高密度电法在工程采空区研判中的应用.pdf
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1、云南水力发电YUNNAN WATER POWER281第 39 卷第 8 期0 引言采空区是地下工程施工面临的主要灾害之一,准确探明采空区分布特征对保障工程施工安全至关重要。以新疆某水渠工程为例,为查明渠底60 m 深度范围内是否存在采空区及其分布特征,在掌握测区地形地质条件与地球物理特征的基础上,采用高密度电法进行测线布设,数据采集、处理和反演,最终得出高密度电法反演推断成果图,并选取其中选取 3 条典型测试剖面进行成果分析,结果发现:3 处典型剖面均见异常;经钻孔验证,在不同孔深存在垮塌采煤巷道或采空区。在后续对水渠工程安全运行评价与维修期间,应重点关注采空区对工程和人员安全的影响。1 工
2、程基本情况1.1 工程任务工程任务为查明新疆某水渠工程渠线桩号71+613 85+825 m 段渠底 60 m 深度范围内是否存在采空区,若存在,需探明其分布位置。为完成此任务,先后在实地进行物探测试工作,仪器设备包括 E60M 型高密度电法仪、SE2404EI 工程勘察检测仪、SIR-30E 地质雷达及笔记本电脑等,实际完成的物探工作量见表 1。高密度电法在工程采空区研判中的应用吴仁学(新疆水利水电勘测设计研究院勘测总队,新疆 昌吉 831100)摘要:以新疆某水渠工程为例,为查明渠底 60m 深度范围内是否存在采空区及其分布特征,在掌握测区地形地质条件与地球物理特征的基础上,采用高密度电法
3、进行测线布设,数据采集、处理和反演,最终得出高密度电法反演推断成果图,并选取其中选取 3 条典型测试剖面进行成果分析,结果发现:3 处典型剖面均见异常;经钻孔验证,在不同孔深存在垮塌采煤巷道或采空区。关键词:采空区;高密度电法;钻孔验证中图分类号:P631.4;TD325.3文献标识码:A文章编号:1006-3951(2023)08-0281-04DOI:10.3969/j.issn.1006-3951.2023.08.068Application of High-density Electrical Method in the Study and Judgment of Engineerin
4、g GoafWU Ren-xue(Xinjiang Institute of Water&Hydropower Engineering Investigation,Design and Research,Survey Team,Changji 831100,China)Abstract:This paper takes a certain canal project in Xinjiang as an example to investigate whether there is a goaf and its distribution characteristics within a dept
5、h range of 60m at the bottom of the canal.On the basis of mastering the topographic and geological conditions and geophysical characteristics of the survey area,high-density electrical method is used for survey line layout,data collection,processing,and inversion.Finally,a high-density electrical in
6、version inference result map is obtained,and three typical test profiles are selected for result analysis.The results indicate that anomalies are observed in all three typical profiles.After drilling verification,it has been found that there are collapsed coal mining tunnels or goafs at different de
7、pths.Key words:goaf;high-density electrical method;drilling verification收稿日期:2022-11-25作者简介:吴仁学(1991-),男,广西贺州人,工程师,主要从事水利水电工程物探勘测工作。*282云南水力发电2023 年第 8 期表 1 物探外业工作量表工作方法剖面长度工作量高密度电法23.9 km/64条97 141个极距点面波96 m/5条94个探地雷达80 m/6条1.2 测区地形地质条件工程测区位于新疆某河中下游河段,河谷宽阔,河谷南岸级阶地发育,北岸I、级阶地发育,北岸干渠沿线通过地貌单元为河北岸低阶地,山前
8、丘陵区,黄土区和沙漠区。界梁子段属于山前丘陵区,地形起伏较大。出露的岩性表层为第四系全新统粉土,下部基岩岩性为侏罗系上统砾岩、砂岩、泥岩互层及煤层。1.3 测区地球物理特征据已有现场成果资料,采煤巷道一般存在于砂岩、砂砾岩层及煤层中,规模较小,宽 1 2 m,高 2 4 m 左右。测区主要分布地层为表层的原状黄土层、渠道回填碾压的黄土层,其电阻率呈相对低阻反映,电阻率 2m 15 m,横波波速 150 m/s 270 m/s;基岩主要为泥岩、砂砾岩、砂岩互层及煤层,其中泥岩、煤层的电阻率相对较低,在 18m 50 m,砂岩、砂砾岩及互层的电阻率差异不大,电性表现为相对高阻,其电阻率值 45m
9、150 m,横波波速 300 m/s 750 m/s。完整的巷道或未塌陷的空洞在反演图中呈相对高阻反映,一般为封闭圆形,电阻率值100m300 m,横波波速90 m/s150 m/s;塌陷或半塌陷的巷道、空洞,在反演图中呈相对高阻反映,异常区表现为有规律的半圆隆起向深部延伸,电阻率值 60m 200 m,横波波速 250 m/s 400 m/s。2 高密度电法的应用2.1 测线、测站与电极布设测线按设计要求布置,当设计的点位置遇到陡坎边、障碍物时,可在 1/2 测深点距的范围内将测点移到合适的地方。但必须使位置移动后的该测深点的所有极距及电极排列方向,仍能满足接地点精度要求1。测站与导线的布设
10、:测站应布置在测点附近,且仪器、电源应分开置放且与测量电极有一定的距离;导线应尽可能远离输电线或通讯电缆,当必须通过时,应使导线与输电线方向垂直;导线一般应避免悬空架设,当必须架空时,应注意将导线拉紧;导线通过公路、铁路、村庄时,应架空、埋土或从地下穿过;在放收线缆过程中,宜边松边放或边收边绕,并随时查看线缆有无破损或扭结;破损处应及时包扎绝缘,扭结处宜放松理顺,阻卡收绞不动时,应及时查明处理,严禁硬拉硬拽2。电极接地:所有电极均应靠近预定接地点标志布设,电极偏离角度不应大于 3;电极埋设之后,应拔除可能触及电极的杂草3;当电极无法埋设于已布接地点时,可垂直放线方向移动,移动的距离应小于 AB
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