渗漏治理工程物探工作报告文档格式.docx
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3电法勘探2
3.1地球物理条件2
3.2野外工作布置2
3.3电测深技术2
3.4工作质量评价2
3.5资料的分析应用2
3.5.1电测深资料分析2
3.5.2电测深资料解释3
4电磁波CT4
4.1电磁波CT工作简介及工作质量评价4
4.2地球物理特征5
4.3电磁波CT资料解释与分析5
4.3.1电磁波CT成像资料的整理5
4.3.2电磁波CT成像资料的分析和解释5
5结论与建议8
附图目录
序号
图件资料名称
比例尺
图号
1
XXXXXXX岩溶湖防渗漏工程物探平面成果图
1/500
插图1
2
XXXXXXX岩溶湖防渗漏工程电法地电剖面图
1/1000
插图2
3
XXXXXXX岩溶湖防渗漏工程
ZK1-ZK2-ZK3电磁波CT综合断面图
插图3
4
ZK3-ZK4-ZK5电磁波CT综合断面图
插图4
1前言
XXXXXXX位于湖南省XX市XX乡、XX乡境内,东经112°
52′30″~112°
56′15″和北纬25°
37′30″~25°
42′30″之间。
该岩溶湖始建于1992年,采用砼心墙坝和帷幕灌浆防渗处理坝基,完工后达不到蓄水目的。
据相关资料,库区内岩溶十分发育,曾在2004年进行砼封底防渗处理,由于下部溶洞、土洞发育,多处出现洗空塌陷现象。
2009年6月,在岩溶湖南边发生大的塌陷,塌陷面积达736㎡,岩溶湖周边山体岩石裸露,岩石裂隙较发育,宽度最大约15cm,岩溶湖与周边山体连接处没有做好防渗,存在严重的渗漏问题,无法进行蓄水。
为了查明湖区渗漏的主要通道,为治理工程设计提供依据。
受郴州市万华岩风景名胜区管理处的委托,我院对岩溶湖周边进行了物探工作。
由于坝基为灰岩,岩溶较发育,为了查明坝基岩溶发育位置、规模大小及渗漏通道情况,投入物探方法有:
常规电测深法、电磁波CT透视等方法。
本次物探检测工作采用的仪器为:
DZD—4型多功能全自动直流电法仪、EW-1A型电磁波透视仪。
所测资料准确可靠。
物探外业工作时间从2010年3月24日开始,到2009年3月27日结束。
共计完成电测深14点,完成钻孔电磁波CT透视剖面4对,射线对共3635对。
2地质概况
流域内地层发育较全,出露有元古界板溪群、震旦系,古生界寒武系、奥陶系、志留系下统、泥盆系、石炭系、二迭系,中生界三迭系下统、上三迭-下侏罗统、白垩系上统,以及新生界第四系。
万华岩景区岩溶湖区主要为石炭系地层,岩性稳定,有浅灰色厚层块状灰岩、白云质灰岩夹白云岩、灰质白云岩组成。
3电法勘探
3.1地球物理条件
湖坝区三极测深视电阻率情况表明,覆盖层与基岩的视电阻率曲线大多为A、HA等类型。
本测区的灰岩的视电阻率较高,而岩溶发育带视电阻率较低,这一点,对分析解释岩溶发育带等低值异常带提供了前提条件。
3.2野外工作布置
本次物探工作,共布置14个电测深点。
具体布置情况见插图1。
3.3电测深技术
本次电测深工作,均采用三极测深装置,最大AB/2=150m,MN/2=0.5m,点距20~60m不等。
3.4工作质量评价
本次电法勘探工作采用DZD—4型多功能全自动直流电法仪,检查观测相对误差小于5%,达到了规范要求,所测资料准确可靠。
3.5资料的分析应用
3.5.1电测深资料分析
湖坝区地层主要为覆盖层(粘土、沙壤土层)、基岩等二层,它们所对应的电测深曲线主要为A或HA型。
各电性地质层的视电阻率如下:
覆盖层(粘土):
20~80Ω.m
灰岩:
300~2000Ω.m
低值带:
50~200Ω.m
根据电测深曲线的类型和其它相关特征,结合所对应的电性地质剖面,分析推测岩溶发育位置。
3.5.2电测深资料解释
从所测14个电测深点曲线分析:
岩溶发育相对较深的有P3#、P4#、P5#和P14#点位置;
岩溶发育中深的有P1#、P6#和P10#点位置;
其它点位置岩溶发育相对较浅。
各点岩溶发育情况描述如下:
P1#点,3.8m左右存在小溶洞,4.2m~20m存在溶蚀裂隙,20m以下无溶蚀强烈区;
P2#点,3.8m以下无溶蚀强烈区;
P3#点,3.5m左右存在小溶洞,31m左右存在岩溶发育带,35m以下无溶蚀强烈区;
P4#点,28m左右存在中等规模溶洞,40m以下无溶蚀强烈区;
P5#点,36m左右存在中等规模溶洞;
P6#点,17m左右存在小溶洞,20m以下无溶蚀强烈区;
P7#点,6.3m左右存在小溶洞,8m以下无溶蚀强烈区;
P8#点,7m左右存在较大规模溶洞,15m以下无溶蚀强烈区;
P9#点,4.2m左右存在小溶洞,13m以下无溶蚀强烈区;
P10#点,11m左右存在中等规模溶洞,23m以下无溶蚀强烈区;
P11#点,4.5m左右存在小溶洞,15m以下无溶蚀强烈区;
P12#点,4m左右存在小溶洞,15m以下无溶蚀强烈区;
P13#点,5m左右存在中等规模溶洞,10m以下无溶蚀强烈区;
P14#点,深部可能存在较大规模溶洞。
该电测深剖面从ρS地电断面图上看,在剖面的P5#点向大点号一侧,存在着视电阻率低值带。
其视电阻率值在100~180Ω.m之间。
初步分析,在剖面的P5#点地段,物探推测为断层带F的反映。
具体位置形态见插图2。
4电磁波CT
4.1电磁波CT工作简介及工作质量评价
本次电磁波CT工作在大坝库内进行,对ZK1~ZK5两相邻钻孔间进行了电磁波CT透视工作,获得了钻孔间岩体电磁波场强资料。
外业透视工作使用的仪器设备是EW-1A型电磁波透视仪。
工作之前,仪器进行了调试与检测,确保仪器正常工作。
在选择工作频率时既要考虑剖面透距长短不一的因素,又要保证有足够的分辨率。
经对比试验,我们选取8MHz的频段为主要工作频率。
因内业作图采用层析成像成图,在外业数据采集时,全部用发定观测方式。
即将发射机定在孔口,接收机从孔口至孔底观测一遍,然后把发射机下降1m,接收机再重复上述工作,直到发射机下到孔底为止,接收机的点距为1m。
测试过程中,针对场强低值异常部位及重要区段进行了系统检查观测,其观测结果与原测资料相对误差在5%以下,说明原测资料准确可靠,岩体电磁波CT透视工作质量较高。
4.2地球物理特征
在电磁波透视中,完整灰岩等高阻介质对电磁波能量的吸收较小,而溶洞或裂隙发育密集带因充水导电性变好,对电磁波能量吸收较强,所以当溶洞或裂隙密集发育带,处于接收机与发射机之间时,呈现出吸收型阴影异常(吸收系数高值)。
我们根据阴影异常(吸收系数高值)确定地质体轮廓的空间位置。
4.3电磁波CT资料解释与分析
4.3.1电磁波CT成像资料的整理
在观测过程中,将所采集的数据全部采用矩阵记录。
按照ECT电磁波层析成像处理软件的要求,根据每个钻孔的不同情况建立坐标系统,生成数据文件和参数文件。
在生成图像时,为了保证图像不失真,X轴与Y轴的坐标保持一致。
4.3.2电磁波CT成像资料的分析和解释
电磁波CT成像处理的软件是中国地震局地球物理研究所开发研制的。
该软件对数据有多种处理方法,在本次工作中我们采用反投影法与最小值法。
反投影法通常用它产生初模型。
而最小值法是用最小值产生初模型,适合于测量值反差大或存在局部性的强吸收的情况。
在初模型的基础上进行代数重建、最小二乘法、联合迭代重建三种方法迭代计算,再通过校正、平滑使运算结果的图像满足要求。
我们所观测到的某一个深度电磁波射线分贝值,是该点基岩对电磁波吸收强弱的表现。
完整的基岩对电磁波吸收弱,所观测到的电磁波场强值大,其吸收系数小。
溶洞对电磁波吸收强,所观测到的电磁波场强值小,吸收系数大。
电磁波CT成像主要是根据地下各种介质(地质体)对电磁波吸收强弱的差异(视吸收系数)的不同,利用计算机处理成图的一种解释方法。
a.电磁波CT成像异常的确定
电磁波CT成像主要是根据基岩的吸收系数来确定异常。
吸收系数的计算公式如下:
βs=1/R(ln(E*/E)+2lnr-3lnR)
式中R—发射机与接收机之间的距离
r—两个钻孔之间的水平距离
E*—仪器有效辐射常数
E—仪器实际观测值
所以发射机与接收机之间的距离对吸收系数有较大影响。
孔距与岩性不同,异常对电磁波吸收系数各不相同。
因此,对不同剖面而言,吸收系数可以说是一个相对概念,在资料解释时,每个剖面需要采用不同的吸收系数来确定异常。
b.电磁波CT成像资料的解释
从这次所测剖面图像分析,溶洞吸收系数比灰岩吸收系数大,根据吸收系数的大小确定灰岩中的溶洞和溶蚀发育带。
ZK1~ZK2剖面
吸收系数≥0.372的区域,定为透视异常。
ZK1孔口高程为96.95m。
该剖面物探推断距离ZK1侧15.5~19.7m的范围高程84.5m~86m段发育一溶洞;
距离ZK2侧0.5~3.7m的范围高程62m~64m段发育一溶洞。
ZK2~ZK3剖面
吸收系数≥0.296的区域,定为透视异常。
ZK3孔口高程为99.16m。
该剖面物探推断距离ZK2侧0.7~6.3m的范围高程76.1m~85.4m段为岩溶发育带反映;
距离ZK2侧5.3~34.1m的范围高程62.2m~71.1m段为岩溶发育带反映;
距离ZK2侧4.8~28.2m的范围高程88.44m~94.3m段发育一溶槽;
距离ZK3侧0.5~11.5m的范围高程69m~83m段发育一溶洞;
距离ZK3侧8.7~19.5m的范围高程84m~90.5m段为岩溶发育带反映。
ZK3~ZK4剖面
吸收系数≥0.492的区域,定为透视异常。
该剖面物探推断距离ZK3侧0.5~4.2m的范围高程73.2m~79.7m段发育一溶洞;
距离ZK4侧4~19.1m的范围高程60.5m~70.5m段发育一溶洞。
ZK4~ZK5剖面
吸收系数≥0.452的区域,定为透视异常。
ZK4孔口高程为97m。
该剖面物探推断靠近ZK4侧高程66.2m和72.5m各发育一小溶洞;
距离ZK5侧0~21m的范围高程82.5m~93.5m段发育一溶洞。
电磁波透视剖面岩溶发育规模、大小形态等具体情况见插图3或插图4。
5结论与建议
5.1电法14个电测深点反映:
在电法剖面的P5#点地段,物探推测为断层带F的反映,和ZK3-ZK4透视剖面的基岩岩溶发育溶洞吻合较好,成为大坝东侧基岩主要漏水通道;
P14#点位置深部存在的较大规模溶洞,也为湖区主要漏水通道,应引起重视。
其它物探推测浅部、中深部溶蚀发育带,也应进行重点处理。
5.2由4个电磁波CT剖面资料显示60.5m高程以上岩溶发育,为基岩浅部和中部岩溶溶蚀反映。
5.3由于湖周存在接触带渗漏、岩溶渗漏问题,建议对湖周边进行帷幕灌浆处理,并注意对物探所反映的渗漏通道的处理。
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- 渗漏 治理 工程 物探 工作报告