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巖溶又名喀斯特,是可溶性巖層(石灰巖、白云巖、石膏、巖鹽等)以被水溶解為主要的化學溶蝕作用,并伴隨以機械作用而形成溝槽、裂隙、洞穴等一系列現象和作用的總稱。我國的巖溶地區分布十分廣泛,以廣西、四川、云南、貴州最為發育,其余如湖南、廣東、浙江、江蘇、山東、山西等地均存在規模大小不同的巖溶地區。由于地表水和地下水的溶蝕作用,發育著各種類型的巖溶地貌和巖溶形態,破壞了巖石的完整性,大幅度地降低了巖石的強度和穩定性,從而影響著建筑物的安全。另外,巖溶的發育給工程建設帶來了一定的復雜性。而巖溶問題與許多工程有關,諸如水利水電工程、公路和鐵路工程、橋梁工程、工業與民用建筑工程、地質災害的防治與環境保護工程、旅游資源的綜合開發工程等等。例如,在水利水電建設中,因庫壩位址選擇不當,巖溶洞穴導致水庫滲漏,影響水庫的效益和正常使用;在巖溶區修建隧道、地下洞庫和開采礦產,一旦揭穿高壓巖溶管道水時,就會造成大量突水,有時挾有泥沙噴射,給施工帶來嚴重困難,甚至淹沒坑道,造成機毀人亡等事故;在地下洞室施工中遇到巨大溶洞時,洞中高填或橋跨施工困難,造價昂貴,有時不得不另辟新道,因而延誤工期;在覆蓋型巖溶區,土洞的發育及地表塌陷對農田和各種建筑物造成嚴重破壞。由此可見巖溶與工程建設的關系十分密切。在巖溶地區首先掌握巖溶的形態特征、發育規律及分布狀況,認識不同巖溶作用的特點,以便充分利用有利條件,對不利因素采取相應的措施,確保建筑物的基礎可靠地建立在巖溶體上,這是一項非常有意義的工作。
1 研究的現狀
由于巖溶發育的不均一性和復雜性,隨著樁基礎在巖溶地區的普遍應用,使勘察、設計、施工都面臨著許多新問題。有不少工作者已經在這些方面總結出很多工程建設實踐經驗,一些學者也做了不少的研究工作。例如,對溶洞頂板穩定性的研究,有學者提出了視溶洞頂板為梁板(懸臂梁、簡支梁、兩端固定梁)、塌落拱、壓力拱等的溶洞頂板穩定厚度計算方法;有學者根據彈性體內存在孔洞,在雙向均勻應力場的作用下孔洞邊界上的應力集中現象,按橢圓形水平坑道的計算公式求解溶洞周邊的切向應力,以此來判斷溶洞頂板的穩定性,有學者用平面問題的有限單元法對溶洞進行應力分析。有學者采用有限元―― 無界元耦合分析的方法,對巖溶臨空面穩定性進行了研究。有學者對覆蓋型巖溶區的樁基礎穩定性進行評價。本文通過調查收集資料,并對這些資料進行整理、分析和研究,總結出巖溶地區工程地質勘察的合理方法。
從空間問題角度,在理論上為溶洞頂板穩定性的分析以及樁基嵌巖臨界深度問題提供一條研究途徑。
2 巖溶工程地質合理的勘察方法
不同地質時代的可溶性巖層,在漫長的地質作用下形成的巖溶形態千差萬別,錯綜復雜,如溶洞、溶溝、溶槽、地下暗河等。由于巖溶在空間上發育的不均一性,造成巖溶地區的地質情況非常復雜,因此在進行巖溶勘察時,僅靠傳統的地質方法(如槽探、坑探)難以得到滿意結果。因為對巖溶認識不足勘察方法不對路,工程處理不當,在一些城市(如濟南、廣州、南海等)發生了工程失誤現象,造成極大的損失,因而了解巖溶地區的地質,查清地下巖溶的分布情況,為工程提供可靠的地質資料是至關重要的。由此可見,巖溶地區工程地質勘察有著十分重要的作用,而合理的勘察方法也就成為人們所關注的問題。本文通過廣泛地收集工程資料和前人的研究資料,對這些資料進行整理、分析和研究,總結出適用于巖溶地區工程地質勘察的方法,如鉆探、遙感技術、地球物理勘探、靜力觸探等。現分述如圖1。
2.1 鉆探
鉆探是廣泛應用于工程地質勘察的勘探手段。除地形條件對機具安置有影響外,幾乎任何條件下均可使用鉆探方法。鉆探工作的目的是要了解一定深度范圍內的巖溶發育情況,尤其當地表無巖溶現象或有覆蓋層時,要在地質調查和物探成果的基礎上,結合工程要求去指導鉆孔布置。工程地質勘察中使用的鉆探方法較多,因而要根據具體情況選用適宜的鉆探方法,此外,為了利用鉆孔更好地了解地下地質情況,配合鉆探,往往要進行鉆孔壓水試驗或抽水試驗等水文地質工作。條件允許時,還可采用物探測井、鉆孔攝影、井下電視等技術手段,以配合了解鉆孔周圍的地質情況。
2.2 遙感技術的應用
遙感技術是根據電磁輻射的理論,應用現代技術中的各種探測器,對遠距離目標輻射來的電磁波信息進行接受,傳送到地面接收站加工處理成遙感資料(圖象或數據)用來探測識別目標物的整個過程。它是建立在現代物理學、數學、電子計算機技術和地學規律基礎之上的。具有調查面積大,重復性好等特點,遙感圖像能宏觀而真實地反映地表特征和各種地質現象的空間關系,遙感影像視域廣闊、信息量大,在識別巖溶地貌形態、巖溶層組劃分及地質構造特征等方面,具有其它勘測方法所不及的優點,尤其更適用于我國南方裸露型巖溶地區。
地球資源衛星遙感(MSS.TM,SPOT)、
航空遙感、熱紅外遙感、側視雷達遙感等,在20世紀70年代引進我國以后,被廣泛應用于巖溶地區工程地質勘察。遙感在新建鐵路選線、水利水電工程區域穩定性評價、巖溶水庫滲漏分析等方面都發揮了重要作用,在紅水河、清江流域規劃和大瑤山鐵路隧道選線中獲得了較好的效果。
2.3 地球物理勘探
地球物理勘探(簡稱物探)理場的各種參數進行地質解譯,是通過獲得天然的或人工的物具有一定的“透視性”。它不僅可以在地面測量,而且可以在地下測量(例如在鉆孔中、中或其間)以及地下(鉆孔勘察所研究空間的巖溶分布、隧道等)與地面之間的測量隧道以洞穴進行探測。由于信息技術特別適用于對巖體中復雜的巖溶、電子計算機技術的引進,使物探方法得到了很大的發展。目前,適用于巖溶勘察的物探方法主要有電阻率法、微重力法、鉆孔電磁波透視法、五極縱軸電測深法、地震層析成像技術、瞬變電磁法、地質雷達等。本文在總結資料的基礎上,對各種方法的優缺點、勘察效果和適用條件如表1所示。
由表1可以看出,每一種方法的應用都有其應用的前提,只有在滿足前提條件下的勘察效果才會是好的。因此,在確定使用何種方法之前,正確地分析判斷建筑場地的地質情況是非常重要的。同時,根據大量實踐的經驗認為,在不同的地質條件下,進行不同的勘察,采用綜合物探,可以取得更好的效果。從上述的總結可以看出,將物探應用到工程地質勘察中,能降低勘察成本,縮短勘察工期,提高勘察工作質量。盡管如此,我們還是不能忽略鉆探作為最基本的工程地質勘察的勘探手段所發揮的重要作用。如柳州市銀都大廈所處的位置是典型的巖溶發育區,因為存在一種錯誤的觀念,認為鉆探是“一孔之見”,所以不相信鉆探,于是出現了用物探替代設計要求的孔底作超前鉆孔檢測基巖情況的決策失誤,結果導致做補充勘察和補強基礎,造成工期延長,投資增大。每種方法都有各自的優缺點及適用條件,應取長補短,互為補充。大量的工程實踐表明,物探定性配合鉆探定量,能更好地了解工程地質情況,為設計提供準確的依據。
2.4 靜力觸探
關鍵詞:巖溶地質;勘察;探測技術
Abstract: the karst rock to soluble, especially of carbonate rock (such as limestone, gypsum, etc), containing carbon dioxide by the running water dissolution, sometimes to deposition and the formation of the landscape. Often a peculiar shape, a cave, a Clint, stone ditch, stone forest, cave, underground river also have cliffs. Not only can lead to significant karst geological disasters happen, if the ground subsidence, landslides and so on, also to the project construction itself brings about many adverse effects, especially concealed karst existence, more harmful. Therefore, in the karst area for engineering construction, how to scientifically and effectively to the influence of the karst hazards and reasonable evaluation is very important. This paper, from the southwest common karst geological tries to explore the karst area engineering geology prospecting method and detection technology, refers for the colleague.
Keywords: karst geological; Reconnaissance; Detection technology
中圖分類號:F407.1文獻標識碼:A 文章編號:
一、巖溶地質的形成
巖溶(又稱喀斯特),是指流水對可溶巖石(碳酸鹽巖、硫酸鹽巖、鹵化物鹽巖等)進行以化學溶蝕作用為主要特征(包括水的機械侵蝕以及物質的運移與再沉淀) 的綜合地質作用,以及由此產生的各種現象的總稱。巖溶在我國特別是西南地區發育較為普遍,它可能導致水源漏失、地面塌陷、巖溶滲漏、山體崩塌、滑坡、礦坑突水突泥、地裂等不良地質現象。
溶洞的形成是石灰巖地區地下水長期溶蝕的結果。石灰巖的主要成分是碳酸鈣(CaCO3),在有水和二氧化碳時發生化學反應生成碳酸氫鈣[Ca(HCO3)2],后者可溶于水,于是有空洞形成并逐步擴大。在自然界,溶有二氧化碳的雨水,會使石灰石構成的巖層部分溶解,使碳酸鈣轉變成可溶性的碳酸氫鈣。由于石灰巖層各部分含石灰質多少不同,被侵蝕的程度不同,就逐漸被溶解分割成互不相依、千姿百態、陡峭秀麗的山峰和奇異景觀的溶洞。這種現象在南斯拉夫亞德利亞海岸的喀斯特高原上最為典型,所以常把石灰巖地區的這種地形籠統地稱之喀斯特地形。
二、巖溶勘察的要求
擬建工程場地或其附近存在對工程安全有影晌的巖溶時,應進行巖溶勘察。巖溶勘察宜采用工程地質測繪和調查、物探、鉆探等多種手段結合的方法進行,
并應符合下列要求:
1、可行性研究勘察應查明巖溶、洞隙的發育條件,并對其危害程度和發展趨勢作出判斷,對場地的穩定性和工程建設的適宜性做出初步評價;
2、初步勘察應查明巖溶洞隙及其伴生土洞、塌陷的分布、發育程度和發育規律,并按場地的穩定性和適宜性進行分區。
3、詳細勘察應查明擬建工程范圍及有影響地段的各種巖溶洞隙和土洞的位置、規模、埋深,巖溶堆填物性狀和地下水特征,對地基基礎的設計和巖溶的治理提出建議。
4、施工勘察應針對某一地段或尚待查明的專門問題進行補充勘察。當采用大直徑嵌巖樁時,尚應進行專門的樁基勘察。
三、巖溶工程地質合理的勘察方法及探測技術
在巖溶地區,巖土工程勘察分析方法及巖溶探測技術,目前國內主要采用以下方法或手段。
1、工程地質調查與測繪:包括巖溶地形地貌調查、地層巖性、水文地質調查、測量及試驗等內容的野外調查,能夠從宏觀上把握巖溶發育的分布和特點,并據此進一步進行工程地質勘探工作,該方法簡單,方便實用,能獲得直觀的野外工程地質基礎資料。
2、地球物理勘探:適用于對巖體中復雜的巖溶洞穴進行探測,除了電阻率(電剖面和電測深)法、高密度電法、無線電波透射法、地面地震反射波法、聲波透射法、微重力法、射氣測量等以外,80年代以后發展起來的探地雷達GPR(地質雷達)、層析成像(CT)技術等在巖溶工程地質勘察中也得到了廣泛的應用,尤其是在確定巖溶溶洞、土洞及塌陷等的分布、形態和充填情況時,發揮了很大的作用。針對巖溶塌陷的形成機理復雜,其發生具有突發性和隱蔽性,采用監測地面沉降、地面和房屋開裂的方法來監測塌陷,效果并不好,而采用地質雷達等直接監測和巖溶管道系統中水(氣)壓力的動態變化傳感器自動監測的間接監測技術來監測塌陷則能取得較好的效果。在查明大范圍的區域巖溶發育和深部巖溶的分布規律方面,地球物理勘探是最理想的方法之一,但探測的準確程度受場地的干擾、技術人員的解釋水平等因素影響。
摘要:物探技術人員在進行地質勘查工作的時候,應該先對已有的勘查資料進行詳細的分析,進行實地的勘測可以選擇多種物探的方法,發揮物探技術的先進作用,使各種方法成果互相補充,取長補短,才能提高物探技術的精度和可靠性,達到最佳的勘查效果。
關鍵詞:物探方法;工程地質勘查;應用
伴隨著科學技術的快速發展,物探技術已被引用到地質資源勘查工作中。物探技術是地質科學中新興的、相對活躍的、具有重要價值的勘查方法,大大的提升了地質勘查的速度質量,也提高了生產力,是地質勘查現代化水平的標志。
一、 工程物探工作的特點
基于地質條件多變引起的電場、地震波場、磁場、重力場、地熱場、放射性等物理場的變化,可選用電法、地震法、磁法、重力、測溫、放射性勘探等各種方法,在陸地、水域和地下(井中及坑道)等不同條件下很多巖土工程、環境地質問題,其中包括地下水、地質構造、滑坡、埋藏物、物理特性的探測等。物探方法高效、經濟、施工靈活、信息豐富,能取得較好的探測效果。工程物探具有如下特點:
1.工程探測深度小
工程設計探測的地下地質問題多為淺層,地球物理探測的深度多為幾米到幾十米,最深在百米左右。
2. 探測精度高
工程建設單位希望城市物探方法有較高的精度,深度與平面位置誤差達到厘米級。
3.施工場地狹小
工程地球物理探測作為工程地質勘察、工程測試任務,常要求在幾天或十幾天內快速完成,其中搶險工程評價項目,則可能要求在一天或幾個小時提供探測結果。
二、 地質勘察中常用物探技術方法及基本原理
1. 電法勘探
電測深法是測量觀測點深度方向以下視電阻率變化規律,以研究地下不同深度的巖層的分布狀況的一種方法。在研究覆蓋層厚度及巖性變化情況等有廣泛應用。新近發展起來的高密度電阻率法在城市工程中,成為以獲取淺層導電性信息較為活躍的方法,在地質結構劃分、地下管道探測中發揮著重要作用。所研究的對象主要是有不同電阻率的水平巖層,最有利的條件是呈水平或傾角不大的巖層,而對傾角很大的巖層,解譯工作也會變得困難。所以采用此方法的前提條件:測量的目的層和周圍的物質必須存在明顯的物性差異,通過一定的電極裝置測得視電阻率異常的分布規律,達到認識地下地質體電性結構的目的。
2. 電剖面法
電剖面法和電測深法沒有本質不同,都是以研究人工電場在地下的分布規律為基礎,是廣泛采用的一種方法。它與電剖面法配合,對研究基巖面起伏規律、斷裂帶分布等效果較為明顯。主要有對稱四極法及聯合剖面法等。電法勘探主要研究對象是沉積巖。在電法勘探中,巖層電性差異是進行電法工作的物理前提(即電阻率差異)。影響電阻率(主要是離子導電)的主要因素是巖層含水情況,同時還決定于水溶液的礦化度、水溶液的存在狀態。如果水在巖石中呈分散和不連通方式,則對電阻率的影響較小,而互相連通狀態則使巖層電阻率大大降低。因此在同樣含水情況下,礦化度不同電阻率也不同,甚至差異較大。沉積巖在含水情況下電阻率可達數千萬,另外孔隙度小的巖石電阻率較高(巖漿巖及大部分變質巖),而孔隙度大、滲透性小的巖石(各種泥巖)其電阻率較低。
3.地震勘探
地震勘探主要有反射波法及折射波法。主要原理是根據對反射波或折射波時間場沿測線方向的時空分布規律的觀測確定地下反射面或折射面深度及構造形態及性質。地震勘探相比其它物探方法,具有精度高、解釋成果單一的優點,但是成本相對較高。我們所看到的物探剖面是一種經過校正后的并賦以地質內涵的反射波或折射波時間剖面(實質是不同地質體的反射波或折射波波速差異)。地震勘探成果同其它物探解釋成果一樣,由于物理力學指標差異,不同地質體的波速有可能相近,而相同地質體由于所遭受的內力或外力地質作用不同,波速也有可能不同。淺層折射法在覆蓋層探測中具有技術優勢,在隱伏構造、空洞以及考古探查中也有成功應用,但是該方法受施工場地影響明顯。直達波法或透射波法是波速測試的主要方法,對測試條件的依賴較強。彈性波CT技術已可為工程建設場地動力學研究提供有價值的參數。
三、綜合物探技術在地質勘查中的應用
基本原理:激發地層表面產生振動信號:通過地層進行傳播,過程中會產生一些面波、體波相關信號。Rayleigh波和Love波屬于面波信號;橫波和縱波屬于體波信號。通過非均勻介質進行傳播,面波信號就會發生頻散現象。
面波信號頻散特性規律如下:l)(vR才)曲線變化規律與層速關系:頻率產生變化時,vR(面波速度)將會依據勘探深度變化的情況逐漸向該深度層層速度趨近;2)(vR一f)與層厚度之間的關系:厚度產生變化的時候,頻散曲線相應的拐點位置會依據厚度變化情況向低頻方向移動,即證明:拐點的位置、層厚度之間存在密切關系。處于特定的地層條件下,體波信號會發生明顯的反射或是折射的現象產生。地震信號進行傳播是通過分層的地層,如果上覆層的波速相較下伏層波速較小,地震信號在進行傳播時將會發生明顯的折射現象;如果上覆層的彼阻抗比不上下伏層的波阻抗大時,地震信號傳播時將發生反射波現象。折射波有兩種:初至折射波、對比折射波。因為初至折射波只負責追蹤初至區某個界面的折射波,相對容易辨認,識別率較高;對比折射波不僅對初至區進行追蹤,對續至區折射波也要進行追蹤。折射波相對于薄層的探測能力十分差,同樣也不適用地質速度逆轉層。
四、物探方法發展展望
1. 技術方法發展
鑒于工程涉及的地質與檢測問題,探測技術將會進一步提高,多波理論會得到進一步應用,可利用的物理波場的頻譜范圍會越來越寬,電磁波譜可利用的范圍由純直流擴到雷達波,彈性波譜由瑞雷波向超聲波頻率擴展。陸地聲納法、地震映像法、高密度電阻率法、大地電磁電導率剖面法等探測數據快速連續自動采集技術將會日益活躍。
2. 物探儀器設備的發展
復雜的地質勘測環境條件要求儀器設備具有良好的防塵、防震、防潮等性能,要求增強其智能化程度、具有捕捉較大動態范圍的長遠信號能力,儀器將會由單一化的專用儀器向多功能化發展,促進各種探測方法相互滲透和綜合應用。
總之,對各種物探手段原理的了解有助于我們正確使用物探成果,提高對各種地質體工程地質性質的認識。因為相似的物探曲線或接近的數值并不一定屬于同一地質體,而同一巖性也可能有不同的的物探曲線或接近的數值(如同一巖性中不同風化帶地震波波速不同)。物探成果是地質研究的理論依據,對其正確使用必將能提高地質工作效率和精度,為生產和科研帶來可觀效益,促進生產力更快發展。
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關鍵詞:地球物理勘查;水文地質工程;運用
伴隨著我國工業化水平的不斷提高水資源短缺問題已經成為當前時代背景下制約我國社會經濟發展的重要因素,而地下含水構造的分析在環保、地下工程建設、農業以及礦產開采等方面均有著不容忽視的意義,也使得水文地質工程逐漸發展成為地質工作的一項重要任務,如何進行高精度、高效率的地下水勘查,成為地質工作者需要重點研究的課題。
1地球物理勘查的相關概念
地球物理勘查簡稱物探,是一種間接的勘探方法,主要是應用物理學的原理和方法,針對地球的各種物理場分布及變化進行探測,探索地球本體和近地空間介質結構、物質組成、演化特征,研究相關的各種自然現象及變化規律,在工程建設、環境保護、礦產勘探等方面均有著廣泛的應用。地球物理勘探技術常用的巖石物理性質包括密度、電導率、磁導率、彈性、熱導率等,因此物探方法也是多種多樣的,包括重力勘探、電法勘探、磁法勘探、地震勘探、地溫勘探等[1]。在進行水文地質工程勘查時,地球物理勘查方法的勘查依據包括了三個方面的內容:
(1)含水量,在地下巖層水中,含有豐富的礦物質,其自身良好的導電性會直接影響巖層的視電阻率值,可以作為判斷地下水是否存在的依據;
(2)磁性,在巖層中,含有類型和數量各不相同的金屬元素,也使得其在磁性方面存在著較大的差異性,一般情況下,金屬元素含量越多,巖層的磁性也就越強;
(3)放射性與熱輻射,在富水巖層與貧水巖層之間,放射性和熱輻射的強度存在著較大的差異,以輻射溫度為例,貧水巖層平均在7℃~11℃左右,遠高于富水巖層。
2地球物理勘查方法在水文地質工程中的應用
2.1地面物探法
2.1.1自然電場法
這種方法主要是將地下巖石氧化還原、地下水滲透擴散、巖石顆粒吸附等作用下所形成的自然電場作為勘查依據,進行水文地質的勘查。由于天然存在的電場與地下水在巖層縫隙滲透、運動以及吸附作用密切相關,因此可以通過專業的設備對地下水電場的變化進行監測,以此來判斷地下水的埋深、位置、分布及運動變化。自然電場法適用于古河道的勘查,可以準確判斷地下巖層是否存在含水破碎帶,并對河床、水庫、堤壩存在的滲漏位置進行明確,具有良好的應用效果。
2.1.2激發極化法
激發極化法主要是分析供電極電流斷開后,形成的地下巖層與地下水的放電電場衰減特點,對地下水進行勘查,結合電場的衰減度和衰減時,可以在判斷是否存在地下水的同時,對放電電場的衰減特點進行反映。這里的衰減時指地下水放電電場的電位差在衰減到一定程度時花費的時間,而衰減度則能夠充分體現極化電場衰減的速度。一般情況下,由于地下巖層中的水資源水分子偶極距較大,同時其放電電場的衰減速度普遍較慢,可能會導致衰減度與衰減時數值差距較大的情況。在水文地質工程中,比較常用的是激發極化測探法,可以對地下巖層的狀態和分布位置進行勘探,結合勘查數據,判斷是否存在地下水或者溶洞含水帶,并且對地下水分布的深度進行測算。考慮到激發極化所形成的極化電場數值較小,因此這種方法并不適用于巖層厚度超過80m、或者工業分布密集區域。
2.1.3高密度電法
高密度電法的基本原理與普通電阻率法相同,在進行水文地質測量時,需要將全部的電極放置在剖面上,結合程控電極轉換開關以及相應的微機工程電測儀,可以實現對不同電極排列方式和不同電極距數據的自動高效采集。相比較常規電阻率法,高密度電法的優點主要體現在四個方面:
(1)一次性完成所有電極的布設,在提升效率的同時,也可以減少電機設置過程中的故障和干擾因素;
(2)選擇多種不同的電極排列方式進行測量,獲得更加全面的地電斷面信息;
(3)實現了數據采集的自動化或者半自動化,在提高數據采集效率的同時,也減少了人工采集的誤操作;
(4)在地球物理反演方法的帶動下,高密度電法中的電阻率成像技術實現了一維到二維再到三維的轉變,提升了資料的解釋精度。
2.1.4瞬變電磁法
即TEM法,其基本原理,是利用不接地或者接地源,向地下發送一次場,并且在一次場的間歇期間,對由地質體產生的感應電磁場隨時間的變化情況進行測量。結合二次場的衰減特征曲線,可以對不同深度地質體的規模、分布和電性特征進行準確判斷。考慮到瞬變電磁法是針對純二次場進行的觀測,因此消除了一次場產生的設備耦合噪聲,在實際應用中,具有橫向分辨率高、體積效應小、探測范圍深、受旁側地質體影響小等優點,在金屬礦產、石油、煤炭、地熱等地質勘查中有著廣泛的應用,將其運用到水文地質工程勘查中,同樣能夠取得良好的勘查效果。
2.1.5地質雷達法
地質雷達簡稱GPR,是利用地面發射天線,將特定的電磁波送到地下,經地下目標反射后,重新被接收天線接收,并對接收到的電磁波的振幅、時頻等特征進行分析,結合分析結果,對地質體的展布形態和性質進行評估和判斷。電磁波的頻率直接影響了雷達的穿透深度,使其無法得到突破性的增加,不過在分辨率上較高,可以達到0.05m以下。受技術條件的制約,傳統的地質雷達僅僅能夠探測數米范圍內的目標,應用范圍有限,而伴隨著技術的發展,現如今地質雷達的最大探測深度已經達到100m,也因此成為水文地質工程勘察中一種非常有效的物探方法。
2.2地球物理測井法
地球物理測井法簡稱測井,主要是在相應的位置鉆孔,然后利用能夠針對電、聲、熱等進行測量的儀器,辨識地下巖石和流體的性質,是進行油氣田勘探和開發的主要手段。不僅如此,測井法也可以針對水文地質工程中的各種參數進行測量,對含水層進行確定,然后結合鉆孔剖面,做好地下巖性的分層處理,并通過鉆探取芯以及水文地質勘查的方式,推測水文地質工程所處區域的地下含水層、巖溶發育帶等,更能夠對水文地質工程的相關地質參數進行明確。事實上,在缺乏鉆進取芯的情況下,測井法是一種非常有效的勘查方法,相比于地面物探而言,具有更高的勘查精度。
3結語
在水文地質工程勘察中,地球物理勘查方法有著非常廣泛的應用,也發揮著不容忽視的作用,能夠得到完善、準確的勘查資料,有助于實現對地下巖層水資源分布的合理分析和判斷,為工程的規劃建設提供良好的基礎數據,應該得到足夠的重視。
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【關鍵詞】工程地質勘察;目的;主要因素;問題;對策
工程地質學早在20世紀30年代就已成為一門獨立學科,近期的研究成果更是高深至運用非線性科學研究其復雜性問題[1]。隨著測量、物探、鉆探、試驗等在儀器、設備、新技術、新方法、新手段方面的不斷進步,特別是新時代計算機技術的廣泛應用,工程地質有了新的革新,無論是外業資料的收集還是內業資料的整理,工作程序、方法、產品、質量標準等,與傳統的工程地質相比,均有了較大的進步。作為一種逐步深化、由淺入深的調查研究過程,我們有必要對工程地質勘察進行探討和研究。
1工程地質勘察的目的
工程地質勘察是運用工程地質理論和各種勘察測試技術手段和方法,為解決工程建設中地質問題而進行的調查研究工作。工程地質勘察是工程建設的先行工作,其成果資料是工程項目決策、設計和施工等的重要依據。是為了獲取建筑場地及其有關地區的工程地質條件的原始材料和工程地質論證,為工程建設、規劃、設計、施工提供可靠的地質依據,以充分利用有利的自然和地質條件,避開或改造不利的地質因素,保證建筑物的安全和正常使用,而以坑探、鉆探、觸探、地球物理勘探等手段和方法,調查研究和分析,評價建筑場地和地基的工程地質條件,為設計和施工提供所需的工程地質資料。
2、決定勘察任務的主要因素
決定勘察任務的主要因素有三個方面,即建筑場地的復雜程度、工程所在的場地地質條件研究及當地建筑工程的經驗。根據建筑場地地形情況的不同,可以將建筑場地的復雜程度分成三個級別:復雜場地、中等場地和簡單場地。其對建筑的地基的影響程度一次遞減。如果是在陌生的區域,由于缺乏對當地地質條件的研究,因此會使勘察的工作量增加;反之,如果有工程施工的經驗,那么花費的時間和工作量就會相應的減少。因此,必須認識到工程地質勘察的絕對重要性。
3、工程地質勘察工作存在的問題
3.1對工程地質勘察的重要性和價值認識不夠
地質勘察主要有揭示地質構成和提供土體的力學指標兩個方面。地質構成決定了基礎的處理方案的選擇,而力學指標則對工程的造價上的有很大的影響。我們都知道,地下是無法看見或者摸到的,只能夠靠鉆探來勘察,而建設場地只能是唯一性的,所勘察出的結果也沒有任何的可比性,因此勘察單位專業是否技術夠強,操作是否足夠規范嚴謹,可以準確的提供出成果就變得尤為重要,這建筑的安全以及工程施工的順利進行都意義重大。
3.2工程地質勘察質量問題
在工程地質勘察的這個過程中,一般會出現較多以下問題:工程的概念不清楚,針對性也不強,手段落后,勘探側重點不明確,方法不當;工程地質分析工作中所選擇的理論、方法、計算公式等所適應的條件的物理意義混淆不清,與實際情況有很大差別;地質報告中的主要工程地質問題界定不夠準確或者提供的論證不夠充分充分,如果基本地質條件不是很清楚清楚,那么就會導致遺漏問題,甚至會出現結論性錯誤;有些地質報告根本就沒有做出地質結論,或者還沒有做多少地質工作就已經先下結論,工作態度及其不負責任。這些問題通常會造成階段性工程審查工作無法一次性通過,以致延誤開發時機;或者通過了審查,卻給工程留下了極大的隱患。
3.3勘探的方法不正確
一些勘察部門用其所謂的靜載荷,試驗壓裂探坑兩側土層為準來確定承載力,這種做法也是不科學的。
3.4工程地質勘察缺乏監管
這種問題主要存在兩種情況。第一種情況,工程地質勘察都是在工程的前期進行,而且是由建設單位自主的對勘察單位進行選擇,一般的建設單位缺乏相關方面的專業知識,對地質勘察重要性也缺乏認識,因此造成了對勘察單位要求不夠高,有成果即可,另外,鉆探費用上如果考慮多一點,相對的技術要求就輕了些。第二種情況,地質勘探是野外作業、土工試驗和資料整理,這一系列過程只是由勘探單位自己獨立完成,而沒有任何監督,所以到底鉆了多少孔,取了多少土樣,鉆了多深,土工試驗做了多少,等等,這些問題可能都存在很多漏洞。
4、工程地質勘察問題的解決對策和機遇
解決問題首先要分清責任。責任分清楚了,落實要有人來抓,所有問題雖然我們不敢說都能很好地得到全面解決,但至少可以前進一大步。[2]但是,如果人們都只是在討論其必要性或者重要性,卻沒有實際行動,那么也就只是紙上談兵,沒有意義。隨著勘測設計市場化進程的加快,新舊技術與管理上產生的沖突,新舊思想和思維上的交鋒,不僅是矛盾,也是改革前進的動力。因此,我們必須明確責任,確定負責人,精心指揮,追蹤落實。
高標準的要求就是勇于面臨挑戰和抓好機遇,人類社會的發展進步與進步,實際上也是一部人與自然互相協調與影響的壯史。人類社會的產業革命,都與工程建設有直接的聯系,而與地質環境也有直接或者間接的關系。當今社會上,工程地質工作正存在著這樣或者那樣的問題,工程地質學科也正在經歷著前所未有的挑戰,然而,對于我們來說,這更是一種機遇。抓住機遇,迎接挑戰,造福人類,是工程技術人員和地質學家的不可推卸的責任和艱巨任務。
5、結束語
工程地質勘察是工程建設過程中的一個十分重要環節,與工程造價和建筑物的安全都有著十分緊密的聯系。因此,工程地質勘察工作技術人員,一定要良好的職業道德和有高度的責任感。在專業水平上,要業務精通,并且努力做好工程地質勘探工作,爭取不斷提高地勘水平。掌握主要工程地質特征等關鍵因素,通過縝密的經濟與技術評價分析,為設計和施工提供出最為合理、最為優化的工程地質依據。
參考文獻