前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的地质勘察方法主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
中图分类号:TU447 文献标识码:A
苏北地区位于以上海为龙头的长江三角洲区域,在我国的经济发展中起着举足轻重的作用。发展苏北地区的经做好交通建设是基础,铁路工程是重要的陆上交通渠道,做好铁路工程的建设对于促进苏北地区的经济发展有着极为重要的意义。在铁路工程的建设过程中,软土是一种较为常见的地质,做好软土的地质勘察为软土地基的设计及施工提供准确的数据是软土地质勘察的重点也是难点。
1.苏北地区软土地质特点
软土地质主要是是对土壤中水分含量较高的土壤的总称,较为典型的软土地质有淤泥以及淤泥质土等,软土多形成与滨河或是降水较为充沛以及低洼地带,软土地质在我国各地都有着广泛的分布,由于软土地质的特性会对铁路工程的地基施工造成极大的影响。天然软土具有以下的特点:
(1)土壤中的含水量较高,一般来说软土中的含水量在40%以上,以淤泥和淤泥质土为例其含水率能够达到60%±10%左右,且这一含水率会随着周边区域的降水情况而有所改变。
(2)软土地质的孔隙比较大。
(3)渗透性较小。
(4)软土地质的可压缩性较高,在软土地质受到外界压力的作用时其原有的絮状结构将遭到破坏,甚至于呈现出流动状态,从而导致软土的承压强度直线降低。
2.苏北地区软土勘察的主要内容和注意要点
在软土勘察的过程中需要对软土的形成类型、分布区域以及埋藏深度、渗透性能、立体分布的均匀性、表层硬壳的厚度等的情况进行勘察测定。在软土勘察的过程中需要注意的是对于勘探点的分区情况需要结合勘察项目地的实际情况来进行设计布置,在软土勘察的过程中除了对软土土层的类型、分布情况等进行测定外重要的是需要对软土土质的排水情况、软土的沉降速度以及软土的强度等的情况进行详细的统计与测定。此外,在软土勘察的过程中需要对土壤的力学性能进行评价,对软土土壤的固结情况进行测定,确定软土土壤属于欠固结、一般固结或是超固结等的何种情况,对于不同固结状态的软土其应力的存在有所差异,在对软土进行勘察的过程中应当通过细致地分析来确定软土在固结时所承受的压力,而后结合固结情况来确定软土土壤的变形参数,在室内试验中通过相应的试验来确定软土土壤固结压力、系数和指数以及回弹指数等的各种参数的详细的数值,并通过测定所得到的数值来作为后续工程施工中重要的理论依据。
3.苏北地区软土地质的地质勘察方法分析
在对于软土地质的地质勘察中多采用的是静力触探试验、十字板剪切试验、标准贯入试验等原位测试为主要勘察方式,在上述主要的勘察方式外,再辅以土质钻探和取土试样等多种方式再结合室内土工试验结果,从而对苏北滨海软土地质的土壤力学性质指标得出一个较为准确的测量结果。此项测量数据能够为后续的工程项目的设计、施工提供良好的数据依据,确保工程项目的施工质量。在软土地质的勘察中采用较多的勘察方法有:
(1)静力触探试验在测试的过程中采用的是将具有一定规格的圆锥形探头使用外界机械力,将其以一定的速度压入到土中并测量记录圆锥探头压入到软土土质中时所承受的外界阻力的一种原位测试方法。
(2)十字板剪切试验测试方法主要用于对软土地质的抗剪切能力,在使用此种方法来对软土地质进行试验测定时首先通过钻孔得到一定的钻孔深度,而后将十字板头以一定的速度均匀地压入到钻孔底部的泥土中,而后均匀地旋转十字板,通过对十字板转动过程中所施加的切力矩进行测定并通过一定的测算方式来计算并判定出软土的抗剪强度。通过此种方式所测得的软土的抗剪切强度代表土的天然强度。
(3)标准贯入试验是动力触探中的一种,其主要被应用于对软土现场测定时对于砂土、粉土等土质的承载能力的测定。在使用标准贯入法对软土进行测定时主要需要使用标准贯入器、触探杆和穿心锥等几部分组成。
(4)钻探是软土勘察中应用较多也是最为常见的一种勘察技术。在对软土土层进行钻探勘察时,需要注意的是软土土质多呈现出絮状的结构,其流动性强、稳定性差因此需要注意的是在钻孔的过程中做好对于钻孔孔壁的支护,以避免钻探中出现的缩孔现象对钻探勘察所造成的影响。
4.苏北地区软土地质勘察实例分析
某项目工程位于苏北地区滨海平原区域,这一区域的表层全部为第四纪中的各类沉积物所覆盖,其中所含有的沉积物主要为海洋和沉积物所组成,通过对工程项目沿线的地质情况进行勘察后的数据表明,工程项目沿线多为平原区域,地市平坦,沿线周边多有河流等的分布从而使得沿线的土壤地质情况极为复杂,软土区域分布很广。工程项目沿线的软土多是淤泥或是淤泥质的粘土,其含水率极高,且孔隙和压缩性都较大,从而使得在其上施工的工程项目极易产生沉降,从而对工程项目的施工质量造成极大的影响。在对此项目沿线的软土土质进行勘察的过程中使用了静触力试验和十字剪板等的试验,以便对软土土层的相关数据指标进行详细地测定。在对软土土层进行静触力试验的过程中主要使用静触力探测仪和圆锥探头等的勘察工具,圆锥探头的锥底截面积为10cm2,锥角为60°,通过这项试验所测得的数据完成对于软土土层的划分。在使用十字板试验来对软土土层进行检测试验的过程中其主要是用于对软土土层的抗剪强度进行原位测定的勘察方法,在勘察的过程中,由于软土的灵敏性与软土的结构性之间有着密切的联系,当结构性软土在受到外界的扰动时将会导致软土内的平衡被打破,且软土的原有强度较难恢复,通过对图1进行分析后发现,苏北滨海平原地区某工程项目软土土层的灵敏度系数达到了4.0左右,其抗剪切强度较低,是一种灵敏性较高的土质。
结语
软土是一种在工程项目施工中较为常见也是对工程项目施工质量影响较大的一种土质。软土的物理力学性质指标以及成因类型的变化都会对工程项目的施工质量造成极大的影响。为确保工程项目的施工质量应当做好软土土层的勘察工作。
参考文献
[1]张小利.深圳市海上田园风光下游段整治软土勘察浅析[J].陕西水利,2013(3):103-105.
关键词:岩溶地区;工程地质勘察方法;工程应用
Abstract: The complexity of engineering geological survey in karst area, often because of karst geological survey uncertainty and hidden trouble such as objectivity, in the actual geological investigation process carefully to do specific exploration survey results, obtained better. This paper discusses the karst geological investigation method in detail, through in-depth study of engineering geological investigation method provides a strong support for the practical exploration.
Key words: karst region; engineering geology survey; engineering application
中图分类号: P642.25
0 前言
岩溶别名喀斯特,指的是以石灰岩、白云岩等为典型代表的可溶性岩石在水的作用下发生溶解溶蚀的现象,通常在地下流动水的作用下还会形成一系列的洞穴、裂隙等地质构造。在岩溶发育地区,地下水与地表水长期侵蚀可溶性岩石,逐渐形成了多种多样的岩溶地貌与形态,流水的作用使得岩层的完整性受到破坏,相应岩石的强度也会下降,此时岩层是不稳定的,无法为上部建筑物提供可靠的承载力。岩溶地区的工程项目建设首要做好的工作就是工程地质勘察,具体了解地下岩层的岩溶发育情况,掌握岩溶分布区域以及发育规律,以便于认知地下岩层的实际情况,收集有用的地质数据,为工程建筑的后续建设提供数据支持。岩溶地区的工程地质勘察是保障建筑物整体安全稳定的一项重要前期工作,必须认真对待。
1 岩溶地基简述
岩溶地区往往地下岩层各种溶沟、裂隙丛生,严重时会极大程度地影响岩层整体的稳定性,进而影响岩层上部建筑的安全。岩溶地区各种建筑物必须建立在一个可靠的地基之上,建筑物在建设开工之前必须对岩层地基有清晰的了解,依据碳酸盐出露条件等,岩溶地基可以大致分为以下三类:
(1)型地基
型地基地表植被稀少,通常会有厚度小于十米的土层覆盖。实际中详细地将型地基分为溶洞地基和石芽地基,溶洞地基要关注的是溶洞顶板的稳定性,通常顶板稳定性与岩石性质、顶板厚度以及水文地质条件等有关;石芽地基是由于大气降水或地表水侵蚀碳酸盐裂隙及节理而形成的。石芽地基的基岩面不平整,起伏较大可能会使得地基不稳定产生滑动或沉陷,影响建筑施工的顺利进行。
(2)覆盖型地基
覆盖型地基上部的覆盖层厚度往往厚达几十米,根据具体厚度的不同又可以详细分析浅覆盖型与深覆盖型。一般情况下上覆土层的特性较为松软,多为红粘土、冲洪积砂等,覆盖型岩溶地基需要重视建筑地基沉降、地面塌陷的问题,考虑在复杂地质条件下地基的实际承载能力。
(3)埋藏型地基
在碳酸盐层的上部又有其他非可溶性岩石覆盖,此类地基称为埋藏型地基。在实际工程建设中,若非可溶性岩石的厚度及强度能够为上部建筑物提供足够的承载力,那么其岩层下部的岩溶发育情况可不作考虑。
2 岩溶地区工程地质勘察方法
可溶性岩层由于其生成的地质年代是不一样的,经过长期的地质作用岩层所形成的具体形态也是不尽相同的,漫长的流水侵蚀使得岩层出现了溶洞、裂隙以及地下河等特殊的构造。地下岩层岩溶发育情况极为复杂,这就使得在岩溶地区进行地质勘察时面临很大的挑战。故,在岩溶地区实际的工程地质勘探过程中,想要仅仅依靠坑探、槽探等比较传统的勘察方法是难以取得良好的效果的,为获取更加详尽的地质资料,岩溶地区工程地质勘察可以使用以下方法开展具体的勘察工作,以提高工程地质勘察的准确性。
2.1 钻探
在工程地质勘察工作中,钻探是一种非常常用的地质勘探方法,钻探适用范围极广,几乎不受外界因素的影响。在岩溶地区,使用钻探的方法可以有效地了解一定深度地下岩层的岩溶发育情况。使用钻探技术进行勘察工作时,钻孔的位置布置很重要,合理的钻孔布置有利于取得更为准确的数据。另外,为更好地了解地下岩层的实际情况,还可以采用井下电视、钻孔摄影等与钻探相结合的方式了解地质情况。
2.2 地球物理勘探
地球物理勘探简称物探,该勘探方法利用地球物理原理,依据岩石的物理性质如密度、电性、放射性等的不同,结合相应的物理方法及仪器,对地质条件水文条件进行勘探。岩溶地区物探也是一种效率比较高的勘察技术,通过利用各种勘探仪器可以详细地了解地下岩溶的分布情况、分布规律等。随着技术的进步物探已经相当的成熟,在工程地质勘探中得到了广泛应用。现阶段,岩溶地区常用的物探方法有微重力法、电阻率法、地震层析成像技术、五极纵轴电测探法以及地质雷达等。在实际使用过程中,不同的物探方法都有其适用范围,大量的实践经验表明针对具体的地质情况选用合理的物探方法能够充分发挥技术的特性得出准确的勘察结果。此外物探与其他方法的结合也将有利于进一步提高地质数据的准确性,更好地掌握工程地质的实际情况。
2.3 静力触探
静力触探指的是运用压力装置将配置有触探头触探杆压入试验土层,依靠量测系统对土层的贯入阻力进行测量,从而确定土层变形模量、容许承载力等物理性质。静力触探主要用于粘性土、砂类土以及软土承载力的测定,在岩溶地区静力触探更适用于覆盖型岩溶地质的勘探。在一定的地质条件下,静力触探能够有效地处理一些其他方法无法探测到的一些难题,在覆盖型岩溶地基的地质勘察工作中,静力触探能够有效地探查隐蔽土洞及其分布规律与位置。针对不同的工程地质条件,静力触探也可以与地质雷达相结合,进一步提高土勘探的准确度。
2.4 遥感技术
遥感技术是一项较为新颖的技术,其原理是利用电磁辐射波对探测目标进行探测,依靠相关接受设备得出最后的遥感资料。遥感技术能够对远距离的目标物进行有效探测,能够将地表特征及地质现象真实地表现出来。由于其在识别岩溶形态及地质构造方面的优势性,该技术更适用于岩溶地区的地质勘察。我国近些年来,随着航空航天技术的发展,各种遥感设备如遥感卫星、雷达遥感已经广泛应用于岩溶地区的工程地质勘察工作。
3 工程项目应用实例
某南方地区一花园小区项目,占地面积30.68公顷,小区建筑项目一共包括25栋高层住宅楼、5个篮球场、6个网球场、4个地下车库以及2个健身会所。项目小区场地位于一个岩溶平原和谷地平原的相交位置,属于典型的喀斯特岩溶地貌,项目小区东西南三面为山地,北面是岩溶平原,山地平均高程为286.56米,项目小区所在地的中心地段平均标高是158.46米。在项目小区西面,地下有两条发育完全的地下河,由西向东流向远端的漏斗落水洞区。依据地质勘察报告,项目小区所在地位于一个倾斜构造中,走向为北东。项目小区所在地为岩溶发育强烈区,上覆土层为第四系中-上更新统冲洪积层,土层为一般粘性土,岩层溶沟、溶槽部位是软-流塑状粘性土;下伏基岩为上泥盆统桂林组灰岩,灰-浅灰色,结构为细晶结构,岩溶发育情况较为强烈。
该项目在进行地质勘察工作中,不仅采用了常规的工程钻探技术,还结合了工程物探技术等,最终准确地查明了地质情况。在实际勘察过程中,通过采用高密度电阻率测试法有效地了解了建筑所在地地下覆盖层的岩层厚度,有效地了解而来地下溶洞、不良地质体的分布情况。此外还使用了多波列地震映像法对现场的数据进行进一步分析,使得工程人员了解到项目所在地的地层实际情况。
4 结语
综上所述,岩溶地区的工程地质勘察是一个较为复杂的工作,需要工作人员依据具体的实际情况采用相应的勘探方法以便实现对岩溶地区地质状况的有效勘察。在实际工作中,我们要充分把握各种勘探方法的优缺点以及使用条件,应用过程中选择合理的勘察方法,对项目工程地质情况进行详尽的勘探,对项目所在地的整体工程地质情况作出正确的评估,为建设项目的后期施工提供有效地支撑。
参考文献
[1] 石东虹,段辉云.深度探讨岩溶地区工程地质勘察的合理方法[J].科技资讯,2010,17(4):22-23.
关键词:煤矿;地质灾害;地球物理方法;能源;危害
引言
煤矿几乎在世界范围内都有分布,而我国在世界上已经成为了最大的出产煤炭的国家,每年的煤炭产量高达11.5×108吨,也就是说全世界四分之一的煤炭都是从我国地下挖出的。据相关数据显示,我国的能源结构中,煤炭主要占71%,油气占22%,其他能源占7%,这就使得依靠煤炭才能正常运行的生产生活活动除了要面对煤矿日益枯竭的事实,还要担忧整体环境的改变所带来的危害。我国煤炭开采的技术设备比较落后,煤炭企业管理和制度建立并不完善,这就导致在煤炭开采的过程中会引发大量的地质灾害,进而造成经济损失和人员伤亡。
1 煤矿地质灾害的种类及其危害
地质灾害的种类非常多,在我国因为煤炭开采所导致的地质灾害主要包括滑坡、坍塌、地面下城、瓦斯漏水或爆炸、煤矿所在区域的水土流失等问题,这不仅危害周围人民的生命财产安全,而且对环境也会造成很大程度的破坏。其中塌陷造成的危害程度最严重。根据数据显示,在我国重点煤矿中,出现坍塌的矿区面积占总矿区面积的十分之一。我国境内中山西省是煤炭生产大省,同时也是出现坍塌问题最为严重的区域,全省共计1560平方千米土地,采空区就已经高达208平方千米,占全省总面积的七分之一。我国全部采空区中已经有6000平方千米的区域已经遭受了煤矿引发的地质灾害,进而导致采空区上方的房屋、桥梁、山体出现断裂和坍塌。
根据相关统计数据显示,我国历年来由于煤矿开采导致的坍塌区域已经累计超过了4000平方千米,其中耕地面积就占了30%。此外,不断加快地水土流失速度,不仅破坏了土地资源,而且也会引发其他的环境问题。通常来说,我国煤矿富裕的地区也是水资源贫乏的地区,我国缺水的矿区占总矿区的71%,其中严重缺水的区域占40%。由于开采煤矿导致煤矿顶部的含水层慢慢变干,进而导致整个矿区的地下水位线下降,给矿区周围居民的生活带来很大的用水困扰。同时,因为地下煤层已经遭到了破坏,使得大量的地下水渗入到矿井之中,而矿井正含有大量的煤粉等污染物,通过水解反应,产生酸性物质,这些酸性物质渗入到地下水中,污染了地下水,严重危害到周围居民用水安全。
2 煤矿地质灾害的地球物理特征
对煤矿地质灾害的测量有很多方式方法, 当前最为常用的就是物探方法,这种方法主要依靠地下介质层之间电性、密度、弹性等方面的差异,来判断地下岩石层之间的变化,进而判断出可能出现的煤矿地质灾害。具体来说,在煤层没有被开采之前,整个地层是完整的,一定区域范围内的电性差异也不会很大,而每层和顶板、底板之间的差异也是一个比较稳定的值,具有比较好的弹性。但是在煤层被开采之后,煤层的完整性遭到破坏,空间上的连续性不存在了,采空区和坍塌物之间被空气所填充,那么在无水或者很少水的情况下,采空区的电阻率就会比周围的岩石要高,而当采空区中被水填充的话就会导致整个采空区的电阻率下降。一旦这种均衡性被打破,那么就会在三维空间中以某种形成的规律呈现出来,既可以表现出局部的,也可以表现出区域性的异常,则就为电法工作的开展提供了依据。在这个区域的反射波被中断以及频率特征发生变化都能够为开展地震勘探工作提供数据基础。
氡是一种无色,无嗅,无味的惰性气体,它具放射性,被认为是致癌物质,对长期工作在矿区的采矿人员带来很大的危害。在煤矿的采矿区域中,由于断裂缝隙的出现,就容易聚集大量的氡,所以在采矿区的上部测量氡的数值非常高,而且在坍塌区域,因为地面的塌陷使得地表和下面的地层之间相连,那么就会形成比较宽的裂缝,氡气体就会向地表方向游动,不过此时氡的保存条件并不好,所以氡的海量也就不高。在残留的煤柱区域,因为煤层的孔隙发育的并不好,所以上面的覆盖层就不会产生很大的破坏性,这就不利于氡的游动,所以地表只会残留低浓度的氡。也就是说我们可以通过氡的差异性来查看地下地质情况的变化,这也就能够看出煤矿地质灾害区域的范围、强度等方面。
3 应用物探方法勘查煤矿地质灾害
高密度电法是近年来发展起来的物探方法,广泛应用于灾害调查及工程勘察中。它是一种直流电阻率法,应用的地球物理前提是地下介质间的导电性差异,通过向大地供直流电,采用点阵式布电极,密集采样观测和研究电场的空间分布规律,和常规电阻率法一样,它通过A、B电级向地下供电流I,在M、N极间测量电位差u,从而求得该记录点的视电阻率值PS=KU/I,反演结果为二维视电阻率断面图。根据实测的视电阻率断面进行计算、处理、分析,从而获得地层中的电阻率分布情况,以此划分地层、圈闭异常、确定冒裂带等。通过研究高密度电法获得的数据资料,可以对灾害体的纵、横向发展的规模有更深入的了解。
瞬变电磁法是一种基于电磁感应原理的物探方法,利用不接地回线(大回线磁偶源)或接地线源(电偶源)向地下发送一次场,在一次场的间歇期间,测量地下介质的感应电磁场(二次场)电压随时间的变化。根据二次场衰减曲线的特征,就可以判断地下地质体的电性、性质、规模和产状等,间接解决如陷落柱、采空区、断层等地质问题.由于该方法是纯二次场观测,故与其他电性方法相比,具有体积效应影响小、对地形、地物条件要求小、抗干扰能力强有体积效应小、纵横向分辨率高、对低阻反应敏感等特点。同时,瞬变电磁勘探对地下良导电介质具有较强的响应能力,适用于进行煤层顶底板含(隔)水层划分、煤层陷落柱探测、断层及裂隙发育带导(含)水性评价等工作,是一种高效、快捷的物探方法。
采煤活动使得地下地质体的横向连续性遭到破坏,岩石中氡元素的运移和集聚作用发生异变,在地表面能测到氡值的异常。氡射气元素向采空区运移,在采空区积聚,在地表形成一个与采空区形态相应的氡异常区。因此,可以通过测量地表氡元素的浓度(实际上是测量氡衰变所释放的仅射线的强度)来准确圈定煤矿采空区的位置与范围。此外,根据氡气异常的峰值状态还可以确定岩溶陷落柱的位置和范围。由于地下的氡气通过构造、裂隙、地下水搬运由深部向地表迁移,测量氡气的浓度可间接反映地质体的裂隙系统的情况,并可分析其开启度、连通性及破碎程度,对预测滑坡能起到一定的指示作用。
不论是二维地震检测方法还是三维检测方法都是通过大量的信息、比较高的分辨率以及准确的空间定位来进行检测,这两种方法在地质灾害勘察中应用的范围比较广泛,物探的方法很多,适用的条件也不一样,在实际的检测过程中应该根据当时当地的地质条件、地球物理特征等方面,选择最佳的检测方法,同时兼顾经济投入最小化,获得最好的勘察结果。
[关键词]工程物探 滑坡空间预测 趋势性滑动面
[中图分类号] P631 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-2-179-2
1概述
物探作为一种工程地质勘探中的先进技术,近几十年来在国内外发展很快,其研究内容不仅超出了经典物探的范围,亦超出了传统工程物探的范围,随着我国城市建设和经济的发展,为适应种类繁多的工程项目的需要,物探的对象从前期的矿产勘查,发展到工程前期的水文地质、工程地质条件勘查及提供工程设计、施工所需的依据。如对工程场地滑坡的空间预测和滑动面的确定;对隧道前方的构造带的勘查;对地下采空区和地下空洞的确定。为此,国外,尤其是日本、欧美等国对工程物探研究非常重视,投入了大量资金。日本在二十年前用于岩土工程的工程物探就占了物探总投资的74%,且逐年递增。在欧美等国亦占很大比重。加之物探技术效率高,成本低,获取信息多,能适应工程建设的需要,从而促进了物探在工程地质领域中的深入发展。物探方法提供的一些资料间接或直接地在工程设计、施工及工程质量检测中被大量采用,开拓了工程物探的应用领域,亦使物探的方法技术和精度水平不断提高,日益完善。
2研究的方法及对象
应用在工程勘察方面的物探方法很多,涉及地震、电、磁、重力、放射性、测温、测井、声波等各种技术。用于滑坡勘查方面的方法,目前国内外均以电法为主,因其与岩体的电阻率关系密切,故而在探测的地质对象与周围介质间存在物性差异较大时效果最明显,用于隧道地质超前预报技术,能够较准确的检测出前方是否有隐伏的断裂构造带,为隧道施工减少了许多损失。
地震、测温、声波等技术在工程地质勘察中也得到了一定程度的应用,有的也取得了良好的效果。
目前,工程物探的研究对象主要集中在以下三个方面:
(1)水文地质工程地质勘察;
(2)灾害及环境地质调查;
(3)工程质量检测。
3研究现状
在现实的工程勘察中,物探方法主要用在对工程场地滑坡勘察、隧道超前预报和地下采空区、溶洞的探测中。本文主要对运用物探方法对工程场地滑坡勘察做一简单的评述。
经在几个滑坡应用高密度电法测量系统进行勘测的结果,表明该方法在滑坡的调查中只要运用得当,对滑坡地层结构、地下水分布、后缘、出口位置、滑动面(带)的空间形态等要素的调查是可以取得比较好的效果的。
对祈连县某公路段滑坡的勘查分析:
根据高密度电法层析成像剖面图像(见图1~图3)和高密度电法等视电阻率反演图像的判识,并经解释软件和人工经验解释相结合的定量解释,得到如下的结论:
边坡上部的岩体较完整,为电阻率大于2000Ω-Μ的板状砂岩,崩坡积覆盖层较薄;下部坡体为严重风化的破碎砂岩,地下水很发育,深部有大面积汇水区,电阻率根据潮湿和含水程度的不同在10Ω-Μ~200Ω-Μ之间变化,崩坡积覆盖层较厚。完整砂岩和强风化砂岩由于断裂带影响呈陡倾角接触,接触带附近的砂岩中存在直角形的两条连通的含水断裂带,但埋藏较深。
路基的开挖已经破坏了局部坡体的稳定,在公路路基上部的崩坡积覆盖层中已有两处形成高阻的松动体(视电阻率大于400Ω-Μ)。从高密度电法层析成像剖面图像(见图1~图3)和高密度电法等视电阻率反演图象可直观反映出在坡体上部覆盖层中局部变形和下部变形体的范围和几何形状。根据定量解释结果,在公路路基上部有长约100米,宽20-75米,深10-13米的坡体产生松动,有发生局部滑动的可能,且有向上部坡体发展,牵动上部松动体沿完整砂岩风化层顶面的发展的趋势。根据物探的结论进行了滑坡防止工程设计,并实施了工程,消除了交通安全隐患。
说明:剖面位于滑坡体上部后缘,表层为崩坡积层的碎块石或碎石土,棕红色为高阻松动体。
说明:剖面位于滑坡体中部,表层为崩坡积层中形成的红色高阻松动体,下部为风化砂岩。
说明:剖面位于滑坡体下部出口附近,沿公路布置,表层为崩坡积层中形成的红色高阻松动体,但影响范围已经很小,下部为风化砂岩。
总之,只要应用得当,物探工作的分析就可得到可靠的结果。基本可满足滑坡勘探和滑坡稳定性整体评价的要求,定量分析结果可部分提供防治工程设计的可靠数据。
4发展趋势
综上所述,我国物探在工程地质领域中的应用已非常广泛,其中有些已接近和达到国外同等水平,但就总体水平而言,与国外还有一定差距,尤其是仪器方面,不少方法的应用也还不能满足设计、施工的需要,尚处于探索阶段。但国内在这一领域的研究从未间断,前景广阔,可以预测,今后的研究将着重于以下几个方面:
(1)更广泛地直接提供工程设计、施工所需的依据及稳定性评价指标的研究。
(2)高边坡滑坡、路基病害防治工程设计、施工等的参数与检测方法的研究。
(3)物探仪器的便携、计算机控制和数据处理的简便性研究及新仪器的引进与开发。
(4)新软件的开发与应用的研究,提高成图的自动化水平。
(5)对已有方法技术将逐步完善,对新方法新内容的研究还将不断开拓。
参考文献
关键词:公路工程地质勘察;方法;步骤
引 言:公路工程的地质勘察,就是运用工程地质的理论和各种技术手段,实行调查、研究公路要穿越地带的工程地质条件、为公路选线、设计、施工和使用提供经济合理而又正确完整的工程地质资料。同时公路工程地质勘测直接关系到路基、桥隧的安全,应引起高度重视。
1 公路工程地质勘察的主要方法
1.1 工程地质测绘
一般采用沿程测绘的方法,其测绘宽度一般包括中线两侧各200 m、300m。对于专门目的或地质条件的重点工程地段,应进行大面积工程地质测绘,这时的测绘线布置常采用路线穿越法和顺层追索法。而观测点的布置必须选在具有代表性的地质现象的天然露头、人工露头处。目前在公路桥梁测绘中应用最多的测绘技术是应用航片和卫片测绘。航片的应用主要是运用室内光学仪器编制地形图,或者通过地质专业判译编绘工程地质图。而测绘技术中效果比较好应是卫片测绘技术,其优点主要是卫片拍摄地面范围大;反映宏观形态特征较清楚、解释效果比较好;卫片中包含的信息量大,可根据色调和形态特征,能够解决工程地质测绘中的很多问题。
目前公路勘察中可利用卫星遥感影像信息资料对项目区的地形地貌、地层岩性、地质构造、不良地质与特殊性岩土等进行圈定、判释,为路方案选择、线位展布提供宏观资料。在此基础上利用1:5 万和1:1 万线位地形图为底图,进行实地工程地质调绘、验证,对路线通过地带及重点构造物场地进行全面的工程地质分析研究,编绘 1:5 万和 1:1 万综合工程地质图。
1.2工程地质勘探
勘探是工程地质勘察的重要方法,是获取深部地质资料必不可少的手段。能提供设计所需的技术参数,在桥隧、涵洞、不良地质处理中应用广泛。在进行地质勘探时,应充分利用地面调查测绘资料,合理布置勘探点,认真分析勘探成果,避免不必要的工作;公路工程地质勘探方法主要有挖探、钻探、地球物理勘探(简称物探)几种。
(1)挖探
挖探是工程地质勘探中最常用的一种方法,可分为坑探和槽探。它就是用人工或机械方式进行挖掘坑、槽,以便直接观察岩土层的天然状态以及各地层之间接触关系等地质结构,并能取出接近实际的原状结构土样,该方法的特点是地质人员可以直接观察地质结构细节,准确可靠,且可不受限制地取得原状结构试样,因此对研究风化带、软弱夹层、断层破碎带有重要的作用,常用于了解覆盖层的厚度和特征。
(2)简易钻探
简易钻探是公路工程地质勘探中经常采用的方法。具有工具轻,体积小,操作方便,进尺较快,劳动强度小等优点。但缺点是:不能采取原状土样或不能取样,在密实或坚硬的地层内不易钻进或不能使用。“麻花钻”是在公路工程中常见的简易钻探方法。
(3)钻探
在工程地质勘测工作中,钻探是广泛采用的一种最重要的勘探手段,它可获得深部地层的可靠地质资料。钻探按钻进方法分有回转、冲击、振动和冲洗四种。在公路工程地质勘测中,钻探主要用于桥梁、隧道及大型滑坡等不良地质现象的勘探,一般是在挖探、简易钻探不能达到目的时采用。钻探作为最重要的勘探手段其提供的成果亦是相当详尽的。
(4)物理勘探
物理勘探简称“物探”。不同成分、不同结构、不同产状的地质体在地下空间呈现不同的物理场分布,物探采用专门的仪器,通过观测这些物理场的变化,来判断地下地质情况。物探的优点是效率高、成本低、仪器和工具比较轻便。但是由于不同土、石可能具有某些相同的物理性质,或同一种土、石可能具有某些不同的物理性质,因此有时较难得出肯定的结论,必须使用钻孔加以校核、验证,所以物探有其一定的适用条件。
1.2 公路工程地质试验及长期观测
(1)为了进一步验证工程地质情况,有时候需要在现场取有代表性的试样,送到试验室进行相关项目的试验。或者直接进行原位测试,就是直接在野外现场进行测试。两种试验方法相比来说,原位测试由于不用花费人力、物力搬迁土样,因此原位测试在工程地质试验中采用最多。目前原位测试中采用最多的有静力载荷试验(CPT)静力触探试验、圆锥动力触探、标准贯入试验、十字板剪切试验、扁铲侧胀试验、旁压试验、波速测试、现场大型直剪试验、块体基础振动试验等。
静力载荷试验指在拟建场地上,在挖至设计的基础置深度的平整坑底放置一定规格的方形或圆形承压板,在其上逐级加荷载,测定相应荷载作用下地基土的稳定沉降量,分析研究地基土的强度与变形特性,求得地基土容许承载力与变形模量等力学数据。静力载何试验分为平板载何试验、螺旋板载荷试验、深层平板载荷试验等。用以确定地基土的临塑荷载、极限荷载,为评定地基土的承载力提供依据;估算地基土的变形模量、不排水抗剪强度和基床反力系数。其试验装置为承压板、加荷与传压装置及沉降观测装置等。根据实测结果绘制沉降与时间(s~t)关系曲线及荷载与沉降(p~s)关系曲线,由此确定地基承载力、地基土的变形模量、估算地基土的不排水抗剪强度、估算地基土基床反力系数。
静力触探试验指通过一定的机械装置,将某种规格的金属肩探头用静力压入土层中,同时用传感器或直接量测仪表测试土层对触探头的贯入阻力,以此来判断、分析、确定地基土的物理力学性质。静力触探试验适用于粘性土、粉土和砂土,主要用于划分土层、估算地基土的物理力学指标参数、评定地基土的承载力、估算单桩承载力及判定砂土地基的液化等级等。
(2)进行公路地质勘察时应对工程地质进行长期观测,其观测内容主要是观测与工程有关的地下水的动态观测;不良地质现象的观测;建筑物修建与周围环境相互作用的动态观测。
2 公路工程地质勘察规范运用过程和步骤
2.1 钻孔布置
平面布置规范规定,应沿道路中线布置,当道路宽度较大时,宜在道路两侧交错布置占孔。当路基岩土条件复杂时应布置横剖面。我认为在路堑、陡坡路堤(经常是半挖半填路段),须进行支挡工程的地段应布置横剖面,具体布置可参考”边坡工程规范”。
2.2 勘探孔孔距
在一般情况下可按道路性质布孔,布孔时应注意两点,一是每个地貌单元,不同地貌单元的交界处均应布置勘探孔。同时在微地貌和地层变化较大地段予以加密。此处的地貌单元指平原(堆积地貌)岗地(剥蚀堆积地貌),丘陵山区(剥蚀地貌),微地貌指平原中的,河漫滩,低平原,高亢平原等,岗地中的坳沟岗地等。二是规定有机质垃圾,疏松的杂填土,未经沉实的近期回填土及软土分布地段应查明其分布范围,勘探孔距宜控制在20~40m。
2.3 勘探孔孔深
原地面或设计地面标高(挖方地段)以下2~3m,规定为原地面以下5m,或挖方地段为设计路面下4m。规范同时规定当为有机质垃圾、疏松的杂填土,未沉实的近期填土,软土和可液化层时孔深应适当加深或钻穿该土层;当高路堤地段孔深应满足地基承载力、变形计算、稳定性分析评价要求及地基处理要求。路堑,陡坡路堤,支挡工程孔深也应满足上述要求。总的说来道路工程钻孔的特点是:①所有钻孔都必须取样;②市政钻孔应封孔;③多数钻孔应量测水位。
2.4 取样与试验
(1)地基土与路基土
市政规范规定桥涵,室外管道,堤岸工程等划分地基岩土应与现行建筑地基础规范一致,对道路路基土应执行《城市道路设计规范》。地基土的概念大家已很清楚。主要说一下路基土。什么是路基,路基是路面的基础,承受由路面传来的行车荷载,它又分为路床、路堤。路床又分为上部0.3m,称做上路床,0.3~0.8m,称下路床。0.8~1.5m称上路堤,1.5m以下称下路堤,需要指出的是,路堤是填方路基,当为挖方路基,或以后地面为路面标高时就不存在路堤而只有路床存在。对于路基土也就是路床及路堤部分土的定名及试验方法均应遵照现行公路土工试验规程。路堤土来自取土场,如进行取土场勘察时应遵照上述规程办理。路基土下面的土分类规范没有说,我想应该称地基土,按目前习惯似乎可以按《建筑地基规范》的规定来执行。
(2)取样间距与测试
规范规定在原地面或设计地面以下1.5m范围内每间隔0.5m取一个样(公路规范是0.5、1.0、2.0、4.0m取样)。采取的土样应做颗粒分析,天然含水量和液塑限,以便划分路基土类别和土基干湿类型,干湿类型的划分按路床顶面以下0.8,深度内平均液性指数按大于1.00,为过湿,0.75~1.0为潮湿类型,0.5~0.75为中湿类型,小于0.5为干燥类型,需要指出的是公路规范规定应按平均稠度指标来判定,二者有不一致之处。
2.5 工程地质勘察报告
首先是文字部分:(1)勘查工作的任务和概况;(2)是否存在影响建筑物地基不稳情况存在及其影响程度;(3)工程场地的地质土层结构、强度及各土层物理力学性质;(4)低下水位的深度、水质情况、变化情况及对建筑材料的腐蚀程度;(5)在地震设防区划分场地类型和场地类别,并判别饱和沙土及粉土;(6)对建筑地基基础方案进行分析,提出经济可行的设计方案意见,尤其对地基设计和施工中需注意的地方检出建议;(7)当工程需要时,尚应提供:深基坑开挖的边坡稳定计算和支护设计所需的技术参数,论证其对周围已有建筑物和地下设施的影响;基坑施工降水的有关技术参数及施工降水方法的建议;提供用于计算地下水浮力的设计水位。
其次是图表部分:(1)勘探点平面布置图;(2)工程地质剖面图、综合工程地质图或工程地质分区图;(3)土的物理力学性试验总表。重大工程根据需要,绘制综合工程地质图或地质分区图、地质柱状图或综合地质柱状图和有关试验曲线。 3 结束语
总之,公路工程地质勘察工作任务艰巨,必须明确其目的,克服各种因素,正确利用公路工程地质勘测方法对提高设计质量,有效控制工程造价和工期有着无法替代的作用。公路工程地质勘测作为公路建设中的重要手段,应引起我们足够的重视。
参考文献:
关键词:长引水线路 , 地质勘察方法,地质界线
Abstract: the diversion of smoke hydropower station hole deep-buried long tunnel, project is located in the southeastern coast of the qinghai-tibet plateau hengduan mountains, and the type of erosion, cutting high mountains, there exists the engineering geological problems complex. According to the actual situation in line, basic checked out the basic geological conditions of the water diversion lines, and reveals the water diversion lines of the engineering geological problems.
Keywords: long water diversion lines, geological prospecting method, geological boundaries
中图分类号:[TM622]文献标识码:A文章编号:
一、工程概况
烟岗水电站是鸭嘴河水电开发工程“一库一闸三级开发”的第二级,位于四川凉山州木里县境内雅砻江支流鸭嘴河下游烟岗~河口峡谷段。工程由烟岗低坝枢纽、引水发电洞、调压井等组成。总库容139万m3,调节库容38万m3。设计引水流量Q=24.6m3/s,水头最大约40m,装机25.2万千瓦,属中型Ⅲ等工程。
初设选定可研阶段的左线方案,引水隧洞全长5.93Km,自烟岗闸址进口(C点)到调压井(H点),中间共有4个转折点,各段走向分别为:C~D走向43°、D~E 走向68°、E~F 走向42°、F~G 走向63°。进口高程:3126m,出口高程3097.35m。比降:3‰。
二、区域地质、地震
(1)工程区位于川西高原高山峡谷地貌区。在大地构造部位上,属松潘—甘孜地槽褶皱系之雅江冒地槽褶皱带。工程区位于该断裂北侧约35km处。近场区北侧有理塘—德巫断裂之前波断裂,距工程区12km,其最新活动年令约1.5万年;其次为木里弧形构造带,由博瓦断层、小金断层等多条断层组成,距工程区最近距离为16km。近场区构造对工程无大影响。
(2)依据《中国地震动参数区划图》(GB18306—2001)确定引水线路地震动峰值加速度为0.15g,地震动反应谱特征周期为0.45s,相应的地震基本烈度为Ⅶ度。
三、地质概况
引水发电洞自烟岗低闸引水至调压井全长近5.931km,两条比较线沿鸭嘴河下游左岸的山梁布置。沿线岩性主要为志留系变质石英岩及石英砂岩,属坚硬耐风化岩石层。引水隧洞进口位烟岗低岗闸,底板高程3116m,洞径3m,平均比降1/1000。据可研资料岩性前段为D1-2W1绢云石英千枚岩及ST2—①石英砂岩,中后部为ST2—②石英岩。沿线主要的构造为西别梁子背斜,断层为泥盆系与自留系统地层间的滑脱断层、烧香梁子断层等。石英砂岩、石英石强度高,完整性好,成洞条件好。地下水为基岩裂隙水,以泉的形式向沟谷排泄。在核桃坪滑坡北部山顶出露5处泉水,分部高程3320~3386m,Q=0.2~0.82l/s,可能存在涌水。
四、地质勘察方法
初步分析认为引水线路存在的主要工程地质问题有:①进口段的稳定问题,②浅埋段、断层及其影响带的围岩稳定问题,③断层带及裂隙带的涌水问题,④深埋段250~630m可能存在岩爆及高地温问题,⑤洞室可能存在有害气体问题。针对问题,确定以地质测绘为主,在进口、调压井及浅埋段布置重型勘探点相结合的方法。并采用卫星遥感技术,对线路可能存在的岩爆、涌水作出预测。
由于引水线路河谷深切及核桃坪滑坡体发育,使沿线基岩,高陡险峻,使地质测绘工作遇到限制,只能沿着现有的3条小路采用1:1精度,采用穿越法工作,沿较大支沟进行主要界线的追索。第一条线路分部高程大约3140~3000m。引水洞的前段人迹可以到达,除实测1:1万带状图外,还编录1#、2#、3#交通洞。由于第二条线路岩体原有结构已破坏,只能从滑体出露的岩性段大致推测有关界线。第三条线路地层、构造出露条件好。通过以上3条线路穿越找出岩性分界点、构造线等重要地质界线的出露及延伸状态,结合线路局部地段支沟的追索、完成线路1:1万带状填图。
五、勘察结论
通过采用地质工程测绘,在整个过程中重点对引路遥感资料中反映的构造进行了复核。引水线路位于鸭嘴河左岸,山梁南侧呈北东走向分布;主要发育有泥盆系地层与志留系地层间的滑脱带(F1)、烧香梁子断层(F2)、志留系地层中变质石英砂岩与石英岩间的滑脱断层(F6)、核桃坪滑坡体西边界断层带(F4)、核桃坪滑坡体北边界近东西向断层带(F7)等9条断层。
1.引水线路比选意见
引水洞线推荐线与比选线方案比较,比选线方案支洞长度大,与主要断层及岩层走向交角小于推荐线,因此,地质意见推荐线方案可作为选定引水隧洞方案。
2.隧洞主要工程地质问题评价
(1) 断层对洞室稳定性的影响
根据对本工程区断层的统计资料可见,各断层中规模较大的断层主要有F1、F2、F4、F5,其中F1、F2与洞线夹角34°、25°,F4与洞线夹角53°,F5与洞线夹角仅16°,各破碎带岩体呈碎裂结构,且为地下水的集中出露点,对洞室围岩影响较大。
(2)浅埋段及深卸荷带对洞室稳定性的影响
洞线5+438~5+733m段,洞顶围岩厚度仅13~29.5m,洞室处于强风化~弱风化石英岩中。该段围岩成洞条件差,施工中局部可能出现冒顶。建议施工应及时支护与衬砌。
5+733~5+931m段,洞室围岩呈弱~微风化,该段洞室在施工中易发生塌方、掉块,应采取针对性的施工方法和及时支护,并加强该洞段施工地质工作。
(3)地下水对洞室稳定及开挖施工的影响
根据闸址及电站钻孔各类岩石的压水试验可知,一般透水率q=1~7Lu,围岩整体性良好,地下水出露主要以滴水,渗水形式为主,地下水对围岩稳定性影响小。透水率q=11~13Lu,进口段千枚岩中,层间裂隙较为发育,开挖过程中易形成地下水的集中出露,建议施工中加强排水。调压井出口段基本上全部位于地下水位以上,故可不考虑地下水对施工的影响。F1、F2等各断层破碎带,岩石破碎,易形成集中涌水通道,建议在施工中应作好提前预报,做好排水工作。
六、结论和建议
依据可研阶段的资料及线路遥感地质测绘成果,最终结合已施工的1#,2#、3#交通洞编录资料及调压井的1:1千带状图、和有岩石的物理力学试验资料,对施工提出了针对断层破碎带及洞室浅埋段、深卸荷段、岩爆、涌水处理建议。
随着水利水电行业的发展,水利水电工程的规模和难度越来越大,特别是在西南高山峡谷区的水利水电工程勘察难度更大。本文采用的高山区引水线路勘察的方法,可供同类工程勘察参考。
参考文献:
[1]《四川省凉山州木里县鸭嘴河烟岗跑马坪水电站工程地质勘察报告》陕西省水利水电勘测设计研究院.
关键词:矿产 地质 勘探方法 勘察
中图分类号:P621 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)02(b)-0094-02
今年来,随着我国针对矿产业的法律法规的不断完善,使得我国的矿产地质勘察状况也发生了巨大的变法。在市场经济条件的作用下,矿产的勘探和开发已经是融合数据和信息的双重作用下的自然产物。同时对矿产地质的勘探工作具有一定的风险性,因此努力解决我国矿产地质勘探在技术上的突破是具有重大意义的。
1 我国矿产地质勘查的现状
1.1 地质矿产研究的内容
地质矿产主要对“成矿”理论进行研究,分析矿床的地质特征、成矿类型、成矿机制,以及成矿的地质背景和环境等因素,找出成矿所处的雕件和规律,对成矿模式进行预测。
1.2 我国矿产地质勘查的现状
目前我国处于我国投资效益很低,而社会投资却受到自爱的困境中,这种情况的发生是由于我国没有只能正的企业在商业性的矿产地质勘查中确立主体地位,很大程度的抑制了我国矿产地质业的发展。
我国额地质勘察人才的匮乏也是一直以来制约我国矿产地质行业发展的因素之一。传统的勘查技术已经不能适应当今社会,而对新技术的掌握能力不够深入,较难适应到目前的勘查工作中,不利于勘查工作的展开。
如今我国矿产地质的勘探重点从露头矿、高品位、浅部矿体转向隐伏矿、深部矿进行开采,大型和巨大型矿产的发现才能满足我国快速发展的经济。
1.3 矿产地质勘察中存在的问题
(1)我国没有确立企业在商业性矿产地质勘查中的主体地位,使得对矿产的勘探和开采收到了体制的屏障。这种体制在一定程度上阻碍了矿产地质勘查的发展,使得我国进入了社会投资受到了阻碍,而国家投资效益低下的困境。
(2)矿产地质勘查的相关权益的体系不够完善制约了我国矿产业的发展。由于我国的有勘查的政策法规相对滞后,存在着不透明性和不稳定性,投资存在着一定的风险,使得矿产勘察市场发育不良。
(3)地质勘察人才的缺失,地质勘探技术的落后造成了严重勘查问题。针对地质勘查人员的培养方面不够完善,使得具有专业的勘察技术的人员匮乏。或者勘察单位的人员技术仅懂得传统的勘查技术,对新技术的学习和掌握不够,对遥感、物探、化探等新技术的掌握不够深入是十分不利于地质勘查工作的开展的。
(4)我国矿产地质勘查的主次不够明确。今年来我国对地表矿和浅层矿产的开采已经将近枯竭,向隐伏矿、深部矿的转型是势在必得。然而我国仍停留在露头矿和浅矿的开采中,那也矿山资源已经不能满足快速发展的我国经济和社会的发展需要了。
2 地质矿产的勘查方法的研究
2.1 “同位成矿”找矿的方法的研究
同位成矿主要是指不同时代、不同类型的框中均可以出现的一种相对稳定的同为成矿作用,同为成矿特征主要表现在一些重要的、巨型的、相对稳定的大规模矿床的形成中。矿产的形成过程是由相对稳定的成矿热活动中心在不随机迁移的前提条件下,与成矿物质资源和流体相结合,通过地壳的演化运动和良好的封闭条件和良好保存得来的。
(1)可以通过对工作区域的地壳演化运动的特点来分析当地地质情况。首先基地成分应县里区域地质时间表,通过对地质环境和地质事件的两者关系进行研究,并对多方面的资料进行分析成矿的地质环境,以及陆壳基地成分和分布地质等资料的研究可以了解其成矿关系。
(2)找矿可以顺着有利于成矿的地区开始查找,可以起到良好的找矿效果。首先调研人员应找出区域性深大断裂机器断裂构造组合的特点,以及与区域成矿带存在的紧密联系等。通常情况下横向矿带规律和次级断裂带是很容易被发现的,横向矿带可以根据矿田、矿床的断裂构造与区域成矿带的深大断裂间大角度相交出现,并以行的形态表现出来。而次级断裂带是在不同构造应力场条件下形成的与区域甚大断裂带成平行或斜交的情况。在勘探过程中可以沿用断裂带的级次关系和成矿关系进行查找,极易发现矿产资源。
(3)矿化信息是矿产勘查的有利证据。通过对找矿信息的深入研究和指导对找矿开路具有先锋意义,在寻找地表矿、半隐伏矿场等矿产资源时可以结合找矿信息的中和研究评价是找矿是十分有益的。例如对隐伏矿的查找过程中,应先进行矿产深部评价,其中应对物探找矿信息为依据可以反映出地表的剥蚀程度,可以分析出不同矿种的隐伏矿。因此研究找矿信息可以分析出矿产的信息的长处特点、空间分布风部分规律,对找矿具有重要的意义。
2.2 物化探测技术在深部找矿中的应用
研究深部找矿的关键问题是要解决矿区的成矿规律,例如,深部矿区的成矿环境、成矿系统和成矿的演化过程等。通过对矿床的全面认识可以找到矿床的深度空间和制约因素,以便发现深部矿床,科学技术的运用也是十分重要的。
(1)对成矿系统的深入了解有助于深部找矿。所谓的成矿系统是指,在一定的时空区域内,通过成矿要素的结合所形成的成矿过程、成矿产物等诸多构成所形成的成矿整体。为了提高找矿的成效需要对区域成矿系统进行基本的了解,对矿床的类型进行整体的认识。同时掌握成矿系统的发育深度也是十分重要的,了解矿床在宏观的空间分布特征能够对深度找矿起到直接的指导作用。
(2)物探技术的应用。地球物理勘查技术简称物探,它所研究的范围包括重力、磁效应、电、地震、放射性和地热等共有六类。通过对物探技术的使用可以帮助寻找和扩大对能源矿产、有色金属矿产、非金属矿床等矿产的查找,效果卓越。采用物探技术进行物理勘查之前应对勘测去的地层、岩体、矿石等进行测量,通过对其参数和性能的掌握可以确定是否可以使用物探技术。
(3)化探技术的应用。地球化学勘查技术简称化探技术,在对金属矿产的查找过程中采用化探技术的效果较物探的效果更为明显。具有代表性的化探的应用是以水系沉积物的测量、土壤测量法、矿床原生晕法等。今年来对露头矿和近地表矿的开发已经趋于殆尽,而对隐伏矿的查找越来越成为今后的发展趋势。随着科学技术的不断创新,对于灵敏度高、精度高的化学仪器的使用使得对地球化学勘查方法的研究更为深入,通过对隐伏矿的存在形式和迁移机制的不断研究,提出了很多采用化探技术找矿的新方法。
2.3 地质体运动理论在找矿中的应用
地质体是诸如板块、地块、岩体、底层等多个不同层次的地质客体,是具有自身独特特点的在时间空间中运动的物体,地质体实质是在地球内热、自转、地球引力的作用下的时空位移、解体、联合等活动。通过对地质体进行观察、研究和认识,掌握其运动特点,根据时空定位信息可以应用于矿产勘查工作。在勘探矿产的过程中应遵循以下步骤,矿带、矿田、矿区、矿床、矿体的定位,因此抓住对地质体的运动特点对矿产勘查具有重要意义。
结合地质体运动的理论的实际应用进行找矿的首要工作是对找空进行布局,根据成矿去带的稳步和成矿类型的不同,根据地质体的整体运动理论的结合对成矿围岩和成矿类型的使用进行布局找矿。其次结合地质体内部运动理论对区域成矿能力进行预测,区域成矿能力与元素的丰度、元素含量方差直接相关,同时与矿床的储量分布也直接相关。加上元素空间分布规律可以构造成异常模式下对化探数据进行处理可以推测出矿体。此外可以根据矿化元素的空间分布和矿产大小对探矿工程的孔径进行选择和辨别,从而推测出勘探区的实际储存量。
2.4 “地磁测量”方法的研究
地磁测量是通过时间和空间的变化对地磁场的数据进行研究的一种矿产勘查找矿方法。由陆地磁测、海洋磁测、航空磁测和卫星磁测四部分组成,同时根据测量的目的和测量精确程度不同可以分为,区域性测量、全球性测量和地方性测量。
陆地磁测是使用质子旋进磁力仪测量地磁强度,我勘探工作提供重要的数据依据。海洋磁测是也呆一起的船只对海洋进行地磁测量的一种形式,他对研究海洋地质、海底资源信息、编制地磁图等提供了重要的依据。区域航空磁测是地磁测量的方法之一,主要利用航空磁测资料对地球大范围物理测量,通过对测量资料来识别断裂、圈定火成岩体、磁性地层等成矿进行预测。适用于交通不便利,很难进行地面磁测的地方进行找矿工作。同时还适用于金属矿、石油矿的普查和地质构造研究等。
3 勘查手段的区域选择
勘察手段的选择应从地质目的和经济效益两者出发来选择找矿方法,同时应注意勘查方法的先进性和实用性。随着科学技术的飞速发展,勘查方法也在不但的进步,多种进的勘探技术的出现使得地质工作人员视野得到了开拓,同时使得地质信息的了解也在不断地深入。在勘查方法的选择时应重视先进技术的引入,同时实用性也应作为参考之一。例如,对航空遥感及时、物化探测技术、同位素成矿技术的原则的过程中应注重对方法的先进性和实用性双重考虑的结果,不要一味的只考虑技术先进,而忽略勘查工作的实际地质情况和资金状况,应从宏观的视野,在信息准确、可信度高的条件下选择适合的方法。同时采用综合的勘查手段是目前广泛使用的,它可以避免单一手法的局限性,使得多种查找手法各取所长,合理的进行取舍,大大的提高了地质信息和数据量的准确性。灵活的选择勘查手段,通过对勘查手段的综合运用可以提高找矿的效率。总之矿产勘察的方法选择应从总体技术,既要满足资金的投入总量,又要缩短勘查周期,专业、科学、效率的完成勘查工作。
4 结语
目前我国经济发展之快速,使得对矿产资源的需求也急剧增加,如此对大型矿产的发现也是十分迫切的。根据不同的找矿原理,快速、准确的发现可用矿产,对我们的经济和生活都是具有十分重要的意义的,根据同位成矿的原理找矿,依据地质环境为基础,通过对比成矿的地质条件,是十分有益于找到大型、超大型矿床的。但目前我国的矿产勘探仍存在很多问题,这种方法仍需要不断的实践经验,需要不断地发展和完善的。
参考文献
[1] 李劲松,蒋仕伯.着重探讨地质矿产勘查遥感找矿技术[J].大科技,2012(1):313-314.
[2] 张锦荣,孔海英.陕西地质找矿主力军—— 记西安地质矿产勘查开发院[J].法治与社会,2012(1):58-58.
在社会高速发展和经济社会的不断进步,对于矿产资源的需求量正在日益的加大,社会生产生活和经济社会的发展对于矿产资源的需要已经接近顶峰。面对这样的时代现状和时代
要求,对于地质勘探以及其找矿技术的发展和创新要求也变得日益迫切。形成一个新的体系和创新原则已经成为未来矿业发展的首要目标。本文通过对以往的矿业勘察机制进行分
析,并结合时代的发展创新其勘探原则,推动矿业发展,为以后矿产资源开发提供新的思路。
关键词:
地质;勘探原则;创新
地质调查工作是指地质调查工作。从广义上说,一般是了解同义词属性的地质工作。应经济建设、国防建设和科学技术的发展的要求,对该地区内的岩石、地层结构和开采、水、
地形、地质条件等一些研究重点工作的其他工作。例如,为了寻找和评价矿产是矿产地质勘查和开发地下水的目的主要为了发现的主要目的是找出铁路,地质调查的桥梁,大坝,
大坝工地,在工程地质调查的地区工程地质条件等。地质调查各种规模的区域地质调查、海洋地质调查、地热调查、地热勘查、地质调查、环境地质调查将是一个基于这个和许多
好因素的时间相对较短的任务,提供必要的技术手段和方法原则。测绘、地球物理勘探、地球化学勘查、钻探、点蚀和抽样检查、地质遥感和方法或手段的使用。在这个过程中,
或者说中国的地质调查,地质工作的五个阶段,对地质调查工作即区域地质调查、普查和详细。勘探开发探索[1]。
1目前现状
在国土面积的排行上我国的领土面积是全世界排名第三的国家。而且拥有者最多的国民总数,为此对资源的消耗可应用也是具有非常大的压力。而在当今社会当中,资源的利用和
环境问题已经成为各个行业以求发展的重要步骤和发展路程之一。为了使整个社会的经济不断地发展和进步,对于资源的利用如何做到可持续发展已经成为未来发展的重中之重了
。然而在目前我国的资源勘探技术方面以及制度方面仍然存在着或多或少的问题。
(1)管理制度的问题:虽然通过了多年的发展,尤其是改革开放以来,我国进入到世界大市场当中,吸收了不少外来的管理办法和技术,但是在现行的管理方式上仍然存在着些
许的问题。而且对于实际情况的把握和分析做得也很不到位,大多数情况下都会出现理论技术与实际情况不符的现象。这些现象最为明显的高发地带大多数为无人问津和缺乏管理
的小型矿山企业当中。其只想到所产出的经济利益,在很多其他影响因素方面不多加考虑,导致很多开采出来的资源出现了浪费和工作不规范的现象。从而也导致了许多的矿井事
故的发生还导致了资源无用的流失。
(2)市场不规范:在我国虽然施行的是社会主义市场经济,整个市场环境有市场本身来进行调解,但是作为矿产资源这种战略资源也要施行社会主义优势中的政府调节的手段。
然而在目前的现状下,国家市场管理机制仍然没有将我国的地质找矿勘探作业以及技术纳入进来。这严重的造成了地质勘探找矿技术在市场中存在着非常严重的问题和漏洞。也产
生了市场监管不力的现象。然而虽然这种技术在市场中的管理也受到国家同意的规定和规范,但是这种宏观的管理模式在其本身的情况就存在着效率低和利益不冲突的本质所在。
为此导致在矿业中出现了许多三不管情况,使得很多矿业开采与勘探没有形成完整的连接体质,造成了很严重的矿业资源浪费。
2原则
2.1统筹规划
首先在地质矿产资源勘探中要树立一个较为科学的理念。对矿业的发展进行各个方面的综合考虑。要做到以人为本落实科学发展观的基本要求。将公益性和商业性的地质勘查统筹
考虑并且集中规划。还要对矿产勘查和环境勘察统筹考虑做到相结合规划。并且要对相关进行的勘查活动和开采活动进行周密的计划和开次模式的规定,在对某个地区进行开采要
做好先进的工作,提前十年做好所有开采方面的计划各规定,和对其开采资源的利用做好科学管理,使得资源可以得到充分的利用而不产生浪费的现象[2]。
2.2科学布局
在开采前要对我国整体的地质条件和其资源的分布情况做出详细的总结和判断,并且结合目前我国发展的现状和对何种资源的需要以及在未来十年乃至更久的发展过程中什么资源
将成为国民经济发展的主要资源,都要做好前瞻性的考量。还要结合相关的人口数据和城市分布情况以及周边基础设施的情况和商业模式以及服务设施的情况都要进入到考量的范
围之内。在做好所有周边信息的收集整理并研究对此资源的开发将如何利用也出报告。以实现对于资源利用的规律规范和合理的分配布局。
2.3抓住重点
在进行矿产资源的勘探和开采过程中,首先要考虑到我国的地质、资源基础、环境等各个要素。在进行相关的资源开采过程中找出在资源开发利用上应注意到的重点方向。并且对
重点地区进行详细的资源勘察和对周围事物和设施的汇总。努力形成一个完善的矿区以产生辐射作用创造更大的经济效益,这不仅仅可以提高对于矿产资源勘察的精确度和深度,
还可以在根据经济社会发展中的需求,“一击必中”,完善对于社会中需要的资源的解决。并且可以开发出相应的附带产业,推动整个产业链的建立提高经济社会的需求。
2.4创新原则
创新一直是我国发展中各行各业亘古不变的原则之一。同样在面对矿业勘察和采矿中,创新也是一个非常重要的方面。为实现“科技兴地”的战略方针,实现整个地质勘查和采矿
作业的现代化发展,着重研究地质理论问题,将整个地质区位的优势转化为科技创新性的优势。加大力度在矿业勘查和开采方面技术向的不断更新和发展,创新其设备和开采技术
,将科学研究和实地勘查开次相结合,共同实现现代化设备的应用和开采技术现代化的进程。还要做到对相关科研人员的培养和合理的运用,实现整个开采机构和队伍的不断壮大
和技术设备的不断更新[3]。
2.5国际国内相结合
在目前经济一体化和经济全球化的发展现状中,要充分利用“两个资源,两个市场”的优势。两个资源极为国内矿产技术资源和国外的技术支持,两个市场则为国内市场和国外市
场。加大对整个资源开发利用实现全球化和对外开发,适应目前市场的需求,鼓励各企业间相互协作和合作。实现国内国外向结合借此提升我国科技水平和发展前景。利用国际的
力量推引导我国企业在此方面的技术革新和制度创新,吸收外国先进的思想理念建立一个完善的矿产资源开发结构模式,提高对于矿产利用的效率和保障能力。
2.6制度改革
制度一直是我国矿业发展的弊端和软肋之一,而相对于制度的革新也是目前矿业发展和勘查的首要目标。要实行自上而下的改革方略,从政府方面入手加强政府对于矿业开发和资
源利用的管理力度,以及对其相应的协调工作完善整个矿产资源开发利用的相关制度的制定,规范各个企业和国有资产的管理和分配。积极调动各个方向和部门的积极性和调度性
,强调其职能和权利,促进矿产资源开发产业的新机制的产生。并且在开发商和企业方面也要做到内部加强管理,设立完善的管理制度,对开发利用做到合理的分配,对于资金的
周转和利用做到完善。从外部作用和内部自身管理加强对于新制度的创新性变革。推动我国矿业的发展和资源的可持续利用。
3方法和创新性研究
3.1找矿中的常用方式
随时时间的发展和科技水平的不断提高,目前我国的找矿技术也不断的进行着革新和发展。在不断地进步和发展过程当中也逐步形成了一个较为完善的统一体系。对于找矿和才开
的方法也有了初步的统计。例如使用砾石找矿的办法和利用地质填图的找矿的办法都是随着时代的发展成为我国较为普遍和效率较高的找矿方式。而这些都是我国较为基本的找矿
办法,并且利用这些基本的运作方式和相关的技术手段也要求着我们的相关工作人员在进行工作时更加注重对于矿物信息的收集和整理,这也对我国各个矿产资源分布的挖掘和研
究有着重要的作用。
3.2创新性办法
首先研究分析及区域地质分析通过工作地区的地质环境,例如改变知觉的实际环境,明确每一时期地质事件的地质及详细资料的关系,研究地质构造及矿化规律,自己更实质性的
发展部署的。二、矿山信息积累最有效、最直接的找矿的基础,整合自身的矿化信息分析。信息来源信息地质勘探方向也是很合适的,通过分析这些资料整理好之前,我们大概矿
物分布、空间特征等地区法律这是非常积极的意义主要资源,地区分布测定共生或矿物分布特点、型矿物。质量和效率的提高,因此矿区找矿。地质构造和地壳,能找到什么样的
地质构造及矿化的关系,其特点是能找到的发展控制矿床分布、避免二次故障危害的产生。
3.3综合应用
在进行相关的找矿工作时必须要改变从地表到深部的找矿理念,应该综合其他的应用以及联合各个因素进行这一创新角度的分析和解释行为。利用岩石物理性的滕征分析不同的差
异现象并且对其深部的结构组成部分加以研究,结合矿产资源的成矿因素和条件,利用科学技术的优势来进行精确的资源找矿工作。利用这种的方法可以做到对数据收集的准确性
和科学性,并且加以适当的数据图标的显示直观的展示相关资源的数据。并且要结合其他相关科学门类的研究人员进行共同探讨,研究对于矿产资源的勘查和开发具备什么样的条
件和计算出相关的效益和利用率。提高整个找矿技术的创新性发展[4]。
4结语
本文通过对目前我国找矿和采矿技术的发展的现状作为出发点,研究目前我国矿业发展中应该遵循的原则和发展需要,对我国目前矿业发展中出现的问题进行分类的讨论,研究其
所产生的原因,并对其解决办法进行研究提出理论构想。而且在创新性方面强调整个矿业的目前所采用的基本方法和理念进行深入的研究提出相关的理论依据。为我国未来发展中
对于矿产资源的开发和利用提供一个理论依据。旨在强调资源的可持续利用和合理开发。
参考文献:
[1]朱明星.浅谈地质找矿勘查技术原则与方法创新[J].科技论坛.
[2]许冬梅.关于进一步推进地质勘查工作的思考[J].甘肃科技2009.
[3]易宗旺,雷东军.浅谈地质找矿勘查技术原则与方法创新[J].中国新技术新产品,2011(20)196.
[关键词]勘查地球化新办法 应用 效果
[中图分类号]P632 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-9-128-2
0前言
目前, 我国正面临着日益严峻的资源形势, 45种主要矿产中, 有一半以上储量消耗速度大于储量增长速度, 而且随着国家对矿产资源需求的日益增长和勘查程度的不断提高, 找矿难度日趋加大。因此, 加强矿产资源勘查, 实现找矿重大突破, 是当前提高矿产资源保障程度的重要途径。国内外找矿实践证明, 勘查地球化学方法在矿产勘查工作中是一种快速、有效的技术手段。经过多年的研究,研发出了许多寻找隐伏矿床的新方法、新技术,并且取得了明显的试验和找矿效果。
1勘查地球化学新方法的主要研究成果及其找矿效果
1.1电地球化学法
电地球化学方法是前苏联Ryss和Goldberg等在20世纪70年代提出的。20世纪80年代桂林冶金地质学院罗先熔等对该方法进行了试验,通过大量研究工作,取得一系列成果,并且先后在多个隐伏矿的找矿工作中取得了良好的应用效果。该方法用于寻找隐伏矿体的基本原理是深部盲矿或隐伏矿经过电化学溶解,在矿体周围形成离子晕,与成矿物质有关的成矿元素及伴生元素在电化学电场、地气、地下水运动等各种自然营力作用下迁移至近地表,并以多种形式赋存下来。在人工电场作用下,与矿有关的金属离子平衡发生了变化,其中的金属阳离子在电场作用下向阴极移动,并形成电解物,收集并分析电极上吸附的电解物,即可发现与矿有关的金属离子异常,从而达到找矿和评价的目的。
主要应用于矿产勘查的详查及异常查证阶段。据国内外的研究表明,该方法可用于寻找埋藏厚度超过150m的未固结覆盖层下和厚度超过500m基岩下的深部矿体,在寻找隐伏矿床方面具有广阔的应用前景,目前有关学者正在研究将该方法应用于油气资源的勘查开发中。
1.2构造叠加晕法
原生晕找矿方法又称岩石地球化学方法。该方法从20世纪50年展到现在,已成为地球化学找矿的最主要方法之一,尤其是在找隐伏矿床方面更具优势。前苏联曾应用该方法预测深部盲矿体,其成功率达84%以上。在原生晕找盲矿理论研究的基础上,20世纪90年代末,李惠等根据热液成因的矿床成矿具有多期多阶段脉动叠加的特点,提出了构造叠加晕找盲矿的新方法,从而不仅解释了过去用一般原生晕理论不能解释的原生晕轴向“反常”、“反分带”等异常现象,而且将“前尾晕共存”、“反分带”和“地化参数轴向转折”等无规律的反常现象变成了判别深部是否有盲矿存在的重要标志。同时通过对胶东、小秦岭、陕西、河北、内蒙、山西等几十个典型金矿床的构造叠加晕模式研究,总结出了4种叠加结构的理想模式以及5条盲矿预测准则。其基本原理是研究不同成矿阶段的元素组合、不同成矿阶段形成矿体(晕)的轴向分带及其在空间上的叠加特点,建立矿区内已知矿床的岩石地球化学异常模式和叠加晕找矿模型,进而对矿区深部及的未知区域进行预测。但在实际应用中应注意结合未知矿区叠加晕的特点,特别是前、尾晕特征指示元素及其在轴向上的浓度变化规律,研究成矿(成晕)过程,区分主要成矿阶段与非主要成矿阶段形成的异常特点,有利于从本质上反映含矿异常与非矿异常的区别。而仅仅利用统计的方法建立的异常模式和找矿模型,虽然在找矿工作中也能起到一定的作用,但局限性较大。
实践找矿工作证明,该方法主要在热液金属矿床方面应用最为成功、效果最好,特别是在矿产勘探阶段,应用钻孔、坑道基岩采样进行原生晕研究,可以有效的指出漏矿以及预测矿化的延伸方向,从而指导勘探工程布置,追踪盲矿体。而热液金属矿床主要受构造的控制,构造带中原生叠加晕的强度最大、范围最广,因此在采样工作中应有针对性的采集构造带中具有蚀变叠加的样品,这样不仅可以达到强化晕的强度和盲矿预测信息的目的,而且还大大减小了采样和分析工作的难度。
1.3金属活动态测量法
金属活动态测量技术是依据金属(特别是金)主要呈超微细粒而不是离子状态存在的新概念为基础而研发的。现在普遍认为在金属矿床本身及其围岩中,有大量与矿有关的超微细粒金属、金属离子或化合物的存在。这些超微细粒金属或离子以及化合物,会在某种地质营力(如地下水、电场、地气流、蒸发作用、浓度梯度、毛细管作用等)的作用下向地表迁移。对于厚层运积物覆盖区和后来沉积岩或火山岩盖层区,地气的搬运可能起着主导作用。这些超微细粒金属或离子以及化合物在到达地表后,被各种天然捕集物质(如可溶性盐类、胶体、黏土、氧化物和有机质等)所捕获,并在原介质元素含量的基础上形成活动态叠加含量。对采集的土壤样品实施两步提取流程:第一步用各种弱溶剂使活动态金属与其依附的载体分离;第二步用强溶剂(HNO3+HF+HClO4)破坏胶体,使活动态金属摆脱胶体的吸附而进入溶液。用原子荧光、原子吸收、等离子质谱等手段测定溶液中欲分析的元素,可达到寻找和评价隐伏矿的目的。目前该方法已运用于多个矿区的深部找矿工作,并且都得到了较好的找矿效果,特别是对不易形成离子形式而多以超微细粒活动态形式存在的金的找矿效果更为突出。但正如谢学锦院士指出的那样:测试元素的总量是最优先考虑的事,因为它们是最能够再现的数据,而且与从矿产勘查到地质调查再到基础地质的研究目标相一致。因此,对于金属活动态测量技术,只有在那些元素总量测量效果欠佳的地区才会适当采用。
2认识与建议
通过上述对各种勘查地球化学新方法应用现状及其地质效果的评价分析,可以发现化探方法应用于矿产勘查具有经济、快速、见微知著以及受覆盖层限制较小的特点,而且与物探方法相比更具有直接性。但也应注意到,上述的任何一种化探方法都有其自身的适用性,对于不同的矿种、不同的景观条件、不同的勘查阶段都有其一定的适用范围,例如原生晕)构造叠加晕找矿方法,对于矿区基岩出露较好的地区以及在已知矿体深部寻找盲矿体或第二个矿体富集带较适用;而对于被厚层外来运积物(黄土、冲积层、戈壁等)覆盖的地区,则可采用能够有效揭示深部异常的酶提取法、电地球化学法、金属活动态测量法等等。因此在实际应用这些方法时,应根据不同的情况选择合适的方法。
3结束语
矿产勘查工作是一项复杂的系统工程,任何一种单纯或单一的化探方法都很难对发现的化探异常做出圆满的解释。因此在实际勘查工作中,必须从思想上重视化探方法与地质、物探、遥感等技术方法的综合应用,充分发挥各学科的特长和优势,最大限度的克服异常的多解性。此外,任何一种找矿标志和指示元素都会不同程度地受到矿床类型和成矿条件的限制,因此,在利用上述方法时还必须结合具体矿区的地质背景,在地质研究的指引下有针对性的进行。
参考文献
[1]唐金荣,吴传璧,施俊法.深穿透地球化学迁移机理与方法技术研究新进展[J].地质通报,2007,26(12):1579.