时间:2022-09-29 20:20:47
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇工程物探技术论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
一、毕业论文选题
选题是做好毕业论文的关键环节,也是学生走向工作岗位前的综合训练。因此,指导学生毕业论文题目的选择是教师的重要工作之一。“勘查技术与工程”专业培养应用型高级人才,毕业论文的选题应结合科研和生产单位的需求。毕业论文选题的时间安排在四年级的生产教学之后,学生已经基本掌握了地球物理各方法的理论、野外工作方法和资料解释。有了各自的专业兴趣和对各专业课教师的了解。因此选题是选择专业方向和专业教师,在选题中注意以下几个方面。①让学生自己选择毕业论文方向。我们将毕业论文的选择权交给学生。尊重学生的意愿和兴趣,先了解学生的个人兴趣,以后从事工作的意向以及个人能力。②选题结合实际科研或生产项目。参加野外毕业实习的同学,根据在科研或勘查单位参加的科研和生产实际工作选题。这些结合实际的选题符合科研或勘查单位的需求,具有实用性。使学生所学的专业知识与科研、生产实际需求紧密结合起来,并且能够在毕业后最短时间内达到工作单位所需的能力要求。这样学以致用的论文题目,相当于一次实际工作练习。③专业教师的选择。学生选择好论文方向后,为了能够顺利地完成毕业论文,并得到良好的相关方面的锻炼,选择教师是很重要的一环。因为每个教师都有自己擅长的一面,比如有些教师擅长工程勘查、有些老师擅长资源勘探、有些教师擅长能源勘探、有些教师理论研究等。学生应该根据自己的选题方向,选择相应的教师,以便得到最佳指导。④教师在论文选题过程中的指导作用。学生选题只是选择了论文研究的方向,其中的细节需要教师进一步完善。确认学生适合的那种题目是应用型还是研究型。对于有明确目的的学生,例如毕业后从事地质找矿工作的学生、已经考取研究生的学生、有一定的计算机编程能力的学生、对某种地球物理方法有特殊兴趣的学生,针对不同的学生确定不同特点的毕业论文题目。主要的选题原则有以下几方面:一是从科研项目中选题。对于今后继续深造,具有较高的计算机编程水平和对地球物理方法有兴趣的学生,引导他们参加教师的科研项目,或到有关的科研单位参加研究工作,使他们尽快了解专业发展的新水平、新动向,参与到科研工作中,学习科学研究的系统方法,提高科研能力。学生在科研工作中,会巩固专业知识,了解自身的能力。二是从工程项目中选题。对于已经确定了就业单位,准备进入地球物理勘查实践的同学,选题可以来自勘查单位的工程项目。通过这些联系实际勘查项目的题目,学生对勘查单位的设备、勘探领域、资料解释方法有全面深入的了解。同时也认识到勘查单位对人才的要求,通过做毕业论文可以有目的提高学生自身的综合能力。在上述论文选题的指导思想下,近几年,桂林理工大学勘查技术与工程(物探方向)专业的毕业论文题目呈现多样化(如表1所示)。从表中可以看出,选择实践型题目的人数在近四年中是最多的,约占64.8%,选择结合型题目的人数约占18.1%,选择理论型题目的人数约占17.1%。这一比例符合我校勘查技术与工程(物探方向)培养高级应用型人才的培养目标,同时,也满足了一部分同学想要继续深入研究的愿望。
二、教师在论文编写过程中的指导作用
“勘查技术与工程”专业需要具有综合素质和先进技术的人才,毕业论文写作期间,要注重培养学生收集信息、应用英语、计算机编程和解释软件使用等能力。①查阅文献的指导。论文题目选定之后,学生需要了解相关地球物理方法的发展、研究现状及应用情况。在查阅科技文献过程中,教师对相关方向的现状及学生存在的疑问进行讲解和指导。②计算机应用的指导。在“勘查技术与工程”专业毕业论文撰写过程中,教师要安排一定的计算机编程和学习使用最新地球物理资料解释软件的工作量。将这部分内容和毕业论文有机地结合起来。对于计算机基础好、能力强的学生,鼓励他们独立编程,激发他们的创新精神。对于计算机能力弱的学生,则重点学习现有软件的使用方法和技巧。指导学生灵活运用广泛应用的办公软件对资料进行简单处理,比如运用Grapher、Surfer、Excel等的电子表格计算视电阻率等一些简单的处理。③地球物理资料解释和绘图技术的指导。在“勘查技术与工程”专业毕业论文撰写过程中,资料解释和绘制成果图示是论文的核心内容。指导教师要对这部分进行重点指导。指导学生写出明确的解释依据、解释思路、解释结果,并绘制出规范、符合要求并美观的图件。规范的插图和附图是“勘查技术与工程”专业毕业论文的重要组成部分,在论文写作过程中,教师要指导学生学习必要的专业绘图软件,能够熟练地掌握绘图技巧,做出能为毕业论文提供有效证据和支撑的图件。④论文写作的指导。在毕业论文的撰写过程中,指导教师要将资料解释部分作为论文的重点部分。不仅要有解释思路、解释依据,解释理论和解释结果的讨论,还要有规范的写作格式、规范用语、规范地引用图件,以明确各部分的逻辑关系。在论文的写作过程中,提高学生的科技写作能力。
三、毕业答辩
毕业答辩是学生从事工作后项目汇报的一个预演。因此,准备答辩的过程实际上也是学生工作能力的一种培养。由于很多学生第一次准备类似的演说,在准备过程中,难免会胡子眉毛一把抓,得不到要领。因此,教师有必要指导学生设计和组织答辩演讲稿,清晰地表达研究内容,恰到好处地使用辅助器具,灵活地应对提问等。从目前用人单位反馈的信息来看,近几年我校勘查技术与工程(物探方向)专业的毕业生,绝大多数受到单位的重用,经过一年的实习期以后,基本上可以独立主持生产项目,成为单位的骨干。由此可以说明,有目的、有意识的毕业实习指导,会使学生的知识积累出现一个飞跃,为从事相关地球物理勘探的工作做好准备。
作者:程勃 罗润林 程志平 李长伟 单位:桂林理工大学 地球科学学院
英文名称:Remote Sensing for Land & Resources
主管单位:中华人民共和国国土资源部
主办单位:中国国土资源航空物探遥感中心
出版周期:季刊
出版地址:北京市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1001-070X
国内刊号:11-2514/P
邮发代号:
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1988
期刊收录:
Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊:
期刊荣誉:
Caj-cd规范获奖期刊
联系方式
【摘 要】GPS带来了电子导航领域的一场革命,但在物探测量中用GPS进行定位,得到的测量数据无法实时传回基地,发现误差时无法及时更正,浪费了大量的人力、物力。GPRS技术与GPS技术的完美结合很好的解决了这一难题。
【关键词】GPS;GPRS;物探测量
一、相关概念
物探测量是工程测量的一个重要分支,主要任务就是依据物探设计,将设计的勘探点用一定的测量方法放样到实地并准确记录其物探点空间位置,为物探野外施工、资料处理及解释提供符合设计要求的测量成果、图件和信息资料。GPS是由美国国防部研制部署和控制的军民两用,具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPRS即通用分组无线业务是在现有GSM系统上发展出来的一种新的承载业务,目的是为GSM用户提供分组形式的数据业务。
二、系统的实现
(1)集成定位接收终端硬件的设计和实现。GPS-GPRS集成定位接收终端的设计思想是集成GPS和GPRS两个模块。该定位终端实时获取GPS提供的经纬度、速度、时间等GPS信息后,以GPRS上网的形式发送给监控中心。所以硬件设计应该包括GPS模块和GPRS两个模块,并且要有一个控制单元协调两个模块工作。除此之外,定位终端还应该包括LCD显示模块和电源模块等部分。总的设计思路是GPS模块通过串口通讯与单片机建立联系,由单片机来控制GPS模块工作,并对数据进行处理,处理后的数据通过485总线传输给GPRS模块,再有GPRS模块通过无线通信将信息传输给终端LCD显示模块上。(2)集成定位接收终端软件的设计和实现。定位接收终端的软件主要完成上电后系统的初始化,对各个模块的检测,接收GPS模块传来的GPS消息,利用GPRS模块传输的GPS定位信息。整个软件系统应该包括主控模块、GPRS模块、GPS模块、LCD显示模块和串口操作模块五部分。本课题的软件分为终端软件部分和服务器软件部分。将内核加载到RAM中运行后,系统的控制权就完全转交给内核了。内核在完成一系列初始化工作后,将自动运行用户程序。终端软件主要包括以下几个主要模块:键盘处理、GPS数据的处理、用户数据的接收和发送。(3)监控中心设计和实现。监控中心主要实现对GPS-GPRS集成的定位系统中的各个定位终端的控制和跟踪,它能主动向系统中各个定位终端发送位置请求,并且获取各个终端的位置消息,解析出GPS消息中的经纬度、时间、速度等值,并且通过软件界面显示,供用户察看。同时通过软件接口将定位消息发送到与电子地图或GIS等软件平台接口,以便其他后台程序利用终端的位置消息进一步进行分析和处理。监控中心通过串口连接一个无线通讯模块,以其来实现和各终端无线设备的通信。监控中心的主要部分包括:无线通讯模块部分――监控中心服务器部分――无限通信终端部分。本次系统的工作流程下所述:第一,监控中心接到一单新的任务后,马上查找当前是否有空闲的终端,如果有则直接选择一个,然后向其下达工作任务,如果没有则转到第二。第二,监控中心在新接收任务附近的地点查找是否有正在工作的终端,如果有则向它们发送消息,要求报告当前的工作状态。第三,监控中心根据报告过来的信息,选取一个最合适的终端,向其下达工作任务。第四,各终端的使用者在完成工作之后,向监控中心发送信息,报告各自的工作情况,监控中心会自动在数据库中更新这些信息。第五,监控中心也可以提供一些公共服务,如信息查询等。(4)定位系统在物探行业中的应用。物探测量作业多位于沙漠等荒芜人烟的地方,地形复杂,山体高大,道路稀少,气候多变,昼夜温差大。由于受地形、气候、山体遮挡、森林覆盖等诸多不利因素的影响,使测量精度受到限制,施工进度无法保证,作业效率低下,人员安全不能保障,项目成本上升等。基于GPS-GPRS定位系统的物探测量作业具备了以下功能特点:一是有效增加物探测量作业距离,提高信号覆盖范围,有手机信号的地方即可工作,更加方便用户的使用,;二是采用GPRS通讯模式的物探测量系统,数据速度快,随着速度的增加,其数据延迟也降低了,相比于GSM通讯费用低,GPRS数据传输费用远比打电话接入的费用低。GPS与GPRS技术的结合,使得任何地点的流动站都可以方便的与基准站、中继站、监控中心建立数据联系。
三、结论
本文以物探测量的实际工作需要为目标,将GPS技术与GPRS技术有机地结合,严格按照实际物探测量操作流程建立相应的模型,利用GPRS的数据传输功能,对GPS数据进行实时传输,其可操作性及实时性都较强,而且成本较低,结构简单,具有较高的可靠性;同时可以将本地原始位置信息实时发送到基地进行处理,并给用户返回更加精确的位置消息,这样就可以避免由于误差范围太大而导致的重复劳动。
参 考 文 献
[1]姜西瑞.基于GPS和GSM/GPRS的定位系统的设计与实现[D].中国科学院计算技术研究所硕士学位论文
[2]张明珊.基于GPRS网络的移动数据接入终端的研究与设计[D].浙江工业大学.2005(8)
【摘 要】随着计算机信息技术的发展,岩土工程勘察数字化技术逐渐得到广泛应用。在分析了传统勘察技术的不足,并介绍了岩土工程数字化勘察技术,在此基础上重点分析讨论了数字化勘察技术实现应用的关键技术,对于进一步促进岩土工程数字化勘察技术的研究和应用具有一定的借鉴意义。
【关键词】岩土工程;数字化勘察;应用方法
On the digital technology widely used in geotechnical engineering investigation
Li Tian-fen
(272 Geological Brigade of Jiangsu Nuclear Industry Nanjing Jiangsu 210003)
【Abstract】With the development of computer information technology, geotechnical engineering investigation of digital technology is increasingly widely used. Analysis of the lack of traditional survey technology of, and introduced a geotechnical engineering digital investigation technology, digital investigation technology to achieve the application of key technologies based on focus analysis to discuss further promote the geotechnical engineering figures of Exploration Technology''s research and the application has a certain reference.
【Key words】Geotechnical engineering;Digital investigation;Application methods
1. 引言
岩土工程勘察是工程设计的先决条件。一般岩土工程信息,包括地形地貌、地层界面、断层、地下水位、风化层厚度以及各种物探、化探资料,这些资料只是一些离散的数据,岩土工程技术人员较难直接利用它们再去分析场地中工程地质参数的分布规律,更何况传统的岩土工程资料分析和解释一般都局限于二维、静态的表达,这种表达描述空间构造起伏变化的直观性差,往往不能充分揭示它们空间变化的规律,难以使人们直接、完整、准确地理解,也就越来越不能满足工程的空间分析要求。 随着计算机图形处理技术的完善,已经完全可以集成以岩土工程建模、岩土工程数字化、岩土工程数据库管理、岩土工程特性分析、岩土工程地质解释以及空间分析和预测、地学统计和图形可视化的一体化系统,继而发展成为现代化、信息化为一体的岩土工程勘察数字化新体系。本论文就将主要对数字化的岩土工程勘察进行简单的探讨,以期和同行分享。
关键词:矿井瞬变电磁法;井下超前探测;多匝小回线;物探技术;水文地质探测
中图分类号:P631文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)04-0044-02
随着物探技术的不断发展,在煤矿防治水工作中越来越多的应用了物探方法,综合物探技术已成为水文地质探测的重要手段。特别是最近几年来,多匝小回线装置形式的矿井瞬变电磁技术应用,凭借多匝小回线装置的小体积、强探测方向性、大探测距离、高分辨率等特点,在对巷道掘进头前方断层及其岩溶、破碎带、陷落柱、裂隙发育区等构造的赋水性的快速准确预测、预报有着非常重要的作用。下面结合山西某煤矿的瞬变电磁法勘探实例进行说明。
一、矿井瞬变电磁法工作原理
瞬变电磁法(Transient Electromagnetic Method,简称TEM)是利用不接回线或电极向地下发送脉冲式一次电磁场,用线圈或接地电极观测由该脉冲电磁场感应的地下涡流产生的二次电磁场的空间和时间分布,来解决有关地质问题的时间域电磁法。
瞬变电磁法与其它电法相比,具有以下特点:
1.观测断电后的纯二次场,克服了复杂的一次场补偿问题,同时受地形影响较小。
2.单脉冲激发就可得到多信息的整条瞬变电场衰减曲线,通过加大发射功率和多次叠加,可大幅度地提高信噪比,加大勘探深度。
3.采用不接地回线装置,适宜于各种地理环境下的野外工作。
4.由于瞬变电磁法的探测深度仅取决于大地电阻率和仪器的采样时间,故可通过调节发送功率、仪器采样时间,方便地控制探测范围。
5.采用不同的装置形式,可以相应地提高横向、纵向分辨能力。
6.对发送回线的形状、方位和点位要求不严,测地工作简单,可通过流水作业达到极高的工作效率。
7.在高阻围岩地区不会产生地形起伏的假异常,在低阻围岩区,由于是多道观测,早期场的地形影响也较易分辨。
二、工作方法技术
考虑到井下巷道空间的限制,为了能有效的探测巷道迎头含水构造,以便能够准确判断迎头是否存在富水异常情况,矿井瞬变电磁法采用重叠回线装置,发射和接收线框为2m×2m回线。重叠回线装置既可以在狭窄的巷道空间中进行各种角度的旋转、移动,同时也增加了发射功率,有效的延伸了探测深度。
在巷道迎头做超前探测过程中,可以根据探测的任务要求,通过调整线圈与巷道底板之间的角度来改变线圈法线的指向,从而获取巷道掘进头前方不同层位及方向的地电信息。即首先从巷道迎头的一侧开始,使发射、接收回线装置的法线能够垂直巷道侧面,以便进行测量,接着旋转回线装置,并且使装置的法线方向与巷道的侧帮成逐渐增大的夹角进行分别探测;在回线装置的法线方向与巷道迎头界面垂直时,在主迎头断面均匀布置2~4个测点;在巷道迎头另一侧时重复上面的操作。
三、资料解释
瞬变电磁资料解释,就是根据勘探区域的地球物理特征、TEM响应的时间特性和空间分布特征来确定地质构造的空间分布特点,例如,覆盖层厚度变化、垂向岩性分层和岩层的横向变化情况,断裂破碎带和其它局部地质构造目标的位置、形态、产状、规模、埋深等。瞬变电磁法勘探成果的资料解释应以理论及模拟图形为基础,以测区的物性差异为前提,结合地质及其他物化探方法和工作环境进行,资料解释中最重要和最基本的部分是对资料的定性分析和解释,定性解释是定量解释的基础。对采区瞬变电磁测深资料的解释步骤为 :
1.调查测区的现有地质物探资料,以便确定测区地层、目的层的地球物理特性。
2.格式转换:即把原始数据从由瞬变电磁仪中存储的数据格式,经过专用程序处理转化为计算全区视电阻率可用的特定数据格式,并剔除干扰畸变点。
3.可以根据实测电位衰减的时间响应曲线来换算成视电阻率的时间曲线,由于在采区进行水文勘探时,一般要求目的层较深,因此可采用晚期场定义的视电阻率公式计算,否则则应采用全区视电阻率公式进行计算。
4.在对视电阻率进行反演解释时(时深转换),要将?籽?子(t)曲线反演转换成?籽?子(h)曲线。
5.在制作视电阻率平面图和断面图时,将它与地震勘探结果进行层位对比,并根据其相关性,确定视电阻率断面图中目标层所在的位置。
6.为了减少地层起伏对视电阻率值的影响,可以根据地震勘探成果与TEM断面图绘制目标层或沿煤层的不等深度的横向切片平面图。
7.根据平面图和断面图划分不同层位的视电阻率异常区,并在结合其它水文地质资料基础上,对各异常区进行富水性分析评价,从而得出地质结论。
四、工作实例
山西某矿的东风井在掘进过程中,与主井掘进头还有300m将贯通,据地质资料,在其掘金方向左侧顶板可能有采空区存在,为保证安全掘进,排除透水隐患,需查明掘进头前方是否存在采空区积水。
(一)装置形式及其参数选择
本次勘探使用澳大利亚产SIROTEM-Ⅲ型仪器。瞬变电磁法勘探采用重叠回线装置,采用多匝2m×2m矩形回线,发射40匝,接收线框。采样时窗为:1-34,叠加次数:64,时间采用标准时间序列。掘进头按所示布置测点11个,分别对顺层、底板与顶板方向的探测。
(二)探测结果
在经过TEM探测后,经过解释处理,画出等电位扇面图。由于在探测过程中,发射电流关断时间过长,造成探测初期的数据严重畸变,致使大约20m的信息无法分辨。并且由于巷道为工字钢与金属锚网支护,导致侧帮1-4号测点与10-11号测点视电阻率值约为5~10Ω・m。其他测点视电阻率值约为20~100Ω・m。
根据等电位扇面图显示,迎头正前方100米范围内视电阻率等值线无明显异常变化,且视电阻率值相对较高,可判断在迎头前方100m范围内没有富水区域。
五、结论
从上面可以看出,TEM可以用于矿井掘进头前方采空区积水的超前探测,并能根据探测的结果,圈定积水的准确位置。但TEM还存在不能给出定量解释等问题。笔者相信随着TEM技术的发展,这些问题一定能够圆满解决。
参考文献
[1]汤金云.矿井瞬变电磁法数据处理与解释系统研制[D].徐州:中国矿业大学硕士论文,2007.
[2]姜志海,岳建华,刘志新.矿井瞬变电磁法在老窑水超前探测中的应用[J].工程地球物理学报,2007,4(4).
[3]于景.矿井瞬变电磁法勘探[M].徐州:中国矿业大学出版社,2007.
[4]蒋邦远.实用近区磁源瞬变电磁法勘探[M].北京:地质出版社,1998.
[5]李貅.瞬变电磁测深的理论与应用[M].西安:陕西科学技术出版社,2002.
[关键词]矿井瞬变电磁法;井下超前探测;多匝小回线
中图分类号:P412文献标识码: A 文章编号:
引言
随着物探技术的不断发展,在煤矿防治水工作中越来越多的应用了物探方法,综合物探技术已成为水文地质探测的重要手段。特别是近年来发展出来的多匝小回线装置形式的矿井瞬变电磁技术,凭借其体积效应小、探测方向性强、探测距离大、分辨率高、对含水低阻体敏感等特点,在对巷道掘进头前方断层及其破碎带、裂隙发育区、岩溶、陷落柱等构造的赋水性的快速准确预测、预报有着非常重要的作用。下面结合山西某煤矿的瞬变电磁法勘探实例进行说明。
一、矿井瞬变电磁法工作原理
瞬变电磁法(Transient Electromagnetic Method,简称TEM)是利用不接地回线或电极向地下发送脉冲式一次电磁场,用线圈或接地电极观测由该脉冲电磁场感应的地下涡流产生的二次电磁场的空间和时间分布,来解决有关地质问题的时间域电磁法。
瞬变电磁法与其它电法相比,具有以下特点[1]:
(1)观测断电后的纯二次场,克服了复杂的一次场补偿问题,同时受地形影响较小;
(2)单脉冲激发就可得到多信息的整条瞬变电场衰减曲线,通过加大发射功率和多次叠加,可大幅度地提高信噪比,加大勘探深度。
二、工作方法技术
考虑到井下巷道空间的限制,为了能有效的探测巷道迎头含水构造以查明迎头是否存在富水异常区域,矿井瞬变电磁法一般采用重叠回线装置,发射和接收线框为2m×2m矩形回线。这种装置既可以在狭窄的巷道空间中方便的进行各种角度的旋转、位移,也增加了发射功率,保证了探测深度[2]。
在巷道迎头做超前探测具体施工中,根据探测任务要求,可以通过调整线圈与巷道底板之间的角度改变线圈法线的指向,来获取巷道掘进头前方不同水平层位上的地电信息(如图1)。 即从巷道迎头的一侧开始,首先使发射、接收回线装置的法线垂直巷道侧面进行测量,然后旋转回线装置,使装置的法线方向与巷道的侧帮分别成一定、逐渐增大的夹角进行探测;当回线装置的法线方向与巷道迎头界面垂直时,根据其主迎头断面的宽度布置2~3个测点;到巷道迎头另一侧时再同刚才一样旋转回线装置。
图1 掘进迎头测点布置示意图
Figure 1 Sketch Map of Point Arrangement in Extraction Heading
三、资料解释
瞬变电磁资料解释,就是根据勘探区域的地球物理特征、TEM响应的时间特性和空间分布特征来确定地质构造的空间分布特点,例如,覆盖层厚度变化、垂向岩性分层和岩层的横向变化情况,断裂破碎带和其它局部地质构造目标的位置、形态、产状、规模、埋深等。瞬变电磁法勘探成果的资料解释应以理论及模拟图形为基础,以测区的物性差异为前提,结合地质及其他物化探方法和工作环境进行,对资料的定性分析和解释是资料解释中最重要和最基本的部分,定量解释在定性解释的基础上进行。采区瞬变电磁测深资料的解释步骤为[3] :
(1)调查测区的已有地质物探资料,确定测区地层、目的层的地球物理特性。
(2)格式转换:即把原始数据从由瞬变电磁仪中存储的数据格式,经过专用程序处理转化为计算全区视电阻率可用的特定数据格式,并剔除干扰畸变点。
(3)根据实测电位衰减时间响应曲线换算成视电阻率的时间曲线,由于采区水文勘探要求目的层较深,一般可采用晚期场定义的视电阻率公式计算,若考虑浅部目标,则应采用全区视电阻率公式计算。
(4)对视电阻率进行反演解释(时深转换),将曲线反演转换成曲线。
四、工作实例
山西某矿的东风井在在掘进过程中,与主井掘进头还有300m将贯通,据地质资料,在其掘金方向左侧顶板可能有采空区存在,其具置与积水性不明,为排除透水隐患,保证安全掘进,需查明掘进头前方是否存在采空区积水[4] ~[6]。
(一)装置形式及其参数选择
本次勘探使用澳大利亚产SIROTEM-Ⅲ型仪器。瞬变电磁法勘探采用重叠回线装置,采用多匝2mX 2m矩形回线,发射4O匝,接收线框。采样时窗为:1~34,叠加次数:64,时间采用标准时间序列。掘进头按图1所示布置测点11个,分别对顶板、顺层与底板方向的探测。
(二)探测结果
数据采集完成后,经过数据的解释处理,画出等电位扇面图,如图2。由于发射电流关断时间过长,造成早期数据严重畸变,致使约20m的近距离信息无法分辨。由于巷道为工字钢与金属锚网支护,故图2(a)中侧帮1~4号测点与10~11号测点视电阻率值较低,约5-10Ω·m。掘进头正前方未受到工字钢与锚网影响,故视电阻率值较高,约20~100Ω·m。
因此在迎头正前方约100米范围内视电阻率等值线无明显异常变化,且视电阻率值相对较高,可推断在巷道迎头前方100m范围内没有富水区域,也无其他的富水异常构造。
图2 二维探测结果(a)巷道迎头前方底板;(b)巷道迎头前方顺层;(c)巷道迎头前方顶板
Fig.2 Achievement Graph of 2D
结论
应用结果表明,矿井瞬变电磁法可以用于掘进头前方采空区积水的超前探测,能准确圈定积水的位置,其在井下巷道超前探测方面具有施工方便、对施工空间要求不高、成本低、技术比较成熟、效率高的优点,特别是可以在狭小的巷道迎头空间中工作和数据采集效率高,不影响煤矿巷道的正常掘进,是其他方法所不具备的。但对积水量仅能做定性评价而不能给出定量解释,视电阻率断面图上探测异常区域分布比实际积水区间要大,且侧帮测点易受到金属锚网支护的影响,同时由于采用多匝小回线装置形式,发射电流关断时间过长,存在近距离探测盲区。相信随着该技术的不断发展与完善,必将在煤矿含水构造体的超前预报中发挥越来越重要的作用。
参考文献
[1]汤金云.矿井瞬变电磁法数据处理与解释系统研制[D].徐州:中国矿业大学硕士论文,2012
[论文摘要]通过总结永煤集团城郊煤矿在防治水工作中如何制订精细化管理目标、完善防治水各类人员工作标准,如何进行考核,实始精细化管理,严格流程化作业,为煤矿防治水精细化管理提供成熟经验。
永煤集团本部四个生产矿井现主采煤层为二2煤层,二2煤层距其底部L10、L8灰岩含水层平均距离为60、80m,矿井主要自然灾害为二2煤层底板灰岩水害。永煤集团前两对矿井投产之初,常发生煤层底板灰岩水溃入工作面,造成淹头淹面事故,经济损失巨大。自进行底板改造注浆工程以来,基本杜绝了淹头淹面事故,取得了显著的经济效益。
防治水工作是一项技术含量高、系统性强、工序繁杂的系统工程,城郊煤矿自投产时就非常重视防治水工作,严格流程化作业,实施精细化管理,几年来防治水工作取得显著成绩。
一、防治水精细化管理的指导思想
以科学的安全发展观为指导,认真贯彻执行《煤矿安全规程》、《矿井水文地质规程》、《煤矿防治水工作条例》和省、集团公司防治水工作规定,坚持永煤集团防治水“二十四字”方针及“有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则,通过推行以人为本的精细化管理,制定严格规章制度,对照防治水工作质量标准化,抓好全员培训,进行严细考核,达到“人、机、物、环境”各方面协调,探索城郊煤矿防治水安全管理长效机制,为本质安全型矿井和和谐矿井建设奠定坚实基础。
二、防治水精细化管理的目标
通过精细化管理,全面提升职工素质,提高经济效益,保证防治水工作安全、快速、高效进行,达到各掘进头能安全快速推进,各回采工作面在安装支架之前完成底板改造工作,并保证其采面顺利回采。
三、具体实施办法
(一)建立完善规章制度、工作标准及考核细则
精细化管理的本质,是对各个工作流程进行控制和考核。因此完善规章制度、工作标准及考核细则是搞好防治水精细化管理最基础的工作。
(二)推行严格的考核制度
管理人员和区队职工严格按照规章制度、工作标准进行考核,每一环节工作必须精细到位,最大限度地调动和激发员工的工作热情和积极性。
(三)抓好全员教育培训
各级人员认真学习防治水专业知识,熟练各种设备操作方法,掌握处理水害技能,结合矿实际提出切实可行的防治水方案,严格按流程办事。
四、防治水管理人员和区队各工种的精细化工作标准
(一)防治水管理人员精细化工作标准
1.日常基础性工作。编制长期防治水工作规划及年度防治水工作计划;建立健全各类水文地质台账;进行各项水文地质观测;编制各类矿井必备的水文地质图;留设计算好各类防水煤柱;认真组织生产,保障防治水工作具体实施;依照实际情况编制各类防治水工程《安全施工技术措施》;制定严细的工作标准,保障各项防治水工程质量,确保安全生产。
2.编制各类探放水方案。编制各工作面底板改造钻孔设计方案;编制探老空水设计方案;编制探断层、陷落柱方案;编制过含水层探放水方案;编制采区、工作面物探方案;审批各项措施;编制每个月防治水计划。
3.做好现场跟踪、监督、指导工作。每月到地面各注浆站巡视不少于2次;对工作面底板加固和探放老空水工程进行全方位现场指导和质量抽查工作,并对底板加固和探放老空水情况进行综合分析;对底板改造的工作面进行物探钻探--再物探--再钻探这一流程进行分析、设计,直至工作面得到充分的加固,保证顺利回采;经常深入井下,严把工程质量和安全关,分析工作中存在的隐患及问题。
(二)区队职工精细化工作标准
1.地面工具房、注浆站职工精细化工作标准(6S标准)
(1)整理(Selrl),工作标准:
A、整理清除不必要的废弃物。
B、钻机、闸门、备用水泵等工具、物品整理放置到规定部位。
C、材料、工具放整齐、摆放有序。
D、每班整理一次。
(2)清洁(Sanitary),工作标准:
A、清扫责任区的杂物垃圾,保持工作场所整洁干净。
B、打灰、注浆时不得使水泥飞扬,污染环境。
C、保养设备、工具整洁完好。
D、整理个人装束,保持个人清洁。
E、每班清洁一次。
(3)准时(Sharp),工作标准:
A、不准迟到、早退、不准连班、缺班。
B、不准一个人单独作业,其他人轮休。
C、及时、按时进行钻机、注浆泵维修保养工作,随时提供良好设备,保证钻探、注浆工作连续进行;保持地面注浆不间断。
D、按时完成各级领导交办的工作任务。
E、按时参加单位组织的各类会议和集体活动。
(4)标准(Standardization),工作标准:
A、遵守《煤矿安全规程》、遵守各级防治水工作条例等。
B、按照各工种岗位责任制和措施标准规范操作,实现过程和结果的标准化。
C、维修人员经常深入现场提供优质服务,保证各种设备正常运转;地面注浆人员听从井下人员指挥,适时调节浆液浓度,及时注浆、及时冲洗注浆管路,优质服务,工作上不得失误。
D、巩固本岗位质量标准化已有成果,确保动态达标。
(5)素养(Shlstuke),工作标准:
A、参加矿、区队举办的各级培训,提高技术水平和操作技能。
B、遵守母、子公司企业文化规定,做到言行文明,举止规范。
C、协作配合,团结同志,争当优秀班组,打造和谐区队。
D、遵守矿上的各项规章制度,遵纪守法,不参与黄、赌、毒不健康活动。
E、爱护公共设施,不损坏、私拿公共财物,地面注浆站人员不能吃、拿、卡、要送灰人员财物,更不能倒卖水泥。
F、及时总结工作经验,开拓创新,争做知识型工人,搞好发明创造,使公司因有你而自豪。
(6)安全(Safety),工作标准;
A、地面注浆站注浆时每班检查各高压管路接头、弯管,发现隐患及时处理。
B、检修钻机、注浆泵等设备时选择好吊点,注意平稳,严防突然坠落伤人。
C、地面注浆站人员上下班注意安全。
D、地面各工作房内严禁私拉电线、生火做饭,不允许外部人员进入地面注浆站。
E、杜绝轻伤以上人身事故。
F、杜绝设备和生产事故。
2.井下钻探注浆工精细化工作标准
(1)整理(Selrl),工作标准:
3.在线考试系统的实现、测试和系统配置。经过系统分析与设计后。就可以根据设计模型在具体的环境中实现系统,生成系统的源代码、可执行程序和相应的软件文档,建立一个可执行的系统。然后需要对系统送行测试和排错,保证系统符合预定的要求。获得一个无错的系统实现,调试的结果将确认所完成的系统可以真正使用。最后系统配置的任务是在真实的使用运行环境中配置,调试系统,解决系统正式使用前可能存在的任何问题。
五、小结
UML是一种功能强大的、面向对象的可视化系统分析的建模语言,它采用一整套成熟的建模技术,广泛地适用于各个应用领域。它的各个模型可以帮助开发人员更好地理解业务流程,建立更可靠、更完善的系统模型。从而使用户和开发人员对问题的描述达到相同的理解,以减少语义差异,保障分析的正确性。
通过对在线考试系统的开发可以看到,UML作为软件工程中的建模语言,代表了面向对象方法的软件开发技术的发展方向,具有重大的经济价值和国防价值,并获得了国际上的广泛支持,具有非常好的应用前景。
参考文献
[1]徐曾春、.基于B/S的三层结构网络考试系统研制[J].计算机与现代化.2003(12):50-51,6.
摘 要 群众性经济技术创新活动是提升员工综合素质的大学校,是激发员工创业激情的大舞台。开展职工群众性经济技术创新活动,必须紧抓住素质提升、制度建设和组织实施等三个关键环节,夯实创新基础,搭建创新平台,提升创新质量。
关键词 物探处工会 群众性经济技术 创新创效
近年来,东方地球物理公司长庆物探处工会围绕企业发展实际,以职工创新工作室建设为载体,紧扣“创新驱动,改革发展”主题,对群众性经济技术创新工作进行了探索与实践,狠抓素质提升、制度建设和组织实施三个大关键环节,夯实创新基础,搭建创新平台,提升创新质量,取得了丰硕成果,为企业全面协调可持续发展提供了不竭动力。
一、必须抓素质提升,不断夯实创新基础
提升员工素质,是提高员工自主创新能力,开展群众性经济技术创新活动的基础性工作。
(一)重引导,激励推动
物探处工会制定了《提升职工素质活动管理办法》,引导个人争做学习型员工,单位争创学习型组织,夯实企业创新基础。每两年评选一次读书自学先进单位、班组和个人,并予以奖励。对各类考试取得的学历的也予以奖励。五年来,对135人通过自学取得更高学历及各类专业资格证书进行了奖励。
(二)摸需求,投入拉动
一是结合公司活动安排,开展职工读书自学调查问卷,从书籍类型、读书数量、学习方式等25个方面,全面了解职工的学习需求,有针对性地引导。
二是针对职工学习需求,处工会投入专项经费,为基层分会配发了图书柜、电视机等设备及法律、汽修、科技等方面的图书2万余册。成立各类学习小组31个,建立职工书屋12个。购置无线路由器,为物探队职工开通了宽带网。
三是采取结对子,签订“师徒对子”合同120份,确定培养内容和计划,拓展高素质人才的培养范围。今年7月,物探处6名青年技术骨干与公司科研单位6名技术专家签订“师徒结对子”协议。跨单位的“师带徒”培养高层次复合型人才队伍,使长庆探区创新发展的人才基础进一步夯实。
(三)树典型,榜样带动
近年来,共奖励学习型单位10个,班组16个,先进个人18名。2117队在活动中把职工自学成才与岗位成才、职工个人进步与企业发展有机结合,鼓励员工参加自学、函授等学历教育。组织员工岗位练兵、技术比武、培训取证,提升员工创新意识和能力。全队拥有各类图书2200余册,10名职工通过自修获得大专以上学历,100%职工接受了各类培训,90%的职工参加了岗位练兵,特殊岗位员工的考核合格率和持证率达到100%,被中华全国总工会授予“全国学习型先进集体”荣誉称号。技校学历的修理工杨新勇,凭着一股不服输的钻劲和敢为人先的闯劲,立足岗位,紧盯一线,锐意进取谋创新,近年来,以他为主导的杨新勇创新工作室共完成创新项目20多项,30篇,取得国家新型实用专利3项,他本人也成长为集团公司工人技能专家和“河北省能工巧匠”,实现了从蓝领到金领的转变。2015年他被集团公司派往国外考察培训。
二、必须抓制度建设,积极搭建创新平台
物探处近年出台了一系列管理办法,为群众性经济技术创新活动的开展搭建了制度平台。共完成技术改进项目25个,1项成果获公司秀技术改进成果奖,物探处工会荣获2015年公司合理化建议和技术改进活动优秀组织单位奖。
(一)划分责任,健全组织机构
物探处成立领导小组并下设办公室,负责活动的计划、组织、考评及表彰奖励等工作,使创新活动事事有人问,时时有人管;机关科室以文件形式规定活动内容、方法、考核标准等;相关部室对口负责,各司其职,做好技术创新项目、合理化建议和劳动竞赛的评审、采纳、推广和考核工作;基层单位成立了相应组织,负责抓好本单位经济技术创新工作;物探处工会每年初明确各单位的创新工作目标,每年召开专门会议讨论制定群众性技术创新、劳动竞赛、合理化建议活动计划,使人人头上有任务,个个身上有指标。
(二)突出重点,明确主攻方向
一是围绕发展抓重点。针对企业发展方式、项目运作模式等方面,确定重点项目,发动和组织职工建言献策。二是紧扣生产抓难点。针对物探处生产、经营、技术、管理中存在的瓶颈问题,例如在地震采集技术、工农补偿管理等方面,组织开展经济技术创新活动。三是针对问题抓弱点。通过大讨论、召开务虚会等形式,发动职工结合岗位工作实际,查漏洞、找不足,针对存在的薄弱方面,提出合理化建议。
(三)健全机制,激发员工热情
一是采取上级拨一块、行政拿一块、工会筹一块的方式,确保奖励资金的到位。二是坚持及时性原则,对于合理化建议,一经采纳直接由物探处工会给予奖励,保护了职工建言献策的积极性。三是年底组织集中评审,分层次进行奖励奖。基层单位实施的建议和技改项目,由基层单位组织评审,物探处工会审核后给予不同等级的奖励。物探处组织实施的创新项目,按照产生的效益,给予不同等级的奖励。四是把各单位开展活动的情况与领导干部的年终考核兑现、个人评优相结合,进一步激发广大员工的创新热情。
三、必须抓组织实施,持续提升创新质量
(一)宣传发动,营造良好氛围
充分利用媒体、会议和指导工作机会,广泛宣传开展创新创效活动的意义。结合公司合理化建议和技改项目奖励办法,对先进单位和个人进行表彰奖励、宣传。
(二)拓宽渠道,实现全员参与
一是集中征集。开展了“百日合理化建议和技术改进竞赛”、“我为生产献一计”等主题活动,职工每年至少提一条技术创新建议或管理创新建议,各单位每年至少有一项技术改进项目。二是登门集中。选择管理、技术专家和操作能手,登门听取相关建议和意见,并分类造册,及时转送到有关领导和部门采纳实施。
(三)分级实施,力求层层结果
一是班组直接实施。如2117队钻井质量监督人员提出的一项合理化建议,被队解释组采纳后,使钻井质量检验效率提高了45%。289队组织解释组技术人员编写的办公小软件,提高了工作效率,降低了手工录入数据的差错率。283队职工完成的《地震队现场调度管理系统》成果获公司QC成果一等奖。该系统在全处地震队推广后,实现了地震队现场调度管理的数字化、标准化,大大提升了地震队基础管理水平。
二是基层单位实施。283队在公司首家使用HAWK节点仪器成功运作了5个项目,总结形成了以“HAWK节点仪器在黄土山地区使用的4个作业流程、7个管理标准、17个重点岗位作业指导书、79个关键节点质量控制措施”为主要内容的创新成果。股份公司在地震工程设计审查现场观摩会后,认为:Hawk节点仪器质量可靠,采集规范,问题可控,符合标准,可以在中国石油全面推广应用。
三是支持、引导。组织引导:工会安排部署,创新工作室先导引领,发挥创新项目“孵化器”和高技能人才成长“摇篮”作用,引导职工围绕生产经营搞创新。专家点题:由生产、技术、设备等主管部门技术人员为创新项目点题支招,促进项目与生产对接。资金支持:公司工会、物探处及钻运中心先后投入资金支持杨新勇创新工作室建设及活动。正向激励:工会对优秀创新项目按照规定给予物质奖励,并对创新人员在评先选优给予倾斜。杨新勇创新工作室成为物探处创新项目的“孵化器”,近年来完成的主要成果19项,发表的论文30篇,成为物探处高技能人才成长的“摇篮”。
【关键词】GPS定位技术工程测量加护分析数字化 摄影测量
中图分类号: P228.4 文献标识码: A 文章编号:
一.引言。
工程测量通常是指在工程建设的勘测设计、施工和管理阶段中运用的各种测量理论、方法和技术的总称。传统工程测量技术的服务领域包括建筑、水利、交通、矿山等部门,其基本内容有测图和放样两部分。现代工程测量己经远远突破了仅仅为工程建设服务的概念,它不仅涉及工程的静态、动态几何与物理量测定,而且包括对测量结果的分析,甚至对物体发展变化的趋势预报。
二.工程测量实施的阶段性分析。
1.规划设计阶段。
主要是提供大比例尺地形图。采用的方法主要有地面人工测图和摄影测量成图两类。
(1). 地面人工测图。是根据由总体到局部的原则,先在测区内建立平面和高程控制网点(见工程控制测量),然后根据控制点测绘地物、地貌。近年来,随着电子速测仪和机助制图系统的发展,可以应用多功能整体式或组合式的电子速测系统取得地物和地貌特征点的三维坐标数据,输入制图系统自动成图。
(2). 摄影测量成图。是对地面进行摄影,对像片加以判读、量测和处理,以获得所需资料。最先应用的是地面摄影测量,即在地面上用摄影经纬仪摄取测区的像片,据以成图。后来发展为航空摄影测量,它已成为目前测绘地形图的最主要、最有效方法。
近年来,随着摄影器材和测图仪器的改进,除了模拟测图方式以外,发展了解析测图方式,即利用立体坐标量测仪对像片量测进行解析处理,获得地形的数据资料。解析测图仪除了与一般模拟立体测图仪一样测图外,还可进行区域网点加密和数字化测图,获得数字地图。地面形态的数字表达称为“数字地面模型”,它可用来解决工程设计中绘制断面图、计算土石方量等问题。
2.施工阶段工程测量工作。
主要是按照设计和施工的要求,先建立施工控制网点,然后根据控制网点,在实地上以适当的精度放样出建筑物与生产设备各部分的位置,作为施工和安装的依据。放样工作包括平面位置放样和高程放样。平面位置放样通常采用极坐标法、直角坐标法以及交会法等。高程放样通常是根据高程控制网点用水准测量方法进行。近年来,已在施工测量中应用了激光测量仪器,例如:激光准直仪、激光垂线仪、激光平面仪、激光经纬仪、激光水准仪等(见工程测量仪器)。这不仅提高了测量的精度和速度,而且有助于实现自动化。
3. 经营管理阶段的工程测量工作。
主要是为了监视工程建筑物的现状,保证安全运营所进行的建(构)筑物变形观测。包括垂直位移(沉降)、水平位移、倾斜、挠曲,以及风振、日照等变形观测项目,其特点是要求建立较高精度的变形观测控制网和稳固的基准点。对于观测的精度要求与所采用的方法,因各项工程的要求不同,差异较大。野外观测工作完成以后,经过平差计算和初步整理,应用统计检验的方法来分析变形观测成果的可靠性,应用回归分析的方法探讨变形的规律性。垂直位移(沉降)观测,通常采用精密水准测量方法。使用液体静力水准测量法,可将液面的高程变化转换成电感输出,有利于实现观测自动化。建筑物的水平位移观测,由于它本身受力条件的不同,位移的方向不同,观测方法也就不同。对于任意方向的位移观测,常采用角度前方交会法,对于发生在某一特定方向的位移观测常采用基准线法。基准面的建立,可应用经纬仪的视线、拉紧的钢丝或者激光束。观测点相对于基准面的偏离值,可以用人工观测,也可以利用光电传感技术,实现自动化。建筑物的位移、倾斜、挠曲和瞬时变形观测,除了采用大地测量方法外,也可以应用近景摄影测量技术。
三.工程测量技术的现状。
1. 地面测量仪器。
20 世纪 80 年代以来出现许多先进的地面测量仪器,为工程测量提供了先进的技术工具和手段,如:光电测距仪、精密测距仪、电子经纬仪、全站仪、电子水准仪、数字水准仪、激光准直仪、激光扫平仪等,为工程测量向现代化、自动化、数字化方向发展创造了有利的条件,改变了传统的工程控制网布网、地形测量、道路测量和施工测量等的作业方法。三角网已被三边网、边角网、测距导线网所替代;光电测距三角高程测量代替三、四等水准测量;具有自动跟踪和连续显示功能的测距仪用于施工放样测量;无需棱镜的测距仪解决了难以攀登和无法到达的测量点的测距工作;电子速测仪为细部测量提供了理想的仪器;精密测距仪的应用代替了传统的基线丈量。
2.GPS定位技术。
GPS是美国从20世纪70年代开始研制,历时20年,耗资200亿美元,于1994年全面建成,具有海、陆、空进行全方位实施三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。随着GPS定位技术的不断改进,软、硬件的不断完善,长期使用的测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术,正在逐步被以一次性确定三维坐标的高速度、高精度、费用省、操作简单的GPS技术代替。
在我国 G P S 定位技术的应用已深入各个领域,国家大地网、城市控制网、工程控制网的建立与改造已普遍地应用 G P S 技术,在石油勘探、高速公路、通信线路、地下铁路、隧道贯通、建筑变形、大坝监测、山体滑坡、地震的形变监测、海岛或海域测量等也已广泛的使用 G P S 技术。随着D G P S 差分定位技术和 R T K 实时差分定位系统的发展和美国 A S 技术的解除,单点定位精度不断提高,G P S 技术在导航、运载工具实时监控、石油物探点定位、地质勘查剖面测量、碎部点的测绘与放样等领域将有广泛的应用前景。
3. 数字化测绘技术。
数字化测绘技术在测绘工程领域得以广泛应用,使大比例尺测图技术向数字化、信息化发展。大比例尺地形图和工程图的测绘,历来就是城市与工程测量的重要内容和任务。
常规的成图方法是一项脑力劳动和体力劳动结合的艰苦的野外工作,同时还有大量的室内数据处理和绘图工作,成图周期长,产品单一,难以适应飞速发展的城市建设和现代化工程建设的需要。随着电子经纬仪、全站仪的应用和 GEOMAP 系统的出现,把野外数据采集的先进设备与微机及数控绘图仪三者结合起来,形成一个从野外或室内数据采集、数据处理、图形编辑和绘图的自动测图系统。
4. 摄影测量技术。
摄影测量技术已越来越广泛的在城市和工程测绘领域中得以应用,由于高质量、高精度的摄影测量仪器的研制生产,结合计算机技术中的应用,使得摄影测量能够提供完全的、实时的三维空间信息。不仅不需要接触物体,而且减少了外业工作量,具有测量高效、高精度,成果品种繁多等特点。在城市和工程大比例尺地形测绘、地籍测绘、公路、铁路以及长距离通讯和电力选线、描述被测物体状态、建筑物变形监测、文物保护和医学上异物定位中都起到了一般测量难以起到的作用,具有广泛的应用前景。由于全数字摄影测量工作站的出现,为摄影测量技术应用提供了新的技术手段和方法,该技术已在一些大中城市和大型工程勘察单位得以引进和应用。
六.结束语
在人类活动中,工程测量是无处不在、无时不用,只要有建设就必然存在工程测量,因而其发展和应用的前景是广阔的。
参考文献:
[1] 严召进 工程测量技术分析与探讨. [期刊论文] 《中国新技术新产品》 -2010年2期
[2] 王丽君 GPS RTK测量关键技术分析及在辽阳某工业区测量案例研究 [期刊论文] 《科技资讯》 -2011年6期
[3] 涂兴德. 土坝工程施工测量技术分析 [期刊论文] 《科技与生活》 -2010年16期
[4] 颜学华 张怀兴 王本奎 全站仪测量技术分析及应用 [期刊论文] 《科技与企业》 -2012年21期
[5] 张兆军工程测量技术的现状和发展方向 [期刊论文] 《黑龙江科技信息》 -2010年20期
【关键词】地下管道 管道施工 施工监理 质量控制质量监理 给排水管道
中图分类号:O213.1 文献标识码:A
一.引言
随着我国经济的快速发展,各地城市化建设的步伐加快,城市基础配套设施建设的规模也逐渐扩大。加上近些年来,人们对环境保护的重视,在城市给排水工程等基础设施建设中,地下管道成为满足城市美观需要的重要设施。在地下管道施工过程中,由于施工环境的特殊性质,要通过提高管道施工水平,确保地下管道施工质量,处理好城市防涝和土壤污染、地下水污染等生态问题,加强施工质量监理和控制,消除不利因素。
二.地下管线测量方法和质量控制。
1.地下管线测量平面及高程控制网的建立。
利用大比例尺地形图,结合原有控制点来施测各管线的特征点,若无控制点或控制点密度不够时,要建立密度合理、精度适宜、点位不易被破坏的平面和高程控制网。利用全站仪布设光电测距导线,或者是利用全球定位系统结合水准测量方式,根据《城市地下管线探测技术规程》和《城市测量规范》相关要求,来布设平面和高程控制点。
2.地下管线的测量分类和影响测量质量的因素。
一般将地下管线的测量划分为两大类:已竣工的地下管线测量和未还土的地下管线测量。已竣工的地下管线测量是所有管线施工完成后,并已还土的地下管线测量,在测量时主要通过物探的方式将管线特征点反映到地面上,之后施测各管线特征点,绘制特征点到地形图上来进行编辑。未还土的地下管线测量主要是通过直接测定管线的特征点,来完成地下管线的测量。未还土地下管线测量时要边施工边测量,施测前要收集好相关资料,做好准备工作,要熟悉各种管线的设计图,并合理利用好设计图,提高地下管线测量的作业效率和测量质量。
影响地下管线测量质量的主要因素包括:人员、机械、方法和环境等方面。
(1)人的因素。测量人员是地下管线测量探查工作的主体,是形成工程质量的主要因素,测量人员的操作技能和设备使用能力都直接影响测量结果。
(2)机械因素。投入地下管线测量的探查设备要根据管材材质、埋设深度、敷设方式等相关要求来合理选择。探查设备的精度指标要满足工程探测精度要求。
(3)探查方法因素。主要是对地下管线探查时使用的技术方案、组织措施、工艺流程、施工组织设计和探测手段等,探查方法是否得当,直接影响地下管线的质量控制是否能够实现,影响施工质量,同时也容易因选择不当造成投资额度增加。
(4)探查环境因素。探查地下管线的环境因素主要包括地面金属护栏、地电条件、电磁干扰、地面交通、地下管线附属物保存状况、地面平整性等多方面。
为了避免对施工质量造成质量隐患,要提高探查的精度。提高地下管线探查精度的主要措施有:
(1)提高探查仪器的精度。探查仪器本身存在一定的不足或存在测量误差,在进行物探前,要对仪器进行一致性对比试验,确定仪器的改正系数,以此来提高探查仪器的精度。
(2)合理确定探查位置。地下管线施工前进行探查时,由于直埋管线土质情况不一,造成探查精度有一定的影响,需要进行开挖验证。一般情况下,干燥的沙质土层探查效果较差,细密的潮湿土质地区探查效果较好,而在含铁量和积水区内探查效果最差。
(3)地下管线经常遇到管线并行的情况,此种情况下进行探查时,要采用不同的方法来确定平行管线的平面和埋深。
三.地下管线施工过程中的质量监理及控制。
地下管道工程属于基础工程,容易受到施工环境和自然因素的影响,同时需要在有限的施工工期内,在确保施工质量的前提下,正确安排施工。为了提高施工的质量水平,要合理安排施工工序和施工措施,确保工程质量。
1.地下管道施工过程中需要注意的问题。
(1)在进行地下管道沟槽开挖前,要做好地表的排水工作,要将开挖区域内的管道和水沟进行改道,避免地表水流入沟槽内造成基土破坏或塌方。
(2)地下管道沟槽开挖时,要先从设计标高的最低处向高处开挖。同时要根据土质的情况来决定是否需要打支撑、放坡。如果开挖深度达到地下水位深度,却地下水较为丰富时,要设置排水沟和集水井。排水沟设置在距离槽壁和条基约20-30cm的位置,沟宽一般设置在20-30cm内。为了避免造成塌方,排水沟要避免过近靠近槽壁,同时又要避免过分靠近条基,由于水流冲刷作用导致基底悬空下沉。集水井设置在最下游,当地下管线长度较长时,要在每隔30米的位置设置一个集水井。集水井的大小根据水流量来确定,在井底铺设厚度为20cm的碎石,井深度一般为基底以下50-100cm。
(3)采用机械进行挖土时,要避免一步到位。一般要预留30cm厚度的土层,采用人工清理的方式进行清理,直到设计的标高。开挖完成后,不能立即进行下一工序的施工,为防止下层土被扰动,要预留15-30cm的距离不开挖。如果出现超挖时,要根据实际情况,选择利用1:1级配砂石或者是20-30cm的细颗粒填筑至设计的标高。
(4)选用粒径为6-8cm的碎石作为基础垫层用材料。在浇筑管座时,要选用粒径为0.5-2cm的碎石作为制作混凝土的材料。
(5)污水管道铺设时对抗渗要求较高,因此要采用先用预制好的楔形混凝土块将混凝土管垫起来,预留出一定的控制位置来处理管道接口,之后采用垫层混凝土和管座混凝土一次浇筑完成。铺设雨水管道时,可采用先打垫层后铺设管道的形式进行。管道铺设要等到条形基础混凝土强度达到设计的强度标准的40%-50%左右时才能进行。对基座的旁土回填要等抹带结束24小时之后才可进行。回填土的含水率要严格控制,一般检验方法为手握成团,落地散开即可。开回填开始前,要将槽内的积水排除干净,将基底上的稀泥清除干净。采用透水性不同的土进行填筑时,要利用透水性较大的土层埋透水性较小的土,避免形成水囊。在管顶上方越50cm以下采用人工填筑,并进行分层夯实,为防止管道中心线偏移,要从管基的两侧进行对称回填。回填土中不得掺杂石块,避免在夯实过程中,石块损坏管道。待基础混凝土的强度达到设计标准强度的60%-70%时,才可采用机械回填,在卸土时,要避免将土直接对着管道,防止造成管道移位或破坏。回填施工时要做到随填随夯,采用先四周,后中间的方式来夯实回填土。回填土夯实时要避免出现不夯实或夯实不到位,同时要注意不可灌水夯实,避免土壤内含水量过大形成橡皮土,回填土的夯实密实度一般要控制在90%以上。
2.施工过程中要避免出现的问题。
(1)防止边坡塌方。质量监理时要根据土壤类别和土壤力学性质来确定曹帮坡度。深度较深的沟槽要分层开挖,要妥善处理好挖槽土方的堆放位置,根据土质、槽深、槽边边坡来确定槽边和堆土下坡角的距离。
(2)沟槽断面控制。要确定合理的开槽断面,确定槽底宽度、挖深、边坡坡度及层间留台宽度等因素。开挖断面时,要考虑工程质量和安全生产等因素,要做到开槽断面合理。
(3)防止槽底泡水。要防止地表水后雨水流入槽内,必要时要在梗外开挖排水沟。
四.结束语:
地下管线施工质量影响因素较多,要结合工程实际情况和施工现场环境,消除不利施工质量和安全的因素,严格落实设计标准和要求,提高施工水平,确保工程质量。
参考文献:[1] 白豹 梁志萍 浅谈地下管道施工监理质量控制 [期刊论文] 《建设监理》 -2003年6期
[2]杨立晖浅析市政排水管道工程施工中的质量控制 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2013年10期
关键词:物探方法;找水原理;应用
中图分类号:B026文献标识码: A
引言
根据相关的研究表明,我国现在人均淡水量少于2200立方米,而在三十年之后,人均淡水量会不断下降,达到人均不足1700立方米的水平,虽然我国地大物博,疆土辽阔,但是对于淡水的需求量也随着人口的增加不断增多,因而我们需要不断的更新技术科技手段,通过各种现代的水文地质勘探的手段来寻找水源,从而减轻各个缺水地区的供水问题,除了政策上的“南水北调”之外,我们还必须依赖科技手段来不断的开拓新水源。
一、高密度电法
高密度电法实际上是集中了电剖面法和电测深法,其原理与普通电阻率法相同。测量系统由多功能直流电法仪和多路电极转换器组成,基于常规电阻率法勘探原理并利用多路转换器的供电,测量电极的自动转换,配合常规电阻率的测量方法及电阻率成像(CT)等高新技术来进行高分辩、高效率电法勘探。尤其温纳装置在高密度测量分辨率相对较高。
高密度电法野外测量时将全部电极(几十至上百根)置于剖面上,利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现剖面中不同电极距、不同电极排列方式的数据快速自动采集。与常规电阻率法相比,高密度电法具以下优点:(1)电极布置一次性完成,不仅减少了因电极设置引起的故障和干扰,并且提高了效率;(2)能够选用多种电极排列方式进行测量,可以获得丰富的有关地电断面信息;(3)野外数据采集实现了自动化和半自动化,提高了数据采集速度,避免了手工误操作。此外,随着地球物理反演方法的发展,高密度电法资料的电阻率成像技术也从一维和二维发展到三维,极大的提高了地电资料的解释精度。
高密度电法的温纳装置是不同深度对称的四极剖面装置,电极间距为5m根据场地上覆地层厚度选择不同的电极数和采集剖面层数。设备允许的最大隔离系数为32。数据处理工作采用G3RTomo5.0软件完成,先进行突变点剔除工作,再根据需要,进行数据圆滑处理和地形改正,最后通过剖面反演,绘制出视电阻率断面等值线图。
二、激发极化法
激发极化法电测深基本原理是基于岩石的激发极化效应,是岩石颗粒含水后在外电场作用下的一种电化学反映,因此,它必然和岩石中的水有关,如果没有水,也就没有激发极化效应。但激发极化效应也并非与岩石的含水量成正比,而是与一定的颗粒结构有关系,饱含水分的粘土就没有强的激发极化效应。实践表明,古河道、古洪积扇、岩溶溶洞水、砂岩裂隙水、粘土和充水的断层破碎带等有开采价值的含水层,都有明显的极发激化效应。激发极化法电测深一般测量四个参数:视电阻率ρs、激化率ηs、激发激化比J、衰减度D等。其中ηs、J、D它们都是用来反映激发极化效应特征的参数。当激电测深未反映这些含水层时,激发极化参数值一般都有很小,而当反映含水层时,这些参数(ηs、J、D)往往相对背景值同时增大,增大倍数与水量大致成正比,因而进行激发极化法电测深时,综合考虑这些参数随极距变化,来判断地下有无地下水及地下水富集情况。
三、瞬变电磁法
所谓瞬变电磁法(TEM)即是用接地电极或不接地的回线对地下进行脉冲式一次电磁场的发送,并利用接地电极或线圈对该磁场由于地下涡流影响而得到的二次电磁场的空间时间布局进行观测,以便使与地质问题有关的空间域电磁法得到解决。对TEM法进行充分利用,可对山区等恶劣条件进行地下岩溶结构的查找,进而对地下浅层岩溶水进行很快的查找,该方法具有简便快速,效率高的特点。
另外,电磁法也可在平台上进行利用,例如直升机和飞机。在电磁法的应用过程中,电磁法不仅能对含水层的位置以及结构进行揭示,而且能对磁场进行测量并进而对地下水的位置进行绘制。现在最新一代的宽频带数字航空设备以及处理系统对水深200m左右的含水层均可进行准确而低廉的观测。利用计算机及其相关软件可作出其含水层以及深度的电导率图。利用此数据地质工作者可方便的进行地下水的识别和开发。
四、高分辨率浅层地震找水法
1、高分辨率浅层地震法的理论依据
目前常见的用于地质找水的方法主要是反射地震法。应用地震勘察的理论依据主要是对岩层弹性参数进行充分利用。所谓高分辨率浅层地震也就是以一般的地震勘查为基础,但是对分辨率进行大的改善提高来对地质中存在的一些问题进行细致的解决。在地下水的勘探中,高分辨率浅层地震法的作用主要是提供地下水文地质的详细参数,如地层的划分、地质的构造以及富水性等方面的信息。
因为地层分界面的反射系数通常很小,这就会导致地震剖面上的振幅能量比较弱。但是含水层的顶端或底端在其与围岩的界面上却是一个波阻抗面,反射系数要比地层分界面要大得多,比一般反射界面的反射系数也要大。这种界面很容易产生较强的反射振幅点,所以在地下水的勘探中,可以依靠平点反射和亮点对基岩裂隙和地层的含水与否进行很好地解释。
2、高分辨率浅层地震的特点
高分辨率浅层地震法的特点可以归纳为以下几点:(1)高分辨率浅层地震法进行精准的定深,并且具有较高的分辨率;(2)在实际应用中的勘察范围也很大,在几十米到几千米之间;(3)方法应用的比较成熟,可程序化的对资料进行解释以及处理,并能够对基岩构造裂隙的富水性和含水层的孔隙度进行预测;(4)相较于电磁法,高分辨率浅层地震法受电磁影响较小。
五、地质雷达法
地质雷达法与探空雷达技术相似,利用宽带高频时域电磁脉冲波的反射探测目标体,只是频率相对较低,用于解决地质问题,又称“探地雷达”将雷达技术用于地质探测,早在1910年就已经提出,在随后的60年中该方法多限于对波吸收很弱的盐、冰等介质中。直到20世纪70年代以后,地质雷达才得到迅速推广应用。
地质雷达是由地面的反发射天线将电磁波送入地下,经地下目标体反射被地面接收天线所接收,通过分析所接收到电磁波的时频、振幅特性,可以评价地质体的展布形态和性质。由于雷达穿透深度与发射的电磁波频率有关,使其穿透深度有限,但分辨率很高,可达0.05m以下。早期地质雷达只能探测儿米内的目标,应用范围比较窄。此外,地质雷达与地震反射原理相似,一些地震资料处理解释方法可以借用。目前,地质雷达探测深度最大可达100 m,使之成为水文和工程地质勘查中有效的地球物理方法。
六、电法勘探方法在水文和工程地质勘探领域有着广泛的应用
高密度电法由于其高效率,深探测和精确的地电剖面成像,成为水文和工程地质勘查中最有效的方法。考虑到该方法分辨率不高,在具体的应用中可以结合其他电法勘探、电测井等方法,达到精细地质解释的目的。
在水文勘探中,激发极化法和可控源音频大地电磁法是首选的电法勘探方法,如果将激发极化法和高密度电法结合起来寻找地下水资源,效果会更好。
瞬变电磁法在水文地质和工程地质勘探中都有着广泛的应用,尤其是大功率瞬变电磁仪不仅可以在深部地质勘探中发挥作用,还具有较高分辨能力。如果将该方法与高密度电法结合使用,有望解决深部精细地质勘探问题。
地质雷达主要用于各类工程地质勘探,是工程地质勘探首选的电法勘探方法。同时,该方法可以借用地震勘探中已有的资料处理和解释技术,使其迅速发展,可以在更多领域发挥作用。
结束语
水资源缺乏是当今面临的一大难题,如何进行有效地地质找水是摆在每个地质工作者面前的一大难题。本文就一些找水的常规方法以及新方法进行了介绍,可以为水文地质工作者提供一些借鉴,以便能更好地找水。随着经济科技的快速发展,以后肯定会找到更有效的找水方法,通过所有地质工作者一同努力,这一天的来临也许并不会很遥远。
参考文献
[1]谢建平.综合物探方法在水资源勘探中的应用[J].中国煤田地质,2011,13(1).
[2]唐慧杰,陈冬君,黄海玲.物探找水方法综述[J].黑龙江水利科技,2013(1).
关键词:水文地质勘察、 找水、遥感技术、EH4电磁测深
中图分类号:P2文献标识码: A
一、前言
2010年-2012年,云南省经历了多年未见的特大干旱,省委省政府高度重视,要求省内水文地质勘察单位投入到抗旱找水的工作中,我公司也有幸参与了云南省的抗旱救灾工作。
由于地下水资源的类型繁多,赋存的地质条件十分复杂,且开采深度越来越大,这就为我们合理开发利用带来较大困难,因此,需要采用一些新的水文地质勘察方法,才能在干旱缺水地区找到可利用的地下水资源,以解决缺水之需,故需重视新技术、新物探电磁法的应用。根据不同的地下水类型,采用不同的方法进行勘察,才能取得勘察技术的良好效果。为提高地下找水的成功机率,在众多的水文地质勘察方法中,我们采用的是地质资料结合电磁物探(EH4)的方法确定钻孔井位,即先在拟钻井位置进行地质踏勘,确定大致位置,然后布设高频大地电磁测深(EH4)剖面,确定最佳井位,按20-30m的观测点距进行电磁物探测深。本文重点介绍EH4电磁法在地下找水工作中EH4电磁法主要是通过观测地层在纵向和横向电性参数的变化特征,来确定地层岩性结构、岩溶发育带或岩石破碎带及地下水的变化规律,其特点是:工作效率高、勘探深度大、分辨率高、地形影响小。EH4电磁法被广泛应用于石油、天然气、煤田、金属矿、非金属矿、采空区、水文地质、地下水、环境保护、地下溶洞探测、水库查漏及其它地质勘察等领域,是目前较先进的地球物理勘探法之一,也是地下找水工作中最常用的水文地质勘察方法。
二、 遥感技术
遥感技术是指在远处进行探测、感知特体各事物,它具有探测范围广、技术先进、信息搜集量大、可实施动态监测等诸多优点,广泛应用于水文地质勘察中。遥感勘察是指在勘察区域以内采用航空遥感进行勘察。遥感勘察方法主要有以下几种:遥感模型法、热红外监测法、环境遥感信息分析法、水文地质遥感信息分析法。
①遥感模型法:是通过对遥感图像的分析研究,从而得到一些水文因素,然后再建立起一个地下水资源估测模型用以确定地下水分布状况。遥感模型法主要是应用于对地下水资源的分布情况进行评价。
②热红外监测法:该法主要是利用热红外波段的遥感图像,通过测定地面的温度来判断地下水资源的存在情况。热红外监测法在干旱、半干旱地区的地下水资源找寻别适应。热红外线监测法的原理为:在毛细管、地表强蒸发以及热传导作用下,地下水对干旱、半干旱地区的地表温度、湿度造成一定的影响,从而导致不同地方的冷热变化差异的现象,热红外线遥感图便可以将这种现象表现出来。利用红外遥感数据及一定的航片等基础资料便可以进行地下水资源的勘探。
③环境遥感信息分析法:是指通过在遥感图像上提取与地下水相关的一些环境因素,比如湖泊、植被情况、河流水系等,对其与地下水的依存、制约关系进行分析判断地下水的存储状况。这种方法的原理为:在干旱区域,植被的生长状态因受到气候、岩性、地貌、水文地质条件等因素的制约,其中区域浅层地下水对植被的影响最大。地下水水水位埋深、矿化度、水化学类型控制着被群、植被覆盖度。可通过这些信息来判断地下水的排泄点(区)的水位埋深、矿化度和水化的学类型等相关信息。
④水文地质遥感信息分析法:该法主要是对遥感图像进行分析研究,从而得到地层岩性、构造等水文地理信息,然后再利用水文地质理论进行分析,并根据这些信息确定有利的储水构造,从而判断地下水储存状况。
三、地面核磁共振法
由于不同物质的原子核特性不一样,其产生的核磁共振效应时共振信号也不一样,通过对地层中水质子产生的核磁共振信号进行观察、研究,以此来判断所测地区的地下水分布状况。核磁共振法不但可以直接准确的找到水源,还可以将含水量进行量化,其勘探深度较小,比较适合我国北方地表比较干燥的地区地下水探测。核磁共振法的原理为:在地磁场的作用下地下水中的氢核质子处于一定的能级上,但是当我们采用具有拉摩尔频率的交变磁场对其进行激发时,便产生核磁共振。而地层中水的氢质子的数量以及含水层的孔隙大小直接影响到核磁共振信号的强弱,核磁共振信号的幅值越大也就表明该区域内的地下水就越丰富。以此根据核改变激发脉冲矩由小到大来推断地下水由浅到深的储存情况,从而直接找到地下水资源。
地面核磁共振的优点:①该法的最大的优势就是能够直接找到地下水资源,尤其是淡水资源。在探测的深度范围以内,只要有核磁共振信号就说明存在地下水,因此当采用电阻率法找水时遇到非水低阻异常时便可以利用这一点来识别。比如在一些岩溶发育的地区,尤其是我国西南岩溶发育的缺水地区,当溶洞被泥充填时,采用电阻率法进行探测,其结果都会显示为低阻异常,因此很难判断到底是水还是泥。比如某地区打井找水抗旱活动中,共钻进26多个,而其中有9多个没有水,找水打井出水率仅只有64%。在一些水井勘察时,采用传统的电阻法测量,测量结果出现低阻异常但是钻探后却没有水,岩心显示为泥。如果采用核磁共振的方法则完全可以避免像这样的影响,只要有核磁共振信号,那么就可以判断为水,反之则为泥。由于淡水的电阻率与赋存空间介质的电阻率没有很大的差异,因此,该情况下如果采用电阻率法找水显然是行不通的,若采用核磁共振法则可以直接探明。②具有非常丰富的信息量,并且可以将所得的信息量化。通过核磁共振的信号信息可以判断分析地层中的一些水文参数以及含水量的大小等。在探测深度范围内,可以将勘察得到的结果用定量的数据来进行说明解释,不需要打钻就可以准确的得到含水层的深度、厚度以及含水量的大小,另外还可以得到含水层的孔隙率等信息资料。③探测成本较低、探测速度快。核磁共振探测的费用仅仅只有水文地质勘探钻孔的百分之十。核磁共振法可以快速的确定打井位置以及划定找水远景区。核磁共振找水仪非常灵敏,很容易受到电磁噪声的干扰,因此应该采取措施防止或者降低干扰,确保探测的精准、可靠,通常可以采取改变天线形状和增加信号叠加次数来提高信噪比的措施。
由于核磁共振法能直接找到水源,因此其应用范围相当的广泛,可以运用该法来探测个各种类型的地下水。尤其是对于其他物探方法难以找到水资源时,比如:黄土孔隙、裂隙水探测;寻找碎屑岩类浅层风化裂水和层间承压裂隙水;确定基岩裂隙带的富水性;判断灰岩区溶洞、裂隙含水或是泥质充填。
四、EH4电磁测深物探法
1、EH4电磁测深方法原理
EH4电磁测深方法是采用上世纪九十年代由美国EMI公司和Geometrics公司联合推出的新一代电磁仪――EH4型StrataGem电磁系统,能观测到离地表几米至1500米内的地质断面的电性变化信息,基于对断面电性信息的分析研究,可以应用于地下水研究、环境监测、矿产与地热勘察,以及工程地质调查等。该系统适用于各种不同的地质条件和比较恶劣的野外环境。其方法原理与传统的MT法一样,它是利用宇宙中的太阳风、雷电等入射到地球上的天然电磁场信号作为激发场源,又称一次场,该一次场是平面电磁波,垂直入射到大地介质中,由电磁场理论可知,大地介质中将会产生感应电磁场,此感应电磁场与一次场是同频率的,引入波阻抗Z。在均匀大地和水平层状大地情况下,波阻抗是电场E和磁场H的水平分量的比值。
(1)
(2)
(3)
式中是频率,单位是Hz,是电阻率(),E是电场强度(mv/km),H是磁场强度(nT),是电场相位,是磁场相位,单位是mrad。必须提出的是,此时的E与H,应理解为一次场和感应场的空间张量叠加后的综合场,简称总场。在电磁理论中,把电磁场(E、H)在大地中传播时,其振幅衰减到初始值1/e时的深度,定义为穿透深度或趋肤深度():
(4)
由(4)式可知,趋肤深度()与电阻率()的平方根呈正比,与频率()的平方根呈反比,测量是在和地下研究深度相对应的频带上进行的。一般来说,频率较高的数据反映浅部的电性特征,频率较低的数据反映较深的地层特征。因此,在一个宽频带上观测电场和磁场信息,并由此计算出视电阻率和相位。可确定出大地的地电特征和地下构造,这就是EH-4观测系统的简单方法原理。
一般情况下,大地是非均匀的,波阻抗是空间坐标的函数,此时必须用张量阻抗来描述。此外,大地电性分布的不均匀性,会引起电场的梯度变化,由此又产生磁场的垂直分量。进一步的讨论将会涉及较深的电磁场理论和张量分析等内容,其知识已超出本课题的研究内容。在解决一般性的工程地质调查中,作标量或张量观测即可。
在野外能实时获得的Hy、Ex、Hx、Ey振幅,ΦHy、ΦEx、ΦHx、ΦEy相位,该系统采集方式是时间域,然后通过傅氏变换转换为频率域进行分析,同时计算各频带的卡尼亚电阻率、E-H振幅、相位差及全信息相干度等,实时处理能显示单点的电阻率、振幅、相位及相干度曲线,在室内数据处理后,三点以上可获得二维Bostick反演电阻率断面图。
2、野外工作
① 平行试验
在开展工作的前一天进行平行试验,检测仪器是否工作正常。具体做法是两个磁棒相隔5米远,平行放在地面,两个电偶极子也平行。观测电场、磁场通道的时间序列信号,分别为低频和高频段磁场、电场信号波形图,两个方向通道的波形形态和强度均基本一致,表明仪器正常。
② 电极的布置技术
工作共用四个电极,两个电极组成一个电偶极子,其中与测线方向一致的电偶极子叫做X-Dipole;与测线方向垂直的电偶极子叫做Y-Dipole。为了对比监视电场信号,其长度都为10m。
③ 磁棒布置技术
磁棒离前置放大器大于5m,为了消除人文干扰,两个磁棒埋在地下,磁棒一个与测线方向一致,一个与其垂直,工作人员均离开磁棒至少5m,尽量远离房屋、电缆、大树的地方布置磁棒。
④ AFE(前置放大器)布置技术
电、磁道前置放大器放在测量点上,即两个电偶极子的中心,为了保护电、磁道前置放大器应首先接地,远离磁棒至少5m。
⑤ 主机布置技术
主机放置在远离AFE(前置放大器)至少5m的一个平台上,而且操作员基本能看得到AFE和磁棒的布置。
3、室内资料处理
在野外观测时,为消除干扰,提高数据质量,采用适当的叠加次数及重复测量的办法进行,保证了野外实测数据质量真实可靠。数据处理的大致步骤:①先对不合理或干扰数据进行剔除,保证做图数据的可靠合理;②对数据进行圆滑处理,选择几个不同的圆滑系数进行对比确定,一般我们用的圆滑系数在0-1之间;③利用IMAGEM软件进行二维反演形成.dat文件,④地形修正和插值;⑤对卡尼亚电阻率进行“归一化”(取对数)处理;⑥确定等值线间隔(色区),沟绘等值线图,为突出异常,电阻率值的间隔采取分段等间距沟绘,即0-500Ω.m,按25Ω.m;500-1000Ω.m,按50Ω.m;1000-1500Ω.m,按100Ω.m;依次内推。⑦根据地质资料进行异常的解释推断,确定打井位置、孔深。
4、EH4在找水中的应用实例
在参与云南抗旱找水及其他打井工作中, EH4在确定井位、井深的工作中,发挥了独特的作用,取得了较好的经济效益及社会效益,下面拟通过以下三个实例,验证EH4在地下找水工作中的效果。
实例1:云南×市×镇×村委会EH4找水
工区出露的地层主要为侏罗系中统上禄丰群(J2)地层,岩性为:褐红、暗紫红、棕红色泥岩、钙质泥岩、杂色泥岩、粉砂岩;白垩系石门群(Ksh)砂质泥灰岩、钙质页岩及钙质砂岩互层。共布置3条EH4剖面,其中3号剖面异常反应较好,整条剖面显示为低阻特征,一般小于150Ω.m,推测为具一定含水性的泥岩引起,而电阻率值小于40Ω.m的蓝色区域,推测为含水构造破碎带或地下水的富集区,根据异常情况,综合分析地质情况,设计两个异常验证孔,分别在9、19号点,设计孔深分别为400m、350m,最后根据施工条件,实际选择19号点(ZK2)进行验证,验证孔深350.32m,经抽水试验,单井出水量大于500m3/d,满足了甲方的用水要求,取得了较好的经济效益及社会效益。
图1云南×市×镇×村委会EH4找水设计钻孔及验证柱状图
实例2:×村EH4找水
工区位于盆地边缘地带,为东、西两侧分布的近南北走向山脉夹持的冲洪积山间盆地,北窄南宽、北高南低。海拔高程1950~2050m间。区内地层:地表有几到数十米的第四系冲洪积层覆盖,剖面西端为古生界阳新组白云质灰岩,东端为二叠系玄武岩。甲方要求在工作区内,确定4个打水井位。为此,我们在拟打井区域布置了15条东西向EH4剖面,由于白云岩与玄武岩有较大差异,因此根据剖面及平面异常特征,确定区内覆盖层范围和厚度,划分白云质灰岩和玄武岩的接触界线,由本剖面看(图2),推测地层接触界线在22-23号点之间,其中,剖面西端为高阻白云质灰岩,东端为中等电阻率的玄武岩,30-34号点间,分布有小于100Ω.m的蓝色低阻异常区,异常完整连续,呈陡倾(微倾向西)分布,异常下延500m,宽约120m,推测为含水构造或富水异常区。通过综合分析,确定在32号点设计打井验证孔位,孔深450m。实际打到480m,抽水水量达到386m3/d,其成果得到村委会认可验收。
图2×村EH4找水设计钻孔及验证柱状图
实例3×县×村EH4找水
×村位于×县北部山区,区内沟壑纵横,地形复杂,处于磷矿开采区,因采矿作用致使地下水位下降,成为严重的缺水区。区内地层:地表为第四系残积土覆盖,以下为寒武系沧浪铺组灰岩和砂岩互层,附近原有一个100多米的水井孔,出水量较小。我们垂直地层方向布置一条长300m的EH4剖面,反演剖面图见图3。由图可见,电阻率等值线表现为“U”字形低阻异常分布,中间表现为高阻特征,两侧为低阻,在剖面中部1675m标高处交汇,连成一个异常,推测两为含水构造破碎带,破碎带在剖面中部1675m标高处交汇,连成一带,交汇部位,应是地下水的富集地带,因此验证钻孔设计在17号点附近,孔深250m, 最后实际施工孔深220m,抽水水量达到1250m3/d。由验证结果看,EH4地电断面图和钻孔柱状对比,较清晰地反映出了地层及含水构造的分布和变化,同时异常反映了原取水孔深度不够,导致出水量不足不够的问题。验证成果得到国土资源局认可验收。
图3×村EH4找水设计钻孔及验证柱状图
5、利用EH4电磁法找水的体会
EH4是近几年引进新的电磁测深方法,其特点是:工作效率高、勘探深度大、分辨率高、地形影响小。被广泛应用于石油、天然气、煤田、金属矿、非金属矿、采空区、水文地质、地下水、环境保护、水库查漏、地下溶洞探测及其它地质勘察等领域,是目前较先进的地球物理勘探方法之一。
我们通过用EH4连续电导率电磁测深方法在岩溶、火山岩、滇中红层地区的找水实践,取得了较好的地质效果,尤其在圈定含水断裂、构造的形态、埋深等方面,有其独特的效果,但有些问题还有待进一部探讨和提高。通过工作,有以下几点体会:
①EH4勘探方法是一种新技术、新方法,即有工作效率高、勘探深度大、分辨率高、地形影响小等特点。同时也有其局限性,工作区附近如有变压器、铁管、井架、高压电缆等干扰,或有无线电台、广播电台等,会对测量成果造成很大干扰,致使测量的成果数据可靠性降低,甚至资料无法解释;
②EH4电磁工作只能大致圈定含水断裂、构造的分布形态、埋深及产状,但不能确定含水断裂、构造的水温,对水量也只能根据异常规模、异常值根据工作经验估计;
③必须收集工作区内的地质、水文地质及地球物理特征资料,确定是否有能引起低阻异常地质体,排除干扰,才可确定含水构造异常;
④确定钻孔位置时,要充分考虑地质、水文地质情况、异常规模、相对异常值、异常形态及打井所要求的水量等综合因素,来综合确定井位。
五、结束语
随着社会经济的不断发展,对水资源的需求量越来越大,水资源已经成为当下全社会关注的问题。水资源在很大程度上影响到一个城市、地区的发展,因此,如何合理开发利用水资源至关重要。另外,地下水的开采对抗旱救灾也有着非常巨大的意义,尤其是近段时间我国大面积的承受干旱灾害,地下水的开采利用刻不容缓,地下水的勘察尤为重要,只有采用正确合理的水文地质勘察方法才能够准确的找到水源,为合理开采利用地下水提供保障。随着现代科学技术的不断发展,水文地质勘察人员也应该在传统技术的基础上,充分利用新技术、新理论、新方法,选择合适的水文地质勘察方法,不断的推进地下找水成果的成功机率,使水文地质勘察方法不断革新、发展。
参考文献 :
[1] 刘汉湖,邓辉.遥感技术在地下水资源分析与评价中的应用――以那曲地区为例[J].水资源与水工程学报,2008,(03).
[2] 张荣,胡祥云,杨迪琨,郝小柱,戴苗.地面核磁共振技术发展述评[J].地球物理学进展,2006,(01).
[3] 席振铢.EH4电磁测深[J].北京:劳雷工业公司,2007
[4] 何继善.可控源音频大地电磁法[M].长沙:中南工业大学出版社,1990
[5] 蒋丛林 李树琼 王瑞赛,高频大地电磁测深(EH4)在地下水勘查中的应用
(西南有色昆明勘测设计(院)股份有限公司内部论文集)