高密度電法在石灰?guī)r中找水實(shí)例

發(fā)布時(shí)間：2013-10-19 16:32:11 閱讀量：1994 發(fā)布人：　拍照：

1、前言
許多廠礦和臨時(shí)工地生產(chǎn)和生活用水量很大，接自來水不方便，且費(fèi)用高，需要就地取水。石灰?guī)r地區(qū)僅憑經(jīng)驗(yàn)很難把握地下水位置，有的地方連打四、五口井，井深百米，都未見水，財(cái)力耗去不算，用水方等得著急，這時(shí)物探方法確定井位能取得很好效果。物探方法找水有很長(zhǎng)歷史了，原理很簡(jiǎn)單，水是低阻性質(zhì)，就是要找到低阻體。以前用的方法一般是電測(cè)深或聯(lián)合剖面，特別是電測(cè)深方法中通過測(cè)深曲線的脫接特征找水，效果很好。聯(lián)剖的正交點(diǎn)對(duì)低阻構(gòu)造的反映也有很好的效果。但自有高密度電法以后，這些方法使用得較少了，電測(cè)深方法工作量很大，一個(gè)或幾個(gè)小時(shí)才能完成一個(gè)測(cè)點(diǎn)，幾天才能完成一個(gè)剖面，聯(lián)合剖面法的無(wú)窮遠(yuǎn)極也很難選到合適的位置，且在灰?guī)r地區(qū)效果不佳。但高密度電法在資料解釋方面確有不同，本文據(jù)筆者經(jīng)驗(yàn)用實(shí)例略作說明。

2、物性特征

有溶洞發(fā)育的位置，洞內(nèi)含水或充填則為低阻無(wú)充填則為高阻，當(dāng)埋深較大或位于地下水以下時(shí)多為含水溶洞，當(dāng)溶洞位于灰?guī)r界面以下不遠(yuǎn)時(shí)，溶洞易為粘土充填。溶洞按形態(tài)有立洞、平洞之分，平洞分布范圍較廣，立洞較狹。立洞為干的較多，常形成于背斜軸向構(gòu)造帶處，經(jīng)流水形成。能形成陡立溶洞的，則多能形成平洞。對(duì)于非純凈可溶巖，如炭質(zhì)灰?guī)r，當(dāng)水流量較低少時(shí)，因?yàn)橛须s質(zhì)包住方解石晶粒，故較難溶解，而形成溶洞較難，但當(dāng)水流作用強(qiáng)烈時(shí)，雜質(zhì)被搬運(yùn)較快，巖石的溶解速度比純凈巖更快，因此這類灰?guī)r溶洞沒有則已，若有多為大溶洞。溶洞常分層發(fā)育，單個(gè)溶洞呈各種形態(tài)，溶洞之間常會(huì)聯(lián)通。就整體來說，溶洞的發(fā)育受巖性和構(gòu)造帶控制，如巖性變化層、成份不同的灰?guī)r分界面，許多廠礦和臨時(shí)工地生產(chǎn)和生活用水量很大，構(gòu)造破碎帶等位置，溶洞較發(fā)育。這樣在物性方面，有溶洞處物性差別很大。溶洞相通是，有溶洞的地段整體上會(huì)呈低阻性質(zhì)，出現(xiàn)低阻異常，溶洞分層或不獨(dú)立，則為局部異常。

3、異常形態(tài)

高密度電法測(cè)得的視電阻率值一般不對(duì)單個(gè)點(diǎn)繪制電測(cè)深曲線，而是使用surfer作剖面等值線，異常形態(tài)只是這剖面上的形態(tài)。當(dāng)基巖完整時(shí)，電性在橫向基本是均勻的，在豎向上呈有規(guī)律的變化，一般電阻率隨深度增高，視電阻率等值線反映為平行光滑，有規(guī)律。反之，當(dāng)基巖發(fā)育有溶洞或裂隙時(shí)，電性不再均勻和有規(guī)律，電阻率曲線在平行和疏密程度上都不同，或呈陡立，或局部低阻。所以判斷溶洞是否存在，只要看剖面視電阻率曲線是否園滑、完整和有規(guī)律。例外的情況是，巖性分界面局部低洼，而在剖面上有低阻異常。根據(jù)溶洞形成的基本原理，這種地段形成溶洞的可能性也較大，但多為通天溶洞，水質(zhì)不好。

4、水平位置

的確定用surfer作的剖面等值線，在橫向上分辨率自然是很低的。因此不能直接從地電等值線圖的形狀上找異常體位置，由于裝置的因素影響，所測(cè)得的視電阻率剖面上的數(shù)據(jù)愈往深處，愈不是記錄點(diǎn)位置的地電反應(yīng)，而是同一深度范圍的綜合反應(yīng)。如用溫納裝置，當(dāng)供電極距用300m時(shí)，測(cè)量極距是lOOm，遠(yuǎn)超過了一個(gè)溶洞一米或幾米的范圍。當(dāng)對(duì)溶洞進(jìn)行鉆孔驗(yàn)證時(shí)，往往不能一一對(duì)應(yīng)。因?yàn)楦鱾€(gè)在空間上獨(dú)立的溶洞，當(dāng)埋藏較深時(shí)，在地電阻剖面上是一個(gè)整體的低阻體。灰?guī)r完整的突變性與電性上的漸變性使布置鉆孔有一定的風(fēng)險(xiǎn)，如實(shí)例3。

5、深度確定

目前高密度電法對(duì)深度的解釋還不如其他方法那樣的精確，因?yàn)樯疃壬婕暗囊蛩剌^多，如上覆低阻層電性和厚度。在電測(cè)深法解釋時(shí)，要求有較完整的巖性分層，而在有溶洞的灰?guī)r中卻不具備這一條件的。這里只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)的估算，經(jīng)驗(yàn)反應(yīng)，一般用取1／3～1／2(AB／2)即可，這一范圍較大，據(jù)此推斷的深度會(huì)有較大的誤差，～般情況是，上部電性較低時(shí)，系數(shù)取較小值，反之取較大值，很難量化。較為欣慰的是，人們對(duì)深度的確定并不十分關(guān)心。水平位置確定后，只要深部有水，深度的推斷誤差幾米甚至至十幾米，帶來的損失并不大，多鉆一會(huì)而已。

6、實(shí)例

下面列出3個(gè)找水實(shí)例。均使用重慶地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的DUK一2型高密度電法儀。溫納裝置，極距用5m，測(cè)16層。
例1：某隧道施工用水井自地表往下為強(qiáng)風(fēng)化、弱風(fēng)化砂巖，其下為石灰?guī)r，泥炭質(zhì)。之前在這附近打過7個(gè)鉆孔，每孔7O多米深，穿過砂巖進(jìn)入灰?guī)r20~40m不等，但均未見水，石灰層巖心完整。上物探用電法，用5m極距，溫納裝置。測(cè)得剖面如圖1，該剖面在80~90m間有～條低阻異常帶，視電阻率在400 5()()Q·m。在85m處布一孔，經(jīng)鉆探，O～38．8m為全強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖，以下為灰?guī)r，48．3O～56．20m巖石裂隙極發(fā)育，鉆進(jìn)較快，巖心呈半邊溶蝕現(xiàn)象；56．20m以下巖性較完整。經(jīng)抽水試驗(yàn)，日出水量大于200T。該剖面異常反映為一個(gè)低阻異常帶，深度大至在1／3~1／2(AB／2)，異常范圍較大，但一孔見水，或有運(yùn)氣在其中。

例2：某制梁場(chǎng)生產(chǎn)用水井自地表往下巖性為全、強(qiáng)風(fēng)化砂巖、石灰?guī)r，砂巖厚度20m左右。用5m極距，測(cè)得剖面如圖2，從剖面看，等值線多呈陡立狀，沒有水平平穩(wěn)的等值線，顯示深部灰?guī)r不完整，對(duì)此，布孔選在電阻率最低的位置，在175m位置布孔，鉆探結(jié)果顯示，該孔進(jìn)入灰?guī)r十多米后，自38~52m有多處溶洞和發(fā)育裂隙。經(jīng)抽水試驗(yàn)，水量一天大于200t。

例3：某制梁場(chǎng)生活用水井地質(zhì)情況同實(shí)例2，上層20多米全、強(qiáng)風(fēng)化砂巖，下層為灰?guī)r，從剖面(圖3)看，下部等值線平穩(wěn)，呈平行狀，反映深部巖性完整，破碎可能性不大；上部等值線多處形成閉合圈，為低阻異常。在20On：處布設(shè)鉆孔，鉆至70m一直巖性完整，無(wú)水。移動(dòng)至207m再鉆，進(jìn)入灰?guī)r后，深度在22m和26m見兩層溶洞。從剖面看，185～220都是低阻范圍，這一范圍內(nèi)，都可能打到溶洞或破碎帶，但實(shí)際上一個(gè)連續(xù)打到溶洞，一個(gè)卻一直是完整巖心。

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