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        矿区隧道工程勘查研究

        1高密度电法

        1.1仪器设备。本次使用的高密度电法仪器为吉林大学研制的E60M型电法工作站,该电法工作站是一种新型的电法仪,仪器采用程控方式进行数据的采集和电极控制,采集的数据以图像的形式实时显示在屏幕上,以便您随时可以监控资料的质量[1]。该型仪器可以进行各种装置的高密度电阻率测试。同时,具有双频高密度激发激化法、自然电位法、充电法及瞬变电磁法等勘探方法可扩展,由于仪器本身配置有高性能的计算机,配合相应的处理软件系统,可对上述所采集的资料进行现场处理[2]。1.2野外工作方法。1.2.1工作装置。E60M型仪器的主要功能,能够完成二极装置、单边三极装置、温纳装置、偶极装置和施伦贝尔,以及自定义数据采集模式等装置形式的高密度电阻率数据采集、图形显示工作。其对应的采集软件为EMS2008.EXE,该软件具有数据采集、数据文件存盘、数据文件的回放调用等功能。1.2.2工作参数。通过多次现场试验,确定了野外工作参数如下:电极间距10m;每串电极数8根;供电时间1秒;自电补偿选择关闭;低通滤波器选择大于150kHz;进行50Hz工频干扰抑制;走极方式选择自动;选择剖面模式,具体见图1。1.3高密度电法数据采集。设置工作参数后,检查线路及接地电阻使其达到工作要求。通过多次现场试验,在供电条件满足要求情况下,采集了温纳a、温纳beta、施伦贝尔装置。1.4室内资料处理。E60M型仪器配有相关的数据采集软件,E60MEDIT观测系统编辑软件进行采集参数设置,将观测系统文件存为“.dat”文件,运行EMS2008高密度数据采集软件,在仪器菜单中调用观测系统文件,进行数据采集,数据采集完毕后,自动生成“.dat”和“.txt”文件进行数据存盘。根据现场干扰情况,在采集软件显示的原始剖面上进行畸变点删除。室内可利用RES2DINV软件对采集数据进行反演,绘制等电阻率剖面反演图。

        2推断解释

        2.11号测线剖面成果分析。综合工区地质资料及邻区的钻孔资料,依据反演模型电阻率带地形断面图中的等值线形态和梯度变化特征,厘定了视电阻率400Ω•m作为覆盖层与花岗岩基岩面之间临界电阻率,以此推测出整个剖面的地质体分界线。在剖面上260m和400m的位置分别是右隧道入出口的位置。从横向上看,浅地表有一些低阻的覆盖层,埋深约2m~10m,其中有部分高阻,推断为基岩出露或碎石土所致;其中在剖面240m~290m、标高+5m~+30m分布一中低阻区D1,其电阻率位于100Ω•m~300Ω•m之间,综合地质资料,推断为岩石破碎体所引起的低阻区域。在剖面360m下方,有一向小号点下方倾向延伸的低阻异常带,异常值小于150Ω•m,倾向小号点方向,该异常从标高+50m处向下延伸至标高-70m处。综合地质资料,推断该低阻异常由一构造破碎带引起,编号Fw1。2.22号测线剖面成果分析。综合工区地质资料及邻区的钻孔资料,依据反演模型电阻率带地形断面图中的等值线形态和梯度变化特征,厘定了视电阻率400Ω•m作为覆盖层与花岗岩基岩面之间临界电阻率,以此推测出整个剖面的地质体分界线。在剖面上250m和400m的位置分别是左隧道入出口的位置。从横向上看,浅地表有一些低阻的覆盖层,埋深约1m~8m,其中有部分高阻,推断为基岩出露或碎石土所致;其中在剖面250m~300m、标高+5m~+38m分布一处中低阻区D1,其电阻率位于100Ω•m~200Ω•m之间,综合地质资料,推断为岩石破碎体所引起的低阻区域。在剖面355m下方,有一向小号点下方倾向延伸的低阻异常带,异常值小于150Ω•m,倾向小号点方向,该异常从标高+50m处向下延伸至标高-70m处。综合地质资料,推断该低阻异常由一构造破碎带引起,编号Fw1。2.37号测线剖面成果分析。综合工区地质资料及邻区的钻孔资料,依据反演模型电阻率带地形断面图中的等值线形态和梯度变化特征,厘定了视电阻率400Ω•m作为覆盖层与花岗岩基岩面之间临界电阻率,以此推测出整个剖面的地质体分界线。图47号测线剖面图从横向上看,浅地表有一些低阻的覆盖层,埋深约2m~10m,其中有部分高阻,推断为基岩出露或碎石土所致;其中在剖面270m~330m、标高+20m~+38m分布一处中低阻区D1,其电阻率位于100Ω•m~200Ω•m之间,综合地质资料,推断为岩石破碎体所引起的低阻区域。在剖面400m下方,有一向小号点下方倾向延伸的低阻异常带,异常值小于100Ω•m,倾向小号点方向,该异常从标高+50m处向下延伸至标高-50m处。综合地质资料,推断该低阻异常由一构造破碎带引起,编号Fw1。2.48号测线剖面成果分析。综合工区地质资料及邻区的钻孔资料,依据反演模型电阻率带地形断面图中的等值线形态和梯度变化特征,厘定了视电阻率400Ω•m作为覆盖层与花岗岩基岩面之间临界电阻率,以此推测出整个剖面的地质体分界线。从横向上看,浅地表有一些低阻的覆盖层,埋深约1m~12m,其中有部分高阻,推断为基岩出露或碎石土所致;其中在剖面250m~300m、标高+23m~+40m分布一处中低阻区D1,其电阻率位于100Ω•m~200Ω•m之间,综合地质资料,推断为岩石破碎体所引起的低阻区域。在剖面360m下方,有一向小号点下方倾向延伸的低阻异常带,异常值小于100Ω•m,倾向小号点方向,该异常从标高+50m处向下延伸至标高-55m处。综合地质资料,推断该低阻异常由一构造破碎带引起,编号Fw1。

        3结论

        根据该项目的工作要求,在其拟建隧道轴线的勘探线上设计了两条物探剖面(剖面1和剖面2);隧道出口两端各布置3条交叉线(剖面3、4、5、6、7,8)。共完成8条高密度电法测量剖面,完成452个测点。现场数据采集均按照设计及有关规范要求完成,且野外数据采集真实可靠。同时,通过数据处理及反演,绘制了8条物探推测及地质综合剖面图。根据物探资料和综合地质资料,综合推断构造破碎带1条(Fw1)及岩石破碎1处(D1),这一推断成果对拟建隧道的设计和施工提供科学依据,具有一定意义。综上所述,现场数据采集均按照设计及有关规范要求完成,且野外数据采集真实可靠。同时,通过数据处理及反演,绘制了8条物探推测及地质综合剖面图。工区内交叉隧道轴向的几条剖面,由于周边水库影响了测线的长度,从而限制了高密度电法的勘探深度,建议在条件允许的情况下,开展对上述推断的构造破碎带采用超前钻进行验证,结合地质资料及钻探资料更准确的指导下一步的施工措施。

        作者:张展 王富 孙发魁 单位:海南省地质综合勘察院

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