地质勘察方法(6篇)
地质勘察方法篇1
关键词:现代水文地质勘察;找水;应用
中图分类号:F407.1文献标识码:A文章编号:
我国水资源短缺,各地由于过量开采地下水已形成了大面积的水位下降漏斗,各地出现了不同程度的地面沉降。为满足城市居民生活和工农业生产用水需求,笔者曾经参与了某水源地综合运用现代水文地质勘察方法找水勘察的全过程,取得了多种地质信息,基本查清了供水目的层埋藏条件、边界条件以及地下水动态特征。
一、遥感水文地质调查
勘察区内进行航空遥感勘察,采用展片和航片目视解释,结合野外验证与水文地质补充调查。以此为基础,结合之前资料,分析区域构造及边界条件,了解区内岩石构造、岩性、岩溶裂隙发育规律、富水性、第四系孔隙分布规律、水化学特征;查明研究区富水区分布在北汝河冲洪积扇麦岭镇及沙河冲洪积扇叶县附近和地下水类型。地下水径流总体自西向东;水位动态受大气降水和人工开采控制,这些都为下一步找水方向和圈定普查范围提供依据。
二、物探和钻探
1、物探
在水文地质调查基础上,对勘察区西部补给断面采用对称四极电测深法进行探测,做电测深剖面8条,电测深点203个;对勘察区南部、西部边界和北汝河河道用EH-4电导率成像系统作探测,完成9条物探剖面,96个物理点,剖面长54.55km。由此,基本查明了西、南边界和北汝河河床地层结构以及含水层分布,为水源地供水孔拟建和钻探工程量布置提供依据。
钻探
在分析勘察阶段成果基础上布置钻探工作量。勘探施工勘探抽水孔4眼,进尺291.4m;地质孔4眼,进尺362m;观测孔12眼,进尺1071.55m;探采结合井18眼,进尺2242.2m。共施工勘探孔和探采结合井38眼,总进尺3967.15m。
从物探、钻探结果出发。结合水文地质及水源地地层时代、岩性、成因及富水性,新近系湖积层及第四系下更新统冰水沉积层的富水性差,集中供水意义不大;中更新统埋藏型冲洪积卵砾石层颗粒粗,富水性强,厚度大,不易污染,是理想水源地。
三、预测地下水可开采量
1、浅层地下水的均衡方程为:
(Q侧补+Q降+Q回+Q河渠补+Q顶)-(Q侧排+Q蒸+Q河渠排+Q越+Q开)=μ(Δh/Δt)F
2、深层地下水的均衡方程为:
(Q侧补+Q越)-(Q侧排+Q顶+Q开)=μe(ΔH/Δt)F
式中,Q侧补、Q侧排分别为侧向径流补、排量;Q降为降水入渗量;Q回为农田灌溉回渗量;Q河渠补、Q河渠排分别为河渠水补、排量;Q蒸为浅层地下水蒸发量;Q顶、Q越分别为深层水顶托补给浅层水及浅层水越流补给深层水量;Q开为浅层水或深层水开采量;Δt为浅、深层水计算时段;Δh、ΔH分别为Δt时段内,浅、深层水位变化值;μ、μe分别为浅层水给水度、深层水弹性给水度;F为计算区面积。
根据深、浅层地下水均衡方程计算开采条件下水量均衡,结果如表1、表2。
表1开采条件下浅层地下水均衡计算结果万m3/d
表2开采条件下深层水均衡计算结果万m3/d
由表1、表2可知,在设计开采条件下,浅层地下水总补给量与总排泄量均衡差为-0.972万m3/d;在开采条件下,深层水总补给量与总排泄量均衡差为+0.353万m3/d。这从宏观上说明了深层地下水开采14万m3/d是有保证。
根据此地实际,建立地下水数值模拟与预测数学模型,预测不同开采条件下水位变化,评价地下水允许开采量。研究中,应用地下水水流和溶质运移模型软件包进行有限元数值计算,验证参数,预测水源地扩大开采条件下的水位,综合分析此水源地按现有开采井布置方案和开采量14万m3/d的强度开采深层水是有保证的,前几年水位逐年下降,形成水位降落漏斗,但4-5年后,全区水位将稳定。
四、可开采量预测评价
1、群孔抽水试验
利用原有生产井和供水管网,在枯水期进行了2个落程群孔抽水试验,试验井9眼,抽水量分别为37865、51383m3/d。期间,除对13眼生产井动、静水位和水源地开采量、降水量、浅层水位、大陈闸地表水位逐日观测外,还对已有深层观测孔进行观测。深层观测孔18个,浅层观测孔16个,基本控制了水源地流场特征和深层、浅层地下水位变化规律。群抽期间水源地漏斗中心附近水位与水位基本一致,地下水位处稳定状态。
试验期间,西北方向沟刘深层观测孔X3和浅层观测孔S809水位在干渠放水时同步上升,西南方向横梁渡浅井S805水位受干渠长期有水影响持续上升,不受水源地开采影响,浅井水位高于附近深层水位。由此,干渠放水对地下水具有明显补给作用。东北K7孔、S820孔和东南K11孔、S808孔水位动态受水源地开采影响也不大,与水源地生2孔、S801孔动态基本一致。说明该水源地在枯水期开采51383m3/d对区域水位和水源地水位影响不大,地下水位呈自然变化趋势,说明水源地开采潜力大。
汛期,6月25日单日降水达274.1mm,水源地开采量仍有4万m3/d时,浅层和深层地下水位迅速同步回升,远高出试验初期水位,进一步说明水源地地下水补给迅速,补给能力强,开采潜力大。
2、水位动态的逐步回归分析
研究水位动态,可了解地下水系统补给和排泄。分析水源地水文地质情况,影响水位动态的因素有水源地开采、降水和上游库区水位和放水。分别取水源地开采漏斗中心附近深层水月平均静水位埋深、动水位埋深及浅层月平均静水位埋深为因变量,以当月降水量、前一月降水量、水源地当月开采量、大陈闸当月水位和放水量为自变量,作回归计算,确定水源地水位动态的主要影响因素,建立回归方程。
深层静水位埋深预测模型:
Y1=39.4087+1.1608×10-4Qi-8.6818×10-3Pi-1-0.4810H闸i
浅层静水位埋深预测模型:
Y2=51.4431+0.7793×10-4Qi-10.2661×10-3Pi-1-0.6307H闸i
式中,H闸i为大陈闸水位,m;Pi-1为降水量,mm;Qi为水源地开采量,万m3/d。
水源地开采量按14万m3/d,降水量、大陈闸水位取最近几年实测平均值740.5mm、76.62m作预测值,代入上述预测模型,预测水源地漏斗中心附近浅层、深层静水位,预测结果如图1。初期水位急剧下降,到一定水平后,趋于稳定,受降水和大陈闸水位动态影响,呈周期性变化,且浅层、深层静水位埋深同步变化,最大值分别是14m,20m,深层最大动水位埋深不超过30m,远小于水源地浅层和深层含水层底、顶板埋深。所以,水源地开采14万m3/d可行的,不会出现水位持续下降及破坏原有水文地质条件等水文地质问题。
图1可采水量综合预测结果
五、结论
在水文地质勘探中采用新的勘察技术方法,结合相应试验,可准确取得水文地质参数,避免传统水文地质勘察中由于缺乏对地下水资源和当地生态环境保护造成的如水位持续下降、水循环平衡失调、地面沉降及生态环境恶化等一系列水文地质问题。
地质勘察方法篇2
关键词:地质勘查;找矿技术;优化
前言
我国矿物质资源相对于其他资源较为丰富,采矿业也作为基本经济产业不断发展。传统的采矿技术只是对表层的地质结构作简要的分析,来判断是否含有矿物质。这种简单的措施不能准确的判断地质成分,有时会造成对人力物力资源的浪费,给采矿带来很多不必要的损失。但现阶段的新型采矿技术在准确找矿的方面有很大的提高,结合先进的地质勘察方法进行高效的找矿,使采矿业的发展得到进一步的提高,带动了我国经济的友好发展。
1基本的地质找矿方法
1.1砾石找矿法
砾石找矿法是应用方式最为简单的一种找矿方法,它的原理是利用地质的运动来寻找矿源。暴漏在空气中的矿石会在风化作用下产生许多小的矿砾或者岩石砾岩,当受到一些外力的作用(如风力作用、水流冲击等),散布于矿床的周围的细小矿砾会随着外力运动到先对较远的地方,采矿人员就会根据周边的矿砾找到大的矿源。但这种找矿方式存在着一定的缺点,有时砾石散布的范围会大大超过矿床范围,部分甚至单独被外力带到很远的地方去。在其周围一定范围没有矿源,给采矿人员带来错误的信息,以至找不到矿源。这种操作简单,准确率低的方式在近阶段也有一定的改进,在寻找矿砾的基础上进行矿砾的单位密度计算与分析,科学的计算将很大程度上减少矿源错误的概率。
1.2地质填图法
地质填图法在地质找矿技术的实际应用中是最为广泛的,它的矿源查找准确度十分高。这种地质找矿法的理论内容十分严谨,首先它将选择适当的比例尺对地质进行画图处理,对基本的地质特征进行详细分析,得到准确的地质构造图。根据构造图就可以确定矿源的准确位置,采矿人员将节省寻找矿源的时间,也降低了找错矿源的风险。与其他几种地质找矿方法相比,它独有的优点是能将找矿理论内容付诸于实践,合理的规划与设计使采矿变得更为快捷准确。
1.3重砾找矿法
重砾找矿法主要针对寻找原生矿和砂矿,使用频率也是相对较高的。相比于砾石找矿法和地质填图法来说,这种方法的操作方式较为复杂。在矿源大只存在的区域进行分层取样,对个样品进行密度分析,结合概率统计学的内容算出含砂量的多少,确定此区域的矿物质的丰富度。
2地质勘察的基本内容
2.1地质勘查的工作范围
地质勘查主要就是对矿山进行勘察,它的目的是测定矿山中所含有的矿物质。经过地质勘查后,就可以进行对常见的矿源(如铁、铜)的开采。在对矿山进行开采时,应结合国内外市场的需要合理的确定矿物质的开采方案。一些常见的矿物质虽然有较大的含量,但其现有的需求量及市场却很小,面对这样的局面,我们应该对占有市场优势的矿物质适量多开采,而不必要对有一定市场危机的矿物质投资过多。对于尾矿在开采过程中也会遇到,此时应该严格按照国家标准来执行。如若存在侥幸心理,则将产生严重的恶性循环,导致各种环境被污染的难以解决的永久性问题。对矿物质的合理开发利用,才能实现国家提出的可持续发展的目标,并能使矿产资源能够再生和循环利用[1]。对矿山的储存量应有精确的统计,确保每一处矿源都被合理高效的利用。这就需要对矿山及其周围的环境有很准确的了解,对每一处位置都进行监测。地质勘查工作对矿山开采起到了必要的监督作用,在开采过程中对数据要进行严密的监督记录并存档,保证在开采后原矿山不会成为废山。矿山关闭的勘查是十分必要的,当矿山开采完毕后要按照有关部门的规定及时关闭。地质勘察部门应督促开采部门在靠才结束之前就计划好闭坑的相关措施。提前作出应对可能发生问题解决措施的方案,在问题一旦发生时就会及时的加以解决,避免受到更大的损失和引发更为麻烦的问题。此外,地质勘查也将有利于对环境的有效保护,面对环境的恶化会及时发现并及时的对其加以保护。
2.2地质勘查及找矿技术的原则
地质勘查技术原则是在进行地质勘察工作时的指导原则,对勘察的正确有效地进行有很大的意义,是进行科学勘察的前提保证。勘查技术的选择是勘察工作正确进行的关键,在地质勘查的过程中,我们要根据勘察的具体要求,环境限制,以及所能达到的技术手段来合理的选择勘查技术,并制定科学有效的勘察方案。有些采矿的要求是单一的开采一种矿物质,此时就应该选择用砾石找矿法进行矿源位置的确定,在开采的过程中一定要注意对不同的矿物质的分离,对开采不需要的矿物质要舍弃和保护,不能破坏其他的矿物资源。在地质勘查及找矿技术的原则中,要从大局观来确定地质勘查及找矿的方案,结合地质条件、人口分布及国土资源来进行合理的布局工作,并在工作过程中权衡利弊得失,坚决防止因为单方面的原因而影响了整体的工作进展[2]。面对新科技飞速发展的今天,创新工作的开展已迫在眉睫,我们需要利用先进的科学技术以及网络信息的发展不断提高地质勘查的精确度与准确度。努力的实现矿物质资源利用及效益最大化,为我国的经济发展作出贡献。积极推动国内的矿物资源开采企业与国外相关企业互相合作,结合国内外先进的采矿技术,学习国外由于我国的技术方面,提高和改善我国现有的地质勘查的方法与采矿的技术。确定出一套更为有效的矿物质开采系统与地质勘测方案。利用国内资源与国际技术的完美结合,从而对我国资源利用提供更为有力的保障。
2.3地质勘察方法及找矿技术的优化
在现有的地质勘察方法及找矿技术中仍有一定的缺陷,我们要及时发现技术中的缺陷,并根据经验及科学理论提出改进技术手段。在野外勘探中对研究区域内大的断层及其地质构造的了解有较大的要求,此时对地理位置的精确判断是对开采人员人身安全的的保障。利用全球定位系统GPS就是问题变得简单化,它通过卫星、实行无线导航定位,为我们提供一个准确的三维坐标图,我们所需了解位置将在坐标图中准确体现。同时它对地质表面的矿物质也有一定的辨别作用,在稳定光的照射下一般的矿物质都有一定的辐射能力,GPS定位系统将捕捉到这些信息并传送到我们的接收仪器中。
结束语
地质勘查方法及采矿技术的改进对我国矿物质开采与利用的意义十分重大,在今后的发展过程中我们要根据以往的经验及科学的理论依据完善我国地质勘查方法及开采技术。我国的经济也将因开采业的进步而得到更好地发展,国民生活水平也将逐步提高。
参考文献
地质勘察方法篇3
关键词:水文地质物探探采结合井抽水试验
中图分类号:TV5文献标识码:A文章编号:1672-3791(2013)03(c)-0077-01
1工作概况
工程区内现有灌溉林地面积约600亩,灌溉水源完全为地下水。区内现有灌溉用管井1眼,管井位置及进口埋于绿化草地之下且正在抽水使用,无法对该井进行进一步检测,则成井资料及单井单位涌水量不详。据现场访问调查,该井为80年代建造,深度约185m,管径200mm,单井出水量约20~30m3/h,抽水降深不详。目前工程区内林地处于严重非充分灌溉状况。为了解决工程区内林地灌溉严重缺水问题,拟在工程区内确定地下水相对富水的地段,布置勘探井2眼。
2地质概况
2.1区域水文地质条件
通过现场水文地质调查、收集分析前人资料及卫星遥感解译,场区在地形上为一东、西、南部高,北部低的半封闭洼地。地层岩性:上部厚度0~20m为第四系全新统冲洪积松散层,岩性为粉土、砾质土、砂砾石,松散,分选性差,砾石呈片状,次棱角状。该层含水层薄,富水性差,为贫水区。
根据区域水文地质勘察成果资料(1/20万),场区内深度0~20m以下地层为三叠系上统小泉沟群,含水层岩性为砂岩、砂质页岩、砾岩、粉细砂岩、含砾粉砂岩,地下水类型为碎屑岩孔隙、裂隙水。钻孔中砂岩、砾岩含水层中涌水量分别为0.182~0.77L/s·m、1.12~1.70L/s·m,地下水较为贫乏。
通过现场调查及区域水文地质勘察成果资料,在场区周边500m范围内未发现大的区域控水断裂构造。
2.2工程区水文地质条件
工程区地形东、西、南部高,北部低,东部有一处长500m,宽250m的元宝山状隆起(俗称棋盘山)。根据钻孔揭露,工程区地层岩性主要为:上覆厚度为14~19m的第四系松散沉积层,岩性为碎石土,砾质土,角砾,砾石多呈片状棱角状,粒径普遍多在0.5~2cm;下部岩性为砂岩、砂质页岩、砾岩、粉细砂岩、含砾粉砂岩。强风化层厚约2m,岩石完整性较好,岩体裂隙不发育,透水性较差。在深度为137~142m的基岩段,裂隙较发育,透水性较好,为相对较富水的含水层段。
3水文地质勘探与抽水试验
3.1物探
本次工作在工程区内完成了物探电测深剖面4条,Ⅰ—Ⅰ剖面从西向东0~190m段深度约60m内岩体电阻率大于25Ω·m,说明基岩岩体较为密实、完整,裂隙不发育,富水性较差;深度60~200m岩体电阻率小于25Ω·m,说明基岩岩体裂隙相对较发育,富水性相对较好。平距190~470m段深度约200m内岩体电阻率均大于25Ω·m,说明基岩岩体较为密实、完整,裂隙不发育,富水性较差。
Ⅱ—Ⅱ剖面从北向南0~150m段深度约50m内岩体电阻率大于25Ω·m,说明基岩岩体较为密实、完整,裂隙不发育,富水性较差;深度60~200m岩体电阻率小于25Ω·m,说明基岩岩体裂隙相对较发育,富水性相对较好。平距150~430m段深度约200m内岩体电阻率均大于25Ω·m,说明基岩岩体较为密实、完整,裂隙不发育,富水性较差。
Ⅲ—Ⅲ、Ⅳ—Ⅳ剖面深度200m内岩体电阻率均大于25Ω·m,说明基岩岩体较为密实、完整,裂隙不发育,富水性较差。
3.2勘探
本次共布置两眼探采结合井:1号井位于工程区内九号楼东侧约40m处的林地中,该处地形为东、西、南部高,北部低。根据该井钻孔揭露,表层0~14m为碎石土层,灰褐色,碎石磨圆度较差,多呈片状、棱角状,结构密实,粒径一般为0.5~2cm。14m以下为基岩层,岩性主要为灰色的砂岩、砾岩、砂质页岩、粉细砂岩、含砾粉砂岩,其中14~16m为强风化层,其中137~138m处裂隙较发育,透水性较好,存在基岩裂隙水溢出现象,为该井的主要含水层,其余部分岩体完整性较好,裂隙不发育,透水性较差。
2号井位于工程区内九号楼北侧约500m处的荒地上,该处地形为东、南部高,西部略有起伏,北部低。根据该井钻孔揭露,表层0~19m为砾石层,灰褐色,表层含少量的土,以下主要为砾石层,砾石磨圆度较差,多呈片状、棱角状,结构密实,粒径一般为0.5~2cm。19m以下为基岩层,岩性主要为灰色的砂岩、砾岩、砂质页岩、粉细砂岩、含砾粉砂岩,其中19~21m为强风化层,其中19~25m、140~142m处裂隙较发育,透水性较好,存在基岩裂隙水溢出现象,为该井的含水层,其余部分岩体完整性较好,裂隙不发育,透水性较差。
3.3抽水试验
(1)1号井井深为200m,井径250mm,井壁套管安装深度为基岩以下1m处。抽水试验潜水泵额定流量10m3/h,扬程226m,泵头安装深度为180m;该井静水位为4.7m,动水位为153.36m,最大降深为148.66m,在水井出水口附近埋设的三角堰查得水位为7.6cm,根据三角堰水头高度与流量差算表得出该井的出水量为8.08m·/h,抽水井单位涌水量为0.015L/s·m。
(2)2号井井深为200m,井径250mm,井壁套管安装深度为基岩以下1m处。抽水试验潜水泵额定流量20m3/h,扬程80m,泵头安装深度为54m;该井静水位为5.28m,动水位为7.73m,最大降深为2.45m,含水层厚度约为8m,出水量实测为36m·/h,抽水井单位涌水量为4.2L/s·m。
地质勘察方法篇4
【关键词】:地质勘查;水文地质问题;解决方法
中图分类号:F407文献标识码:A文章编号:
引言
在进行地质勘察的过程中,技术人员往往最容易忽略的问题是水文地质的问题,以及它可能带来的危害,本文将从地质勘察中被忽略的水文地质危害展开讨论,针对这些危害给工程造成的影响进行分析并评价。笔者结合自己的实践,在工程地质的勘察、设计以及施工中,有一个非常重要而又很轻易地被忽略的问题就是水文地质问题。
一、水文地质的重要性
水文地质有着与工程地质极为密切的关系,二者相互作用、相互联系,密不可分。地下水是岩土的组成结构,它对岩土体工程的特性有着直接的影响,同时也会影响基础工程,从而影响到建筑的耐久性和稳定性。在工程地质的勘察过程中,因为实质的勘察工作几乎不会涉及到水文参数,所以很多时候水文地质工作就被工作人员一笔带过,只是对天然地下水位作简单的一般性评价,而忽略了它的问题。此外,在水文地质比较复杂的一些地区,工程勘察人员受条件所限,对水文地质研究不深,在设计中对水文地质的问题重视程度不够,从而眼看地下水给各种岩土工程造成危害,不断地给勘察院和设计院敲响警钟。因此,在进行工程地质的勘察过程中,为提高工程勘察的质量,保证工程的稳定性,使工程顺利进行,必须要加大对水文地质问题的研究力度。在进行岩土工程地质勘察的时候,不但要查明水文地质的问题,还要分析地下水对建筑物的影响和作用,并提出相应的预防措施和整治对策,为工程地质的设计和施工的有效开展提供全面可靠的依据资料,降低地下水对工程的危害。
1、预防因地下水升降带来的问题
造成地下水位波动的原因可能有:气候的变化,季节变化,地球与月球引力变化,河流、湖泊、水库水位变化,潮汐变化及气压变化等。地下水位的升降超过一定程度有可能造成粉土以及粉细砂饱和液化而出现流砂、管涌等问题,也可能导致土壤盐渍化、沼泽化而腐蚀建筑物。因此在水文地质勘察工作当中要密切注意并调查掌握地下水位的条件以及升降变化的情况。
2、预防因地下水压力作用带来的问题
在自然状态下,地下水动水压力的作用十分微弱。但是在工程活动当中,由于地下水天然动力平衡的条件被改变,在动水压力作用下也会导致一些后果严重的岩土工程危害。如管涌、流砂以及基坑突涌等,需要做好这方面的水文地质勘察工作。当建议采用桩基时,应评价采用桩的适宜性;对桩基工程设计、施工、检测、监测应提出以桩的静载荷试验验证或确定单桩承载力的建议。
3、预防地下水位对岩土性质的影响
毫无疑问,岩土物理力学性质的与地下水位之间有着非常密切的联系,尤其是那些风化残积土、软质岩石以及不同成因的粘性土等。所以要高度重视地下水位对岩土物理力学变化的影响,做好预测和指导工作,避免工程出现因地质问题而导致的质量安全事故。
二、水文地质的危害
地下水对岩土工程引发的危害,主要原因是地下水水位的升降变化以及动水压力的作用。地下水水位变化的原因主要分为天然引起和人为引起的变化。而当地下水水位变化过大,超过一定范围时,就会造成岩土工程的质量问题,形成危害,其危害可以分为三种。
1、潜水位上升造成的危害
引起潜水位上升的主要原因是,附近河流、水库、湖泊的水位升高带来的影响。此外,还有工业废水,各种地下给排水管道以及引水渠道等灌溉工程的渗漏问题引起潜水位上升,潜水位的上升会极大危害建筑物的质量。
潜水位的上升会使建筑物地基变软,还能增加土壤的含水率,从而降低土壤的强度,增加其压缩性,使建筑物更容易发生很大的沉降变形。
对地基造成侧移或使地基隆起,从而使基础上浮,让建筑物失稳。
潜水位的上升会引起砂土和粉土饱和,从而出现地震液化的问题,可能引发流砂和管涌等问题发生。
斜坡的临空面会因潜水位的上升致使本身的岩土力学性能降低,从而发生滑移和崩塌等现象,导致其破坏,丧失正常功能。
使建筑物的地下室浸水,影响其正常使用。
增加土壤的盐渍化、沼泽化,增强建筑物腐蚀性,降低建筑物使用的耐久性。
2、地下水位下降给岩土工程带来的危害
地下水位的下降大多都是人为造成的,大多都是出于自己的私心。他们抽取地下水,用于补给,疏干矿床用于采矿。地下水水位下降太大,经常会引发地面沉降、地裂和地面塌陷等地质灾害发生,还会引起水质恶化和地下水枯竭等问题,给人们日常生活带来许多不便,同时也对环境造成一定的危害。有些地方甚至可能沙漠化,或引发海水倒灌的现象,这种破坏相当严重,甚至对人类的居住环境带来破坏,它已经不是影响一两个人的问题,而会影响绝大部分人。
3、地下水水位变化给岩土工程带来的危害
引起地下水水位波动的主要因素为,气候和季节变化,河流和湖泊的变化,水库水位的变化,潮汐及气压的变化等,地下水水位的波动会造成:
地下水水位的波动会使土压密,土体的再加压会使其密度比原来密度更大。加大建筑物基础建筑材料的腐蚀程度。地下水水位波动太大,会使木桩进行干湿度交替,加快木桩腐烂,对于泥炭土来说,水位的波动对其更不利;对一些钠盐层和石膏地层等含盐地层易发生溶解,进而使建筑物发生很大的位移;地下水水位的波动还容易引起一些岩土发生不规律的胀缩变形,反复的水位变化会使岩土胀缩变形频繁,还会使其胀缩的幅度越来越大,引发地裂,从而引起建筑物破坏。地下水在自然状态下,动水压力的作用很微弱的时候,一般不会发生破坏,但是在工程活动中,被人为地改变了其天然平衡的条件,或者由于动压力、扬压力作用,就会引发危害性很大的岩土工程,比如流砂、基坑突涌、管涌等灾害。
三、工程地质勘察中针对水文地质危害的对策
1、重视对水文地质问题的评价
为提高地质勘察质量,应在地质勘察中加强对水文地质问题的研究,不仅要求查明与岩土有关的水文地质问题,要评价地下水对岩土体可能产生的作用及其影响。具体来说,可以从以下三个方面入手:
重点评价地下水对岩土体和建筑的作用和影响,预测可能产生的岩土工程危害,提出防治措施。
地质勘察中应密切结合建筑物地基基础类型,查明与该地基基础类型有关的水文地质问题,提供选型所需的水文地质资料。
在分析地质问题时,地下水位以上和以下要分别对待。应从工程角度,按地下水对工程的作用与影响,提出不同条件下应当着重评价的地质问题。
2、重视对岩土水理性质的测试
从地质学上讲,岩土的水理性质主要是指岩土与地下水相互作用时显示出来的各种性质,包括容水性、持水性、给水性、毛细管性、透水性等,这些特性与构成岩士的固态、液态、气态三相紧密相关。不同形式的地下水对岩土水理性质的影响程度有所不同。研究表明,岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形,而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。而在以往的地质勘察中对岩土工程地质性质的评价还不够全面。因此,在地质勘察过程中,通过对测试岩土的水理性质指标,不仅可以为今后地下水位水量发生变化时应采取的工程措施提供依据,还能更加科学的评价岩土的地质特性。水文地质对岩土工程建筑物造成影响,而水文地质的种类繁多。如地下水的类型,地下水位及其变动,还有含水层以及隔离层的分布和组合关系,此外,土层和岩层渗透参数和渗透的强度等,这些因素都可能对建筑物稳定性造成影响。因此,要提高工程质量,就要加强工程勘察中对水文地质的研究,不仅要查出岩土工程相关的水文地质因素,还要具体明确它们对建筑物产生的具体影响和作用,对造成的危害要提出及时的防御措施,为后期的工程施工提供有力的水文地质信息,从而减少水文地质对工程建设质量造成的危害。
结束语
综上所述,水文地质工作在建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用,影响岩土工程建筑的水文地质因素很多,其中有人为的,也有自然的影响。在工程地质勘察中,勘察和设计人员一定要重视对水文地质条件的考察研究,分析其对建筑物基础的影响,并采取相应的预防和整治措施,保证建筑物的质量安全,也为后期工程的施工提供有效的依据,对工程建设作出应有的贡献。
参考文献:
[1]揣英琦,邹兆钢,刘慧,等.水文地质与工程地质勘察[J].科技致富向导,2011(13):250.
地质勘察方法篇5
关键词:工程地质勘察;常见问题;对策
1常见工程地质勘察的问题分析
1.1对地质工程勘察的重要性认识不够
地质勘察主要是两个方面,一是揭示地质构成,二是提供土体的力学指标;地质构成决定基础处理方案的选择,力学指标对工程造价影响很大。众所周知,地下是看不见摸不着的,只有靠钻探勘察,建设场地是唯一性的,勘察成果也没有可比性,因此建设单位选择一家专业技术强,操作规范严谨,能准确提供成果的勘察单位相当重要,对建筑的安全、工程施工顺利进行、节约投资都有重要的意义。
1.2地勘部门地勘报告质量不高
地勘部门提出的地勘报告,质量不高,并不乏错误。现某些地勘报告其内容简化到不提供土工试验指标,不作评价,不作明确的结论和提出建议性工程处理意见等。一些报告中该省略的不省略,不该省略却没有;不该附的图附上,需要的表格又没有;文字不多,却废话连篇。其做法是蒙哄不懂专业的管理人员和去迎合部分设计人员只要提供地基承载力这一指标。
1.3地质勘探方法不对
一些勘察部门用所谓的静载荷试验压裂探坑两侧土层为准来确定承载力,其做法是一种误导,是不科学的。试想,压裂较浅和较深的两侧土层所需的压力大小都不一样,究竟取用哪一压力定值来作为地基承载力。另外,压裂两侧土层又怎能替代或者说明该压力值就是竖直方向土层地基持力层的承载力。
1.4工程地质勘察缺乏监管
一是工程地质勘察在工程的前期阶段进行,由建设单位自主选择勘察单位,一般建设单位缺少这方面的专业知识,对地质勘察的重要性认识不足,因此对勘察单位要求不高,有个成果就可以,钻探费用上考虑多点,对技术的要求就轻了。二是地质勘探是野外作业、土工试验和资料整理,整个过程只有勘探单位独自完成,没有监督,到底钻了几个孔,钻了多深,取了多少土样,土工试验做了多少,这些都存在漏洞,是勘探单位的“良心”活。现在施工图审查也对地质勘察成果进行审查,那都是事后了,只要资料造得过得去都能通过,地质构成与实际施工严重不符时有发生,力学指标的精确性更是无法判别。
2加强地质工程勘察工作的有效对策
2.1编制勘察纲要
在开展现场地质勘察工作前,必须编制勘察纲要。其目的是让工作人员事先对需要勘察的地区进行必要的调查、收集和整理该区的区域地质资料,初步了解分析该区可能存在的工程地质问题。通过对该区域内地质水文条件的了解,确定勘察的主要手段及勘察布置。在纲要中还要详细阐述对场地地质条件的认知程度、项目概况,着重提出本次工程地质勘察的目的、方法、仪器设备、勘察范围和技术要求。另外还要对参与勘察工作的人员、在勘察中所使用的仪器设备及勘察质量保证措施加以说明。
2.2选择合适的勘察测试方法
勘察主要有钻探、取样和试验三种方法,它们都拥有着非常强的针对性,选择合适的勘察方法可以起到事半功倍的效果,否则不但起不到应有的作用,还有可能会浪费大量的工作时间和资金。那么如何选择既经济又合理可行的工程勘察方法呢?首先应当详细了解场地已有地质资料、沿线构造物情况、与工程建设设计人员充分交流、明确要解决的工程地质问题,然后开展勘察工作,特别是对未知区域的勘察,要分阶段的多次完成勘察工作。针对不同的材料与地质结构,采取的方法有:干钻取芯钻进、泥浆护壁回转钻进等。
2.3构建工程勘察质量控制体系
工程勘察对于确保工程建设有着重要的基础作用,只有保证了工程地质勘察的质量才能保证工程建设的质量。地质勘察工作失误、失真,将会导致地基基础出现问题,一旦问题形成将会造成工程建设的极大浪费,甚至对社会产生深远的不良影响。因此,为保证和提高勘察的质量,要严格落实质量目标考核责任制、质量责任追究制,严格按照质量认证体系的要求,规范流程,明确责任,用施工过程质量保证总体质量。不断地引入新的勘察方法手段和仪器设备,加强勘察设计的质量控制。
2.4及时进行资料整理
资料整理的好坏完全取决于在外作业时的勘察质量。项目负责人在外测量期间,应随时对完成的每个勘探点、测试点、物探点/线等资料进行检查验收并做好记录。在完全保证每一个工点、每一个工段都按照方案保质保量的完成勘察工作,就可以转入室内资料整理阶段。要坚决避免因资料或数据采集不足而影响资料整理工作的进行,甚至二次进场,这样就会造成了人力、物力和时间严重浪费。
2.5做好勘察数据的分析
工程地质勘察报告是勘察工作的灵魂体现,报告的内容将直接成为项目施工建设的指导。文字报告是勘察成果的最主要的组成部分,其主要内容是介绍勘察地形地貌、地层岩性、地质构造和地震、水文地质和物理地质现象等。根据勘察的工程地质层的物理力学性质及结构,提出在建设设计时应注意的问题或隐患及解决建议或加固方案。在尽可能的情况下列出工程地质结构的性等的分布、储量和质量评价和开采条件、运输距离、运输方式等。附图、附表能够更直观地说明地质勘察出的问题,它能使人更直观地了解地质结构。
2.6控制好工程地质勘察周期
勘察周期作为工程地质勘察项目的重要因素必须满足计划要求。在制定勘察纲要时,应根据工程项目情况、勘察工作量和勘察方法、场地地形地质条件等情况,对野外业工作、岩土试验和室内资料整理时间进行统筹安排人员和设备。树立项目全寿命周期成本观念,有效控制工程造价。勘察设计要统筹考虑规划、建设、养护、运营的全过程,运用项目全寿命周期成本观念,进行技术方案比选,合理确定项目的功能水平,实现技术与经济的有机结合,确保勘察设计工作质量。设计阶段是项目寿命周期成本控制最关键的阶段,要从项目生命周期的全过程去看待成本,不仅要重视建设成本、维修成本、养护成本的控制,还要重视环境成本和社会成本的控制,通过运用科学的方法合理评价设计方案,在确保安全和功能的前提下,通过提高技术含量,合理、灵活地运用设计指标,达到最佳技术与经济效益。
结束语
综上所述,管理好一项复杂的工程地质项目,需要项目负责人除了具备良好的职业道德外,还要勘察好一个工程地质项目需要具备较高的技术水平和较丰富的实践经验。勘察的成果主要表现在工程地质勘察报告上。因此,要对勘察工作有明确的定位,重视工程地质勘察,落实管理和规范,只有这样才能确保拥有比较可靠的勘察成果。
参考文献:
地质勘察方法篇6
【关键词】水文地质,勘察方法,找水,综合运用
中图分类号:P331文献标识码:A文章编号:
一、前言
伴随着现代科学技术的日新月异,水文地质勘察人员在工作中需继承和发展传统技术基础上,也要关注并结合新技术、新理论,这样才更有利于进行找水工作,才可以使找水技术不断的更新发展。目前,我国人均淡水资料拥有量不足2200m3,世界排名109位,而30年后,人均淡水资源拥有量将不足1700m3。因此用现代的水文地质勘查方法来找水减缓各区域供水压力已成为当务之急。以下分别详细介绍了遥感技术勘察法、地球物理测井勘察法、地面核磁共振勘察法的工作原理及在水文地质勘察工作中的具体应用。
二、现代水文地质勘察方法在找水中的应用
随着我国经济的快速发展,我国总体而言,水资源的利用形式逐渐严峻,以许昌市为例,许昌市水资源严重短缺,人均水资源量仅204立方米,相当于全国人均水平的1/10。市区由于过量开采地下水,已形成面积达67平方千米的水位下降漏斗漏斗中心水位埋深24.0m,且仍以每年1.5~2.0m的速度下降,地面最大沉降量超过277mm。为了满足城市居民生活和工农业生产用水需求,在许昌麦岭水源地综合运用现代水文地质勘察方法找水勘察,取得了多种地质信息,基本查清了供水目的层的埋藏条件、边界条件以及地下水动态特征。笔者将从下面几个方面简述现代水文地质勘察方法在找水中的应用。
1.物探和钻探
(一)物探。在水文地质调查的基础上,结合研究区的水文地质情况,采用对称四极电测深法对勘察区西部的补给断面进行探测,共做电测深点203个,电测深剖面8条;利用EH-4电导率成像系统,对勘察区西部、南部边界和北汝河河道进行了探测,共完成9条物探剖面,96个物理点,剖面长度54.55km;对18眼探采结合井和4眼勘探井进行视电阻率和自然电位物探测井,划分地层,进行排管。通过这些工作,基本查明了西、南边界和北汝河河床的地层结构和含水层的分布规律,为拟建水源地的供水孔和布置钻探工程量提供了科学依据。
(二)钻探。根据遥感水文地质调查、物探资料,结合以往地质、水文地质资料,在补充分析勘察阶段成果的基础上布置钻探工作量。勘探施工勘探抽水孔4眼,进尺291.4m;地质孔4眼,进尺362m;观测孔12眼,进尺1071.55m;探采结合井18眼,进尺2242.2m。共施工勘探孔和探采结合井38眼,总进尺为3967.15m。根据物探、钻探工作分析,麦岭水源地第四系孔
隙含水层的形成和分布受北西向的茨沟—姜庄凹陷和襄城大断裂等构造控制。同时根据区域水文地质条件及水源地地层时代、岩性、成因及富水性,新近系湖积层及第四系下更新统冰水沉积层的富水性差,集中供水意义不大;中更新统埋藏型冲洪积卵砾石层颗粒粗,厚度大,富水性强,不易污染,是城市集中供水的理想水源地。
2.遥感技术在地下水资源勘察中应用
遥感技术即从远处探测、感知特体各事物的技术,它技术先进、探测范围大、信息量大,并可实施动态监测。遥感勘察方法就是在勘察区范围内进行的航空遥感勘察,它是一种采用展片和航片目视解释,结合野外验证与水文地质补充调查的水文地质勘察方法。遥感勘察方法可分为4种:热戏外监测法、水文地质遥感信息法、环境遥感信息分析法和遥感模型法。
(一)热红外监测法。热红外监测法主要就是用热红外波段的遥感图像资料,通过测定地面温度来确定地下水的存在。特别适应于干旱、半干旱地区的水资源的寻找。其工作原理是:地下水可在过毛细管作用、热传导作用及地表强烈蒸发作用下可导致干旱或半干旱地区的地表湿度和温度发生变化,从而导致冷热异常的现象,此现象便可在热红外遥感图像上显示出
来。利用红外遥感数据再配合一定的航片作为基本的遥感资料便可实施地下水资源的探测工作。
(二)水文地质遥感信息分析法。水文地质遥感信息分析法就是运用水文地质理论对从遥感图像获取的地层岩性、构造、水文等水文地质信息进行分析,从而确定有利的蓄水构造,判断地下水的贮存情况。
(三)环境遥感信息分析法。环境遥感信息分析法就是根据遥感图像上提取的与地下水有关的植被、湖泊、水系等环境因子与地下水的依存、制约关系来判断地下水系统的贮存情况。其工作原理是:在干旱区域,植被的生长状态因受到气候、性、地貌、水文地质条件等因素的制约,其中区域浅层地下水对植被的影响最大。地下水水水位埋深、矿化度、水化学类型控制着被群、植被覆盖度。可通过这些信息来判断地下水的排泄点(区)的水位埋深、矿化度和水化的学类型等相关信息。
(四)遥感模型法。
通过分析遥感图像得知与地下水密切关系的水文因素状况,并建立监测地下水位的定量评价模型,对地下水资源进行估测的方法叫遥感模型法,它是遥感与数学、模型学相结合的一种新的研究方法。此种方法主要用于评价地下水位分布状况。
3.地球物理测井方法
地球物理测井是物探方法的一种,主要是配合地质钻探对钻孔内的水文地质状况进行精确探测。地球物理测井方法是以严密的物理数学原理为基础,主要用于分析地下水的分布,判断地下水质量,探测岩溶洞,分析地层构造等。地球物理测井主要工作内容及工作原理如
下:
(一)正确地划分含水层并确定层位及厚度,研究它们之间的相互关系。
(二)对地下水进行地下水矿化度进行测量。地层水的矿化度越高,地层电阻率值越低
(三)判断裂隙及其泥质含量。裂隙存在的判断标准:声波时差较大,电阻率较小,密度偏低。如果裂隙存在,那么裂隙中填充的泥质越多,自然伽马测井值就越大。
(四)岩溶水勘察。裂隙层位可由声波曲线直接反映;当溶洞中含水时,自然伽马曲线幅值略低,以此来可判断其富水性;在岩溶、裂隙发育处,会出现井径扩大的现象,因此,岩溶裂隙发育程度也可用井径曲线来判断。
(五)划分钻孔地层岩性。根据不同岩石的密度,电阻率,波阻抗,孔隙度等参数的差异,并综合电阻率测井、声波测井、密度测井、中子孔隙度测井等资料就可以划分钻孔的岩性剖面。
4.地面核磁共振法
地面核磁共振法就是利用不同物质原子核特性差异产生的核磁共振效应,通过观测、研究地层中水质子产生的核磁共振信号的变化规律,来判断探测区地下水的分布情况。它是目前世界上唯一可直接找水的地球物理方法,可量化含水层信息,勘探的深度小(目前最大勘探深度小于150m),适合北方地表较干燥地区使用。其工作原理就是水中的氢核质子在地磁场的作用下,处在一定的能级上,再以具有拉摩尔频率的交变磁场对地下水中的质子进行激发,这样原子核能级间就会产生跃迁即产生核磁共振。核磁共振信号的强弱或衰减的快慢直接与含水层中氢质子的数量、含水层孔隙大小相关,核磁共振信号的幅值越大,所探测区域内水含量就越丰富。从而,可以根据由小到大的核改变激发脉冲矩来推断由浅到深含水层的贮存状况,达到实现直接寻找地下水的目的。
地面核磁共振法属于直接找水法,在有效的勘探深度范围内,有水就有核磁共振信号显示,以此来探测各类型的地下水。主要用于探测其他物探方法难以寻找的地下水,主要应用在以下4个方面:黄土孔隙、裂隙水探测;寻找碎屑岩类浅层风化裂水和层间承压裂隙水;确定基岩裂隙带的富水性;判断灰岩区溶洞、裂隙含水或是泥质充填。
三、结束语
随着近年来科技的不断发展,以及勘探技术的不断提升,在继承了老一辈水文勘探人员的技术和知识后,新一代的工作者更要与时俱进,不断的研究并熟悉新的理论和技术,从而将新老结合,挖掘开拓出更加优良的勘探方法,从而方便找水工作,使得找水的相关技术得到不断的提升和发展。
参考文献:
[1]-张少勇,刘伟超,田慧娟,李倩倩现代水文地质勘察方法在找水中的综合运用[期刊论文]《中州煤炭》-2010年1期
[2]-邹慧峰找水中现代水文地质勘察方法的综合应用[期刊论文]《黑龙江科技信息》-2011年12期
[3]-贤世荣水文地质勘察方法在找水中的应用[期刊论文]《城市建设理论研究(电子版)》-2011年20期
[4]-赵实现代水文地质勘察方法在找水中的综合应用[期刊论文]《技术与市场》-2010年9期