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物探在工程勘探中的应用

发布时间:2024-05-19人气:
一、岩溶探测
1、探测内容
1)地下喀斯特的发育位置、规模、形态与延伸以及岩溶水的赋存情况。
2)地表喀斯特中溶沟、溶槽、溶蚀洼地的岩面起伏、形态和覆盖层厚度以及漏斗、落水洞等的发育位置、规模和形态。
2、探测方法的选择
1)当覆盖层较薄时:
①地表喀斯特探测主要使用高密度电法,可选择浅层折射波法、瞬变电磁法。
②中、浅部地下喀斯特探测主要使用高密度电法、浅层反射波法,可选用探地雷达、电剖面法、瞬变电磁法。
③中、深部地下喀斯特探测主要使用可控源音频大地电磁测深和音频大地电磁测深。
2)当基岩裸露时,主要使用探地雷达,可选择瞬变电磁法、浅层反射波法探测中、浅部地下喀斯特。
3)探测隧洞及钻孔周围0~20m范围的喀斯特使用探地雷达。
4)当地表覆盖层较厚时,主要使用音频大地电磁测深和可控源音频大地电磁测深法探测地下喀斯特及规模较大的地表喀斯特。
5)探测孔壁地层溶蚀情况、暗河或泉水在钻孔中的位置、喀斯特地下水位等使用综合测井。
3、工作布置
1)测线一般垂直于喀斯特发育带,如需追踪其延伸,可平行布置垂直于延伸方向的多条测线。
2)测线、测点按先面后点、先疏后密、先地面后地下、先控制后一般的原则布置。
3)当发现或预计可能存在危害工程的洞隙时,应加密测点。
4)测线间距主要根据任务要求和溶洞大小与埋深等因素决定。
5)测线应与其他勘探线或有已知资料的地段重合,便于计算过程中获取参数,减少误差。
二、覆盖层探测
覆盖层探测内容包括覆盖层厚度探测、覆盖层分层和覆盖层物性参数测试。
覆盖层厚度探测与分层常采用的物探方法主要有浅层地震勘探(瑞雷波法、反射波法、折射波法)、电法勘探(高密度电法、电测深法)、电磁法勘探(大地电磁测深入、探地雷达、瞬变电磁测深)、综合测井、水声勘探、弹性波CT等。覆盖层岩(土)体物性参数测试常采用的物探方法主要有地震波CT、速度检层、地球物理测井等。
覆盖层厚度探测与分层应结合测区物性条件、地形特征和地质条件等综合因素,合理选用一种或几种物探方法,以达到良好的地质效果。
1、覆盖层厚度探测物探方法的选择
1)根据覆盖层厚度选择物探方法。覆盖层厚度小于50m时,可选择地震勘探(瑞雷波法、折射波法)、电法勘探(高密度电法、电测深法)和探地雷达等物探方法;覆盖层厚度为50~100m时,可选择地震反射波法、电测深法、电磁测深等方法;覆盖层厚度大于100m时,可选择电磁测深、地震反射法等物探方法。
2)在水域进行覆盖层厚度探测时,根据工作条件选择物探方法。在河谷地形、河水面宽度不大于200m、水流较急的江河流域,可选择地震折射波法和电测深法等物探方法;在库区、湖泊、河水面宽度大于200m、水流平缓的水域,可选择水声勘探、地震折射波法等物探方法。
3)根据测区地形条件选择物探方法。场地相对平坦、开阔、无明显障碍物时,可选择地震勘探(瑞雷波法、反射波法、折射波法)、电法勘探(高密度电法、电测深法)等物探方法;场地相对狭窄或测区内有居民区、农田、果林、建筑物等障碍物时,可选择以点测为主的电磁测深、电测深法和瑞雷波法等物探方法。
4)根据物性条件选择物探方法。覆盖层介质与基岩有的波速、波阻抗差异时,可选择地震勘探,但当覆盖层介质中存在调整层(大于基岩波速)或速度倒转层(小于相邻波速)时,则不适宜采用地震折射波法;覆盖层介质与基岩有明显的电性差异时,可选择电法勘探或电磁法;布极条件或接地条件较差时,如在冻土、沙漠、戈壁等地区时可选择电磁法勘探。
2、覆盖层分层物探方法的选择
1)根据覆盖层介质饱水程度选择物探方法。地下水位往往会构成良好的波速、波阻抗议和电性界面,需要对覆盖层饱水介质与不饱水介质分层或探测地下水位时,可选择地震反射波法、地震折射波法和电测深法,但地震折射波法不对地下水位以下的覆盖层介质进行分层;瑞雷波法基本不受覆盖层介质饱水程度的影响,当把地下水位视察为覆盖层介质分层的影响因素时,可采用瑞雷波法。
2)根据覆盖层介质的物性特征选择物探方法。覆盖层介质呈层状或似层状分布、结构简单、有一定的厚度、各层介质存在明显的波速或波阻抗差异时可选择地震反射波法、地震折射波法、瑞雷波法等,其中瑞雷波法具有较好的分层效果;覆盖层各层介质较薄、存在较明显的电磁差异、且探测深度较浅时,可选择探地雷达法;覆盖层各层介质存在明显的电性差异时,可选择电测深法。
3)探测覆盖层中砂夹层和软夹层时,在有条件的情况下可借助钻孔进行速度检层测试或跨孔测试;在无钻孔条件下,对分布范围较大、且有一定厚度的软夹层和砂夹层,可采用瑞雷波法。
4)利用钻孔进行覆盖层分层。可选择地震波CT、综合测井、速度检层等。
3、覆盖层物性参数的测试
1)在地表、断面或人工坑槽处进行覆盖层物性参数的测试。可采用电测深法和地震波法对所出露地层进行剪切波速度、纵波速度、电阻率等参数的测试。
2)在地面进行覆盖层物性参数的测试。可采用地震折射波法、瑞雷波法、反射法进行覆盖层各层介质的剪切波速度和纵波速度测试;采用电测深法进行覆盖层各层介质的电阻率测试。
3)在钻孔内进行覆盖层物性参数的测试。一般采用地球物理测井、速度检层等方法测定钻孔中覆盖层的密度、电阻率、波速等参数,确定各层厚度及深度,配合地面物探了解物性层与地质层的对应关系,提供地面物探定性及定量解释所需的有关资料。
三、隐伏断层探测
隐伏断层探测内容包括断层位置、产状、破碎带宽度以及断层物性参数(波速、密度、电阻率、孔隙度)测试。
1、隐伏构造(断层破碎带)位置、规模和延伸情况探测。
可选择反射波法、电剖面法、折射波法、高密度电法、电测深、瞬变电磁法、大地电磁测深和孔间CT、瑞雷波法、放射性测量等。
1)当覆盖层厚度小于30m,尤其是探测火成岩和变质岩中的断层时,选用浅层折射波法,一般都可取得较好的地质效果。
2)覆盖层厚度小于30m、沿测线地形比较平缓时,宜选择联合剖面法作普查、高密度电法作详查、电测深作辅助方法。
3)探测沉积岩层中具有明显垂直断距的断层时,可选用浅层反射法。
4)探测两钻孔间的断层位置、规模和延伸情况可采用孔间CT或电磁波CT。
5)覆盖层厚度大于50m时,宜采用可控源音频大地电磁测深法。
6)当断层破碎带具有较好的透气性和渗水性,有放射性气体沿断裂带上升到地面时,可采用放射性测量。
2、断层物性参数测试。
1)测试断层的波速可采用声速测井。
2)测试断层的密度可采用γ-γ测井。
3)测试断层的电阻率可采用电阻率测井。
4)测试断层的孔隙度可采用声速测井和γ-γ测井。
3、工作布置
1)在山区布置测线时,宜沿地形等高线或顺山坡布置;河谷区测线宜顺河流方向或垂直河流方向布置,测线应避开干扰源。
2)测线方向宜垂直断层的走向,或者根据勘探的需要与地质勘探线一致。
3)在断层走向不明的测区,试验阶段宜布置十字形测线。
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