水利水电工程物探规程.docx

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水利水电工程物探规程

水利水电工程物探规程

中华人民共和国水利行业标准

水利水电工程物探规程

Codeforengineeringgeophysicalexplorationofwater

resourcesandhydropower

2005-08-15发布2005-11-01实施

中华人民共和国水利部发布

前言

根据水利部水利水电规划设计管理局2001年3月下发的水总局科[2001]1号“关于下达2001年度水利水电勘测设计技术规程制定、修订项目计划及主编单位的通知”，以及《水利水电工程物探规程》（DL5010－92）近10年的执行情况和物探技术发展的现状，按照水利行业标准《水利技术标准编写规定》（SL1－2002）对其进行修订、完善和补充。

《水利水电工程物探规程》（SL326－2005）共5章35节和3个附录，主要技术内容有：

——确定了术语、符号和代号；

——物探方法和技术中明确了使用的方法种类，每种方法的应用条件和使用的仪器技术指标，确定了现场试验、观测工作、测网布置、参数测试、记录评价、数据处理和解释、报告和图件等的技术要求；

——确定了物探方法在22个领域中的综合应用，明确了每一应用领域所采取的方法和技术，

并对资料解释和探测精度提出了具体要求；

本次修订对《水利水电工程物探规程》（DL5010－92）删除和增加的具体内容如下：

——删除的内容有：

第2章物探任务、3.1节中甚低频的内容、3.3节的微重力勘探、第3章中有关方法技术解释性的条文、4.11节桩基检测、附录A仪器设备的使用与维护、附录B有关操作方法的规定、附录F图式图例、附录G地震勘探爆炸工作安全条例、附录H放射性同位素与射线装置放射防护条例；

——增加的内容有：

引用标准，术语、符号和代号，在物探方法与技术一章中，有一般规定、高密度电法、瞬变电磁法、可控源音频大地电磁测深法、探地雷达法、瑞雷波法、层析成像、同位素示踪法等。

在物探方法的综合应用一章中，有堤坝隐患探测、隧道施工超前预报、建基岩体质量检测、灌浆效果检测、混凝土质量检测、洞室混凝土衬砌质量检测、锚杆锚固质量检测、防渗墙质量检测、堆石（土）体密度和地基承载力检测、钢衬与混凝土接触状况检测、堆石坝面板质量检测等。

本标准所替代标准的历次版本为：

——《水文地质工程地质物探规程》（1982）

——《水利水电工程物探规程》DL5010－92

本标准批准部门：

中华人民共和国水利部

本标准主持单位：

水利部水利水电规划设计管理局

本规程解释单位：

水利部水利水电规划设计管理局

本规程主编单位：

长江水利委员会长江勘测规划设计研究院

本规程参编单位：

黄河水利委员会黄河水利科学研究院

黄河勘测规划设计有限公司

水利部长江勘测技术研究所

中水东北勘测设计研究有限责任公司

中水北方勘测设计研究有限责任公司

中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院

中国水电顾问集团成都勘测设计研究院

中国水电顾问集团北京勘测设计研究院

本规程出版、发行单位：

中国水利水电出版社

本规程主要起草人：

肖柏勋蔡加兴王波沙椿

冷元宝熊永红魏岩峻张智

余才盛张建清袁景花郭玉松

毋光荣刘康和王顺立才致轩

宋正宗吴达元钱世龙张喜元

本规程审查会议技术负责人：

李广诚

本规程体例格式审查人：

窦以松

目次

1总则..................................................................................................7

2术语、符号和代号...........................................................................8

2.1术语..............................................8

2.2符号和代号......................................9

3物探方法与技术............................................................12

3.1一般规定.........................12

3.2电法勘探.............................13

3.3探地雷达................................23

3.4地震勘探...................................25

3.5弹性波测试.................................32

3.6层析成像........................................35

3.7水声勘探.....................................36

3.8放射性测量...............................38

3.9综合测井..............................40

4物探方法的综合应用...................................................43

4.1覆盖层探测...................................43

4.2隐伏构造破碎带探测................................43

4.3喀斯特探测.....................................44

4.4岩体风化带厚度与卸荷带深度探测...............45

4.5软弱夹层探测........................46

4.6滑坡体探测..............................47

4.7堤坝隐患探测.....................................47

4.8隧洞施工超前预报....................................48

4.9地下水探测............................49

4.10环境放射性检测....................................50

4.11建基岩体质量检测..............................50

4.12灌浆效果检测..........................51

4.13混凝土质量检测.............................52

4.14洞室混凝土衬砌质量检测.......................53

4.15洞室松弛圈检测...........................53

4.16锚杆锚固质量检测.............................54

4.17防渗墙质量检测.......................55

4.18堆石（土）体密度和地基承载力检测...............55

4.19钢衬与混凝土接触状况检测......................56

4.20堆石坝面板质量检测.................................56

4.21水文地质参数测试.......................57

4.22岩土物理和力学参数测试......................57

5物探成果报告..........................................59

5.1成果报告的编写.........................59

5.2成果的审查.................................60

附录A物探应用一览表............................................................61

附录B物性参数表.......................................................................63

附录C基本公式及计算图表.............................................65

标准用词说明.............................................................78

1总则

1.0.1为规范水利水电工程物探技术要求，保证物探成果质量，充分发挥物探在水利水电工程勘察中的作用，制定本标准。

1.0.2本标准适用于水利水电工程勘测、设计、施工、运行各时期的工程地球物理勘探、检测和测试工作。

1.0.3目前应用的物探方法主要有电法勘探、探地雷达、地震勘探、弹性波测试、层析成像、水声勘探、放射性测量和综合测井等方法。

各种方法的应用见附录A。

在实际应用中应根据地球物理特征（常见介质的物性参数见附录B）、各种方法的特点和现场工作条件，合理选用一种或几种适宜的方法。

1.0.4水利水电工程物探工作宜按接受任务、搜集资料、现场踏勘、编制工作技术大纲、试验工作、现场工作、资料检查和评价、资料分析处理、成果报告校审、提交成果等程序进行。

1.0.5物探工作技术大纲宜根据物探任务书要求，在搜集和分析与工作相关的地形地质、地球物理、气象、水文、交通等资料基础上，结合实际踏勘情况编制。

主要内容宜包括：

任务目的、工作量及范围、测区地质概况及地球物理特征、方法与技术、人员与设备配置、工期与进度安排、预期成果等。

1.0.6物探工作中使用的仪器设备和主要传感器件应在规定的检验期内经有关部门检验合格，且应达到本标准要求的技术指标。

1.0.7在工作过程中，物探人员应及时收集有关资料，为物探工作布置和资料解释提供条件。

1.0.8本标准的引用标准主要有下列标准：

《爆破安全规程》（GB6722）

《环境地面γ辐射剂量率测试规范》（GB/T14583）

《环境空气中氡的标准测量方法》（GB/T14582）

《地下建筑氡及其子体控制标准》（GB/T16356）

《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB18871）

《水利水电工程地质勘察规范》（GB/T50287）

《供水水文地质勘察规范》（GB/T50027）

《核子水分密度仪现场测试规程》（SL275）

《水利水电工程制图标准（勘测部分）》（SL73.3）

《超声波回弹综合法检测混凝土强度技术规程》（JGJ/T23）

《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106）

《声波法检测混凝土缺陷技术规程》（CECS21）

1.0.9水利水电工程物探工作，除应符合本标准外，还应符合国家现行有关标准的规定。

2术语、符号和代号

2.1术语

2.1.1电测深法electricalsounding

在同一测点上逐次扩大电极距使探测深度逐渐加深，观测测点处在垂直方向由浅到深的电阻率变化，并依据目的体与周边介质电阻率的差异，探测地下介质分布特征的一种电法勘探方法。

2.1.2电剖面法electricalprofiling

将某一装置极距保持不变，沿测线观测地下一定深度内大地电阻率沿水平方向变化，依据目的体与周边介质的电阻率差异，探测地下介质特征的一种电法勘探方法。

2.1.3高密度电法resistivityimaging

电测深与电剖面方法的组合，其观测点密度高，可同时探测水平和垂直方向上电性变化的一种电法勘探方法。

2.1.4激发极化法inducedpolarization

依据目的体与周边介质的激发极化效应差异，探测地下介质分布特征的一种电法勘探方法。

2.1.5自然电场法self-potentialmethod

通过观测地下介质的电化学作用、地下水中微粒子的过滤作用、岩体水中盐的扩散和吸附作用等产生的自然电场规律和特点，了解水文工程地质问题的一种电法勘探方法。

2.1.6充电法mise-a-la-massemethod

通过向被探测目的体供电，提高被探测目的体与周边介质的电位差并形成充电效应，探测目的体分布特征的一种电法勘探方法。

2.1.7可控源音频大地电磁测深法controlledsourceaudiofrequencymagnetotellurics（CSAMT）根据不同频率电磁波具有不同穿透深度的特点，利用人工可控源产生音频电磁信号，探测地面电磁场的频率响应从而获得不同深度介质电阻率分布信息和目的体分布特征的一种电法勘探方法。

2.1.8瞬变电磁法transientelectromagneticmethod（TEM）

利用不接地回线或接地电极向地下发送脉冲电磁波，测量由该脉冲电磁场感应的地下涡流而产生的二次电磁场，探测地下介质特征的一种电法勘探方法。

2.1.9探地雷达法groundpenetratingradar（GPR）

利用雷达发射天线向地下发射高频脉冲电磁波，由接收天线接收目的体的反射电磁波，探测目的体分布的一种勘探方法。

2.1.10浅层地震折射波法shallowseismicrefraction

利用地震波的折射原理，对浅层具有波速差异的地层或构造进行探测的一种地震勘探方法，简称浅层折射波法。

2.1.11浅层地震反射波法shallowseismicreflection

利用地震波的反射原理，对浅层具有波阻抗差异的地层或构造进行探测的一种地震勘探方法，简称浅层反射波法。

2.1.12瑞雷波法Rayleightwavemethod

利用瑞雷波在层状介质中的几何频散特性进行分层的一种地震勘探方法，按激振方式分为稳态和瞬态。

2.1.13垂直反射法verticalreflectionmethod

利用弹性波的反射原理，采用极小等偏移距的观测方式对目的体进行探测，根据反射信息的相位、振幅、频率等变化特征进行分析和解释的一种弹性波勘探方法。

2.1.14弹性波测试elasticitywavetesting

利用弹性波运动学和动力学特征对岩土体或混凝土进行波速测试或缺陷探测的方法。

2.1.15层析成像computerizedtomography（CT）

利用弹性波或电磁波的透射原理，对被测区域进行断面扫描，重建介质的波速或能量吸收图像的方法。

2.1.16水声勘探sonicechoexploration

利用声波反射原理专门探测水底地形地貌和进行水下地层分层的一种勘探方法，又称水下浅地层剖面勘探。

2.1.17放射性测量radioactivitysurvey

利用介质的天然或人工放射性特征进行勘探的方法。

2.1.18同位素示踪法isotopetracertechnique

采用人工放射性同位素（131I、182I、85Br等）标记天然流场或人工流场中的地下水流，用示踪或稀释原理来测试地下水流向、流速的一种放射性测量方法。

2.1.19综合测井comprehensivelogging

采用两种或两种以上的地球物理测井技术，以测量钻孔中介质的物理特性的综合探测方法。

2.1.20环境放射性检测environmentalradioactivitydetection

利用放射性测量方法，对工程和生活的环境、天然建材等进行的放射性强度检测。

2.2符号和代号

2.2.1统计学参数

M——总均方相对误差

m——均方相对误差

K——极差系数

Δ——绝对误差

Δ——平均绝对误差

δ——相对误差

δ——平均相对误差

2.2.2电磁学参数

I——电流强度

U——电位

σ——电导率

μ——磁导率

ε——介电常数

ρ——电阻率

α——衰减系数

β——介质对电磁波能量的吸收系数

Ds——视衰减系数

Ex、Ey——电场分量

Hx、Hy——磁场分量

ΔU——电位差

ΔUg——干扰电位差

Js——视激发比

ηs

——视极化率

Sτ——纵向电导

ρs——视电阻率

ΔU1——一次场电位差

ΔU2——二次场电位差

S0.5——半衰时

2.2.3物理力学参数

A——振幅

K——反射系数、率定系数

V——波速

μ——泊松比

f——波的频率

ρ——密度

λ——波长

Ed——动弹性模量

Es——静弹性模量

Gd——动剪切模量

fc——混凝土抗压强度

VP——纵波速度

VS——横波速度

VR——瑞雷波速度

Vb——界面速度

Va——平均速度

Vf——水平流速

Vv——垂直流速

Vef——有效速度

Vpr——新鲜完整岩块的纵波速度

V//——平行岩体结构面方向的速度

V⊥——垂直岩体结构面方向的速度

K0——单位弹性抗力系数

2.2.4几何学及距离、方位参数

AB——供电电极距

MN——测量电极距

OC——测量点O的无穷远供电极距

OA——测量点O的正向供电电极距

OB——测量点O的负向供电电极距

K——电法装置系数

L——瞬变电磁线框边长

R——自然电位的等位圈最大伸长距离

d——距离、收发距、断层宽度

H——高程、埋深、孔深、厚度

δ——电磁波集肤深度

α——方位角

x——测点间距

ΔR——自然电位的相邻等位圈位移的增量

X0——偏移距，源间距

SR——瞬变电磁的回线面积

2.2.5时间参数

T——周期

t——时间

ω——角频率

τs——视时间常数

△t—v时间间隔

2.2.6其它参数

n——孔隙度

t——温度

η——各向异性系数

Kw——风化系数

Kv——完整性系数

3物探方法与技术

3.1一般规定

3.1.1外业工作之前，应对测区地形、地质和地球物理条件及以前工作的技术成果作全面了解和分析。

3.1.2仪器设备检查和使用应符合下列要求：

1应按仪器设备的检验周期和技术指标对仪器进行定期检验，每次检验的结果应有记录。

2现场工作前，应对仪器进行检查，在同一测区观测的多台同类仪器应在同一测点上采用相同观测装置和观测方式进行一致性对比。

3外业工作时，若出现仪器设备不正常，应排除故障并经检查正常后才能继续工作。

4外业工作结束后，应检查仪器。

3.1.3测网和测线布置应符合下列要求：

1测网布置应根据任务要求、探测方法、探测目的体的规模与埋深等因素综合确定，测网和工作比例尺的选择应能反映探测的目的体，并可在平面图上清楚地标识出其位置和形态。

2测线方向宜垂直于地层或构造的走向、或主要探测目的体的走向，并宜布置在地形起伏较小和表层介质相对均匀的地段；测线宜与地质勘探线和其它物探方法的测线一致，并应避开干扰源。

3当测区边界附近发现重要异常时，应把测线适当扩展到测区外追踪异常。

4在地质结构复杂地区，测线应适当加密，并在主要测线之间布置辅助测线。

5在山区布置测线时，宜沿等高线或顺山坡布置；若地形起伏不大，可沿坡度相近的山坡布置长测线；若地形起伏较大，尤其是在山脊或山谷两侧，应分段布置短测线。

3.1.4试验工作应符合下列要求：

1试验前，应根据测区任务要求、地质及物性条件拟定试验方案，试验成果可作为生产成果的一部分。

2试验工作应遵循由已知到未知，由简单到复杂的原则。

试验地段应具有代表性，宜选择在物探工作测线上，有钻孔时应通过钻孔。

3应根据试验成果选择合适的仪器参数和技术参数。

3.1.5观测、重复观测、检查观测工作应符合下列要求：

1观测时，激发信号和接收信号应在背景相对安静和信号相对稳定时刻进行。

2在测线的端点、曲线的突变点和畸变线段、仪器参数或观测条件改变的情况下，应进行重复观测。

重复观测的平均相对误差应小于5%。

3一个测区或测线的检查观测工作量应不少于该测区或测线总工作量的5%。

4检查点宜在全测区范围内均匀分布，异常地段、可疑点、突变点应有检查点。

5一个测区或测线的检查观测误差大于本标准要求时，应全部重测。

6操作员应现场查看每个记录，若不符合要求，应查明原因并及时重测。

3.1.6物探记录应符合下列要求：

1物探记录包括：

仪器检验、检查和维修记录，原始记录，重复检查记录，自检记录，测量记录，成果校审记录，用户反馈记录等。

2原始记录包括：

现场班报（包括工程名称、测区、测线或钻孔、测点号、工作单位和操作人员、校验人员、仪器名称、型号、仪器主要工作技术参数、观测系统等），观测数据或记录，文件号，数据的打印记录，仪器观测过程中的异常情况记录等。

3物探记录不应涂改、擦去或撕页，计算机采集数据文件号不应有错，文件内容应齐全。

3.1.7资料检查和评价应符合下列要求：

1现场操作人员应对全部原始记录进行自检。

2专业技术负责人应组织人员对原始记录进行检查和评价，抽查率应大于30%。

3原始资料应评定为合格与不合格两类，存在下列情况之一者为不合格。

1）记录不全。

2）原始记录有涂改、擦去、撕页现象。

3）计算机采集数据文件名与内容不符或内容不全。

4）未按要求做重复观测、检查观测。

5）检查观测精度不符合要求。

6）使用的仪器不合格。

7）采用不符合要求的观测系统和装置。

8）需要进行漏电检查的仪器没有进行漏电检查或检查不合格。

9）无仪器检查记录，未作定期检查或检查不合格的仪器所得的全部记录。

3.1.8资料解释应符合下列要求：

1资料的解释与推断应充分结合物探工作范围内的地质、设计和施工资料，在反复对比分析中，总结和分析各种异常现象，得出较为准确的结论。

2应遵循内外业同步进行、内业指导外业的原则，现场应及时对资料进行初步整理和解释。

如果发现原始资料有可疑之处或论述解释结论不够充分时，应作必要的外业补充工作。

3解释时应通过综合资料，充分考虑地质情况和探测结果的内在联系与可能存在的干扰因素。

4解释成果应使用相关专业语言表达。

3.1.9成果图件应符合下列要求：

1本标准要求的图件应符合SL73.3的规定。

2图件应包括工作布置图、成果图、成果解释图等。

3成果图应包括单一物探方法或综合物探方法所得到的剖面或平面图件，图件可以是曲线图、等值线图或图像等。

4成果解释图应是对实测物探资料进行的定性和定量解释的成果体现，应与物性资料相对应。

5物探成果图与成果解释图宜绘制在一张图上，上部绘制物探成果图，下部绘制成果解释图。

3.2电法勘探

3.2.1电法勘探可选用电测深法、电剖面法、高密度电法、自然电场法、充电法、激发极化法、可控源音频大地电磁测深法、瞬变电磁法等。

3.2.2应用条件应符合下列要求：

1电法勘探各种方法的要求：

1）被探测目的层相对于埋深和装置长度应具有一定规模并近水平延伸，被探测目的体相对于埋深和装置长度应有一定的规模。

被探测目的层与相邻地层之间或目的体与围边介质

之间应有电性差异，且电性界面与地质界面相关。

2）地形起伏不大、接地良好。

3）采用电极接地测量方式的方法，要求被探测目的层或目的体上方没有极高电阻屏蔽层，采用线框测量方式的方法要求被探测目的层或目的体上方没有极低电阻屏蔽层；

4）各地层或地质体电性稳定，异常范围和幅值等特征可以被测量和追踪。

5）测区内没有较强的工业游散电流、大地电流或电磁干扰。

6）水上工作时，水流速度较缓。

2电测深进行分层探测时，应符合下列要求：

1）地下电性层层次不多，电性标志层稳定，被探测层与供电极距相比应具有一定规模和厚度，并近水平延伸。

2）下伏基岩或被探测目的层层面与地面交角应小于20°。

3）测区内有一定数量的中间层电阻率资料。

3电剖面法探测时，探测的地质界面或构造线与地面的交角应大于30°。

4自然电场法探测渗流场时，应符合下列要求：

1）渗流层有较大的压差，地下水的矿化度低，岩石为微孔隙结构，能形成强自然电场。

2）饱水渗流层埋