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摘 要: 工程地质勘探涉及包括地球物理、地球化学、地质学在内的综合理论应用,主要从物探、钻探和坑探三方面去了解某地理位置的地质情况。本文重点讨论了常见的工程勘探方法和一些常用技术的应用范围,旨在对工程勘探整体理论知识进行一定程度的总结。
關键词: 工程勘探;方法;技术;应用
工程地质勘探方法与技术之所以涵盖内容广泛,主要是源于复杂的地理环境,同时,勘探工程一般都需要动用机械和动力设备,耗费人力、物力较多,有些勘探工程施工周期又较长,而且受到许多条件的限制。因此,可选择的方法和技术种类越多,在勘探成本上越经济,也可避免施工的盲目性和随意性。
一、坑探方法和技术在工程地质勘探中的应用
坑探,简单的讲,就是用人工或机械方式进行挖掘坑、槽、井、洞,以便直接观察岩土层的天然状态以及各地层的地质结构,并能取出接近实际的原状结构土样,进行对样本进行地质结构分析。坑探根据其应用目和适用范围又分为探槽、试坑、浅井和斜井四种技术分支。其中探槽主要是指在地表深度约大于三米而小于五米的槽子,以长方形外观居多,主要用于剥除地表覆土,揭露基岩,划分地层岩性,研究断层破碎带,或者探查残坡积层的厚度和物质及结构。而试坑是指从地表向下,铅直的、深度约大于三米而小于五米的小坑,常见的外观有圆形或方形,其主要被用于局部剥除覆土,揭露基岩作载荷试验、渗水试验。而对于浅井,在探槽和试坑的基础上,对地表结构的探索范围加深,一般是地表铅直向下深度五到十五米的圆形或者方形井,通常被用于确定覆盖层及风化层的岩性及厚度,同时也能通过取样进行载荷实验。最后的斜井,行业内也有人称之为竖井,其外观与浅井很相似,主要是在浅井的深度上继续加深,一般是超过十五米深度,需要固定支架进行支护,斜井施工的主要目的一般是了解覆盖层的厚度和性质,作风化壳分带、软弱夹层分布、断层破碎带及岩溶发育情况、滑坡体结构及滑动面等,也用作布置在地形较平缓、岩层又较缓倾的地段。
需要注意的是,坑谈往往成本较高,故应在工程地质测绘和物探工作的基础上,根据不同工程地质勘探阶段需要查明的问题,合理设计洞、坑、孔的数量、位置、深度、方向和结构,以尽可能少的工作量取得尽可能多的地质资料,并保证必要的精度。
二、钻探方法和技术在工程地质勘探中的应用
钻探是指用钻机在地层中钻孔,以鉴别和划分地表下地层,并可以沿孔深取样的一种勘探方法。钻探和坑探也称勘探工程,均是直接勘探手段,能可靠地了解地下地质情况,在工程勘察中是必不可少的。钻探是工程地质勘察中应用最为广泛的一种勘探手段,它可以获得深层的地质资料。
采用钻探机械钻进的方法,其技术特点是能直接揭露建筑物布置范围和影响深度内的工程地质条件,为工程设计提供准确的工程地质剖面的勘察方法。其任务是:查明建筑物影响范围内的地质构造,了解岩层的完整性或破坏情况,为建筑物探寻良好的持力层(承受建筑物附加荷载的主要部分的岩土层)和查明对建筑物稳定性有不利影响的岩体结构或结构面(如软弱夹层、断层与裂隙);揭露地下水并观测其动态;采取试验用的岩土试样;为现场测试或长期观测提供钻孔或坑道。钻探因为受地面水、地下水及探测深度的影响较小,故广为采用。但不易取得软弱夹层岩心和河床卵砾石层样品,钻孔也不能用来进行大型现场试验。因此,有时需采用大孔径钻探技术,或在钻孔中运用钻孔摄影,孔内电视或采用综合物探测井以弥补其不足。但在关键部位还需采用便于直接观察和测试目的层的平洞、斜井、竖井等坑探工程。
三、物探方法和技术在工程地质勘探中的应用
物探是是通过研究和观测各种地球物理场的变化来探测地层岩性、地质构造等地质条件的。物探是一种间接的勘探手段,它的优点是较之钻探和坑探轻便、经济而迅速,能够及时解决工程地质测绘中难于推断而又急待了解的地下地质情况,所以常常与测绘工作配合使用。同时,它又可作为钻探和坑探的先行或辅助手段。常用的地球物探方法有直流电勘探、交流电勘探、重力勘探、磁法勘探、地震勘探、声波勘探、放射性勘探。
物探方法是一种间接方法,根据被测定的地质介质的导电率、磁性和弹性波传播速度、密度等物理性质,以及岩层的含水量、裂隙性、破碎程度等物理状态,用特定的仪器设备取得的数值,从而划分岩层、判定地质结构、地下水埋藏深度、岩溶分布情况,特别是测定岩石(体)的力学指标。物探的优点在于能经济而迅速地探测较大范围,且通过不同方向的多个剖面获得的资料是三维的。以这些资料为基础,在控制点和异常点上布置勘探、试验工作,既可减少盲目性,又可提高精度。测井则可增补钻探工作所得资料并提高其质量。开展多种方法综合物探,根据综合成果进行对比分析,可以显著提高地质解释的质量,扩大物探解决问题的范围,缩短工程地质勘探周期并降低其成本。由于物探需要间接解释,所以只有地质体之间的物理状态(如破碎程度、含水率、喀斯特化程度)或某种物理性质有显著差异,才能取得良好效果。
四、结语
在具体的工程勘探方案的选择中,必须兼顾对施工成本的预算、施工安全的评估、施工地质环境的判断和施工周期的把握,并做好长期观测的检验工作,才能有备无患。
参考文献:
[1]丁雷,宋绍军,关键,谢玉霞. 地热资源勘探方法技术的应用与展望[J]. 吉林地质,2004,04:113-117.
[2]方前发,张宏兵. 电法勘探方法在水文和工程地质中的应用[J]. 大众科技,2006,04:29-31.
[3]宋乾. 三维地震勘探技术在吕梁矿区的应用[D].太原理工大学,2013.
[4]孙轶群. 浅析地质勘探技术在工程中的应用研究[J]. 能源与环境,2015,03:46-48.
關键词: 工程勘探;方法;技术;应用
工程地质勘探方法与技术之所以涵盖内容广泛,主要是源于复杂的地理环境,同时,勘探工程一般都需要动用机械和动力设备,耗费人力、物力较多,有些勘探工程施工周期又较长,而且受到许多条件的限制。因此,可选择的方法和技术种类越多,在勘探成本上越经济,也可避免施工的盲目性和随意性。
一、坑探方法和技术在工程地质勘探中的应用
坑探,简单的讲,就是用人工或机械方式进行挖掘坑、槽、井、洞,以便直接观察岩土层的天然状态以及各地层的地质结构,并能取出接近实际的原状结构土样,进行对样本进行地质结构分析。坑探根据其应用目和适用范围又分为探槽、试坑、浅井和斜井四种技术分支。其中探槽主要是指在地表深度约大于三米而小于五米的槽子,以长方形外观居多,主要用于剥除地表覆土,揭露基岩,划分地层岩性,研究断层破碎带,或者探查残坡积层的厚度和物质及结构。而试坑是指从地表向下,铅直的、深度约大于三米而小于五米的小坑,常见的外观有圆形或方形,其主要被用于局部剥除覆土,揭露基岩作载荷试验、渗水试验。而对于浅井,在探槽和试坑的基础上,对地表结构的探索范围加深,一般是地表铅直向下深度五到十五米的圆形或者方形井,通常被用于确定覆盖层及风化层的岩性及厚度,同时也能通过取样进行载荷实验。最后的斜井,行业内也有人称之为竖井,其外观与浅井很相似,主要是在浅井的深度上继续加深,一般是超过十五米深度,需要固定支架进行支护,斜井施工的主要目的一般是了解覆盖层的厚度和性质,作风化壳分带、软弱夹层分布、断层破碎带及岩溶发育情况、滑坡体结构及滑动面等,也用作布置在地形较平缓、岩层又较缓倾的地段。
需要注意的是,坑谈往往成本较高,故应在工程地质测绘和物探工作的基础上,根据不同工程地质勘探阶段需要查明的问题,合理设计洞、坑、孔的数量、位置、深度、方向和结构,以尽可能少的工作量取得尽可能多的地质资料,并保证必要的精度。
二、钻探方法和技术在工程地质勘探中的应用
钻探是指用钻机在地层中钻孔,以鉴别和划分地表下地层,并可以沿孔深取样的一种勘探方法。钻探和坑探也称勘探工程,均是直接勘探手段,能可靠地了解地下地质情况,在工程勘察中是必不可少的。钻探是工程地质勘察中应用最为广泛的一种勘探手段,它可以获得深层的地质资料。
采用钻探机械钻进的方法,其技术特点是能直接揭露建筑物布置范围和影响深度内的工程地质条件,为工程设计提供准确的工程地质剖面的勘察方法。其任务是:查明建筑物影响范围内的地质构造,了解岩层的完整性或破坏情况,为建筑物探寻良好的持力层(承受建筑物附加荷载的主要部分的岩土层)和查明对建筑物稳定性有不利影响的岩体结构或结构面(如软弱夹层、断层与裂隙);揭露地下水并观测其动态;采取试验用的岩土试样;为现场测试或长期观测提供钻孔或坑道。钻探因为受地面水、地下水及探测深度的影响较小,故广为采用。但不易取得软弱夹层岩心和河床卵砾石层样品,钻孔也不能用来进行大型现场试验。因此,有时需采用大孔径钻探技术,或在钻孔中运用钻孔摄影,孔内电视或采用综合物探测井以弥补其不足。但在关键部位还需采用便于直接观察和测试目的层的平洞、斜井、竖井等坑探工程。
三、物探方法和技术在工程地质勘探中的应用
物探是是通过研究和观测各种地球物理场的变化来探测地层岩性、地质构造等地质条件的。物探是一种间接的勘探手段,它的优点是较之钻探和坑探轻便、经济而迅速,能够及时解决工程地质测绘中难于推断而又急待了解的地下地质情况,所以常常与测绘工作配合使用。同时,它又可作为钻探和坑探的先行或辅助手段。常用的地球物探方法有直流电勘探、交流电勘探、重力勘探、磁法勘探、地震勘探、声波勘探、放射性勘探。
物探方法是一种间接方法,根据被测定的地质介质的导电率、磁性和弹性波传播速度、密度等物理性质,以及岩层的含水量、裂隙性、破碎程度等物理状态,用特定的仪器设备取得的数值,从而划分岩层、判定地质结构、地下水埋藏深度、岩溶分布情况,特别是测定岩石(体)的力学指标。物探的优点在于能经济而迅速地探测较大范围,且通过不同方向的多个剖面获得的资料是三维的。以这些资料为基础,在控制点和异常点上布置勘探、试验工作,既可减少盲目性,又可提高精度。测井则可增补钻探工作所得资料并提高其质量。开展多种方法综合物探,根据综合成果进行对比分析,可以显著提高地质解释的质量,扩大物探解决问题的范围,缩短工程地质勘探周期并降低其成本。由于物探需要间接解释,所以只有地质体之间的物理状态(如破碎程度、含水率、喀斯特化程度)或某种物理性质有显著差异,才能取得良好效果。
四、结语
在具体的工程勘探方案的选择中,必须兼顾对施工成本的预算、施工安全的评估、施工地质环境的判断和施工周期的把握,并做好长期观测的检验工作,才能有备无患。
参考文献:
[1]丁雷,宋绍军,关键,谢玉霞. 地热资源勘探方法技术的应用与展望[J]. 吉林地质,2004,04:113-117.
[2]方前发,张宏兵. 电法勘探方法在水文和工程地质中的应用[J]. 大众科技,2006,04:29-31.
[3]宋乾. 三维地震勘探技术在吕梁矿区的应用[D].太原理工大学,2013.
[4]孙轶群. 浅析地质勘探技术在工程中的应用研究[J]. 能源与环境,2015,03:46-48.