高速公路樁基巖溶勘探

1、*高速公路樁基巖溶勘測報(bào)告*高速公路樁基巖溶超高密度電法勘測解釋報(bào)告西安澳立華勘探技術(shù)開發(fā)有限公司*高速公路樁基巖溶超高密度電法勘測解釋報(bào)告數(shù)據(jù)采集：報(bào)告撰寫：報(bào)告審核：項(xiàng)目負(fù)責(zé)：西安澳立華勘探技術(shù)開發(fā)有限公司*高速公路樁基巖溶勘測報(bào)告目 錄前 言21 工程概況22工作目的與任務(wù)33 探測對象地球物理前提分析34 超高密度電法原理及所用儀器系統(tǒng)簡介35 資料解釋66 各剖面反演電阻率分布圖解釋如下：87 致謝11*高速公路樁基巖溶勘測報(bào)告前 言受*勘察設(shè)計(jì)院的委托，我公司（西安澳立華勘探技術(shù)開發(fā)有限責(zé)任公司）承擔(dān)了*高速公路超高密度電法勘探的工作，以查明勘測區(qū)段內(nèi)地下地質(zhì)情況（主要是樁基底部及

2、周圍巖溶發(fā)育情況）。 我公司利用應(yīng)用地球物理勘探類方法中的新方法新技術(shù)，即由澳大利亞ZZ Resistivity Imaging研發(fā)中心最新研制成功的Flash RES 64多通道、超高密度地面井地井井直流電法勘探系統(tǒng)，對該項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)各地段進(jìn)行了超高密度直流電法勘探工作。為了圓滿的完成本次超高密度直流電法探測工作，我們專門組織專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行了現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集工作，在室內(nèi)對資料經(jīng)過認(rèn)真處理和解釋后編寫本報(bào)告，于2008年11月完成全部工作。1 工程概況*境內(nèi)雨量充沛，但降雨的地區(qū)分布不均，一般是南部多于北部，山區(qū)多于河谷。省內(nèi)河網(wǎng)密布，10公里以上的河流共984條，分屬長江和珠江流域，大體以烏蒙山

3、、苗嶺為分水嶺，以北屬長江流域，流域面積115747平方公里，占全省總面積的65.7，包括烏江、赤水河、清水江、洪州河、錦江、牛欄江、橫江等;以南屬珠江流域，流域面積60381平方公里，占全省總面積的34.3，包括南盤江、北盤江、紅水河、都柳江、打狗河等。按河流流域面積劃分，1萬平方公里以上的河流有烏江、六沖河、清水河、赤水河、北盤江、紅水河（包括上源南盤江）、都柳江7條。河網(wǎng)密度，按10公里以上河流計(jì)算，每平方公里河長17.1公里。以東部錦江最密，每平方公里河長23.2公里;以西部六沖河、南北盤江最稀，每平方公里河長14公里左右。  境內(nèi)的主要河流，除清水河發(fā)地中部、都柳江發(fā)源于南

4、部外，其余多發(fā)源于西部。河流皆順地勢向東、南、北三面迂回曲折進(jìn)入鄰省，呈放射狀。河流的上游，大都河谷開闊，耕地集中，人煙稠密，工業(yè)發(fā)達(dá)，河流比較平緩，田多水少，工業(yè)用水矛盾較突出;中流河谷束放相間，比降小，水流湍急，水力資源豐富;下游河谷深切狹窄，傍河臺地少，水量大，水力資源豐富，河流比降略緩，有通航和放木之利。一些河流穿行于巖溶地區(qū)，形成多段伏流，伏流段落差集中，常達(dá)100米以上;某些河段，由于河床巖性的差異，形成多級瀑布，如世界聞名的位于打幫河上的黃果樹瀑布;有的河流，由于伏流段通道阻塞，形成常年性或季節(jié)性的湖泊，西部和西南部的小河流上較多，俗稱海子，最為著名的是威寧草海。  地

5、下水  根據(jù)地下水賦存條件和含巖層的性質(zhì)，貴州地下水可分為松散巖類孔隙水、基巖裂隙水及碳酸鹽巖類巖溶水三大類。貴州地下水的主要類型是巖溶水，分布極廣，幾乎遍及全省，約占地下水總量的70以上，是目前工業(yè)、農(nóng)業(yè)用水及城鎮(zhèn)生活用水的重要水源之一，具有開發(fā)價(jià)值；其次是裂隙水；孔隙水分布面較少。地下水化學(xué)性質(zhì)復(fù)雜，有10余種類型，以碳酸氫鈣型為主，碳酸氫鎂型次之。2工作目的與任務(wù)本次對*高速公路勘探工作的目的主要是，查找樁基底部及周圍巖溶的發(fā)育情況。3 探測對象地球物理前提分析綜合分析*高速勘探介質(zhì)的電性情況。由于粘土、溶洞和灰?guī)r之間存在較明顯的電性（如電阻率或電導(dǎo)率等）差異，這為該工區(qū)進(jìn)行超

6、高密度電法勘探工作尋找溶洞位置提供了良好的地球物理前提。4 超高密度電法原理及所用儀器系統(tǒng)簡介4.1、超高密度電阻率方法多通道、超高密度直流電法勘探系統(tǒng)是源于澳大利亞折京平博士多年研究的成果（折京平博士關(guān)于此方法的文章已在美國的Geophysics雜志200734期上發(fā)表）。超高密度直流電法勘探是仍然基于在人工直流電場的作用下，地表的電場分布與地下巖土介質(zhì)的電阻率分布相關(guān)的基本原理，但它是創(chuàng)新的直流電法勘探方法，其主要特點(diǎn)如下：1）、首先超高密度電法打破了常規(guī)電法勘探中數(shù)據(jù)采集方式的限制，而采用自由無限制的任何四極的組合方式來采集數(shù)據(jù)，正是基于此這種超高密度方法可采集到幾十倍與常規(guī)電法數(shù)據(jù)采集

7、方式采集不到的數(shù)據(jù)。例如同在一個(gè)64電極的排列中，常規(guī)的數(shù)據(jù)采集方式僅可采集到一千多個(gè)數(shù)據(jù)，而用這種超高密度的方法，就可采集到六萬多個(gè)數(shù)據(jù)。如此多的數(shù)據(jù)大大提高了反演結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。也避免了常規(guī)數(shù)據(jù)采集方法中數(shù)據(jù)采集的片面性（有些偏重于橫向分辨率，有些偏重于縱向分辨率等等）而導(dǎo)致在同一地點(diǎn)采用不同數(shù)據(jù)采集方式采集的數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的反演結(jié)果不同的缺點(diǎn)，這是我們在世界上的首創(chuàng)。2）、該方法的第二個(gè)特點(diǎn)是它徹底的拋棄了視電阻率的概念。它將所測得的大量數(shù)據(jù)利用現(xiàn)代的反演技術(shù)直接反演成真電阻率剖面圖。此圖可直接用于地下巖土分布的分析和解釋。3）、此方法的另一個(gè)特點(diǎn)就是它的61通道技術(shù)。例如使用常規(guī)高密

8、度電法要測得6萬個(gè)數(shù)據(jù)，就需要3整天，而我們的61道儀器，采集6萬多個(gè)數(shù)據(jù)僅需要1個(gè)小時(shí)。世界上的所有商用電法儀器中，道數(shù)最多的只有16道。4)、使用此方法可很容易的完成井井和井地電法勘探。這是我們在國內(nèi)的首創(chuàng)。此系統(tǒng)不僅能做地表電法勘探，還可用于井井透視、井地斜視的勘探，這完全不同于常規(guī)的MISE-A-LA-MESSE方法，在這種MISE-A-LA-MESSE方法中，僅將一個(gè)電流電極放入井中，而在地表測量電位。而我們的井井和井地方法是將數(shù)個(gè)甚至全部電極放入井中，并把它們既用于電流極也用于電位極，這樣可以更全面的測量數(shù)據(jù)，由于在井中的電極距異常體較近，所以較容易勘測到這些異常體。 5)、超高密

9、度電阻率法的數(shù)據(jù)采集過程全部自動化。程序自動將每個(gè)排列的64個(gè)電極分為奇數(shù)組32個(gè)（1、3、5、61、63）和偶數(shù)組32個(gè)（2、4、6、62、64）兩組，然后在這兩組電極中各選取一個(gè)做為供電電極A和B，在一次通電過程中同時(shí)測量其它電極相對于某一電極M的電位差（如下圖所示），就可得到61個(gè)電位差（MN1、MN2、MN3MN60、MN61）數(shù)據(jù)。而奇數(shù)組32個(gè)電極和偶數(shù)組32個(gè)電極互相配對（即全排列）做供電電極，即做一個(gè)排列就有32×321024次供斷電過程，每次供電可同時(shí)采集61個(gè)電位差數(shù)據(jù)，所以總的數(shù)據(jù)量應(yīng)為32×32×6162464個(gè)。6)、井井透視勘測時(shí)，我們

10、將2根帶有32個(gè)電極的電纜分別放入待測的2個(gè)鉆孔中，數(shù)據(jù)采集時(shí)仍然按照按照地表數(shù)據(jù)采集的方式來采集，所以總的數(shù)據(jù)量仍為62464個(gè)。4.2、超高密度電法勘探儀器簡介儀器是由澳大利亞ZZ Resistivity Imaging研發(fā)中心最新研制成功的FlashRES 64多通道 超高密度 地面井地井井 直流電法勘探系統(tǒng)，該產(chǎn)品已經(jīng)在中國申請專利。4.2.1、系統(tǒng)組成FlashRES 64多通道 超高密度 地面井地井井 直流電法勘探系統(tǒng)主要由以下六大部分組成：a儀器主機(jī)箱；b便攜式計(jì)算機(jī)；c電纜；d電極；e數(shù)據(jù)采集控制軟件；f數(shù)據(jù)處理和反演成像系統(tǒng)。4.2.2、主要技術(shù)指標(biāo)A.接收部分電極: 64個(gè)

11、 電壓通道數(shù)： 61輸入阻抗： >107歐姆測量精度： <0.5%<1bit對50HZ工頻干擾壓制: >80dBB.發(fā)射部分三種供電電壓： 30V, 90V, 250V電流： <3AC.其他電纜: 二根帶有32個(gè)電極的多芯電纜工作溫度： 20攝氏度-+50攝氏度工作濕度： 95RH儀器電源： 12V 電瓶 重量： 4.5KG體積： 350x300x150（mm）4.3、超高密度直流電法勘探系統(tǒng)的優(yōu)勢FlashRES64多通道、超高密度直流電法勘探系統(tǒng)的關(guān)鍵優(yōu)勢：1.64道數(shù)據(jù)同時(shí)采集，大大提高采集的效率；2.打破常規(guī)的采集裝置，可用泛裝置進(jìn)行采集；3.采集數(shù)據(jù)量巨

12、大，具有更高的解釋精度；4.可用于地表、井-地、井-井勘探，實(shí)現(xiàn)了全方位勘探；5.現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)，可對采集數(shù)據(jù)的進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；6.高精度、高性噪比（50/60噪聲壓制）；7.國際領(lǐng)先的2.5維反演軟件；8.內(nèi)置溫度傳感器；9.大存儲容量，幾乎無存儲限制；10.自動SP校正。4.4、超高密度直流電法勘探系統(tǒng)主要應(yīng)用領(lǐng)域FlashRES64多通道、超高密度直流電法勘探系統(tǒng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋?.利用井間和井地電法，可以橋隧等工程提供較詳細(xì)的地質(zhì)構(gòu)造信息；2.在鐵路和公路勘查，尋找路基下的空洞和不穩(wěn)定區(qū)，檢測工程質(zhì)量；3.在金屬礦山巷道內(nèi)勘測巷道四周及巷道之間的金屬礦藏的分布狀況；4.尋找地下埋藏有害物

13、，地下空洞，采空區(qū)和墓穴等；5.尋找地下水資源，大壩漏水區(qū)；6.礦山帷幕注漿工程效果檢測；7.探測灰?guī)r中的溶洞和巖溶發(fā)育狀況。5 資料解釋準(zhǔn)確的探測灰?guī)r地區(qū)橋墩下部的巖溶分布狀況，是橋梁工程建設(shè)上的一個(gè)重要課題，也是一個(gè)目前難以解決的工程難題。目前常用的方法就是使用鉆探，但是鉆探又是一孔之見，它不能提供鉆孔周圍是否有溶洞及鉆孔底部是否有溶洞等更多的相關(guān)信息。而我們公司的FlashRES64超高密度電法勘探反演系統(tǒng)，可以采用井地勘測的方法，直接探測到鉆孔周圍半徑5內(nèi)是否有溶洞，并能確定溶洞的大小和方位；以及鉆孔底部5范圍內(nèi)是否有溶洞。這樣就克服了鉆孔只有一孔之見的局限性。結(jié)合工作區(qū)的綜合地質(zhì)信息

14、，我們對資料解釋時(shí)考慮了以下幾點(diǎn)，以便能更好的解譯勘測到的物探信息。1）、勘測區(qū)內(nèi)地下水較淺，發(fā)育的溶洞基本都是被泥沙或是水充填，所以在電法勘探時(shí)溶洞基本都呈現(xiàn)低阻顯示。我們在實(shí)際勘測時(shí)判斷是否溶洞也就是找是否有低阻顯示。2）、電法勘探不可避免的存在兩個(gè)方面的問題，電法勘測本身就是一個(gè)二維的勘探方法，它不可避免的存在體積效應(yīng)。所以對一些小的串珠狀溶洞或相鄰的小溶洞，在勘測時(shí)就不可能區(qū)分的很清楚，最終顯示的結(jié)果就可能只是一個(gè)相對籠統(tǒng)的低阻區(qū)域。3）、通過做互相垂直的兩條井底測線，然后在綜合分析鉆孔周圍的巖溶發(fā)育情況，既可以大致找出溶洞的方位和走向。4）、如果在一個(gè)鉆孔的下方有明顯的低阻顯示，那么

15、就可以判斷為有溶洞存在，但是其具體方位和位置還有待驗(yàn)證。6 各剖面反演電阻率分布圖解釋如下：井下電極從-19米到-1米（白色點(diǎn)顯示），井線在井孔靠右側(cè)放下，故井線左側(cè)有一小范圍低阻顯示。從數(shù)據(jù)解釋圖中可以看出在井孔的上部電阻低，為亞粘土，富含水分。在4米處電阻變大，應(yīng)為強(qiáng)風(fēng)化巖石。在6-7米處轉(zhuǎn)入高阻（紅色區(qū)域顯示），為弱風(fēng)化致密巖石，樁基底部及兩側(cè)電阻值都很高，巖石完整，無異常。從數(shù)據(jù)解釋圖中可以看出，樁基自上而下電阻率值逐漸增大，底部及兩側(cè)的電阻率值均相對較高，應(yīng)為較完整巖石，無異常。與現(xiàn)場反映樁基上部為強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r，底部為弱風(fēng)化白云巖相符。從數(shù)據(jù)解釋圖中可以看出，左2-2樁基底部5米范圍內(nèi)電阻率較高，巖石較完整。但左3-5樁基左下部有一明顯低阻區(qū)，這可能是由于破碎帶或溶洞所致，請施工中注意。井下電極從-27米到-1米（白色點(diǎn)顯示），從數(shù)據(jù)解釋圖中可以看出在井孔上部電阻率相對較低，結(jié)合現(xiàn)場施工情況推斷為人工填土和亞粘土，富含水分。依