巖土工程中水文地質(zhì)的勘察測量探析
水文地質(zhì)勘察就是運用必要的技術(shù)手段，對影響工程建設(shè)的地質(zhì)因素進行勘測，并對相關(guān)的水文地質(zhì)參數(shù)進行分析研究，以下是小編搜集整理的一篇探究巖土工程中水文地質(zhì)勘察測量的論文范文，歡迎閱讀參考。
摘要：水文地質(zhì)的調(diào)查研究是一項十分復(fù)雜、專業(yè)和系統(tǒng)的工作，巖土勘測水平受到水文地質(zhì)研究工作的直接影響，本文采用瞬變電磁法對水文地質(zhì)的勘測原理、方法等進行分析，并以某礦區(qū)為例，得到礦區(qū)斷層的富水性分析結(jié)果。
關(guān)鍵詞：巖土工程;勘察;瞬變電磁法;水文地質(zhì)鉆探
一、引言
水文地質(zhì)勘察就是運用必要的技術(shù)手段，對影響工程建設(shè)的地質(zhì)因素進行勘測，并對相關(guān)的水文地質(zhì)參數(shù)進行分析研究。在一邊進行勘測時要一邊記錄勘測數(shù)據(jù)，由專業(yè)的工程測繪技術(shù)人員進行實地測量記錄，通過對大量數(shù)據(jù)信息的調(diào)查研究，結(jié)合巖土工程建設(shè)基本情況，對建筑物和地質(zhì)情況是否能夠相互作用以及相互作用的影響做出明確的說明。
二、水文地質(zhì)的勘察方法
1.瞬變電磁探測基本原理
瞬變電磁法上世紀30年代由前蘇聯(lián)科學(xué)家提出[1]，當時采用的是遠區(qū)工作模式[2]。英文簡稱TEM[3]，在應(yīng)用過程中需要先將接地電極及不接地線框鋪設(shè)在地表，輸入階躍電流，當突然斷開回線中的電流時，就需要在下半空間激勵起感應(yīng)渦流這樣才能維持在電流斷開之前已經(jīng)存在的磁場，并且形成的渦流場能夠以等效渦流環(huán)的形式向外擴展、向下傳播，利用地面中心探頭、接地電極及不接地線圈及時觀測形成的二次渦流電場或磁場的變化情況，用來研究淺層至中深層的地電結(jié)構(gòu)，因為在沒有一次場背景的情形下觀察純二次場異常，所以異常的觀測十分直接，探測數(shù)據(jù)更準確。
2.方法的理論依據(jù)和前提條件
(1)理論依據(jù)當?shù)貙雍兴謺r，在地下水和電離作用的.影響下，這時電阻就會出現(xiàn)良導(dǎo)低阻的特征。此時，對典型參數(shù)進行對比，并且分析物性差異時，能夠?qū)ふ页霎惓^(qū)域并且劃定含水的具體范圍。(2)前提條件根據(jù)相關(guān)的巖性地層研究資料可知，不同巖性地層的物性差異顯著，通常其電阻率值由高到低依次為煤層、礫巖、粗砂巖、中砂巖、細砂巖、粉砂巖、泥巖，其中煤層相對砂巖、泥巖等巖層呈現(xiàn)為相對高阻層。出現(xiàn)裂隙發(fā)育、層位錯動等現(xiàn)象可能會使發(fā)育區(qū)局部出現(xiàn)明顯的富水構(gòu)造，由于裂隙水體具有良好的導(dǎo)電性，因此出現(xiàn)層位錯動等現(xiàn)象之后會打破原有電性的變化規(guī)律，從而出現(xiàn)局部電性異常體的現(xiàn)象。
3.施工方法的裝置及儀器選擇
本次使用的為GDP-32II多功能電法儀。主要工作參數(shù)如下：使用等效面積為10,000m2的TEM-3探頭、0.45ms關(guān)斷延時、自動增益、12A發(fā)射電流、4Hz發(fā)射頻率、840m×840m發(fā)射線框、大定源回線裝置。4.資料處理采用瞬變反演軟件以及Surfer軟件對數(shù)據(jù)進行處理，反演擬合誤差RMS≤10%。其具體操作步驟是：首先，每天收工后將獲取的數(shù)據(jù)進行編錄和保存;其次，對曲線進行整理，去除其它因素干擾引起的畸變點，在反演計算的基礎(chǔ)上繪出電阻率等值線圖;最后，對電阻線圖進行分析，推斷富水性。
三、工程實例分析
1.研究區(qū)域概況
本文中選取為位于太行山山脈處于的一處煤礦，煤礦西部和西南部都是盆地，煤礦南部為太行山的隆起帶，由于地理環(huán)境的原因，煤礦表面被大部分的黃土覆蓋。根據(jù)相關(guān)的地質(zhì)和鉆孔資料可知，該煤礦四周為未開采的煤層實體，采面的平均煤層2.5m，頂板為細砂巖，直接底為粉砂巖，基本底為泥巖，根據(jù)本次地質(zhì)任務(wù)要求，采用瞬變電磁法對礦區(qū)礦區(qū)F11斷層部分區(qū)域進行控制，評價器富水性和導(dǎo)水性。
2.施工方法
施工過程中采用上文所述的TEM法，選擇煤礦的斷層進行監(jiān)測。由于偶極工作方式能夠更準確的獲得探測結(jié)果，因此瞬變電磁勘探采用偶極布置方式，如圖1所示。礦區(qū)瞬變電磁勘探工程施工測線共2條，即320上煤探線，測線長330m，實測物理點34個，點距10m;16-3上煤探線，測線長340m，實測物理點35個，點距10m。
3.數(shù)據(jù)計算
瞬變電磁法觀測所得數(shù)據(jù)為各測點的瞬變感應(yīng)電壓，需要對數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，得到視深度、視電阻率等參數(shù)，才能解釋數(shù)據(jù)資料得到相應(yīng)的分析結(jié)果。數(shù)據(jù)資料的處理步驟為信號去噪、濾波、剔除畸變點、光滑曲線等。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理完成后獲得電阻率斷面圖，結(jié)合實際勘探區(qū)資料，判斷出測量區(qū)域的富水性，如圖2所示。
4.結(jié)果分析
下文根據(jù)三維地震成果以及電性特征，對各測線斷面圖進行了地質(zhì)解釋，斷層的瞬變電磁測線解釋如下。
(1)120區(qū)
紅黃綠藍顏色的線代表120勘探區(qū)視電阻率的變化趨勢，變化趨勢范圍在105Ω•m到0Ω•m之間，如圖3所示，圖中橫坐標表示的是相對剖面長度，縱坐標表示的是標高。X方向的比例為Y方向比例的4倍。結(jié)合電性特征進行推理分析，判斷在該區(qū)域存在右側(cè)地層產(chǎn)狀有小角度的傾角，而左側(cè)的產(chǎn)狀保持平穩(wěn)，這種情況說明了在該區(qū)域有斷層的存在。之后根據(jù)視電阻率擬斷面圖以及斷層兩側(cè)的鉆孔資料判斷出斷層以及煤層存在的主要位置。在斷層的下盤15-1上煤的斷點處，斷層兩側(cè)的電阻率差別較大，由此判定F8在這個斷點處富水性較強，水力聯(lián)系一般;而在16-3上煤的斷點處，斷層兩側(cè)電阻率差別較小，斷層在這個位置跟水力聯(lián)系密切，且此地層富水性很強。
(2)220區(qū)
小號端面向西北方向220區(qū)3線視電阻率擬斷面(圖4)。從電性剖面觀察，此斷層的反映并不明顯。根據(jù)16-3上煤層底板等高線，在圖中畫出了煤層、斷層的位置。由此可以看出地層的產(chǎn)狀跟電性層位基本上保持一致，沒有很明顯的電阻率的差異，這說明了斷層兩盤的巖性以及富水性質(zhì)不大，斷層兩盤在橫向上富水性很強，水力聯(lián)系較密切。
(3)320區(qū)
小號端指向西南方向的320區(qū)3線視電阻率擬斷面圖，如圖5所示。圖5中看出，在某一個界面上兩側(cè)的地層典型特征有明顯分別，左側(cè)地層偏平穩(wěn)，右側(cè)有傾角，這表示兩者之間存在斷層。通過對320區(qū)7條測線視電阻率擬定斷面圖分析，判定斷層以及煤層的位置。圖5斷層在這個角度傾角變得平穩(wěn)，兩盤電性特征明顯，有很好的控制能力。在斷層的下盤16-3的上煤斷點的地方，斷層電阻率變化十分明顯，斷層在此處水力聯(lián)系一般，斷層能夠起到隔水的作用，左側(cè)地層富水性很強。在15-1上煤的斷點處，電阻率變化不大且指數(shù)較低，因此F8斷層富水性強，水力聯(lián)系密切。
四、結(jié)論
文中采用瞬變電磁法對某礦區(qū)的斷層富水性進行分析和判斷，可以快速準確的圈畫出異常富水區(qū)，為巖土工程提供有效的準確的水文地質(zhì)資料。
參考文獻：
[1]薛國強，李貅，底青云.瞬變電磁法理論與應(yīng)用研究進展[J].地球物理學(xué)進展，2007，22(4)：1195-1200.
[3]郝勇，王建軍.高密度電法及瞬變電磁法在工程地質(zhì)勘察中的綜合應(yīng)用[J].中國水運(下半月)，2012，10:189-190.
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