石英岩等，

岩性较破碎。强风化层厚度2.0～3.0m，弱风化层厚度3.0～5.0m。在

40#塔位布置了1条高密度电法剖面，土壤电阻率测试成果见表3。

由表3可知：40#塔位1～2m土壤电阻率最大值1051.8Ω·m，

最小值809.2Ω·m，平均值925.1Ω·m；2～5m土壤电阻率最大值

1188.5Ω·m，最小值966.2Ω·m，平均值1053.1Ω·m；5～10m

土壤电阻率最大值1194.1Ω·m，最小值1013.2Ω·m，平均值1131.6

Ω·m。

（4）78#/79#塔位土壤电阻率测试成果资料及评价

78#/79#塔位地层岩性：表层为土层，厚度1～3m；下部为砂

岩、板岩、千枚岩，局部夹石英岩等，岩性较破碎。强风化层厚度

1.0～2.0m，弱风化层厚度2.0～4.0m。在78#/79#塔位布置了1条高

密度电法剖面，土壤电阻率测试成果见表4。

由表4可知：78#/79#塔位1～2m土壤电阻率最大值355.5Ω·m，

最小值120.2Ω·m，平均值214.9Ω·m；2～5m土壤电阻率最大值

1083.9Ω·m，最小值355.6Ω·m，平均值735.5Ω·m；5～10m

土壤电阻率最大值1184.9Ω·m，最小值947.0Ω·m，平均值1064.5

Ω·m。

7、结论

根据本次对场区内土壤电阻率的测试工作，可以得出测区内土

壤电阻率的分布特点：

（1）测区内土层及碎石土电阻率最大值355.5Ω·m，最小值

120.2Ω·m，平均值214.9Ω·m。

（2）测区内基岩（砂岩、板岩、千枚岩，局部夹石英岩）强风

化层电阻率最大值1090.6Ω·m，最小值660.3Ω·m，平均值913.7

Ω·m；弱风化层电阻率最大值1188.5Ω·m，最小值966.2Ω·m，

平均值1053.1Ω·m；微风化层电阻率最大值1385.4Ω·m，最小值

1013.2Ω·m，平均值1177.2Ω·m。

正路110kv送电线路工程线路土壤电阻率测试成果表

表1

测试位置深度（m)

1002.5

0--21046.3

939.6

1159.5

34#塔位2--51178.9

1059.2

1205.7

5--101228.0

1340.5

实测地层电阻率值(Ω•m)

1060.2

1022.9

1050.6

1123.1

1154.6

1142.1

1219.0

1205.0

1230.9

1014.1

921.2

1090.6

898.3

907.0

914.9

1060.2

1022.9

1050.6

1090.6898.31000.1

最大值最小值平均值

1104.71144.81014.1

1128.31122.71141.1

1118.91166.51119.8

1232.31385.41276.7

1222.71290.21348.9

1344.61320.31375.4

1385.41205.71281.7

1178.91014.11125.2

正路110kv送电线路工程线路土壤电阻率测试成果表

表2

测试位置深度（m)

668.0

0--2671.7

660.3

937.2

39#塔位2--5916.7

957.2

实测地层电阻率值(Ω•m)

709.5

716.1

820.4

1088.6

1079.2

1040.3

902.4

851.7

819.4

930.8

926.3

980.2

842.6

863.2

996.1

959.2

905.7

853.4

996.1660.3816.0

最大值最小值平均值

1097.01002.6

1071.4

942.1

978.1

1041.1

1097.0916.7999.3

1159.71124.61306.71104.91327.3

5--101193.21235.01312.41106.81362.7

1054.31214.11379.51207.51376.1

1379.51054.31231.0

正路110kv送电线路工程线路土壤电阻率测试成果表

表3

测试位置深度（m)

813.1

0--2860.6

935.8

实测地层电阻率值(Ω•m)

907.5

976.9

987.5

898.9

867.6

893.5

809.2

927.9

912.6

1005.6

1051.8

1027.9

966.2

1188.5966.21053.1

1051.8809.2925.1

最大值最小值平均值

1023.01188.51111.71006.4

40#塔位2--51035.31137.51052.61007.91020.1

1024.31029.41151.91030.01012.0

1173.91135.71103.31040.41178.9

5--101106.61159.51106.71013.21182.1

1154.91130.11119.61174.91194.1

1194.11013.21131.6

正路110kv送电线路工程线路土壤电阻率测试成果表

表4

测试位置深度（m)

155.0

0--2150.0

141.5

355.6

78#塔位/79

#2--5

塔位

973.4

1004.5

5--101024.3

917.3

996.8

947.0

920.71083.9944.4

1104.2

1184.9

1056.7

1184.9947.01064.5

1049.51086.4

1098.71021.4

668.0781.4820.4709.5709.01083.9355.6735.5

实测地层电阻率值(Ω•m)

120.2

137.0

169.6

471.2

261.2

267.0

214.5

562.0

258.5

260.0

149.3

535.6

294.4

289.3

355.5

580.9

355.5120.2214.9

最大值最小值平均值

1177.21009.11140.11066.8