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地质调查方法范文1
1 矿井冲击地压概况
冲击地压是矿井灾害的一种,是矿井开拓回采过程中地压活动的一种突发形式,它往往突然发生、瞬时结束。显现轻者造成巷道围岩急剧变形、支架损坏 ,重者严重摧毁矿井设施 ,并可能造成重大人身伤亡事故,是煤矿的重大灾害之一。所以为了掌握冲击地压的发育规律,提高广大职工的抗灾应变能力,有必要从地质因素上对冲击地压进行综合分析研究,开展相关地质调查基础工作,并进行预测预报,为矿井设计和采掘部门提供资料参考。
2 冲击地压的地质因素调查内容
冲击地压地质调查的内容:一是调查矿井煤(岩)层的力学性质、地质构造的力学性质及展布特征,水和瓦斯赋存情况及活动规律,掌握矿井冲击地压的地质基础资料;二是分析矿井冲击地压发生的原因及其作用特点,以掌握它的显现规律,配合生产部门提供安全作业所需要的地质资料。
2.1 煤系岩性及其组合因素调查
煤岩层的物理力学性质是构成冲击地压活动最直接的影响因素。对于含煤地层的地质调查,应仔细分析已有的煤岩巷实测剖面和钻孔资料,对煤层顶底板、含水岩层、坚脆砂岩层、松软泥岩层等,要逐层分析它们沿走向和倾向方向上的变化,受地质构造破坏的情况。在垂直方向上要系统研究各个煤岩层的层次及组合情况,统计顶底板的特征,含水层组的结构,含有潜在危险地层的指标及它们和煤层之间的间距。最后在采掘工程平面图上圈出有冲击地压潜在危险的区域,为设计和采掘部门提供参考。
2.2 地质构造因素调查
冲击地压的形成及其显现的形式、特点和强烈程度,均于地质构造密切相关。要以地质力学的理论作指导,判断所研究区域所属的构造体系,划分构造形式,并进一步分析构造体系复合联合的关系,了解某些地应力叠加所产生的构造形迹,以确定构造体系的复合联合部位,对所研究区域作出综合评价。例如在不同构造体系的复合部位,断裂交叉点附近,旋转构造收敛部,断裂的两端,在平面分布上断裂反复转弯的部位,同一断层倾向变成反向的转折点附近,断裂两侧差异运动较剧烈的部位,褶曲轴部和翼部的交界附近及冲断层或逆掩断层的上盘等,均为构造应力集别是应力高度集中的地段,应为冲击地压研究的重点区域。
2.3 水文地质因素调查
矿井水的浸润渗透,改变了岩石的力学性质,降低了岩体强度,从而引起围岩的变形与破坏,在采动影响下,原有岩体的水文地质结构被破坏,引起地下水运动状态的改变,使巷道或工作面局部应力集中,易发生地下水压力的冲溃现象。故进行水文地质调查时,应观测地下水的水位、水压,含水层分布与煤层的间距,隔水层性质及其组合关系等,特别要注意出现与冲击地压伴生的突水现象。
2.4 瓦斯地质因素调查
煤与瓦斯突出是冲击地压的一种表现形式,研究煤与瓦斯突出的原因,必须系统收集瓦斯地质资料,对有可能发生,或已发生的地段进行详细的地质描述与记录,在采掘工程平面图上圈出突出分布点,瓦斯含量,作为分析突出的依据。
3 矿井冲击地压的地质预报方法
由于矿井冲击地压的严重危害性,有必要对冲击地压现象进行综合分析,观测冲击地压现象的前兆,通过仪表测量及钻孔探测等技术手段掌握冲击地压发生的规律,对可能发生的冲击地压现象进行地质预报。
3.1 冲击地压的前兆
宏观前兆:
(1)煤层顶底板移近量增大,活动急剧,出现掉顶或底鼓现象。
(2)巷道煤壁松动,片帮次数增多。
(3)煤炮声增大加密。
(4)钻眼钻屑量增大,每米增加2~3倍以上。
(5)钻具推动力降低,甚至无须推进而自动向前推进。
微观前兆:
(1)微震地点集中,次数频繁,并逐渐加密。
(2)微震强度逐渐增大,一般在间隔数小时至十几小时后就会突然发生。
(3)煤岩层的弹性波速增加,采动影响下的地应力明显集中。
3.2 根据现场仪表观测预报
通过在掘进头或工作面内安装顶板动态仪,观测顶板下沉速度,当顶板下沉速度急剧变化并超过某一限度时,就有可能出现冲击地压现象。
3.3 根据地质力学方法预报
应用地质力学原理,确定构造应力集中部位,对煤岩层的物理力学性质进行综合分析,概略地得出工作区内有无发生冲击地压危险的评价,进而根据地应力的空间分布,煤岩层的埋藏条件,与工作区内巷道、工作面之间的组合关系,提出发生冲击地压条件及其强度、位置和时间的可能性预报。
地质调查方法范文2
地形图是地形测量或遥感资料解释绘制的,是经济建设、国防建设和科学研究中不可缺少的工具;也是编制各种更小比例尺普遍地图、专题地图和地图集的基础资料。
因自然和人类经济活动影响,经过一定时期后,地形图现势性会发生一定的变化,尤其经济发达区,在大规模的城市建设,旧城改造,新城区扩张,城市面貌,特别是社会经济要素变化深刻。
长江中游城市群伴随中部经济崛起及武汉城市圈所引领的湖北东部经济一体化的发展,城市地下空间开发利用、城市环境地质调查和保护等工作日益重视,急需摸清城市地质地质环境。自2008来,武汉市已先后启动了武汉城市圈环境地质调、武汉深部岩溶地质调查、武汉三维地质填图等专门性的城市地质工作。
地形图是地质工作立项、论证、规划、设计、研究、调查和成果集成必不可少的基础资料,资料的现势性是工作质量的重要保证。
1 地质调查对地形图一般要求及存在问题
地质调查一般是以一定比例尺地形图为基础进行地质填图或地质测量,其工作部署、设计等都要在地形图上进行,包括调查路线设计、钻孔布置、地面物探布线等工作,而地形图现势性对工作质量有直接影响。现势性不好,地形地物与实际不符,调查线路会布置得不合理,钻孔也可能布置到建筑物等不合理的地方。
以武汉深部岩溶区项目武昌图幅野外工作为例,先期用1993版地形图,因未考虑汤逊湖周边大学城及其它建设,经过20多年发展,交通及城市建设已发生了巨大变化,在调查过程中,发现所用地形图与实地差别极大,导致工作不能顺利进行。
地质调查填图或地质测量精度有明确的要求,所采用的各种手段和方法,若因地形图现势性不足,会影响调查成果质量,也不能很好的揭示工作区地质现象的发生、发展及其规律。
2 地形图现势性
2.1 制图资料
制图资料包括基本资料和补充资料。基本资料一般是地质调查规定精度的同等比例尺或更大比例尺地形图。补充资料用于补充和修正基本资料的不足,可选用最新行政区划图、交通图、航片、卫片,及其它可用的图形资料、文字资料或数据资料,以及野外工作过程所采集到居民地、山峰等有关资料。[1-2]
2.2 制图资料现势性
地质调查所用基本资料地形图,来源的主要途径是到国家测绘管理部门购买或相关领域收集,而购买或收集地形图,往往因测绘产品保密特殊性,存在两方面问题,一是收集周期长,二是成图年代久,资料现势性严重不足,不能满足需求。
2.3 现势性不足的解决方法
地质调查工作所用地形图,往往要进行地图编绘,才能得到适应需求的简化地形地理底图。而制图资料是确保地理底图质量的重要因素。
3 制图资料的收集
武汉岩溶塌陷调查,为属国家重点地区岩溶塌陷调查项目子项,自2012年始至2014年,已先后开展了武昌幅、汉阳幅、金口镇幅等1∶50000岩溶调查。下面以此为案例论述资料选取原则及编绘地形地理底图方法。
原则,尽量收集距项目工作年最近的基本资料和补充资料,充分利用项目已有遥感影像资料,尽可能利用开放性免费资料,以实用、经济快速编图为目的。
基本资料情况:为1∶5万矢量地形要素(DLG)地形图,为“十五”国家基础地理信息库建设工程完成,经与纸质地形图对比,三幅图均实为1993前出版的纸质地形图数字化成果。
补充资料情况:①2008年版“武汉市地下水区划图”(栅格数据)(以下简称“区划图”),比例尺为1:15万,②2007年产1∶5万正射SPOT5卫星影像,③2013年GOOGLE地图影像。④百度地图。
4 资料质量分析
(1)基本资料与补充资料SPOT5卫星影像对比分析、与GOOGLE地图影像对比分析,武昌、汉阳、金口镇三幅图形,除中心城区变化稍小,城郊结合部及远城区,居民地、街道、道路差别很大,基本资料反映为农村式居民地、低等级道路,而在影像图上反映为城市式居民地和街区,路网发达,基本资料上反映为水域的部分地区,大多变成了居民区和街道,2000年后修建的快速城市高等级出口道路、及长江上新建的军山大桥、长江二桥、天兴洲大桥、二七大桥,武广高铁等均没有反映。典型的有东西湖区常青花园,基本资料图为养殖鱼场;与汤逊湖比邻的庙岭大学城,基本资料图为江夏区农村,有部分城镇式居民地,但大多数为零星分布的农村式居民地。
(2)“区划图”为武汉市勘测院2011完成项目,含有较完整的武汉城区及郊区道路网和内部环线、行政名称等。缺点是比例尺较小,投影参数及坐标系不详。
(3)SPOT5卫星影像与GOOGLE地图影像对比,前者为正射投影影像,北京54 坐标系,后者为84坐标系、非正射投影影像。前者影像清晰度一般、部分地方辨识困难,后者清晰度高,同时内容也新,可弥补前者不足。
(4)百度地图,含有较完整和清晰的居民地及其它注记名称,可作为名称注记修编来源。
5 编图技术要求和方法
(1)基于所编地理底图用于工作布置及野外踏勘、最终成果等目的,以基本资料地形图为基础,以补充资料为数据源修编基本资料地形图,侧重修编水系、道路、街区和重要建设工程(如大型桥梁等)。
(2)统一坐标系,基于基本资料图和SPOT5卫星影像均为北京54坐标系,拟定最终编绘地理底图坐标系为北京54坐标系,通过一定技术方法,将其它补充资料也转换为北京54坐标系。
(3)以MAPGIS6.7或ARCGIS9.3为工作平台,进行影像配准、坐标系转换、图形编辑和数字化。
(4)考虑地质调查图件需要,主要反映水系、居民地、道路、地貌等地理要素(行政界线与基本资料图一致)。
6 影像配准与坐标转换方法
在数字化地图制图中,影像(图像)配准,多指将不具备投影参数的图片,通过一定的数学方法转换成与标准地形图(或对应区域地形图)对应地理位置一致。坐标转换,则指将一种投影的地图(矢量或栅格),通过一定的数学方法(若参考椭球不同,则多用三参数法、或七参数法)转换另一种投影。
目前大多数图像配准方法通常可分两类:基于特征的方法和基于区域的方法。基于特点的方法首先在图像中提取特征,然后利用特征间的相似性进行匹配。常用的基于特征的方法包括了基于点特征、线特征和面特征三种[3]。
三参数法与七参数法均依赖特定的测量控制点,因保密原因,获取困难,费用也高,通过前述资料质量分析,本文提出基于点特征点方法处理图像,可不考虑参考椭球影响。
MAPGIS和ARCGIS均能进行影像配准和投影转换,考虑地质成果数据为MAPGIS格式,拟选前者为工作平台,具体方法如下:
(1)打开MAPGIS67影像分析处理程序,打开并转换一幅标准正射SPOT5卫星影像图片成MAPGIS内部格式(MSI),在影像校正工具菜单中打与这对应标准图框,采集控制点(只要四个角点),再进行影像精确几何校正,就可生成一幅配准有标准投影的MSI文件。
(2)GOOGLE地图影像网上下载,方法是通过成都水经注科技公司谷歌卫星下载器下载所需标准图幅影像(实际比标准图范围略大)。
(3)以上述配准好SPOT5卫星影像为参照,重复“1“的过程,打开并转换GOOGLE地图影像成MAPGIS内部格式(MSI),选择若干均匀分布的特征控制点(如道路的交叉点、建筑物的拐点等),经影像精确几何校正,就可一张近似正射影像(如图1)。
(4)“区划图”的处理,以一张1∶100000大武汉基础地理底图(矢量格式)(54坐标系)为参考,仍重复“1“的过程,打开并转换“区划图”,选择若干均匀分布的特征控制点(如道路的交叉点、河流交汇处等),经影像精确几何校正,再经投影变换成1:50000,就可得到一张与标准地理底基本吻合的参考图像。
7 实际应用
(1)以汉阳幅为例,其地理特征以汉江为界,北部为汉口和东西湖区,地势平坦,海拔高程多在20 m左右;南部为汉阳、汉南和蔡甸区,地势自西南向东偏北由低山向平原区过渡,最高海拔111 m,间龙岗,湖区等水体分布较广。
(2)与现势资料相比,全图幅主要变化特征是城区由市中心向外扩展,新增道路网、街区等地理要素没有表达,水域也有变化,部分原为湖区(或沼泽)已变成城市居民地。个别山体因采矿而发生了局部形态变化,但总体地貌特征变化不明显,又因缺少DEM数据,地貌修编方法是只删除不合理等高线和不合理的高程点。原湖区(或沼泽)变为居民地的,根据制图综合原则,进行较大程度取舍,将街区、居民地的主要轮廓特征表示出来,同时合理处理街区与外部道路网协调和选取密度。
(3)水体的主要变化总体特征是水域面积缩小(因填埋),根据SPOT5卫星影像(参照GOOGLE地图影像)修编实际水体边线。
(4)道路网修编仍以SPOT5卫星影像为背景,参考“区划图”,新增武汉三环、汉蔡高速、京巷澳高速、汉洪高速等重要交通线及大型桥梁,同时修编主城区内部道路网,达到布置合理,图面清晰。
(5)地理名称编辑,在基本资料图基础上,参考百度地图等资料,新增重要居民区、大型厂矿、学校,如常青花园、东风汽车公司、江汉大学等属地名称。
(6)汉阳幅修编投入工作量近1月/1 人完成,经野外实地踏勘完全满足工作需求。其成果如图2示。
8 结语
(1)该文通过分析城市地质调查工作对地形图需求,及需求瓶颈和存在原因,说明地形图在一定时空会发生变化和变化原因,进而提出了解决问题的必要性。
(2)笔者结合多年地图编图和地质工作经验,指出地形图在地质调查工作重要作用,提出通过编绘地理底图方法满足地质调查工作。
地质调查方法范文3
关键词:第二次土地调查数据库数据质量控制
1引 言
第二次土地调查是以《第二次全国土地调查技术规程》为技术标准,以现势性的航空或航天遥感资料制作的正射影像图为工作底图,参考土地详查、变更调查的图件、数据等有关资料,采用国家统一的土地分类标准,通过实地调查,查清当前土地利用的类型、面积、分布状况和土地权属状况,掌握真实的土地基础数据,并对调查成果实行信息化、网络化管理,建立和完善土地调查、统计制度和登记制度,实现土地资源信息的社会化服务,满足经济社会发展、土地宏观调控及国土资源管理的需要,其中农村土地调查数据库主要包括土地权属、土地利用、基本农田、基础地理、影像、等信息。其对数据的可靠和实用性要求较高,而如果解决不好土地的权属问题、地类问题和面积问题等即数据质量问题,就会对数据库的数据质量和建设成果产生负面影响。因此,要达到真实、高效建库的目的,严格控制数据质量就具有举足轻重的意义。
2数据质量问题的来源
1)地籍测量
目前地籍测量中获取界址点坐标普遍采用全站仪测量, 采用极坐标法, 由于定向误差, 仪器对中误差, 观测者读数误差、仪器误差以及外界天气因素的影响产生测量偏差, 导致界址点的坐标、界址线的长度、宗地的面积等数据不准确。
2)外业调查
外业调查需要逐地块实地调查土地的地类、面积和权属, 掌握各类用地的分布和利用状况, 以及国有土地使用权和集体土地所有权状况。而如果外业调查不细致, 会导致界址不清、权属不明、地类面积误差较大等数据信息损失。
3)图形数据采集
在外业调查的基础上,运用相关的行业软件如或等矢量化调查底图遥感正射影象图仁的权属界线、地类图斑和线状地物等。其中的矢量化过程尤其重要,它可能会产生缺失地物的界线、地类码、图斑号或遗漏零星地物、线状地物等错误, 进而给属性录入、数据检核与入库工作带来大量的麻烦。
4)属性数据采集
按规定的数据结构输入属性数据。这部分工作除了图形数据的采集所带来的遗误外, 主要是人为因素产生的失误。属性录人工作量大, 通常是由多人合作完成。不同的操作习惯和理解能力, 使得操作的自由度很大, 因此地籍属性表中可能出现遗漏或内容错误。
5)分幅数据接边
分幅采集的矢量数据在接边时, 若属性数据不统一或接边误差较大, 则会给最后的检查和人库工作带来不便。
3数据质量控制的方法
3.1内业数据质量控制措施
1)精度检查
利用全站仪对测绘作业组所布设的控制点、图根点、碎部点、界址点等分别进行实测,对外业调绘成果进行精度评价
2)面积计算检查
一般以宗地为单位,利用界址点坐标计算面积。共用宗地内,各自使用的土地有明显范围的,先划分各自使用界线,并计算其面积,剩余部分按建筑面积分摊。
3)图形数据采集检查
参照农村土地调查记录手簿, 检查矢量化调查底图上的权属界线、地类图斑线和线状地物等。对于线状地物的基本要求有不能有悬挂节点、不能自重叠、不能重叠、不能自相交、必须为单部分。对于面状图层在土地利用现状数据库中首先要检查的就是统计面积是否满足面积逻辑一致性。因此面状图层拓扑规则就需要满足图斑之间不能互相重叠并且面要素之间没有缝隙从图形上看, 面状对象的边界线就是构面线状对象的图形,例如地类图斑的边界和地类界线,行政区的边界和行政区界线,二者之间存在着全覆盖关系困。
4)属性数据采集检查
主要是进行属性数据的校验和逻辑错误检查。若出现权属性质或零星地物遗漏, 线状地物或地类图斑数据缺失等错误, 应对照数字影像底图和土地调查记录手簿进行更正。
5)分幅数据接边检查
接边检查时, 对于分幅采集的矢量数据可按照影像图直接接边否则应实地核实后再进行接边。接边后图廓线两侧相同要素的图形或属性数据等应保持一致性。
6)人库后的错误检查
数据人库完成后, 需进行相关的错误检查①检查矢量数据是否全部入库②检查所有图层的属性结构是否正确③以数据字典为依据, 进行逻辑错误检查④面积检查, 查找是否存在净面积小于或等于零的图斑。
3.2外业数据质量控制措施
外业调查数据质量控制的基本要求如下①要充分利用已有土地调查成果, 避免重复调查和调查结果与已有资料差离较大情况②外业调查时应实地逐图斑调查③权属界线应认定合法、位置准确、表示规范④图、数、实地三者应一致。
3.3数据质量检查验收
1)程序
分自检、预检、验收和核查确认等步骤, 分别由各级第二次土地调查领导小组办公室负责。县级负责自检,省级负责预检和验收,全国第二次土地调查领导小组办公室负责核查确认。
2)检查
调查成果检查包括以下内容①调查底图制作方法、纹理特征、光谱特征和精度等②权源材料、手续、界址点位置、界线走向、权属界线协议书,以及调查表等③地类划分、图斑界线、线状地物及其宽度、田坎系数,以及外业调查记录手簿等④地籍测量控制网、权属界址点, 以及其他地籍要素精度等⑤基本农田地块的位置及范围等⑥土地调查数据库结构、内容、精度、逻辑关系、功能及运行情况等⑦统计汇总数据、各种图件及文字报告等。
3)基本要求
①自检内外业全面检查,编写内业建库工作报告,技术报告,自检报告②预检与验收内业应全面检查农村土地调查数据库中图斑、线状地物与的一致性。外业抽查不少于的不一致图斑和线状地物、全部补测地物,以及不少于个行政村的权属界线③核查确认内业全面核查农村土地利用数据库中图斑、线状地物与的一致性。外业抽查不少于的不一致图斑和线状地物、全部补测地物。
4)汇总成果检查验收
汇总成果的检查内容包括接边、数据汇总,以及数据库结构、内容、功能和运行情况等。并从整体上核对人库的相关属性数据。
4数据质量控制应用实例
上述数据质量控制方法在广东省的第二次土地调查的建库工作中得到了应用,该区在二次土地调查中进行的农村土地调查工作中,外业调查的工作底图由国家基础地理信息中心提供的1:10000的标准分幅卫星正射影像图(1954北京坐标系)及1999年10月制作的1:50000数字高程模型(1980西安坐标系、国家高程基准)调查底图。影像质量层次尚可、反差适中,经与原详查底图套合,公里网点中误差、图廓边长、对角线及公里网格连线的实际尺寸与理论尺寸间误差均符合规范要求。内业则由软件进行成图与人库工作。
5结束语
随着第二次土地调查的全面展开,土地基础数据库建设这一数据量最大的工作既推进又影响着国土资源信息化进程。本文介绍了第二次土地调查建库工作中数据质量误差的主要来源,并从内外业两方面采取了数据质量的控制措施。实践表明,按照上述数据质量控制方法能较好的控制内外业的数据误差,提高建库效率。
参考文献:
地质调查方法范文4
通过对金属(非金属)矿山采空区进行定义、分类,根据金属(非金属)矿山采空区调查的有关内容要求,利用适当的方法,对金属(非金属)矿山采空区进行全面的地质调查工作。参照现存的固体矿产地质勘查规范,结合在实际工作中总结出来的经验,对金属(非金属)矿山采空区地质调查提出了新的认识和并整理出了开展金属(非金属)矿山采空区地质调查工作的八个步骤,,作为开展调查的工作流程,以此用来保障金属(非金属)矿山采空区地质调查最终成果的真实性、可靠性。
[关键词] 金属(非金属)矿山采空区;地质调查;工作流程;
中图分类号:O741+.2 文献标识码:A 文章编号:
随着全球经济的回暖 ,随着我国改革开发以来的快速发展,对于矿产资源的开发利用也出现了前所未有的需求增长。伴随着疯狂的资源盗掘,随之而来的就是出现了大量金属(非金属)矿山资源枯竭和被采空的现象。如果对金属(非金属)矿山存在的采空区未进行及时处理, 采空区上方覆盖物体将失去地下支撑,从而造成结构失衡,各种均衡的条件遭到破坏,导致采空区上方的覆盖地层产生移动变形,直到塌落,最后导致地表各类建筑物(包括采空区上方的各种通信设施、农舍建筑、线路、桥涵等)变形破坏,甚至倾斜倒塌.另外还会造成采空区上方及周边地表大面积下沉、凹陷、沉降等,从而破坏农村大片房屋、农田、屋舍等。
金属(非金属)矿山采空区是指金属(非金属)矿山地下矿层采空后形成的空间。根据以往的经验和相关的理论教程,将采空区分为三类 :
1、 老采空区:已停止开采的采空区。或开采已达充分采动(充分采动指地表移动盆地已形成平底),盆地内的各种变形已经稳定的采空区。
2、 现采空区:正在开采的采空区,开采未达充分采动,即地表移动盆地呈尖底状,盆内各种变形仍在继续发展的采空区。
3 、未来采空区:计划开采而尚未开采矿层,预计将形成的采空区。
金属(非金属)矿山开采会形成地下采空区,由于采矿方法、管理措施等的不同,采空区会有多种结构形态,采空区可能导致矿震、空气冲击波、突水、岩爆、地面塌陷等多种形式的灾害,出现一些危险信号后,会导致采空区上方覆盖的岩层将失去支撑,原来的平衡条件将被破坏,致使上方岩层产生移动变形,直到破坏塌落,最后导致地表各类建筑物(包括线路、桥涵等)变形破坏,甚至倒塌,另外也会使地表大面积下沉,凹陷,破坏农村大片农田。
如何准确的评估那些新老金属(非金属)矿山的资源储量情况,以及潜在的经济意义,金属(非金属)矿山采空区调查工作显得尤为重要。金属(非金属)矿山采空区的调查工作,主要有测量调查、地质调查、环保调查、水文调查、工程调查、地质灾害调查等。
金属(非金属)矿山采空区的调查内容随着国家和各个地区的重视程度不同,分别列出了有关的内容,主要包括如下:
1、各种地质图,借以了解地层构成、产状和构造,以及地下水条件等。
2矿床分布图,以了解矿层的分布、层数、厚度、深度和埋藏特征。
3、搜集采空区的位置和尺寸,开采时间、开采办法、顶板处置方法以及矿层开采的远景规划资料。
4、收集地表变形和有关变形的观测、计算资料,如:地表最大下沉值,最大倾斜值、最小曲率半径等。
5、已有建筑物的变形观测资料和建筑物的加固处理措施。
6、了解采空区四周的抽水情况,以及抽水对采空区的影响情况。
7、查明采空区内排气通风情况。
8、调查地表和建筑物变形的特征和分布规律,如:地表塌陷坑、台阶和裂缝的分布规律、外形、宽度、深度以及它们地质构造(岩层产状、主要节理、断层),开采边界,工作面推进方面等的关系。9、调查地表移动盆地的特征,划分均匀下沉区,移动区和稍微变形区。
10、摸清采空区上方的垂直分带情况,主要有以下三个带:
(1) 冒落带:直接位于采空区上方的顶板岩层,在自重及上覆岩层重力作用下,移动变形很大,所受应力大大超过本身强度,使岩层断裂破碎塌落,堆积于采空区,已塌落部分称冒落带。
(2)裂隙带:冒落带上部的岩层在重力作用下,移动变形较大,所受应力超过本身强度,岩层产生裂隙或断裂,但尚未塌落,而形成的裂隙带。
(3) 弯曲带:裂隙带上部的岩层在重力作用下,变形较小,所受应力尚未超过其本身强度,未产生裂隙,仅出现连续平缓的弯曲变形,称弯曲带,此带岩层的整体性未遭破坏。
对于金属(非金属)矿山采空区调查中的测量调查工作流程、手段、方法,本人已经有过总结。可参考作者本人所著一文。
金属(非金属)矿山采空区的地质调查工作,也是非常重要的一个环节.通过金属(非金属)矿山采空区的地质编录,能够为最终的整个金属(非金属)矿山内的矿体范围圈定、资源储量的估算,经济意义的评估等,提供真实可靠详实的第一手资料。
截止目前,世界上包括我们国家在金属(非金属)矿山采空区调查过程中,地质调查手段和方法主要采用的是利用钻探、地球物理勘探、遥感、现场编录等手段和方法。钻探方法成本较高,容易出现机械事故,操作难度较大,一般不用。地球物理勘探一般采用高密度三极测深、浅震反射波法、.孔内波速测试等。使用高密度测深,重点解决的问题是:查清或基本查清勘察区内采空区位置、深度、分布范围及采空塌陷区内的充填情况等。使用浅震反射波法,主要是为了查清煤矿采空区的边界位置,了解采空区深度及采空塌陷区内的充填情况,同时也是对高密度三极测深法的探测结果进行验证。孔内波速测试主要是在验证勘探钻孔(孔径要求大于100mm)中使用,主要目的是查明或基本查明采仓内塌陷物和充填物的密实程度,并根据波速的不同确定充填物的密度和填实程度。这种方法和遥感方法较为常用。但是由于地球物理勘探和遥感测量的手段和方法有所限制,再加上地下采空区的动态变化复杂,因此,在实际工作中,对塌陷区和地裂缝的判别困难较大。针对金属(非金属)矿山采空区的具体范围确定还是比较笼统,精确度不是很高。金属(非金属)矿山地质现场编录比较直观,是目前各种金属(非金属)矿山采空区调查工作中最能够准确的反映金属(非金属)矿山采空区的实际情况,不过,由于进行调查的工程技术人员,需要深入金属(非金属)矿山采空区内部开展工作,危险系数相对于其他的手段和方法较大。
根据以上各种情况,本文作者结合自己在金属(非金属)矿山实地进行的采空区地质调查中的相关情况,将其中有关金属(非金属)矿山采空区现场地质编录工作中最重要、也是最实用的一些工作流程、所采用的手段和方法的运用,做一浅析,供同行参考。其它方法在此不在详述。
金属(非金属)矿山采空区地质调查工作的开展,所采用的调查手段和方法可按照以下八个步骤进行:
挑选优秀的项目负责人
金属(非金属)矿山采空区地质调查工作其他行业的工作相比,具有其本身的特殊性。金属(非金属)矿山采空区地质调查工作具有探索性强、风险性大的特点。并且,金属(非金属)矿山采空区地质调查工作也是一个技术性要求非常强,专业程度非常高的行业。综合以上金属(非金属)矿山采空区地质调查工作的特点,开展金属(非金属)矿山采空区地质调查工作的单位要想让金属(非金属)矿山采空区地质调查工作顺利的完成,在项目负责人的任用上,必须认真,不得马虎。坚决杜绝任人唯亲,让没有技术的人员担任项目负责人。
二、收集金属(非金属)矿山采空区相关资料
针对需要对一个金属(非金属)矿山进行采空区地质调查后,就要选定主要开展工作的目标,明确采空区调查的目的和任务。根据这个目的和任务,去收集相关金属(非金属)矿山及周边的资料。
收集采空区相关资料要求做到的就是参与金属(非金属)矿山采空区调查的有关地质技术人员,必须对所要进行金属(非金属)矿山采空区地质调查的矿区及其周边进行全面了解,详细收集尽可能多的资料。这些资料包括所要进行地质调查的金属(非金属)矿山采空区所在金属(非金属)矿山以往开展的地质、测量工作、历史开采情况和目前的工作条件、安全现状、工作环境。开展地质工作方面需要收集的资料就是金属(非金属)矿山采空区所处的地理位置、地层层位、地质构造、岩石结构等。开展测量工作的需要收集的测量成果主要是以往所有在金属(非金属)矿山开展过工作的相关测绘单位,所进行测绘后保留的金属(非金属)矿山采空区的平面、立体、规模等详细的原始数据以及图件等情况。以往历史开采情况,主要收集以往金属(非金属)矿山相关的开采方法、开采数量、开采规模、开采出的矿石品位、矿石量等。工作环境、工作条件,安全现状等主要是收集相关金属(非金属)矿山气候工作条件和人文安全条件等。这一阶段内,对金属(非金属)矿山采空区内资料收集的越全,后期需要开展的工作就越好进行,对取得的资料汇集、研究得出的结论就越具有实用价值。
三、金属(非金属)矿山采空区现场实地踏勘
经过第一步详细的工作,对所要进行地质调查的金属(非金属)矿山采空区收集完相关资料后,紧跟着需要开展的工作,就是要对具体开展工作的金属(非金属)矿山采空区进行矿区现场实地踏勘。
这一阶段需要进行的工作就是,凡事有可能参与金属(非金属)矿山采空区地质调查工作的所有地质技术人员,必须在有经验的对所要进行开展工作的金属(非金属)矿山采空区熟悉的人员一起,到所要进行调查的金属(非金属)矿山,结合当时金属(非金属)矿山及周边地区的实际情况,针对采空区调查内容所涉及的方方面面,对金属(非金属)矿山采空区进行现场实地勘察,并认真仔细的进行现场观察,详细了解所要进行调查的采空区的实际现状,已经存在的具体情况,摸清即将开展工作的金属(非金属)矿山采空区的工作条件和作业环境,包括所在金属(非金属)矿山采空区所处的地里位置、地层层位、地质构造、岩石结构、稳固程度,规模大小,形态形状等。调查过程中,尽可能的让后期参与地质调查实地工作的地质技术人员亲自参与现场踏勘,做到人人心中有数。另外组织所有踏勘人员,对所要进行地质调查的金属(非金属)矿山采空区的形态、规模、复杂程度、安全稳固程度等都要进行详细勘察,根据有关规范,将所要开展地质调查工作的金属(非金属)矿山采空区划分出不同形态类别,有关人员认真做好详细记录,以供下一步制定金属(非金属)矿山采空区地质调查施工组织方案参考使用。
四、确定金属(非金属)矿山地质调查施工方案
参与即将开展工作的金属(非金属)矿山采空区相关地质技术人员在进行完现场踏勘以后,回到室内之后,综合地质调查各方的实际情况,全面认真的将现场踏勘获得的第一手资料仔细研究,加以分析,综合整理出来。之后,全体人员,尽快制定出符合实际情况的金属(非金属)矿山采空区地质调查施工组织方案。利用该方案来指导下一步的金属(非金属)矿山采空区的地质调查编录工作。制定的金属(非金属)矿山采空区地质调查施工组织方案中一定要按照相关的规范进行编制,重要的的部分要详细,全面,其中必须包含人员组织、技术调查规范和安全保障方案、技术手段和方法等。另外还要将参与金属(非金属)矿山采空区地质调查的具体人员物资交通设施配备、安全防护措施和金属(非金属)矿山采空区的实际情况进行明确的分类,力争做到,施工方案中针对不同的采空区情况,制定出相应的技术、安全保障措施,采用不同的手段和方法,确保金属(非金属)矿山采空区地质调查工作的顺利开展。
金属(非金属)矿山施工组织方案中,一定要注意,根据金属(非金属)矿山采空区的实际情况,在确定利用地质调查手段作为主要手段和方法的同时,如果条件允许的情况下,还可以采用其它的手段和方法。比如说钻探、地球物理勘探、遥感、现场编录等。
确定施工方案至关重要,其直接影响着参与金属(非金属)矿山采空区地质调查工作的各方,能不能正常进行工作,也同时决定着金属(非金属)矿山采空区地质调查的结果,以及参与的地质技术人员最后的地质调查数据能不能真实反映金属(非金属)矿山采空区的实际现状等。
五、金属(非金属)矿山采空区地质调查手段和方法
在对即将所要进行金属(非金属)矿山采空区制定完详细的施工组织调查方案以后,参与调查的地质技术人员一定要按照施工组织方案开展工作。根据前期金属(非金属)矿山采空区实地踏勘划分出来的金属(非金属)矿山采空区的规模、形状、危险程度等分类情况,有针对性的分别选择不同的手段和方法,取得相应的第一手数据。以便这些数据供下步整理资料时,准确的计算相关数据使用。
目前,根据全球及我国现阶段开展的金属(非金属)矿山采空区调查工作情况看,普遍采用的方法还是钻探、地球物理勘探、遥感、现场采空区地质编录等。我国在金属(非金属)矿山采空区地质调查方面,还没有专门针对金属(非金属)矿山采空区地质调查的相关规范、手段和方法。特别是在金属(非金属)矿山采空区的调查手段和方法上,大多数采用的是地球物理勘探、遥感、现场采空区地质编录等,来确定金属(非金属)矿山采空区的空间分布情况。我们知道,正常情况下利用地球物理勘探、遥感方面,理论上是可以调查清楚的。但是实际上有些时候因为地下地质和构造情况复杂多变,仅仅靠地球物理勘探和遥感的手段和方法,是很难真实的反映金属(非金属)矿山采空区实际情况的。因此,本文作者认为在金属(非金属)矿山采空区的地质调查工作中,必须采用一些金属(非金属)矿山坑道地质编录的规范进行金属(非金属)矿山采空区的实地调查工作。虽然这样做,需要参与金属(非金属)矿山采空区实地调查的地质技术人深入金属(非金属)矿山采空区,在安全方面可能存在着极大的风险。但是,在对金属(非金属)矿山采空区进行调查所取得的结果来看,其可信度就比较大。需要强调的就是,只要在实际的工作过程中,采取良好的安全保障措施,制定好整套的工作方案就可以避免事故的发生。
金属(非金属)矿山采空区地质调查过程中主要采取的手段和方法有两种。第一种就是针对所要进行金属(非金属)矿山采空区地质调查的金属(非金属)矿山,前期有现成的测量成果的。对于这样的金属(非金属)矿山采空区的地质调查工作,应该建立在以往测量成果的基础上,参与调查的地质技术人员,对原有的资料进行复核对比,主要是比较完善金属(非金属)矿山采空区方面的有关资料。另外一种就是所要开展金属(非金属)矿山采空区调查的金属(非金属)矿山没有以往测量资料的情况下,参与调查的工程技术人员,一定要在现场,采用坑道地质编录的规范开展工作,收集资料。总之,无论是以上两种情况的哪一种,对于金属(非金属)矿山采空区的编录描述、布采样品等地质调查工作,参与人员都要严格按照GB/T13908―2002《固体矿产地质勘查规范总则》、 DZ/T0078―93《固体矿产勘查原始地质编录规定》等进行。
地质技术人员在开展现场调查编录时,应该时刻保持注意,毕竟金属(非金属)矿山采空区的工作环境和实地情况不同于一般的坑道,其规模大小、形态复杂程度、危险程度、各种风险等都远远大于一般的坑道,地质调查工作面临着巨大的挑战。因此,根据金属(非金属)矿山采空区不同的情况,采用不同的手段和方法进行金属(非金属)矿山采空区地质调查编录,是十分有必要的。
金属(非金属)矿山采空区地质调查中采取的手段和方法主要还是依据坑道编录的相关手段和方法,但是在开展采空区地质调查编录前,要区分好金属(非金属)矿山采空区的形状,比如说,是圆球体、椭球体、圆锥体、立方体还是长方体等。然后,根据确定好的形态,有目的的去收集相关的参数数据。
金属(非金属)矿山采空区进行地质调查时,主要使用的工具有手持红外线测距仪、皮尺、罗盘、地质锤、记录本、油漆、绘图工具等。
这一阶段的工作必须在现场完成,现场必须进行相应的原始手工素描图件和坑道编录原始记录文字。
六、金属(非金属)矿山采空区地质调查工作自检互检
为确保金属(非金属)矿山采空区地质调查工作的质量,金属(非金属)矿山采空区地质调查工作的自检互检工作非常重要。金属(非金属)矿山采空区工作现场不仅要派专职质量和安全检查技术人员长期跟踪调查过程,进行自我检查.还要不定期的邀请有关专家对已经完成的金属(非金属)矿山采空区地质调查手段、方法及成果进行检查,各方检查后对取得的成果认可后方可开展下一步工作。凡事参与金属(非金属)矿山采空区地质调查的技术人员,在工作的不同时期,随时要进行相互之间的检查。对在自检互检及专家检查的过程中所提出的问题,参与调查编录的技术人员一定要在现场及时修改。对于一些调查手段和方法上的原则问题,只要影响金属(非金属)矿山采空区的调查结果,影响到工程质量,作为调查人员,必须要重新返工,保证手段正确,方法得当,结果可靠。
七、金属(非金属)矿山采空区地质调查原始资料整理
金属(非金属)矿山采空区地质调查原始资料整理工作是一个非常繁琐复杂,又是一项非常重要的工作.在整个对于金属(非金属)矿山采空区原始资料的整理过程中,不但要求所有参与项目调查的地质技术人员,对所开展工作前收集的资料和在金属(非金属)矿山采空区现场进行的调查编录的原始资料进行详细的汇总,同时还要邀请一些金属(非金属)矿山采空区地质调查方面的有关专家进行现场指导,分类整理。在整理过程中,如果发现不合理的或者遗留的相关数据,要进行复查和重新调查纠正。对于所有参与金属(非金属)矿山采空区调查的手段和方法取得结果综合整理,进行比较分析。这个工作阶段整理出来的最后资料成果是全方位的,不仅包括所调查的采空区的平面的形态,还要有立体的形态,总体上是一个全方位的反映金属(非金属)矿山采空区的实际状况。这个过程中需要完成的主要综合图件包括金属(非金属)矿山坑道及金属(非金属)矿山采空区的地质平面图、勘探线剖面图、采空区平面、立体分布图、采空区纵投影图。需要完成的综合表格有样品统计表、资源量估算表、采空区调查情况一览表,其中采空区调查情况一览表里的内容有采空区编号、形状、规模、体积、面积、高度、围岩结构、稳固程度、积水情况、采出品位、采出资源量、采动矿体等等。特别是对于那些跨度比较大的形态复杂的金属(非金属)矿山采空区,地质调查工作更要详细、认真,并对其中存在的构造、矿化、矿体产状、形态更要仔细研究分析。
八、提交金属(非金属)矿山采空区地质调查报告
经过以上金属(非金属)矿山采空区的地质调查过程中八个步骤的调查工作流程手段和方法的应用,金属(非金属)矿山采空区的地质调查工作基本结束。参与金属(非金属)矿山采空区地质调查人员应该按照相关的技术规范要求,将整理好的所有的原始资料和综合资料、综合数据进行系统整理,编制成册,提交所在金属(非金属)矿山采空区地质调查报告,经有关专家进行评审和提交相关主管部门备案后,供以后需要的单位作为参考。
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地质调查方法范文5
关键词遥感技术;矿山地质环境调查;解译;应用
中图分类号TP79 文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)042-0129-01
2O世纪90年代初期,矿山环境调查、评价与保护并未受到人们的足够重视。90年代中后期,特别是在国土资源部成立以来,随着采矿技术及相关学科的迅猛发展,矿山环境调查与保护问题才引起了人们的广泛关注,并涌现出了一大批新技术和新方法。利用遥感技术进行矿山地质环境调查,为我国矿山环境调查与保护提供了强有力的技术保障。
1遥感技术在矿山地质环境调查中的应用现状
我国利用遥感技术开展地质灾害调查起步较晚,但进展较快。我国的地质灾害遥感调查技术是在为山区大型工程建设服务中逐渐发展起来的。上世纪20年里,我国完成的区域地质灾害遥感调查面积大约覆盖了10万km2的国土。2002~2006年,为查清我国矿山地质灾害的分布、特点,全国矿山地质环境调查与评估工作引进了遥感技术,第一次初步摸清了我国矿山环境地质问题类型、分布及危害。短短几年时间,我国学者对应用于矿山地质环境调查的遥感技术进行了很多探索研究,取得了不少可喜的成果,积累了大量研究经验和技术方法。先前已有同行以QuickBird多光谱遥感数据为主要信息源,采用遥感调查与地面核查的方法,基本查明了江西德兴铜矿矿区尾矿、固(液)体废料类型、分布现状和排放渠道,形成了矿山地物遥感识别,尾矿库水下尾矿堆积区遥感识别,矿山地物面积计算、体积测算等遥感调查技术。还有同行采用大比例尺SPOT5卫星遥感影像,准确圈定出面积性的矿山环境地质问题,通过历史上多期影像对比,揭示出矿山地质环境的时空演化。况顺达等利用遥感技术快速、准确、经济地摸清了贵州省矿山地质环境现状及矿业开发对生态环境的影响,为合理开发矿产资源、保护地质环境、矿山环境整治、矿山生态恢复与重建、实施矿山地质环境监督等提供了基础资料。
2应用实例分析
2007年6月~10月,作者参加了某金矿区的矿山地质环境野外调查工作,该工作采用1:5万地形图,并辅以1:2.5万SPOT5遥感影像图,在SPOT5遥感解译的基础上,快速查明了金矿区采矿废渣堆、尾矿库、选矿厂、无库尾矿渣等的空间分布、规模,通过野外核查验证,对解译结果进行了修正,如此反复多次,并最终建立了解译标志。
1)遥感数据信息源选择及处理。矿山地质环境遥感调查的研究对象不同、复杂程度不同、规模也不同,而遥感图像的空间分辨率从零点几米到几公里,也就决定了矿山地质环境调查研究中的遥感技术是有尺度条件的。遥感数据处理内容包括控制点选取、遥感数据正射纠正、融合、镶嵌,标准DOM数字正射影像图分幅和整饰等,处理结果用于矿山地质环境调查解译,将结果提供野外验证。在该项目野外调查中,采用了最新的地面分辨率全波段10m和彩色2.5m的SPOT5彩色数据融合,经过纠正的RGB全彩色合成的1:2.5万SPOT5彩色遥感影像图作为矿山地质环境调查的主要卫星遥感数据,这样可以增强地貌、地层、地质构造、不良地质、水体、植被等图像信息。2)遥感技术参照技术标准。本次调查参照的遥感技术标准有:(《区域环境地质勘查遥感技术规程》(DZ/T 0190―1997)和1:50000区域地质调查中遥感技术规定》(DZ/T0151―95)。3)遥感解译技术方法。遥感影像的解译主要有直接解译与间接解译两种方法。直接解译是从航片或卫片上根据地物影像的解译标志直接判断出地物类型,它包括形状、大小、色调、阴影、纹理、图型等要素。间接解译是根据该地物与其周围环境生态因子的关系来判断其地物类型。掌握地物或目标与其周围环境的关系,分析他们所处的背景条件或位置,这是判读自然现象和人为目标的重要因素。本次工作采用目视解译和计算机自动解译相结合、室内与野外相结合的工作方法。该项目在进行这一步作业时的特点是:充分利用遥感信息,消化和吸收已有大量的成果资料,对各种信息进行综合分析研究;充分体现遥感工作的多片种、多比例尺、多时相、多种工作方法、多层次、点面结合的特点。4)矿山地质环境问题。遥感解译本次工作采用1:2.5万SPOT5遥感解译,利用总体观察、对比分析、综合分析等方法,清楚地圈定出金矿区采矿渣堆、尾矿库、尾矿渣等堆积场所和山外地区选矿厂、冶炼厂、尾矿库、无库尾矿渣、氰化池、渣堆等位置、形态及计算面积等。本次工作进一步建立了该地区矿山地质环境调查点遥感解译标志,见表1。
5)遥感解译实效分析。利用SPOT5遥感图像对矿山地质环境调查点的判译能收到事半功倍的效果。本次遥感解译结果显示,判译程度较好的地区,判对率大于90%;判译程度较好和研究程度中等的地区,判对率达到70%以上;解译效果较差或解译困难地区,判对率也达50%~60%。其中采矿渣堆的判对率大于90%,污染源的判对率也达86%,有效地提高了调查工作效率和调查精度。对于1:2.5万遥感影像图上大于2mm的面型矿山环境地质问题均得到了解译表示。对于有特殊意义的点、线、面型对象,规模虽小,但也作了夸大注明。
3遥感技术在矿山地质环境调查中的作用
1)遥感解译是矿山地质环境调查不可缺少的技术方法之一。从技术方法角度讲,遥感解译是矿山地质环境调查的技术方法之一。利用航、卫片进行遥感解译,具有直观、真实、准确、实效性强等特点。矿山地质环境调查的技术方法包括地面调查、遥感解译、样品测试、动态监测以及轻型山地工程等,特别是遥感解译,能提高调查研究的水平。2)利用遥感技术进行矿山地质环境调查,能起到事半功倍的效果。通过大比例尺地面调查和高分辨率的遥感解译相结合的工作方法,能快速圈定矿山环境地质问题的类型、形态、空间分布、规模及其地质环境条件,便于进行定性和定量的分析研究,提高矿山地质环境调查工作的质量和效率,对矿山地质环境调查与评价起到重要作用。3)遥感技术的特点为在矿山地质环境调查中的应用提供了可能。卫星遥感技术的快速发展,为我国矿山地质环境遥感调查提供了可能。遥感技术具有探测范围大、周期短、信息量大、资料获取速度快、客观真实、动态性强以及资料收集不受特殊地形限制等突出特点。发挥大比例尺遥感影像在调查中的作用,是区域地质环境调查最有效的手段之一,对矿山环境地质问题具有良好的解译效果。
4矿山地质环境遥感调查存在的问题
遥感技术之所以目前尚未得到广泛的应用,主要受限于以下两方面的问题:1)在矿山地质环境调查队伍中,技术人员对遥感技术比较陌生,使得遥感技术难以发挥应有的作用。2)矿山地质环境遥感调查工作需要多时相的实时或准实时的遥感信息源,但价格昂贵,目前只局限于重点地区与重点工程的地质环境调查。虽然存在以上问题,但我相信随着遥感技术的发展和广大地质工作者的不懈努力,以及政府部门日益加大的支持,广泛利用遥感技术进行矿山地质环境调查研究是必然趋势,将贯穿于矿山地质环境调查、监测、预警、评估的全过程。
参考文献
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地质调查方法范文6
关键词:水库;地质勘察;分析;运行调查
引言
上世纪五、六十年代,我国兴建了一大批水库,其中以中小型水库为主,主要坝型为粘土斜墙堆石坝、浆砌石重力坝、浆砌石重力拱坝、浆砌条石薄拱坝、砌石混合坝、浆砌石斜墙堆石坝。经过多年的运行,这类水库普遍存在着病害险情。对于中小型水库,特别是小型水库,库容较小,一般几十万立方米,但由于其处于干旱缺水地区,对当地老百姓的饮水和农业灌溉有很大的保障,必须进行除险加固。小型浆砌石坝水库一般病险种类主要是坝基及坝肩渗漏、溢洪道过流能力不足;土石坝主要是坝坡不稳定,坝基渗漏。分析其原因,主要是受当时历史大环境的影响,前期勘察工作不仔细或根本就没做及建筑标准低所致。
随着我国加大病险水库除险加固力度,病险水库将分批进行安全评价,确定病险水库的危险程度,评价病险水库除险加固的必要性。由于历史条件的限制,绝大多数水库特别是小型水库当时都没有进行水库的勘察工作,且原有的一些施工资料也由于历史原因丢失而不全。为了彻底弄清病险水库危害程度及成因,需要对病险水库进行勘察。病险水库的勘察手段一般有对原有运行资料的分析、工段表观测试以及地质勘察。由于地质勘察能揭示病险工段的空间位置、病险性质、病险程度、病险成因,病险水库的勘察以地质勘察为主,原有资料分析和表观测试为辅,三者相互佐证,使勘察成果更加可靠。由于水库运行多年,库区覆盖层较厚,且坝基现处于建筑物之下,病险工段多具隐蔽性,这增加了病险水库的勘察难度。目前病险水库除险加固工程的地质勘察依照《中小型水利水电工程地质勘察规范》(SL55-2005) 所规定的病险水库工程地质勘察要求进行勘察。小型病险水库工程规模虽小,但大多数处于深山沟里,交通道路条件差,如果要按规范要求完全查清工程地质情况,工程勘察费用相对病险水库除险加固投资比例较高。为了准确有效的查明中小型病险水库病害险情,又能降低工程勘察费用。根据不同的坝型结合实例着重介绍病险水库的勘察方法。
1 设计、施工文件分析和运行调查
在 上世纪五、六十年代所修建的水库,受当时历史大环境的影响,一般建筑标准低、工程质量差、边测量、边设计、边施工,建设程序反常,是典型的“三边工程”。例如,某水库在短短的100d,便修建完毕。通过对设计文件和施工文件的分析,大坝坝型经过彻底的变动,原设计为浆砌石重力坝,由于当时未勘探,结果在基坑开挖时,发现坝轴线下游卵石层挖了 6m 仍不见基岩,这才改为现在的砌石混合坝。通过这些资料的分析,得知坝轴线下游为深厚的卵石层。根据对塔岗水库运行的调查,溢洪道下有一深水潭,常年有水,据此可知溢洪道存在大的渗漏通道,说明当时溢洪道断层并未彻底堵住。有些险工段在运行期间经过紧急处理,仍可能存在病险隐患。有许多可能的安全隐患通过对设计、施工文件的分析和运行情况的调查,都可以为地质勘察和病险水库的病险程度评价提供基本资料。
调查资料一般要形成文件,并注明其调查资料文本的名称,做到有据可查,作为病险水库地质勘察和水库病险地质评价的依据。
2 库区地质勘察
库区地质勘察的主要内容为库岸的稳定、水库的渗漏和水库淤积问题。对于病险水库的勘察,因为是存在若干年的水库,一般不考虑库区的地质勘察。但对于近坝址区的库岸稳定,应该进行必要的勘察,一般采取地质测绘方法和历史调查方法相结合。主要调查库岸有没有人为采石行为,岩层产状与边坡的关系,是否危及大坝安全。必要时还要进行槽坑探或钻探等进行深入研究。
3 坝体勘察
勘察的主要内容有:对于土坝是坝体的填筑密度,裂缝的性状,渗漏情况,沉降问题,与两岸结合情况,填筑土的物理及力学性质指标,建坝以来的紧急处理情况以及其他病险特征和相关问题;对于浆砌石坝是砌石体的砌筑质量,有无裂缝及裂缝的位置和性状,坝面渗漏问题,浆砌石的力学参数;对于砌石混合坝是坝后堆石体的密度、级配,堆石体与浆砌石体的沉降差,堆石体的力学参数等。采用的勘察方法一般采用钻探、坑探、物探、井探、物探等地质勘察手段和标准贯入试验、动力触探试验、岩土体室内试验、压(注)试验等试验手段相结合的综合勘察方法。对于勘探点的布置一般采用沿坝轴线均匀布置,也可以依照调查文件发现的病险部位重点布置。
4 坝基工程地质勘察
坝基勘察主要内容通过调查文件和地质测绘查明坝基的基本情况及坝基的工程地质条件,分析坝基工程地质问题,评价工程地质问题对大坝病险程度的影响。勘察方法同坝体勘察方法一致,不再重复。对于土坝钻孔可以直接和坝体钻孔相结合,然而对于砌石坝,坝基工程地质勘察比较困难,由于坝基隐蔽在大坝建筑物之下,不好对其直接钻探,往往将钻孔布置在坝的上游、下游以及两坝肩,重点查明基岩的透水性。
5 涵洞工程地质勘察
穿坝输水洞的勘察主要了解输水洞洞身是否有裂缝。一般对于较大涵洞时通过对洞内进行实地察看,记录裂缝的位置和性状;对于较小的涵管,一般通过压水试验来确定。