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工程地质勘查中水文地质的应用(4篇)

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第一篇:工程地质勘查中水文地质问题探究

摘要:

近年来,随着我国可持续发展战略的逐步推行,环境问题越来越受到社会各界的关注,尤其是水文地质问题。文章针对目前工程地质勘查中水文地质问题进行分析,提出几点有效的措施和建议,从而提高整个工程地质勘查中水文地质的质量和水平,优化地质勘查的效果。

关键词:

工程地质勘查;水文地质;存在问题;有效策略;环境问题

现阶段,在经济全球化趋势的影响下,我国对资源的消耗量也越来越大,随着我国科学技术水平的日益提高,地质勘探工作也必须适应新的发展趋势,不断改进提高。地质勘探的准确性和安全性是目前我国科技发展的必然趋势,同时也是提高我国地质勘探水平的快速、准确的方法之一。因此,只有清楚地认识到水文地质问题在地质勘查中的重要性,才能对地质勘查进行深入的分析和研究,并且提出几点有效的措施和对策,只有这样才能实现社会效益和经济效益的最大化,促进我国社会主义市场经济的健康可持续发展。

1水文地质问题在工程地质勘查中的重要性

在对整个岩石工程周边进行地质勘探的过程中,最主要的就是对周围的水文地质进行勘查,由此可见,在地质勘查的过程中,有很大一部分都是依据水文地质的情况来判定的,这主要是由于岩石中含有大量丰富的地下水资源,这些地下水资源能够对其产生直接或者是间接的影响,从而提高整个地质勘查的科学性和有效性。相反,如果对水文地质没有一个合理的地质勘查的认识就很难达到预期的目标,还有一些勘查结束后常常会由于地下水而出现一系列的地质危害,从而直接影响了整个地质勘查的稳定性和可靠性,因此,加强对水文地质进行应用对于地质勘查的意义重大。

2现阶段我国工程地质勘查中水文地质问题分析

就目前而言,虽然我国地质工程事业得到了空前的发展,并且取得了实质性的突破,收到了良好的成效,但是在实际发展的过程中仍然还会有很多的问题和不足,具体表现在以下方面:

2.1工程地质勘查中水文地质工作不到位

所谓工程地质勘查中水文地质工作不到位主要是指,在施工之前都需要对整个地质工程现场进行勘查。在实际工作中,也有很多施工人员忽视了这一点,往往没有经过实地考察就盲目组织开工,这种做法不仅仅影响了地质工程勘查工作中水文地质工作的整体质量和水平,同时还制约了整个地质工程事业的发展。究其原因主要是对于地质工程的整体设计方案理解不到位、勘查的方式方法存在问题、计算和运算公式掌握不到位、施工人员自身素质不高等,以上这些原因都直接导致了地质工程勘查工作不到位,这不仅会对施工人员造成一定的生命威胁,同时严重者还会拖延工期,从而降低整个工程地质勘查中水文地质施工的质量和水平。

2.2工程地质勘查中水文地质人员素质不高

目前我国工程地质勘查中水文地质人员很多都是外来务工的农民工,他们的安全意识都很淡薄,这种情况下就很容易导致地质工程施工出现人身安全问题,从而严重影响整个施工工程。还有很多地质工程管理人员自身素质和专业化水平较低,他们在施工前期并没有做好充分的准备工作,等到施工的过程中就乱了章法,随心所欲地、盲目地进行施工资源调配,这不仅会造成不必要的资源浪费,同时还会增加额外成本,给整个地质工作带来负担。

2.3工程地质勘查中水文地质问题界定不清晰

2.3.1水文地质问题包括要了解工程周边地下水的分布情况。遮护主要是指在实际勘查的过程中,应该精确地计算出水文地质对于勘查工作的影响率,是否会由于实际的人为因素直接影响整个地下水的流向和分布。这种情况一旦发生要及时遏制,这不仅会使地下水威胁到整个地质勘查工作的根基,同时还会影响人们的生命安全。由此可见,在进行地质勘查的过程中,只有充分了解工程周边地下水的分布情况,才能够从根本上提高整个地质勘查的质量和水平,确保地质勘查工作人员的生命健康和财产安全。

2.3.2水文地质问题包括要了解工程周边岩石的分布情况。不同的岩石其地质形成因素都不尽相同,具有很大的差别,但通常情况下矿床的形成都具有以下特征:第一,岩石都经历了风化和变质作用,风化侵蚀、变质都会影响矿床的形成,根据这种特点,对岩石进行地质勘探,能够提高地质勘查的速度;第二,地质结构因素,每种岩石的地质结构都有很大的差异性,地质结构会对岩石的分布产生十分重要的影响,同时也影响了矿床的等级、形成、时间;第三,岩石状况因素,岩石有多种形态和状况,其中蕴含了很多有效信息,能够帮助工作人员进行地质勘查;第四,火山岩分布情况,火山岩不同于其他种岩石,其喷发、沉积都具有一定的规律性,工作人员可以利用这一特性进行地质普查找矿;第五,侵入岩分布情况,不同的岩石情况能够组成不同的矿床,因此根据不同的侵入时间、侵入长短、侵入面积的大小、侵入的速度,就能确定资源的大概位置。

3水文地质问题在工程地质勘查中的应用

3.1工程地质勘查的内涵和特征

3.1.1功能特征,是指在进行地质勘探的过程中,不仅依靠一种勘探方法,要将多种方法有效地结合在一起,并且融入先进的科学研究技术,广泛运用先进的研究方法,能够因地制宜,根据不同地质的实际情况,进行功能的选择。例如:在地质勘探的过程中,工作人员能够科学地确定和选择大致的勘探范围,然后对此区域的信息进行分析和探究,进行科学、精确的策略,从而完成勘探工作。

3.1.2高效特征,是指建立健全地质勘探系统,然后从这个系统中及时掌握和了解地质分布情况,确定大致位置,我国地大物博、资源丰富,但由于分布区域十分广泛,每个不同的分布区域其资源的存储量也千差万别,因此只有完善地质勘探系统,才能有效地找到资源位置,提高效率。

3.1.3预测特征,主要是指工作人员能够对所掌握的相关信息进行正确、全面、有效地分析,并且根据这些数据信息,提出一套合理的地质勘探方案,然后在此基础上建立数据模型,并且与实际相对比,总结和得出此区域的分析特点,然后进行预测分析此地区地质大致分布情形。

3.2水文地质问题在地质勘查应用方法水文地质问题作为地质勘查的重要组成部分,是其前期的准备,只有详细了解地质勘探得到的信息,才能够进行地质勘查工作,这样不仅能够降低地质勘查的难度,同时还能为日后开采提供有效的数据。目前在我国地质勘探方法主要有以下四种:

3.2.1物理地质勘探法:这种方法主要是针对划定的目标区域中所蕴含和呈现出的相关岩石和物的特性,通过物理方法,总结此区域的物流特征,并且以图表的信息反映在纸上,然后和地球物理模型进行分析和对比,进一步检测和勘查此区域的资源蕴含和分布情况,非矿物质的蕴含和分布情况,从而确定是否开采此区域。

3.2.2电子信息地质勘探法:这主要是指工作人员要对此区域之前已经得到的信息,进行全面的分析和总结,然后综合考虑其地质地貌、物理特性、化学特性等方面,借鉴之前的经验和数据,这是一种科学便捷的地质勘查方法,值得在实际中广泛使用。

3.2.3化学地质勘探法,是指当某些资源不适合用物理地质勘探的时候,采取的一种科学有效的手段,它主要是根据矿物的化学反应来确定位置,不同矿物中蕴含的不同元素呈现出不同的特点,工作人员可以利用这一特性,制作资源分布模型和表格,这样能够大大简化工作的难度。

3.2.4计算机地质勘探法,这种方法主要依托于计算机系统,根据这一系统实现地质勘探工作,根据必要的系统理论,进行有效的分析和研究,建立一个大规模的电子集成信息系统,通过对子系统提供的信息进行整合分析,相互解调,不断创新,在实践的基础上创新,在创新的基础上实践,从而提高信息采集工作的效率。

4结语

综上所述,随着我国社会经济不断向前发展,工程地质勘探工作是企业发展必不可少的重要环节和企业发展战略中的重要组成部分。由此可见,相关企业和部门要针对工程地质勘查中水文地质问题采用不同的方法进行勘探,这不仅能够提高我国工程地质勘探的整体水平,与此同时还能为工程地质勘查的工作人员营造一个良好、安全的工作环境。总之,我国社会经济的发展离不开资源的支撑,因此提高我国工程地质勘查中水文地质工作水平,能够从根本上实现的经济效益和社会效益的最大化,这需要党和国家、相关部门、企业、工作人员等各方面的共同努力,清楚地认识到水文地质问题在工程地质勘查中的重要性,从而促进我国社会主义经济的又好又快发展。

参考文献:

[1]李君源,范维强.工程勘查中的水文地质问题[J].西部探矿工程,2015,7(111).

[2]乐安棋,宋赞.工程勘查中的水文地质问题[J].科技咨询导报,2013,(19).

[3]华根苗.重视工程勘查中的水文地质问题[J].工程技术,2010,(2).

作者:胡保忠 单位:江西省交通设计研究院有限责任公司

第二篇:工程地质勘察中水文地质问题探讨

摘要:

水文地质工作是工程地质勘察中非常重要的组成部分,地下水文地质环境作为岩土体重要的部分之一,直接决定了岩土工程的基本性能,对工程的结构的稳定性以及使用周期都有着决定性的作用。然而,在勘察工作中,对于水文地质工作的调查研究常常被无视,其主要原因还是由于水文地质参数不在工程地质勘察工作所包含的范围之内,要想从根本上转变人们的这种不正确的认知,就必须切实做好水文地质相关问题的相关探讨和分析工作,找出有效的解决措施,从而使工程勘察的水平得到较大幅度的提升。本文结合某工程地质勘察与水文地质条件的具体情况,分析和探讨了工程地质勘察中水文地质问题造成的危害,并提出一些解决的措施。

关键词:

工程勘察;水文地质;地下水;危害

一、工程地质勘察中水文地质内容的调查和评价

通常情况下,工程地质勘察报告不能将基础设计、施工进行有效地结合,无法对地下水对岩石工程的影响以及产生的危害做出准确的估测和判断,在地下水的影响下,导致建筑根基整体下移,同时还容易发生开裂的事件,这些问题都是频繁出现。通过借鉴以往的经验,为后期水文地质勘察工作的研究提供了有效的依据,必须将地下水会对岩土体和建筑五哪些危害以及影响作为重点内容来抓,地下水将对岩土工程将会产生哪些危害都要作为关键性的内容来进行重点预测,并找出预防的措施。同时,在工程勘察中,必须优先考虑到建筑物地基类型,及时发现水文地质潜在的隐患,为选型提供科学有效的资料,从工程的层面出发,以地下水将会对工程怎样的变化为基础,在不同环境下将如何对那些地质问题给出哪些结论,对处在地下水水位的建筑物基础水将会使砼及砼内钢筋疏导腐蚀进行研究。当地基基础下部存在承压含水层,就必须对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性做出准确的计算和评价。

二、地下水对工程造成的危害

水文地质条件之所以会对工程造成一定的危害,其主要原因在于这两方面的因素,分别是地下水动水压力作用和地下水位升降变化。还有其他的一些自然或人为因素也会使地下水水位产生一定的影响,其水位变化超出一定的临界值,那么势必会使工程受到一定的危害。研究显示,主要有以下几类地下水水位变化将会产生一定的危害。主要有以下几种类型:第一,地下水水位下降,随着经济的快速发展,人为的因素已经成为引起的地下水水位下降的重要原因,比如,地下水的大量使用、水库截流下游地下水水源的修建等,从而导致了很多问题的发生。万一地下水水位下降的速度过快,将会引发地质灾害的发生,造成地面沉降、地面塌陷和地裂等情况。第二,潜水位上升。引起潜水位上升的因素主要是水利工程建设及区域水文条件的变化,这些因素都会这将会使建筑物的性能和寿命周期受到很大的威胁。其产生的影响主要有以下几点:第一,软化地基从而使建筑物的安全性受到威胁。潜水位上升,导致粘性土压缩性增加,含水率升高,强度降低。容易引发建筑物出现沉降变形;第二,引起地基隆起或者发生侧移,地基隆起将引发建筑物出现基础上浮的情况,而侧移则会使建筑物出现倾斜、墙体破裂的问题;第三,砂土和粉土出现过饱和,从而会导致流砂、管涌问题,还会引发砂土出现液化;还有就是会引起在潜水位下面的地下水出现浸水的情况,从而影响其使用性能,第四一点是土壤的化学性能发生变化,出现沼泽化、盐渍化,使建筑物受到腐蚀。第三,地下水水位升降。对于水文地质的基本规律进行研究得知,导致地下水位反复升降的原因较多,那么地下水水位的反复升降会带来这几点危害:

1、建筑物基础土的压密;

2、基础工程材料的腐蚀性受到一定的破坏;

3、水位变化容易发生干湿交替,导致发生腐烂;

4、建筑物根基土层盐类溶解而出现移位的问题;

5、膨胀土均匀胀缩变形,从而导致建筑物的结构受到损坏。相关研究显示,在自然环境下,地下水的动水压力比较小,将不会对地面工程造成很大的影响,然而由于人类工程建设活动的频繁增加,尤其是兴建一些大型水利工程,将会使水文地质造成较大范围的破坏,使其受到严重的影响。

三、针对工程勘察中水文地质问题的解决措施

(一)加强对工程地质勘察基本流程和规范的学习

近几年来,随着我国气质勘察工作的不断完善和进步,各项规范和制度体系也在逐渐趋于完善,相关的文件都对勘查工作的主要目标、任务等工作制定了科学合理的规范和标准。相关人员应该严格遵守各项制度规范,勘查工作必须按照规定的流程和步骤进行,对于具体的工作基本流程要充分的掌握,从而保证地质勘查工作有序的展开,对于原状土样测试数据以及抗震地段进行科学合理的设置和划分,通过文件的具体流程以及相关规范的学习和掌握,在提升自身理论知识的基础上,并将其有效的运用到实际工作中来,提升自己的实际工作水平。

(二)做好地下水埋藏状况的调查工作

调查工作必须抓住关键部分,找出核心内容,通过建立科学的指标体系,明白地下水主要由哪几种类型组成,补给和排泄条件、地下水位及其基本的变化情况,同时还要准确判断地下水材料的腐蚀性能,包括基坑工程内容:必须要将抽、压水试验落实到位,对于土层的渗透性进行相关的调查,对于地下水将引发的突涌、流沙等问题要进行准确的评估和判断,从而找出一些解决的方法,防患于未然。结束语:水文地质调查作为建筑工程地质勘察的重要组成部分,应该作为关键性的工作来抓,必须对水文地质对工程建设的作用进行全面的了解和掌握,强化施工中的管理和监督工作,通过制定科学合理的方法,来有效防止其发生一些不必要的危害,推动工程地质勘察工作的顺利进展。

参考文献:

[1]丁剑.工程地质勘察中水文地质问题的危害性分析[J].科技展望,2015(04).

[2]马志超,周峰,杨一峰.工程地质勘察过程中的水文地质问题危害分析[J].科技资讯,2015(15).

[3]史元科.工程地质勘察中水文地质若干问题的探讨[J].江西建材,2014(03).

作者:王海 单位:海南有色工程勘察设计院

第三篇:岩土工程勘察中水文地质工作的运用

摘要:

水文地质勘察作为岩土工程勘察中的关键环节,其能够使人们获取施工地质的相关水文信息,对工程、施工稳定性和安全性具有重要的作用,因此加强水文地质勘察显得尤为重要。将水文地质工作运用在岩土工程勘察中,需要采取恰当的方法来测定水文地质的参数,加强其在勘察工作中的积极作用,从而实现岩土工程行业的可持续发展。本文就对岩土工程勘察中水文地质工作的运用进行分析和探讨。

关键词:

岩土工程勘察;水文地质工作;运用

1水文地质工作概述

1.1内容

岩土工程勘察中水文地质工作包括地下水情况、自然地理条件和地质环境等内容。地下水情况主要是对勘察区域的水位最高点与最低点、地表水与地下水之间的补排水关系、水位变化情况、降水情况等进行勘察[1]。自然地理条件包括植被、地形地貌、气象水文等自然事物,调研分析勘察区域内的气象水文特征可以有效确定该区域的地带及气候等属性,如海洋性气候或季风性气候、寒温带或亚热带等;分析与调查勘察区域的地形地貌可以了解当地的地域特征,如平原、山峰或丘陵等。地质环境则是对勘察区域内的岩、土层厚度控制、地层岩石属性、地质及基层构造等进行勘察。

1.2重要性

水文地质工作是岩土工程勘察中的一部分,其与工程之间相关作用及影响,因此水文地质工作在岩土工程勘察中的应用具有重要意义。如建筑物周边的地下水不仅会在很大程度上影响周围岩石的寿命及耐久性,也会对建筑物的根本造成影响;同时地下水作为岩土资源的重要组成部分,也会影响其余的岩土体,从而影响岩土工程勘察工作。可以说,在岩土工程勘察中重视对水文地质的勘察工作,全面分析水文地质对抗震性及地基产生的影响,可以促进勘察效率与质量的提升,为后续工程的开展提供数据与理论支撑。目前在许多非官方或官方的岩土工程勘察中,多是象征性进行水文地质工作,对水文类的地质因素加以忽视,致使后续施工中缺乏可靠有效的水文地质资料,为后续设计、施工埋下安全隐患。如勘察中对地下水位、涌水量、是否具有承压性及水头高度等参数提供不准确甚至缺失,极容易造成设计对抗浮作用估计不足,因基坑开挖卸荷后造成基底隆起,对建筑安全构成直接危害,基于这种情况,需要准确勘察水文详情,对不同水文地质情况进行准确评价,预测可能发生的危害,做好积极的应对,从而确保工程的持久性及安全性。

2岩土工程勘察中水文地质工作的运用

2.1运用方法

水文地质工作在岩土工程勘察中的运用方法具体如下:(1)工具探测法。利用高精度与先进的探测仪器来准确探测勘察区域地质岩石的性质,如密度、硬度、弹性、电性、构成成分和放射性等,从而便于勘察人员准确掌握施工区域的水文地质条件,提高施工方案的可行性和科学性[2]。该方法在实际应用中的适用性与针对性较强,探测速度快,属于常用的一种辅助方法,而当前水文地质勘察中采用的方法还包括电磁波探测、浅震探测、电阻率法探测和声波探测等。(2)实验分析法。该方法主要是利用实验的方式分析和检测勘察区域采集的各项参数样本,进一步掌握区域的水文地质信息,包括放水、压水、连通、注水和抽水等实验。其中抽水实验是使用较广的方法,借助相关计算和测量工具来获取抽水孔的实际抽水量与特征曲线等信息,然后分析这些信息,评估含水层的特性,便于勘察人员进一步了解岩土水文地质环境。值得注意的是,实验分析法的参考价值虽高,但是不够全面,需要与其他勘察方法配合使用。

2.2具体运用

岩土工程勘察中的重要问题之一就是水文地质,地下水的类型及水位变动幅度等水文地质因素都会影响岩土工程施工的稳定性及安全性,因此加强水文地质勘察工作十分之必要。水文地质工作在岩土工程勘察中的运用,具体表现在隔水层与含水层、地下水位、地质条件、自然地理条件等方面的勘察。

(1)隔水层与含水层。水文地质工作作为一项系统而复杂的工程,其涉及含水层与隔水层的勘测,需要积极勘察隔水层与含水层的地下水的变化幅度、水位、流向与类型等。同时在勘察含水层分布、深度及厚度及其边界条件等情况时,需要以钻探及地质测绘等手段,取得准确的水文地质参数,如现场实测地层渗透系数,以准确估算其涌水量大小,通过现场取样进行室内分析,准确判断地下水对建材的腐蚀程度等。

(2)地下水位。地下水位会在一定程度上影响岩土工程地基施工的安全性,其变化会导致地基与建筑物的变形与下沉等,因此在工程施工之前需要有效开展地下水位勘测工作[3]。通常在地下水位勘测工作中,需要勘测近几年的水位变化、最低水位与最高水位等,并分析地下水与地表水的补排水关系、地下水的排泄条件等。总之,地下水位会对岩土工程造成一定的影响,因此在工程勘察中需要重点关注地下水位的勘测工作。

(3)地质条件。水文地质虽然在短期内相对稳定,但是也会随人为因素、外在条件和时间而发生变化,因此在实际勘察过程中需要积极进行实地考察与实践,详细分析可能影响数据的因素,制定科学合理的预防措施,为工程建设提供良好的施工基础。此外,需要多方查找资料,认真比对数据,对人为干扰和天然状态进行综合分析,选用不同的方法勘察不同的岩层地基,以此保证勘察结果的可靠性与准确性。例如:勘察软质岩石和强风化岩时需要重点分析动力作用、升降活动或地下水对其造成的影响;建筑物场地的地基相对松散时,需要考虑地下水导致管涌等情况。

(4)自然地理条件。勘察工作的开展为岩土工程施工提供了有效的岩土数据,而水文地质工作的运用则为工程施工的安全性提供了重要的保障,因此将水文地质勘察应用于岩土工程勘察中十分之必要。一般来说,水文地质勘察涉及诸多内容,而自然地理条件的勘察是重点,涵盖了地形地貌和地下水文特征,其中地形地貌包括施工区域平原和水系等特征、地貌是否被侵蚀、地形是否开阔等;水文特征则指的是施工区域的热量、湿度与气候等。

3结束语

随着工程勘察技术的不断发展,水文地质工作在岩土工程勘察中的重要性愈加突出,但是仍然还存在一些问题而导致工程问题的发展。因此在岩土工程勘察过程中,需要高度重视水文地质工作,加强水文地质的勘察,充分发挥水文地质在工程中的作用,提高勘察的效率与质量,满足工程安全性与稳定性的需求。当然在水文地质勘察工作中,需要详细勘察隔水层与含水层、地下水位、地质条件和自然地理条件等,为岩土工程提供有效的数据,以此强化工程的安全系数,促进工程建设业的可持续发展。

参考文献:

[1]尹湃.浅谈岩土工程勘察中水文地质勘察的地位及内容[J].科技信息,2011(22):482-483.

[2]黄清龙.岩土工程勘察中的水文地质问题分析[J].门窗,2013(04):307-308.

[3]贾红殿.岩土工程勘察中水文地质问题研究[J].门窗,2014(03):391.

作者:张家胜 单位:建材成都地质工程勘察院

第四篇:岩土工程中水文地质的勘察测量探析

摘要:

水文地质的调查研究是一项十分复杂、专业和系统的工作,岩土勘测水平受到水文地质研究工作的直接影响,本文采用瞬变电磁法对水文地质的勘测原理、方法等进行分析,并以某矿区为例,得到矿区断层的富水性分析结果。

关键词:

岩土工程;勘察;瞬变电磁法;水文地质钻探

一、引言

水文地质勘察就是运用必要的技术手段,对影响工程建设的地质因素进行勘测,并对相关的水文地质参数进行分析研究。在一边进行勘测时要一边记录勘测数据,由专业的工程测绘技术人员进行实地测量记录,通过对大量数据信息的调查研究,结合岩土工程建设基本情况,对建筑物和地质情况是否能够相互作用以及相互作用的影响做出明确的说明。

二、水文地质的勘察方法

1.瞬变电磁探测基本原理

瞬变电磁法上世纪30年代由前苏联科学家提出[1],当时采用的是远区工作模式[2]。英文简称TEM[3],在应用过程中需要先将接地电极及不接地线框铺设在地表,输入阶跃电流,当突然断开回线中的电流时,就需要在下半空间激励起感应涡流这样才能维持在电流断开之前已经存在的磁场,并且形成的涡流场能够以等效涡流环的形式向外扩展、向下传播,利用地面中心探头、接地电极及不接地线圈及时观测形成的二次涡流电场或磁场的变化情况,用来研究浅层至中深层的地电结构,因为在没有一次场背景的情形下观察纯二次场异常,所以异常的观测十分直接,探测数据更准确。

2.方法的理论依据和前提条件

(1)理论依据当地层含有水分时,在地下水和电离作用的影响下,这时电阻就会出现良导低阻的特征。此时,对典型参数进行对比,并且分析物性差异时,能够寻找出异常区域并且划定含水的具体范围。(2)前提条件根据相关的岩性地层研究资料可知,不同岩性地层的物性差异显著,通常其电阻率值由高到低依次为煤层、砾岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩、粉砂岩、泥岩,其中煤层相对砂岩、泥岩等岩层呈现为相对高阻层。出现裂隙发育、层位错动等现象可能会使发育区局部出现明显的富水构造,由于裂隙水体具有良好的导电性,因此出现层位错动等现象之后会打破原有电性的变化规律,从而出现局部电性异常体的现象。

3.施工方法的装置及仪器选择

本次使用的为GDP-32II多功能电法仪。主要工作参数如下:使用等效面积为10,000m2的TEM-3探头、0.45ms关断延时、自动增益、12A发射电流、4Hz发射频率、840m×840m发射线框、大定源回线装置。4.资料处理采用瞬变反演软件以及Surfer软件对数据进行处理,反演拟合误差RMS≤10%。其具体操作步骤是:首先,每天收工后将获取的数据进行编录和保存;其次,对曲线进行整理,去除其它因素干扰引起的畸变点,在反演计算的基础上绘出电阻率等值线图;最后,对电阻线图进行分析,推断富水性。

三、工程实例分析

1.研究区域概况

本文中选取为位于太行山山脉处于的一处煤矿,煤矿西部和西南部都是盆地,煤矿南部为太行山的隆起带,由于地理环境的原因,煤矿表面被大部分的黄土覆盖。根据相关的地质和钻孔资料可知,该煤矿四周为未开采的煤层实体,采面的平均煤层2.5m,顶板为细砂岩,直接底为粉砂岩,基本底为泥岩,根据本次地质任务要求,采用瞬变电磁法对矿区矿区F11断层部分区域进行控制,评价器富水性和导水性。

2.施工方法

施工过程中采用上文所述的TEM法,选择煤矿的断层进行监测。由于偶极工作方式能够更准确的获得探测结果,因此瞬变电磁勘探采用偶极布置方式,如图1所示。矿区瞬变电磁勘探工程施工测线共2条,即320上煤探线,测线长330m,实测物理点34个,点距10m;16-3上煤探线,测线长340m,实测物理点35个,点距10m。

3.数据计算

瞬变电磁法观测所得数据为各测点的瞬变感应电压,需要对数据进行转换,得到视深度、视电阻率等参数,才能解释数据资料得到相应的分析结果。数据资料的处理步骤为信号去噪、滤波、剔除畸变点、光滑曲线等。数据转换处理完成后获得电阻率断面图,结合实际勘探区资料,判断出测量区域的富水性,如图2所示。

4.结果分析

下文根据三维地震成果以及电性特征,对各测线断面图进行了地质解释,断层的瞬变电磁测线解释如下。

(1)120区

红黄绿蓝颜色的线代表120勘探区视电阻率的变化趋势,变化趋势范围在105Ω•m到0Ω•m之间,如图3所示,图中横坐标表示的是相对剖面长度,纵坐标表示的是标高。X方向的比例为Y方向比例的4倍。结合电性特征进行推理分析,判断在该区域存在右侧地层产状有小角度的倾角,而左侧的产状保持平稳,这种情况说明了在该区域有断层的存在。之后根据视电阻率拟断面图以及断层两侧的钻孔资料判断出断层以及煤层存在的主要位置。在断层的下盘15-1上煤的断点处,断层两侧的电阻率差别较大,由此判定F8在这个断点处富水性较强,水力联系一般;而在16-3上煤的断点处,断层两侧电阻率差别较小,断层在这个位置跟水力联系密切,且此地层富水性很强。

(2)220区

小号端面向西北方向220区3线视电阻率拟断面(图4)。从电性剖面观察,此断层的反映并不明显。根据16-3上煤层底板等高线,在图中画出了煤层、断层的位置。由此可以看出地层的产状跟电性层位基本上保持一致,没有很明显的电阻率的差异,这说明了断层两盘的岩性以及富水性质不大,断层两盘在横向上富水性很强,水力联系较密切。

(3)320区

小号端指向西南方向的320区3线视电阻率拟断面图,如图5所示。图5中看出,在某一个界面上两侧的地层典型特征有明显分别,左侧地层偏平稳,右侧有倾角,这表示两者之间存在断层。通过对320区7条测线视电阻率拟定断面图分析,判定断层以及煤层的位置。图5断层在这个角度倾角变得平稳,两盘电性特征明显,有很好的控制能力。在断层的下盘16-3的上煤断点的地方,断层电阻率变化十分明显,断层在此处水力联系一般,断层能够起到隔水的作用,左侧地层富水性很强。在15-1上煤的断点处,电阻率变化不大且指数较低,因此F8断层富水性强,水力联系密切。

四、结论

文中采用瞬变电磁法对某矿区的断层富水性进行分析和判断,可以快速准确的圈画出异常富水区,为岩土工程提供有效的准确的水文地质资料。

参考文献:

[1]薛国强,李貅,底青云.瞬变电磁法理论与应用研究进展[J].地球物理学进展,2007,22(4):1195-1200.

[3]郝勇,王建军.高密度电法及瞬变电磁法在工程地质勘察中的综合应用[J].中国水运(下半月),2012,10:189-190.

作者:宋文静 单位:天津泰勘工程技术咨询有限公司

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