瞬变电磁法确定隐伏岩溶在贵州正安旦坪铝土矿勘探定孔中的应用

贵州正安旦坪铝土矿大精查项目位于黔北典型岩溶区,为在钻探施工中有效避开岩溶,减少损失,提高勘查效率,达到铝土矿勘探定孔目的,在基本掌握研究区地质背景与地球物理特征的基础上开展物探瞬变电磁法测量。本文简单介绍了物探瞬变电磁法(TEM)的工作原理及探测方法,着重通过在已知钻遇溶洞钻孔ZK14604开展方法性试验,选取合适观测参数,再结合地质、钻探资料对物探断面及平面切图视电阻率异常特征进行综合研究定孔,根据已知到未知的原则,逐步对矿区其他拟布钻孔展开测量。据钻探成果资料显示,研究区已施工物探定孔均有效避开隐伏岩溶,物探成果得到了有效验证。表明利用瞬变电磁法在岩溶区铝土矿勘查定孔中能取得较好效果,可为今后岩溶地区矿产勘查隐伏岩溶调查提供方法借鉴。     

综合物探技术在城市轨道交通勘察中的应用

在城市轨道交通工程中,为了更加准确地查明破碎带和岩溶的发育情况,采用钻探与高密度电法、瞬变电磁法相结合的方法,对破碎带和岩溶发育区域进行探测。其中高密度电法对工程场地的破碎带和岩溶发育区进行探测,初步判断破碎带和岩溶发育区域的分布范围;瞬变电磁法对岩溶发育区进行探测,钻探用来揭露破碎带和岩溶发育的具体数据;最后对钻探成果和物探成果进行综合分析,得出较为可靠的破碎带和岩溶发育范围。以徐州市城市轨道交通某车站为例,采用综合物探方法,对该场地的破碎带和岩溶的空间分布和规模进行探测。结果表明,高密度电法对确定破碎带和岩溶发育情况具有良好的效果,但是测线布置易受工程场地限制,导致探测深度不足;瞬变电磁法对确定岩溶发育情况效果良好。经钻探资料验证,显示综合物探方法的探测效果良好、成果可靠。     

地下溶洞调查物探技术探讨

本文依据岩溶区岩土体的物性差异,利用波阻抗和电阻率差异,对比分析了高密度电法、瞬变电磁法、地质雷达法等几种物探方法,最终确定了高密度电法、地震映像法及声波测井和钻孔CT法等地表和地下物探手段相结合的方法来探测岩溶分布与发育情况。     

钻孔雷达反射成像在岩溶发育场地探测中的应用

我国岩溶区分布广泛,且复杂的岩溶现象对建筑安全、地基稳定以及场地勘察有较大影响。钻孔雷达作为一种井中地球物理方法,可以利用地下介质的物性差异查明岩溶发育的情况,弥补常规勘察手段在探测岩溶发育场地中存在的不足。依据钻孔雷达单孔反射信号的同相轴特征、反射波首波走时和反射波的衰减等特征,可判断钻孔周边未揭露溶洞和裂隙的分布,确定钻探揭露溶洞的水平方向直径以及岩石完整性,从而达到查明各种岩溶形态的规模、空间密度及其分布规律的目的,为工民建各项工程建设的设计和施工提供准确详尽的地质资料,确保工程的稳定性。      

等值反磁通瞬变电磁法在岩溶塌陷区探测应用

由岩溶引发的地面塌陷具有灾害性大,隐蔽性高等特点,为了对其进行有效预报及治理,以某岩溶塌陷强烈发育地区为研究对象,提出采用等值反磁通瞬变电磁法（Opposing Coils Transient Electromagnetics Method,OCTEM）与工程地质钻探相结合的方法,对地层界面进行地球物理方法探测,由覆盖层埋深、电阻率大小、等值线变化等因素确定地层产状,并通过物探反演图及钻孔信息进行验证。结果表明,在岩溶塌陷强烈发育地段,等值反磁通瞬变电磁法可以有效查明地下溶蚀发育情况,在周围环境因素干扰强等常规物探方法无法开展的情况下,可以达到较好的应用效果。等值反磁通瞬变电磁法在岩溶、地面塌陷等地质灾害发育地区提供了有效的预测,为相似情况下的研究分析工作提供理论及实践基础。      

高密度电阻率法和瞬变电磁法在场地溶洞勘查中的综合应用

文章介绍了高密度电阻率法和瞬变电磁法(TEM)工作原理、特点及工作方法,并举例示范两种物探方法查找场地内溶洞及岩溶发育带的工作程序.高密度电阻率法对圈定岩溶分布、断层破碎带的追索、管线调查、物探找水、采空区、岩溶、滑坡等问题非常有效,而且成果直观、易于判读;瞬变电磁法对探测低电阻目标物敏感,主要用于探测含水层、溶洞、陷落柱、含水断层等地质构造情况.两者综合应用,可以更好地解决工程地质问题.     

岩溶断陷盆地跨孔CT成像探测岩溶孔隙及赋水状态的实验研究

泸西岩溶断陷盆地西南部既比村一带广泛分布着碳酸盐岩,岩溶极为发育,且极不均匀,地表以溶隙、溶沟为主,溶蚀残丘发育,局部发育溶井,出露有既比村大泉。通过开展1∶1万水文地质调查,在综合分析研究基础上,采用高密度电法剖面快速扫面,结合激电测深确定井位,实施的示范孔SK1、SK2钻孔,两个钻孔相距48 m,再进行跨孔CT成像探测地下岩溶发育及地下水的赋存状态实验研究,结果表明跨孔CT成像结果与实际钻探成果解译相差不大,表明该方法能更好地解译出地下岩溶发育及地下水赋水状态特征。采用常规的物探方法仅能推测竖直方向的地质情况,不利于查清横向连续发育的破碎带和溶洞空间分布。跨孔电磁波CT探测技术与钻探相结合,可以弥补这方面的不足。在碳酸盐岩地层中,根据在地下空间中不同发射角度的电磁波能量衰减值,利用反演算法得出地下介质的吸收系数空间分布,重建钻孔之间剖面的吸收系数二维图像,不同的吸收系数判断岩溶发育情况及地下水富水性。跨孔电磁波CT探测在岩溶断陷盆地探测结果说明,这种方法可行有效,为更好地布置钻孔找水提供了先进的技术。      

孔间电磁波CT探测揭示水库坝基岩溶形态特征——以广西靖西大龙潭水库帷幕灌浆为例

广西靖西大龙潭水库枢纽,为浆砌石重力坝,坝轴线长249 工程于1963年竣工蓄水,同年坝基大量漏水,库内出现多处漏水漩涡,水从坝下穿流而过在下游涌出,当水库泄空后,发现库内有岩溶塌陷(落水洞)多处.以往采用常规的勘探方法仅能了解单个钻孔竖直方向的地质情况,不利于查清坝基横向连续发育的破碎带和溶洞空间分布.孔间电磁波CT探测技术与钻探相结合,正好可以弥补这方面的不足.孔间电磁波CT探测在大龙潭水库坝基的岩溶探测结果说明,这种方法可行有效,溶洞和破碎带探测结果还经过灌浆钻孔的验证.     

音频大地电磁法在某灰岩地区煤炭资源勘查中探测岩溶和陷落柱的应用

灰岩地区岩溶、陷落柱的发育,严重影响了煤田资源勘查钻孔的布置位置的选择和为后期煤田的开采产生了安全隐患。为了规避这些不利地质因素的影响,这里根据这些不利地质体的地球物理特征,选用音频大地电磁法对某煤田勘查区的地层含水性、地层溶洞和陷落柱的分布形态、发育规模、埋藏深度等情况进行了调查。最终根据该方法的解释结果圈定的陷落柱、隐伏的岩溶和裂隙发育带得到了后期钻孔的验证。该调查结果为音频大地电磁法在灰岩地区岩溶、陷落柱的探测提供参考。     

基于井间电磁CT探测的岩溶空间分布特征

岩溶是桥梁桩基施工中的安全隐患之一,探明桥梁范围内岩溶的空间分布特征对桥梁安全尤其重要。岩溶勘查目前多以钻探与物探方法相结合,但特定的岩溶勘察需要根据具体情况选择合适的物探方法,常用的地质雷达等方法由于受限于各自的适用范围,往往不能精确地确定局部范围内溶洞的边界。井间电磁波CT探测技术主要依据电磁波在不同介质中传播时的吸收差异,重建井间介质吸收系数的分布图像,形象而直观地展现地质体内部结构,具有分辨率高,勘探距离小的特点,特别适合于探测桥墩等局部范围内的溶洞分布情况。以惠州S119线水西大桥主桥墩溶洞探测为例,介绍了电磁波法CT探测技术的原理、工作方法及应用效果,结果表明井间电磁波CT探测技术有较高的精度和可信度,可全面清晰地揭示场地岩溶的空间分布,为工程设计提供可靠的地质资料。     

钻孔电磁波法在岩溶勘查中的应用

灰岩地区，建筑场地的岩溶的岩溶勘查是个重要课题，也是工程界的一大难题。溶洞与围岩之间存在明显的高频电性差异，为应用钻孔电磁波法提供了良好的地球物理前提。通过广州地区的应用实例说明，本方法不仅可以定性划分岩溶发育区和非发育区，而且还可以半定量地求出隐伏溶洞的空间分布以及钻孔揭露溶洞的延伸范围。     

基于等值反磁通瞬变电磁法的城镇岩溶探测研究

受岩溶发育影响,湖南某地突发地面塌陷,形成几处塌陷坑,对道路和居民的生命财产安全构成威胁。为了了解该处岩溶分布情况,在调查区布置了2条等值反磁通瞬变电磁法测线。通过对数据的反演结果进行分析,得到了不同深度地层的相对电阻率信息,圈定了岩溶的空间位置分布。钻孔验证结果与推断结果吻合性较好,表明该方法在城镇房屋密集区具有较强的抗干扰能力,能够为城镇区岩溶探测提供地球物理科学依据。     

煤矿小窑采空区及塌陷区的地球物理勘查

总结了小窑采空区和塌陷区的地球物理特征。采用瞬变电磁法、高密度电法相结合的物探手段,对北京门头沟地区浅埋区小窑采空区和塌陷区进行勘查。分析总结物探勘测成果,布置相邻钻孔分别对异常区和正常区域进行钻探验证,取得了较好的效果。     

地球物理勘探在探测煤矿采空区覆岩“两带”中的应用

介绍了地质雷达法、电磁波CT成像法及瞬变电磁法在探测煤矿采空区覆岩“两带”的应用。认为地球物理勘探方法在观测钻孔不足或冲洗液消耗量法不能顺利进行时能有效地探测煤矿采空区覆岩“两带”,特别是瞬变电磁法有分辨率高,抗干扰性强的特点,值得推广。     

综合物探技术在武汉市江夏区大桥新区岩溶探测中的应用研究

武汉市主城区分布6条近东西向碳酸盐岩条带,各条带延伸至江夏区后都不同程度的加宽,致使江夏区碳酸盐岩近于全区分布。由于碳酸盐岩岩溶发育,近年来导致武汉市市政范围内发生十余起地面塌陷灾害。为查清武汉区岩溶分布,开展了岩溶探测技术方法研究。目前岩溶探测的方法较多,也有较多成功案例,但多以工程勘测为主,在城市范围内的岩溶探测实例较少。以武汉市江夏区大桥新区豹山还建小区为例,在分析该区岩溶发育地质特征的基础上,运用高密度电法、地质雷达法、超浅层瞬变电磁法、陆基声呐法、地震勘探法、井间CT等6种方法对岩溶发育地区进行了探测。通过对比不同技术方法探测岩溶效果发现:可控震源激发的横波探测效果较好,瞬变电磁技术对埋藏较浅的溶洞探测效果较准确,高密度电法对溶洞也有明显的反映。实例表明,在较复杂地质条件下采用多种技术方法综合探测,将会得到更准确的岩溶分布结果。     

含水采空区全空间瞬变电磁响应分析

针对含水采空区全空间瞬变电磁响应信号识别问题,采用有限元数值模拟及现场实测方法,基于电动势—视电阻率及对应时深转换关系,获取了全扇面视电阻率随深度变化的空间分布规律,提取了低阻异常区测点感应电动势衰减曲线,得出了测点随探测角度变化的电动势量化变化规律。基于上述研究,开展了井下钻探验证及钻孔窥视,并对现场钻孔出水水样进行了水质分析。结果表明:含水采空区的瞬变电磁响应横向角度对应一致性高于纵向深度;其感应电动势升幅与感应电动势差值变化趋势相反,呈现出在二次场观测初期急剧增大而后趋缓的特征,最大升幅可达10倍以上。钻探工程及化探分析进一步验证了物探成果。     

综合物探方法在岩溶探测中的运用分析

物探方法在铁路、公路线路岩溶探测中起着重要作用。岩溶探测物探方法种类多,本文以某铁路勘察项目为例,通过运用高密度电法、电磁波和弹性波跨孔CT三种方法,分别对岩溶较发育的铁路隧道进行勘察,查明工区内灰岩埋深、岩溶及可能与岩溶发育有关的断裂发育情况,并结合地质钻探等资料从施工参数试验、方法改进等方面综合比对分析,总结出各类物探方法探测岩溶的优缺点,提出在铁路、公路等线路勘察过程中应针对不同类型的岩溶,研究不同物探方法的施工参数和数据处理参数,建立不同地区岩溶的地球物理模型,针对不同岩溶类型选取最优的探测方法和参数,为以后的设计及施工提供基础资料。     

孔间电磁波CT技术在北京普安店岩溶勘查中的应用

孔间电磁波CT技术是工程勘探中的一种常用方法,利用孔间层析成像进行探测,其成果清晰、直观,较好地展现了孔间介质电磁波吸收情况,清楚地显示出地下不同地质体的空间分布。北京普安店地区存在岩溶塌陷,前期进行了大量的钻孔勘探,利用钻孔进行孔间电磁波CT扫描,探测钻孔之间溶洞的分布情况,填补了钻孔之间溶洞展布情况的空白,并对溶洞的充填情况进行解释。该技术提供的数据准确可靠,信息丰富,为后期岩溶地区的稳定性评价及工程处理提供了科学依据和基础数据。     

超高密度电法在上覆型岩溶勘察中的应用

南京地铁4号线桦墅站—仙林东站区间现场钻探时在部分钻孔中发现规模较大的溶洞,为探明区内溶洞的大小和分布情况,结合区域工程地质与水文地质条件,分析岩土介质的地球物理特征,采用超高密度电法对研究区进行地电测量,经反演分析获取地电阻率图像,结合岩溶的电阻率异常响应特征,在隧道纵横方向上分别采用地面方式和井井方式相互验证,判别岩溶的分布范围、走向、大小及埋藏深度。研究结果表明,超高密度电法在上覆型岩溶勘察中具高精度、高效率、直观性等特点,解释成果与钻探揭示验证一致,为土-岩-空洞三元结构的探测提供了一种新方法。     

贵州省旦坪铝土矿钻探施工工艺

贵州正安旦坪铝土矿项目地层岩石破碎,岩溶发育,钻探施工中遇掉块卡钻、套管难以起拔以及溶洞发育等难题。通过优化钻孔结构、合理选择钻进参数,采用跟管钻进配合绳索取心工艺,有效解决了溶洞堆积层的护壁难题,大大提高了溶塌堆积层成孔率。采用聚合物凝胶护壁堵漏减少了破碎地层掉块卡钻事故的发生。反丝套管的使用,减轻了坍塌地层丢套管的风险,提高了钻进效率,节约了钻探成本。采用长套管穿越溶洞,降低了报废工作量,提高了工作进度。物探瞬变电磁法的应用查明了岩溶的空间分布情况,降低了钻遇大溶洞的风险。通过一系列技术措施的实施,如期完成了目标任务。本文对该矿区的施工经验进行了总结,以期为同类钻探施工起到借鉴作用。