前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的地質與勘探論文主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
關鍵詞:聲速測井、煤田、原理、應用
中圖分類號:O434文獻標識碼: A
1、引言
從上世紀50年代開始,聲速測井技術就已經出現,在經歷了半個多世紀的發展,已經成為地球物理測井領域的重要技術,在當今應用十分廣泛,如用于油氣儲藏、煤田地熱、工程勘察、地質災害研究等方面,都發揮著積極的作用。聲速測井也稱為聲波時差或聲波速度測井,通過聲波在地層中的傳播距離所需的時間來反映地質結構,從而達到判斷巖層、煤層、對比地層、確定巖層孔隙度等目的,論文針對煤田測井方面的內容做簡要的概述,就其測井的原理和應用做一些探討。
2、聲速測井的特點及原理分析
2.1聲速測井在煤田勘探中的特點
在煤田勘探中采用聲速測井的優點是解決煤層的深、厚度等技術問題,主要采用聲波全波列測井、聲波速度測井和井下超聲成像測井。聲速測井可以提高煤層定厚定性解釋的可靠性和準確性。但是在運用聲速測井時,井的直徑會影響泥巖和煤層的區別,煤層中的石英會降低煤的孔隙度。聲速測井應用于煤田勘探中,操作簡便、準確度高,并且成本較低,能夠取得很好的經濟效益,因而應用非常廣泛,但深入的技術改進工作仍然有待進一步開展。
2.2聲速測井在煤田勘探中的原理分析
聲速測井的信號由發射器發出的縱波,沿著井壁傳播,測量縱波到達近、遠接收器的時間差。依據射線聲學理論,在井內傳播的有一次和多次反射波、直達波、滑行橫波和滑行縱波,而在這些聲波中,只有滑行波可以攜帶井外地層的速度信息,因而要測量地層的橫波或縱波速度,應該記錄到滑行波。聲速測井中的各種波會形成疊加、干涉,產生綜合效應的波列。在這些波列中很難區分直達波、滑行波、一次和多次反射波,因而可以根據滑行波的特點,選在適當的接受間距和接收點,使滑行波可以及早的到達接收器, 這樣就可以進行波形的識別和提取。而形成滑行波的最為基本的條件是地層中的縱波的速度要大于井內的流體中的縱波的速度,并且要選擇適當的源距保證滑行縱波作為首波達到接收器。
聲速測井主要是通過地面控制器、井下換能器和記錄處理系統三個部分組成,井下儀器的主要部分是換能器,換能器可以完成聲電信號的轉換,分為聲發射探頭和接收探頭,可以進行電-聲和聲-電的轉換。聲速測井的儀器有單發單收、雙發雙收和單發雙收三種,在煤田地質的勘探中,普遍采用單發雙收的模式,可以減少鉆孔的影響,其原理如圖1所示。
圖1:聲速測速的原理
3、聲速測井在煤田勘探中的應用
3.1聲速測井在煤田勘探中的影響因素
聲速測井在煤田勘探中的影響因素包括探頭、源距和間距、周期跳躍等,聲速測井采用脈沖式發射,頻率為15次/秒,聲波頻率為24KHZ,發射器和接收器都采用φ42×φ37×φ35徑向激化鋯鈦酸鋁。 為了保證滑行波折射后首先達到接收探頭,要提高訊噪比,盡量縮短源距,間距小可以提高分辨能力,但太小會使兩接收器的時間差值很小,影響測量結果,因而間距取值適當。周期跳躍和巖層有關,在破碎帶、裂隙地層、井徑擴大明顯、泥漿中溶有氣體和聲速非常高的巖層都會存在,是一種無規律的現象,不應作為主要的依據,但要改進儀器,盡量減少干擾。
3.2煤層劃分
煤的波速在煤系地層中最小,一般為1900-2500m/s之間,在時差曲線上,往往以高異常反映出來,對于厚度大于測量間距的夾層和煤層,曲線有明顯的反映。
3.3劃分地層和對比地層
聲波在地層中的傳播是巖石彈性和密度的函數,不同的巖性具有不同的傳播速度,因而根據時差曲線劃分不同巖性的地層。在自云巖、石灰巖、火成巖等一些致密的地層中,聲速大、時差小,時差曲線顯示為低值;在泥巖中,聲速小,時差曲線顯示為高值,砂巖的聲速小于石灰巖而大于泥巖,因而介于兩者之間。由于煤層的聲速低,在時差曲線上反映為高值,但泥巖會造成一定的干擾,導致分不清炭質頁巖和煤層的界面,因而需要和密度曲線結合來進行解釋。
3.4確定地層的孔隙度
聲速的傳遞和巖石的密度直接相關,而密度又和孔隙度相關,對于均勻的粒間空隙地層,在實驗室研究的基礎上,得到了公式:1/V=φ/Vf+(1-φ)/Vma,其中φ為孔隙度,V為聲速測井曲線讀數,Vf和Vma為地層空隙中流體聲速和巖石骨架的聲速。
4、結束語
聲速測井技術廣泛應用與煤田勘探中,對于煤田開采可以提供重要的數據,因而研究其原理、影響因素和應用的情況,對于提升相關的研究水平具有積極的意義,論文基于筆者的工作研究,做簡要的分析,相關論點有待深入研究。
參考文獻:
[1] 田秋生; 王鐵利. 聲速測井在煤田地質勘探中的應用[J]. 西安文理學院學報(自然科學版). 2011-04-15.
[2] 彭化偉; 黃銳; 孫寶喜. 聲速測井技術方法和應用[J]. 黑龍江水利科技. 2010-12-20.
【關鍵詞】地礦科技;礦產資源勘查工程;地質礦產研究
1、礦產資源勘查工程的主體專業
礦產資源勘查工程包括地質礦產勘查、地球物理探礦、地球化學探礦三個主體專業。下面敘述這三個專業的主要內容。
1.1 地質礦產勘查的主要內容
地質礦產勘查(礦產地質勘查)過程中,通過地質勘查工程(槽探、井探、硐探、坑探、鉆探)的布置和實施來確定礦床的地質特征及礦產資源儲量;需要研究區域及礦區地層、構造、巖漿巖、變質巖、圍巖蝕變等,特別是要研究確定礦體的產狀、形態、規模、礦石特征及礦床成因類型等。地質礦產勘查專業也可稱為地質找礦專業。
根據礦產地質勘查規范,勘查工作可分為預查、普查、詳查、勘查四個階段。各階段的任務如下:
(1)預查階段是通過對區內資料的綜合研究、類比及初步野外調查、極少工程驗證提出可供普查的礦化潛力較大地區,有足夠依據可估算預測的礦產資源量。
(2)普查階段是對礦化潛力較大地區進行一定數量的各項野外工作以及概略研究,確定是否有進一步詳查的價值,并圈出詳查區范圍,估算推斷的礦產資源量。
(3)詳查階段是進行系統的勘查工作,基本查明礦床地質特征以及控制或破壞礦體的因素,基本確定礦體的連續性,并通過預可行性研究,做出是否具有工業價值的評價,圈出勘探區范圍,估算控制的礦產資源/儲量。
(4)勘探階段是運行各項系統的加密工作,詳細查明礦床地質特征以及控制或破壞礦體的因素,確定礦體的連續性,估算探明的礦產資源/儲量,并通過預可行性或可行性研究為礦山建設投資決策和設計確定生產方案等提供必要的依據。
1.2 地球物理探礦的主要內容
地球物理探礦(簡稱物探)是以各種巖石和礦石的密度、磁性、電性、彈性和放射性等物理性質的差異為基礎,用不同的物理方法和物探儀器,探測天然的或人工的地球物理場的變化,發現物探異常,通過解釋評價物探異常來進行找礦。
1.3 地球化學探礦的主要內容
地球化學探礦(簡稱化探)是從各種天然物質(如巖石、土壤、水系沉積物、植物和水等)中系統地采集樣品,分析測試某些地球化學特征值(如指示元素的含量、元素比值、PH值等),對獲得的數據進行處理,發現化探異常,通過解釋評價化探異常來進行找礦。
2、地質礦產研究專業(學科)的建立
經過刻苦鉆研,筆者建立了地質礦產研究專業(學科)及地質礦產研究事業基本管理制度。主要表現在如下三個方面:
(1)2010年7月,筆者撰寫的論文《地質礦產研究事業管理制度探討》獲得第三屆中國管理科學大會優秀論文二等獎(相當于省部級學術成果二等獎)。
(2)筆者撰寫的三篇論文2011年發表于國家級科技類期刊。《地質礦產研究的主要內容及職業定位》發表于期刊《科技與生活》,《地質礦產研究專業(學科的建立》發表于期刊《中國科技博覽》,《地質礦產調查評價主要內容探討》發表于期刊《科技與生活》。
(3)2012年元月,筆者撰寫的論文《地質礦產研究事業管理制度探討》發表于國家級期刊《中國城市經濟》。
筆者對地質礦產研究專業(學科)主要內容及職業定位的論述,標志著地質礦產研究專業(學科)的建立,闡述了地質礦產礦研究事業基本管理制度。建立管理制度,通過制度進行管理,是重要的管理方式。
3、地質礦產研究的主要內容及職業定位
地質礦產研究專業(學科)以“成礦”研究為主要內容,主要研究礦床的地質特征、成因類型、成礦機制、成礦機理、形成機理、形成機制、成礦大地構背景、成礦環境、成礦地質背景、成礦條件、成礦規律、控礦因素、成礦系列、成礦系統、成礦模式及成礦預測等問題。
【關鍵字】巖土工程,勘察,常見問題,對策分析
中圖分類號:K826.16 文獻標識碼:A 文章編號:
一.前言
巖土工程的勘察在整個工程項目建設過程中具有十分重要的作用,從總體而言,巖土工程勘察的最主要目的是根據建設工程的要求,查明、分析、評價建設場地的地質、環境特征和巖土工程條件,并為設計和施工提供準確的地質勘察結果及各項巖土工程參數,巖土參數的合理提供直接關系到基礎設計的經濟性、安全性和可行性。巖土工程勘察的主要內容包含了很多方面,比如工程地質調查和測繪、勘探及采取土試樣、原位測試、室內試驗、現場檢驗和檢測等,每一個環節都必須引起足夠的重視并且要嚴格按照有關規定執行,同時結合所勘測地區的經驗,才能確保勘察結果的精準性。但在實際勘察工作中,總是由于各種原因,在勘察中出現一些錯誤,最終造成巨大的經濟損失或者安全事故。因此,加強巖土工程勘察的問題分析具有十分重要的意義。
二.巖土工程勘察中常見的問題分析
巖土工程在整個建筑工程施工過程中具有十分重要的地位,加強對巖土的勘察更是其中的重中之重。在通常情況下,由于工程整體勘察任務較重,且時間較短,加之進行勘察前缺少詳細周密的計劃,當問題出現時,很多時候施工已經結束,從而為工程建設埋下安全隱患。筆者結合多年的巖土工程勘察經驗,從下面幾個方面分析巖土工程勘察中常見的問題。
1.勘探點深度不足。在一般的巖土工程中,勘探的實際深度,一方面取決于基礎結構的形式,形式不同,則深度也不相同。然而,在實際工程勘探中,不按照規范進行勘探的情況屢見不鮮,特別是在勘察市場競爭較為激烈的地方,這一現象更為明顯。
2.取樣及原位測試不合理。按照有關規范中的規定,取樣及原位測試的件數應不少6組,并且應充分考慮取樣及測試的均勻性和代表性,這樣所得結果的數值才能準確。但在實際操作中,不按規范要求進行取樣及原位測試的現象較多,或是雖然滿足了件數要求,卻未曾考慮土層的均勻性及代表性這兩個關鍵因素,致使取樣及原位測試所得出的實際結果與實際不符。
3.地下水的測量不合理在巖土工程勘察的外業工作中,地下水的測量是一項較為重要的工作,地下水位將會直接影響工程的建設,一旦在勘察工作中忽視這一工作,必將為整個工程的建設埋下隱患,如在被勘察的地層中,既含有承壓含水層,又含有潛水含水層時,若未進行分層量測,則會導致勘察報告中地下水的性質不明確。
4.試驗和資料的整理不夠規范試驗不規范。如對于高烈度地區的粉土未做粘粒含量測試,從而導致將其錯誤的判定為可液化土。相關資料的整理不規范。如在統計分析中,未將異常值提出,致使標準差系數過大,最終造成所得結果出現嚴重偏差。報告書的內容編寫不規范、參數不完整、錯誤較多、重結論輕建議等。
三.巖土工程勘察中常見問題的原因分析
1.勘察市場不規范。《建筑工程勘察質量管理辦法》第五條、第六條對勘察收費和承攬業務有明確規定.但勘察單位沒有嚴格執行國家收費標準,互相壓價,互相競爭,中標的勘察費很低,致使勘察工作粗糙,勘察手段選擇不合理和布孔不規范,巖土工程勘察在深度和廣度上還沒有真正達到規范的要求,所以難以滿足規范和設計要求。
2.權責不明確。《建筑工程勘察質量管理辦法》第十六條對觀測員、試驗員、記錄員、機長等現場作業人員應當接受專業培訓,方可上崗的規定.但目前勘察單位大量雇傭農民工,而這些人員又不懂勘察,又未經過專業培訓和教育,就承擔起開鉆機、取樣、測試、量測地下水位,甚至還做起了野外對土層鑒定與記錄等重要工作。這樣就難免會出現原位測試、地下水位量測等諸多野外作業的不規范,難以保證勘察質量。因此對從業人員的必須經專業培訓和教育,取得合格證后方可上崗操作。
3.缺乏巖土工程專業人才。專業的技術人才是對巖土工程正確分析評價的關鍵。未經專業培訓和教育的人搞勘察,就會導致地基評價力度不足,基礎設計參數偏于保守,造成工程的浪費。因此勘察工程項目的負責人,審核人,審定人,國家也應劃定門檻,讓真正懂行的人員擔當,這樣才能提高勘察隊伍的整體素質,提高工程勘察質量,使我們的工程建設真濺建造在既經濟,又安全的基礎上,產生良好的經濟效益和社會效益。
四.巖土工程勘察中常見問題的改進措施分析
1. 加強勘察市場的監督和管理,盡早推行巖土工程監理體制
第一加強對勘察合同、勘察綱要的審查和管理。防止越級勘察,加強勘察現場工作的監督防止打假孔及不規范的編錄、取樣及試驗等現象發生最后,加強對勘察報告的審核,加強對勘察報告中的工作量、勘探質量、資料數據分析及結論建議逐一進行審查,特別是對基礎選址論證場地穩定性評價及施工建議等內容進行統一審核管理,防止在此過程中只是進行理論的描述而缺乏深入分析的現象發生。由此可見勘察單位自身必須健全和推行全面質量管理同時還必須加強政府和社會監督機構對勘察市場的監督和管理,即盡早推行巖土工程監理體制。以確保勘察市場健康發展。
2. 加強計算機技術在巖土工程中的應用研究
伴隨著我國經濟和科學技術的發展,巖土工程的勘察和管理業逐漸得到了完善,從總體而言,我國的巖土工程勘察和管理逐漸走向標準化和規范化,但是,隨著各種工程建設的施工條件越發的復雜,使得巖土工程問題也逐漸的日趨復雜,簡單而言,在巖土工程勘察過程中,很多傳統的巖土工程勘察方法已經難以完全滿足復雜的巖土勘察需要。而計算機技術的發展和應用則在很大程度上使得巖土工程的勘察走向了現代化。通過充分的利用現代計算機技術,可以使得巖土工程在進行勘察過程中能夠得到更為科學和系統的管理,同時,可以 很大程度的提高勘察工作的效率;同時,將計算機技術也可以很好的運用巖土工程勘察資料的整合處理上,比如,可以充分利用計算機技術制作巖土工程模型,可以進行計算機統計指標的分析,同時,在遇到一些相對而言比較復雜的巖土問題時候,可以充分的利用現代計算機技術,形象的模擬一些很復雜,很抽象的地址地貌的狀況,比如可以模擬巖土問題的產生演變過程,如此,可以更為直觀的對巖土工程作出更為明確的認識,可以更好的找到處理方案,總而言之,在巖土工程勘察過程中 通過現代計算機技術的應用,可以不不僅僅可以讓勘察工作效率提高,也很大程度上讓勘察的成本大為降低。
3.加大對勘察專業人才與勘察設備的投資力度
勘察人員與勘察設備都是影響勘察結果質量的重要因素。勘察公司要加強對勘察專業人員的培訓,提高勘察人員的專業素質與專業技能。除此之外,還可以通過實施注冊土木工程師制度,以提高勘察資質門檻。要加大對勘察設備的投資力度,采購先進的勘察設備,減少因設備老化而出現影響勘察結果質量的現象。
4.規范巖土工程勘察市場行為
要提高巖土工程勘察結果的質量,單靠勘察公司的自覺行為是不夠的,還要通過法制和政府力量來加強對勘察市場的監督、檢查與引導,規范勘察市場行為。即加強對勘察市場中的原始資料、原始數據的監督檢查,有效防止掛靠、造假等不良事件的發生。當然,檢查監督行為不能僅以檢查報告作為依據,還要將檢查拓展到野外源頭勘察中去。
5.強化巖土工程勘察工作的規范性
加強巖土工程勘察工作的規范性,可以從以下幾個方面著手:規范勘察準備工作。在正式開始勘察工作之前,必須做好充分的準備。不僅要通過現場踏勘對勘察對象的詳細資料進行收集,還要根據收集得來的材料編寫巖土工程勘察工作綱要,明確勘察工作的主要矛盾問題、技術問題與設計方案,使勘察工作做到有的放矢。應選擇適當的勘察手段與方法。不同的勘探方法有其不同的優點與缺點,而在勘察工作中要根據不同的地基選擇適當的勘探方法與手段,并嚴格規范。如鉆孔是最為常用的勘探方法,在軟土地質條件下利用靜探孔的手段進行勘探,則可以客觀、正確地反映出地基土的強度及性質。又如,在土質較粗的山前沖積地層中,則不適宜使用靜探孔的方法進行勘察。當然,對一些地質較為復雜的地基,可以綜合使用多種勘探方法進行勘察工作,這樣有利于提高勘察結果的準確性。
五.結束語
在進行建筑工程施工過程中,巖土工程勘察是一切建筑工程開展的基礎,只有打好這個基礎,才能保證整個建筑工程的安全運營。隨著我國經濟的發展,各種風格迥異的公共建筑物和現代超高層建筑物層出不窮,給勘察專業帶來了巨大的挑戰,但只要對勘察中存在的問題給予足夠的重視,并找到相應的處理措施,巖土工程勘察工作就肯定能做好,從而為整個工程建設的施工奠定良好的基礎。
參考文獻:
[1]康朝勇 淺析巖土工程勘察中常見的問題及對策[期刊論文] 《中國新技術新產品》 -2011年14期
[2] 宋雙貝 淺談巖土工程勘察中常見的問題及其解決對策 [期刊論文] 《中國新技術新產品》 -2011年24期
[3] 蔣斌斌 土工程勘察中存在的問題及對策 [期刊論文] 《城市建設理論研究(電子版)》 -2012年9期
[4] 趙景琳 對當前巖土工程勘察的綜合探討 [期刊論文] 《中小企業管理與科技》 -2012年3期
英文名稱:Coal Geology & Exploration
主管單位:
主辦單位:煤炭科學研究總院西安分院
出版周期:
出版地址:
語
種:
開
本:
國際刊號:1001-1986
國內刊號:61-1155/P
郵發代號:52-14
發行范圍:
創刊時間:1973
期刊收錄:
CA 化學文摘(美)(2009)
CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
核心期刊:
期刊榮譽:
中科雙效期刊
聯系方式
期刊簡介
本刊是中文核心期刊,被美國EI PAGE ONE數據庫、美國能源研究院《煤文摘》(COAL ABSTRACT)和國際能源機械《煤文摘》(COAL HIGHLIGHTS)等12種數據庫和文摘期刊收錄。主要刊載煤田地質、礦井地質、煤層氣、水文地質工程地質、環境地質、煤田物探、礦井物探、探礦工程等方面的新發現、學術論文、先進經驗和技術革新成果。
主要欄目:
煤田地質
礦井地質
煤層氣
水文地質工程地質
煤田物探
工程物探
探礦工程
科技信息
獲獎情況
中文核心期刊
關鍵詞:物探方法;找水原理;應用
中圖分類號:B026文獻標識碼: A
引言
根據相關的研究表明,我國現在人均淡水量少于2200立方米,而在三十年之后,人均淡水量會不斷下降,達到人均不足1700立方米的水平,雖然我國地大物博,疆土遼闊,但是對于淡水的需求量也隨著人口的增加不斷增多,因而我們需要不斷的更新技術科技手段,通過各種現代的水文地質勘探的手段來尋找水源,從而減輕各個缺水地區的供水問題,除了政策上的“南水北調”之外,我們還必須依賴科技手段來不斷的開拓新水源。
一、高密度電法
高密度電法實際上是集中了電剖面法和電測深法,其原理與普通電阻率法相同。測量系統由多功能直流電法儀和多路電極轉換器組成,基于常規電阻率法勘探原理并利用多路轉換器的供電,測量電極的自動轉換,配合常規電阻率的測量方法及電阻率成像(CT)等高新技術來進行高分辯、高效率電法勘探。尤其溫納裝置在高密度測量分辨率相對較高。
高密度電法野外測量時將全部電極(幾十至上百根)置于剖面上,利用程控電極轉換開關和微機工程電測儀便可實現剖面中不同電極距、不同電極排列方式的數據快速自動采集。與常規電阻率法相比,高密度電法具以下優點:(1)電極布置一次性完成,不僅減少了因電極設置引起的故障和干擾,并且提高了效率;(2)能夠選用多種電極排列方式進行測量,可以獲得豐富的有關地電斷面信息;(3)野外數據采集實現了自動化和半自動化,提高了數據采集速度,避免了手工誤操作。此外,隨著地球物理反演方法的發展,高密度電法資料的電阻率成像技術也從一維和二維發展到三維,極大的提高了地電資料的解釋精度。
高密度電法的溫納裝置是不同深度對稱的四極剖面裝置,電極間距為5m根據場地上覆地層厚度選擇不同的電極數和采集剖面層數。設備允許的最大隔離系數為32。數據處理工作采用G3RTomo5.0軟件完成,先進行突變點剔除工作,再根據需要,進行數據圓滑處理和地形改正,最后通過剖面反演,繪制出視電阻率斷面等值線圖。
二、激發極化法
激發極化法電測深基本原理是基于巖石的激發極化效應,是巖石顆粒含水后在外電場作用下的一種電化學反映,因此,它必然和巖石中的水有關,如果沒有水,也就沒有激發極化效應。但激發極化效應也并非與巖石的含水量成正比,而是與一定的顆粒結構有關系,飽含水分的粘土就沒有強的激發極化效應。實踐表明,古河道、古洪積扇、巖溶溶洞水、砂巖裂隙水、粘土和充水的斷層破碎帶等有開采價值的含水層,都有明顯的極發激化效應。激發極化法電測深一般測量四個參數:視電阻率ρs、激化率ηs、激發激化比J、衰減度D等。其中ηs、J、D它們都是用來反映激發極化效應特征的參數。當激電測深未反映這些含水層時,激發極化參數值一般都有很小,而當反映含水層時,這些參數(ηs、J、D)往往相對背景值同時增大,增大倍數與水量大致成正比,因而進行激發極化法電測深時,綜合考慮這些參數隨極距變化,來判斷地下有無地下水及地下水富集情況。
三、瞬變電磁法
所謂瞬變電磁法(TEM)即是用接地電極或不接地的回線對地下進行脈沖式一次電磁場的發送,并利用接地電極或線圈對該磁場由于地下渦流影響而得到的二次電磁場的空間時間布局進行觀測,以便使與地質問題有關的空間域電磁法得到解決。對TEM法進行充分利用,可對山區等惡劣條件進行地下巖溶結構的查找,進而對地下淺層巖溶水進行很快的查找,該方法具有簡便快速,效率高的特點。
另外,電磁法也可在平臺上進行利用,例如直升機和飛機。在電磁法的應用過程中,電磁法不僅能對含水層的位置以及結構進行揭示,而且能對磁場進行測量并進而對地下水的位置進行繪制。現在最新一代的寬頻帶數字航空設備以及處理系統對水深200m左右的含水層均可進行準確而低廉的觀測。利用計算機及其相關軟件可作出其含水層以及深度的電導率圖。利用此數據地質工作者可方便的進行地下水的識別和開發。
四、高分辨率淺層地震找水法
1、高分辨率淺層地震法的理論依據
目前常見的用于地質找水的方法主要是反射地震法。應用地震勘察的理論依據主要是對巖層彈性參數進行充分利用。所謂高分辨率淺層地震也就是以一般的地震勘查為基礎,但是對分辨率進行大的改善提高來對地質中存在的一些問題進行細致的解決。在地下水的勘探中,高分辨率淺層地震法的作用主要是提供地下水文地質的詳細參數,如地層的劃分、地質的構造以及富水性等方面的信息。
因為地層分界面的反射系數通常很小,這就會導致地震剖面上的振幅能量比較弱。但是含水層的頂端或底端在其與圍巖的界面上卻是一個波阻抗面,反射系數要比地層分界面要大得多,比一般反射界面的反射系數也要大。這種界面很容易產生較強的反射振幅點,所以在地下水的勘探中,可以依靠平點反射和亮點對基巖裂隙和地層的含水與否進行很好地解釋。
2、高分辨率淺層地震的特點
高分辨率淺層地震法的特點可以歸納為以下幾點:(1)高分辨率淺層地震法進行精準的定深,并且具有較高的分辨率;(2)在實際應用中的勘察范圍也很大,在幾十米到幾千米之間;(3)方法應用的比較成熟,可程序化的對資料進行解釋以及處理,并能夠對基巖構造裂隙的富水性和含水層的孔隙度進行預測;(4)相較于電磁法,高分辨率淺層地震法受電磁影響較小。
五、地質雷達法
地質雷達法與探空雷達技術相似,利用寬帶高頻時域電磁脈沖波的反射探測目標體,只是頻率相對較低,用于解決地質問題,又稱“探地雷達”將雷達技術用于地質探測,早在1910年就已經提出,在隨后的60年中該方法多限于對波吸收很弱的鹽、冰等介質中。直到20世紀70年代以后,地質雷達才得到迅速推廣應用。
地質雷達是由地面的反發射天線將電磁波送入地下,經地下目標體反射被地面接收天線所接收,通過分析所接收到電磁波的時頻、振幅特性,可以評價地質體的展布形態和性質。由于雷達穿透深度與發射的電磁波頻率有關,使其穿透深度有限,但分辨率很高,可達0.05m以下。早期地質雷達只能探測兒米內的目標,應用范圍比較窄。此外,地質雷達與地震反射原理相似,一些地震資料處理解釋方法可以借用。目前,地質雷達探測深度最大可達100 m,使之成為水文和工程地質勘查中有效的地球物理方法。
六、電法勘探方法在水文和工程地質勘探領域有著廣泛的應用
高密度電法由于其高效率,深探測和精確的地電剖面成像,成為水文和工程地質勘查中最有效的方法。考慮到該方法分辨率不高,在具體的應用中可以結合其他電法勘探、電測井等方法,達到精細地質解釋的目的。
在水文勘探中,激發極化法和可控源音頻大地電磁法是首選的電法勘探方法,如果將激發極化法和高密度電法結合起來尋找地下水資源,效果會更好。
瞬變電磁法在水文地質和工程地質勘探中都有著廣泛的應用,尤其是大功率瞬變電磁儀不僅可以在深部地質勘探中發揮作用,還具有較高分辨能力。如果將該方法與高密度電法結合使用,有望解決深部精細地質勘探問題。
地質雷達主要用于各類工程地質勘探,是工程地質勘探首選的電法勘探方法。同時,該方法可以借用地震勘探中已有的資料處理和解釋技術,使其迅速發展,可以在更多領域發揮作用。
結束語
水資源缺乏是當今面臨的一大難題,如何進行有效地地質找水是擺在每個地質工作者面前的一大難題。本文就一些找水的常規方法以及新方法進行了介紹,可以為水文地質工作者提供一些借鑒,以便能更好地找水。隨著經濟科技的快速發展,以后肯定會找到更有效的找水方法,通過所有地質工作者一同努力,這一天的來臨也許并不會很遙遠。
參考文獻
[1]謝建平.綜合物探方法在水資源勘探中的應用[J].中國煤田地質,2011,13(1).
[2]唐慧杰,陳冬君,黃海玲.物探找水方法綜述[J].黑龍江水利科技,2013(1).
[論文摘要]基于油田圖書館知識資源的分布狀況,了解油田圖書館所處的網絡環境,針對油田圖書館科研讀者的需求,設計知識資源管理系統的基本框架并闡釋各功能模塊的運行模式。
石油勘探開發是高科技、高風險、高投入的知識密集型行業。隨著知識成為企業資本和最重要的生產要素,石油企業在戰略中重視并研究自己的知識管理已成為必然。目前國際上許多油氣公司都在積極探索,尋求實施知識管理的辦法,試圖形成一套完整的知識管理體系,以提高勘探開發決策水平,減小風險,降低成本,提高效益,從而提高企業的生存和競爭能力,增強企業實力,促進企業可持續發展。
江漢油田勘探開發業務的開展基于現有的圖書館文獻信息資源。搭建一個網絡環境下開放的分布式知識共享平臺,整合現有的文獻信息資源,構建知識資源的管理系統,促進相同區域和不同區域之間的知識交叉共享,引進外部的知識,對提高整個油田的創新能力具有特別重要的意義。
1油田圖書館知識資源分布狀態
油田圖書館現有的知識資源由兩部分組成:即紙本文獻資料和數字信息資源。
1.1圖書館館藏紙本文獻資料
截至2007年底,油田圖書館館藏圖書158,890冊;各類期刊現、過刊53,000多冊,以石油地質類圖書和期刊為主館藏。日常業務由圖書館自動化集成系統(ILASII)運行。
ILASII系統不包含了傳統的圖書館自動化業務,而且設計了征訂訂購系統、聯機編目系統、專項服務系統、電子閱覽室系統、預約/預借/閉架借書系統、聯合目錄管理系統、期刊目次管理系統、網上流通系統、我的圖書館等等,形成了一個大的系統家族。
1.2圖書館數字資源
采用先進的計算機技術,讓數字化文獻在網絡上傳播、安全共享,對油田圖書館帶來了很深遠的影響。主要數字資源包括自建電子期刊、自建數據庫、引進數據庫和因特網上的公共數字資源:
1.2.1自建電子期刊
三新科技信息網于2001年9月25日正式開通。從2002年3月開始每周都有新信息上網。現已累計報道文獻量達到900篇、330萬字。其主要欄目有:①騰飛進軍號:刊登有關領導的講話和指示;②科技新視野:主要登載當今世界“三新”技術的最新動向和原始研究論文:③神州嘹望塔:主要登載國內油田、大專院校和科研機構的研究成果及動向;④江漢科技城:報道江漢油田在勘探、開發和科研攻關等方面的進展情況;⑤網上讀書城:登載《江漢石油科技》和《國外油氣地質信息》的摘要供讀者查閱;⑥創新金點子:選擇性地刊登一些有關“三新”技術方面的讀者來信或論文。
1.2.2自建數據庫
《江漢油田科技成果數據庫》是由研究院開發建沒的二次文獻型數據庫,是江漢油田圖書館文獻、技術檔案等信息部門以及各二級廠處、科研單位了解我局科技成果、開展科研工作、成果查新、信息檢索的必用工具。
《江漢油田科技成果數據庫》收錄了1973年至2005年江漢油田的科技成果,專業范圍包括石油地質與勘探、石油物探、測井、鉆井、油氣田開發與開采、油氣田建設工程、機械設備與自動化、油氣田環保與綜合利用等專業。約220萬字。
該數據庫的檢索路徑有分類檢索:主要按石油地質、石油物探、鉆井工程、測錄井工程、油氣田開發、地面建設、計算機應用、油鹽化工等類別;關鍵詞檢索、課題完成人姓名檢索以及綜合性檢索等檢索方式。
該數據庫目前鏈接于江漢油田局域網可供8000多個用戶直接查詢。
1.2.3引進數據庫
江漢油田圖書館引進了《中國石油文摘數據庫》、《國外石油文獻數據庫》和《中文科技期刊數據庫》等12個數據庫。
①中國知網
江漢油田圖書館購買了中國期刊全文數據庫中有關本行業的理工A、理工B兩專輯。開通了鏡像站,月訪問量約15000次,下載5000篇,該網信息量大,資料更新快,資料比較齊全,給科研人員的科研工作帶來了極大的方便,現在已成為科研人員的主要文獻資料獲取方式。
②萬方學位論文數據庫
江漢油田圖書館引進的第一個鏡像資源,該館根據油田科研生產的實際需求引進了理學和工業技術分類中的石油、天然氣工業及地球科學。它的引進,填補了油田在學位論文信息方面的空白,給科研工作者的科研工作又提供了一個強大的技術支撐。經過幾年的運行,科研工作者對它的普遍反映是文章專業性、可參考能力強,由于它是作為一個鏡像資源,所以它的訪問速度也相當地快。訪問量累計已達236030次,累計下載53600篇。
③《中外石油文獻數據庫》
該數據庫包括《中國石油文獻數據庫》和《國外石油文獻數據庫》,是由中國石油天然氣集團公司開發建設的綜合性、二次文獻型數據庫。
兩庫分別收錄了中文期刊256種,外文期刊近200種(包括,英、俄、日、法、德等語種)。此外,還收錄了會議論文、科研成果報告、學位論文、考察報告、技術講座總結、專利、技術標準和科技圖書等多種類型的中、外文文獻。兩庫收錄石油文獻的專業范圍包括石油地質與勘探、石油物探、測井、鉆井、油氣田開發與開采、油氣田建設工程、海上油氣勘探與開發、油氣加工、油氣儲運、機械設備與自動化、油氣田環保與綜合利用以及石油工業經濟和企業管理等石油工業12個專業大類。
④《美國石油文摘數據庫》
該數據庫由Tulsa(美國塔爾薩)大學編輯出版,是一個查找石油勘探開發有關文獻和專利最權威的英文數據庫,收錄的文獻包括:地質、地球化學、地球物理、鉆井、油氣開采、油藏工程和開采方法、管道及儲運、生態學和污染、替代燃料和能源、輔助工藝和其他礦產品等。
⑤《中國科技成果數據庫》
該數據庫始建于1986年,是國家科技部指定的新技術、新成果查新數據庫。數據主要來源于歷年各省、市、部委鑒定后上報國家科技部的科技成果及星火科技成果。其收錄成果范圍有新技術、新產品、新工藝、新材料、新設計、涉及化工、生物、醫藥、機械、電子、農林、能源、輕紡、建筑、交通、礦冶等十幾個專業領域。《中國科技成果數據庫》數據的準確性、詳實性已使其成為國內最具權威性的技術成果數據庫。
1.2.4因特網上的公共數字資源
因特網上的公共數字資源可免費獲取,根據油田科研生產需要,主要以專利文獻數據庫為主:
①《中國專利數據庫》
該數據庫記錄了1985年實施專利法以來的全部中國專利文獻的全文,面向公眾提供免費專利檢索服務和全文提供服務。提供檢索的內容包括中國發明專利、實用新型專利、外觀設計專利相關說明書、附圖、權利要求書的摘要與全文。
②《美國專利數據庫》
該數據庫由美國專利與商標局提供,可以檢索并瀏覽美國專利全文。收錄了1790年至今的美國專利,1790至1975年的專利只能通過專利號和現行美國專利分類號進行檢索,1976年至今的專利可以通過多個檢索人口進行檢索。
③《歐洲專利數據庫》
該數據庫是由歐洲專利組織(EPO)及其成員國的專利局提供的,可以免費檢索。在數據庫中可以查到文摘、著錄信息和說明書全文的國家有:歐洲專利組織(EPO)、法國、德國、瑞士、英國、美國、專利合作條約組織(EPO。可以查到文摘和著錄信息的國家有:中國、日本。僅可以查到專利文獻著錄信息的國家有澳大利亞、俄羅斯、香港、印度、愛爾蘭、奧地利、比利時、巴西、保加利亞、加拿大、古巴、丹麥、埃及、埃拉、非洲地區知識產權組織、歐亞專利局(EurasianPatentOffice)等。檢索結果記錄中可以得到的項目內容:發明名稱、專利號、公開日期、發明人、申請人、申請號、優先權號、國際專利分類號、歐洲專利分類號、等同專利號、權力要求項、專利說明書全文、專利附圖等。
從以上分析可知,油田圖書館知識資源比較豐富。但各模塊分別鏈接于江漢油田局域網,向油田讀者提供初級服務,尚未構建統一的服務平臺,知識化服務體系尚未建立。
2江漢油田圖書館知識管理系統的構建
根據筆者對油田圖書館部分科研讀者所作的調查表明:科研讀者目前利用圖書館文獻資源的途徑以局域網下載資料為主。到館借閱逐漸遞減;現有的電子資源能滿足大部分的科研工作基本需要,但個性化和針對性的數宅資源還不能滿足需要;大部分讀者希望建立門戶網站,提供簡便檢索方法,讓讀者自由使用電子資源。由此本文提出了江漢油田圖書館知識資源管理系統的構建方案:
2.1門戶網站系統
江漢油田圖書館門戶網站是在網上訪問圖書館知識資源的入口點。主要任務為:
信息。包括新聞公告、專題資源、新書推薦、專題服務、讀者指南、下載瀏覽器、FAQ等。這些欄目具有動態更新的特點,屬于圖書館日常業務工作范疇,需要進行授權管理,規范數據加工過程與數據格式,及時、及時更新。這些欄目的實現是通過圖書館網站的功能來完成的。
系統嵌入。如電子資源、館藏檢索、咨詢臺、館際互借與原文傳遞、站內導航等,各欄目分別由一個個功能獨立的應用系統支持,構成了圖書館數字服務平臺。這些子系統的建設可以引進第三方成熟產品,也可以自主開發。在建設過程中,網站系統扮演著重要的角色,它可以實現對這些欄目的創建、修改、刪除等管理操作,以便支持這些功能。
2.2電子圖書庫
江漢油田圖書館目前尚沒有圖書數據庫。為了滿足油田廣大員工對電子圖書的需求,目前急需建設一個能夠與已建資源相互補充的電子圖書庫。由于之前的期刊、論文等資源相對比較專業,所以此項目需建設一個集石化、采礦、工業技術圖書及綜合社科類圖書資源為一體的綜合性圖書數據庫。
江漢油田電子圖書數據庫的讀者定位為江漢油田的內部員工,所有江漢油田的員工將可以通過江漢油田內部局域網或互聯網在任何時間任何地點訪問江漢油田的電子圖書數據庫。超級秘書網
為了能夠使得電子圖書數據庫與傳統紙書起到相互補充、相互帶動的作用,江漢油田的電子圖書數據庫需要與現有的紙書管理自動化系統實現無縫連接。通過紙質書系統與電子書系統的互聯和互檢,讀者將能夠從紙書圖書館到電子圖書館進行自由的切換訪問并獲取相應的借閱、查詢等服務。
電子圖書庫應該具備資源管理、系統管理、用戶管理等主體功能,為了能夠及時監控電子圖書的借閱、流通和使用情況,電子圖書庫的管理平臺需要提供相關統計功能,并能定期生產統計報告,以方便圖書館迅速了解圖書借閱情況,并調整相應服務策略或進行相關決策。
用戶管理方面需要實現兩者管理方式,lP范圍用戶管理和非IP范圍用戶管理。資源管理方面可以設置相關的檢索方式,讀者可以通過系統檢索電子圖書,實現簡單檢索、模糊檢索、全文檢索、分類導航等多種檢索方式,無論是從書號、書名、作者還是圖書類別或圖書內容等都可以實現查詢。為了能夠保證廣大江漢油田員工能夠第一時間獲得更多好書和新書,電子圖書庫的圖書資源需能夠定期更新,更新后的資源能迅速上架。
關鍵詞:鋁合金鉆桿,鋼接頭,地質勘探,深孔鉆探
1.鋁合金鉆桿的特點
(1)與傳統鉆桿材料鋼相比,鋁合金具有寶貴的物理力學性能。鋁合金的密度和彈性模量幾乎是鋼的1/3,而比強度(斷裂強度極限與密度之比)卻是鋼的1.5~2倍。
(2)鋁合金鉆桿質量輕,在鉆機能力一定的條件下,用鋁鉆桿能鉆達鋼鉆桿無法達到的深度。俄羅斯曾用400t能力的鉆機鉆成世界最深的СГ- 3井(12262m) ,用300t鉆機鉆成7000m深井。
(3)鋁合金在腐蝕環境中的穩定性非常好。它表面覆蓋一層穩定的氧化膜阻止與環境的進一步反應,可用于任何濃度的硫化氫和二氧化碳環境,而且其抗腐蝕能力與溫度無關。
(4)鋁合金鉆桿與井壁的磨阻小,可減輕起下鉆的阻卡。鋁鉆桿的浮力系數比鋼小得多,可節省20%~25%的起下鉆時間,并節省燃料。所以,鋁合金鉆桿用于3000m以深的鉆井最有效。
(5)在相同井眼曲率下,鋁合金鉆桿的彎曲應力遠小于鋼鉆桿,從而適用于鉆斜井、曲率半徑小的定向井和水平段長的水平井。
(6)鋁合金鉆桿具有和鎳鈷合金相似的無磁特性,方便隨鉆測量儀器的使用。
(7)鋁合金鉆柱對裸眼和套管的作用力減小,能有效地保護套管,適應裸眼段更長的井。鋁合金鉆桿內泥漿的流動阻力小,可提高鉆頭的水功率。論文參考。
(8)鋁合金鉆桿的鋼接頭可按API標準加工絲扣,正常條件下,一般不會因絲扣磨損而更換鉆桿。論文參考。
(9)鉆探(井)屬于高風險性行業,孔內事故在所難免,尤其是卡鉆或鉆桿折斷事故時有發生。使用鋼鉆桿時處理孔內鉆桿事故常需要漫長的時間,甚至造成鉆孔報廢。而處理鋁合金鉆桿事故時,用一般牙輪鉆頭就可把井下鋁合金鉆具“消滅掉”,鉆速可達30m/h左右。
2.鉆桿材料分析
目前世界上已有的鋼鉆桿、鋁合金鉆桿和鈦合金鉆桿基本參數對比,其中鋼鉆桿的密度、彈性模量最高,但自重過大對深孔鉆機的提升能力要求高;鋁合金鉆桿的密度、彈性模量最低,線膨脹系數最高,可適用于陸地深孔鉆進和海底鉆進;鈦合金鉆桿的密度、彈性模量和線膨脹系數都居中,應該是理想的深孔鉆探用管材,但其接近天文數字的價格使用戶無法承受。
GB/T 20659 - 2006/ISO 15546: 2002中列舉了4組鋁合金鉆桿。其中第二組鉆桿最常用,價格也最低,其主要成分為Al-Zn-Mg,最小屈服強度480MPa,最小抗拉強度530MPa (20℃時) ,最小伸長率7%。雖然最高使用溫度僅120℃,但對于地質勘探深孔作業而言足夠了。高可靠性鋁鉆桿的抗腐蝕性其腐蝕速度表示每平方米表面積的鋁鉆桿在不同介質中每小時因腐蝕造成的失重(g)。可見,鋁鉆桿在堿環境、酸環境下很少腐蝕,而在全飽和的H2S環境下完全不腐蝕。這對于復雜地質條件下使用泥漿化學處理劑和鉆進具有腐蝕性的礦產或地下水非常有利。
3.鉆桿工藝分析
鋁合金鉆桿柱的關鍵結構要素是鋁鉆桿與鋼接頭的連接問題。俄羅斯傳統鋁鉆桿采用無止推面的三角形絲扣連接,而高可靠性鋁鉆桿的連接方式有3個特點: (1)采用梯形絲扣與接頭連接;(2)鋁鉆桿設置了內支撐端面和錐形配合面;(3)通過高溫裝配工藝實現絲扣、配合面及支撐端面的過盈配合。
在深井(尤其是斜井和水平井)鉆進條件下,鉆桿柱最容易發生疲勞破壞。而新型鋁鉆桿的錐形配合面及支撐端面可減輕絲扣的負擔,明顯提高接頭的抗疲勞指標, 比普通三角形螺紋提高抗疲勞強度60%-80%。這類鋁鉆桿自1993年起已成功用于海洋深水鉆井作業。
4.鉆桿在深孔中的應用
鋁合金鉆桿已經在國內外的科學鉆探和石油鉆井(包括斜井和水平井)中應用,展現了用小噸位鉆機鉆進深孔的良好前景。(1)鋁合金鉆桿在俄羅斯СГ-3 超深井的應用。采用高可靠性鋁合金鉆桿是俄羅斯СГ-3井創造世界超深井紀錄的關鍵技術之一。現場400t能力的鉆機額定最大井深為8000m,但用鋁合金鉆桿取代鋼鉆桿后鉆成了世界最深的井( 12262m) 。統計該井195個回次中¢147mmX11mm規格的鋁合金鉆桿磨損情況表明,最大磨損量發生在7000~8000m井段,其中鋼接頭最大磨損618mm,由于鋼接頭的保護鋁合金鉆桿本體的最大磨損量僅為0.92mm。(2)鋁合金鉆桿在塔里木某勘探井的應用。該井井深7600 m,水平位移達1000 m,基本鉆進參數:鉆壓200 kN,轉速65 r/min,泵量21 L / s,鉆井液密度210 g/ cm3 ,鉆速118 m /h。鉆進與提升時使用不同鉆桿的效果,是使用鋁鉆桿+鋼鉆桿除了鉆桿伸長量有所增加外,整個鉆桿柱的重量、大鉤載荷、總阻力、扭矩、水力損失等參數都明顯下降。論文參考。
5.結論
深部鉆探不能僅著眼于大型深孔設備,還可以在鉆桿柱的材質上想辦法,在不更換大噸位鉆機的前提下使鉆孔鉆得更深。因此,近年來輕質鋁合金鉆桿成了國內外同行關注的熱點。20世紀60年代初,蘇聯開始在鉆井中使用鋁合金鉆桿,經過不斷改進,目前俄羅斯已批量生產達世界領先水平的高可靠性鋁合金鉆桿并大量出口。歐盟在俄羅斯鋁合金鉆桿標準的基礎上,于2002年制定了石油天然氣工業用鋁合金鉆桿的國際標準,其地位與美國制定的鋼鉆桿API國際標準等同。由我國中石油管材所提出,高蓉等人承擔制定的等同標準于2006年12月15日作為中華人民共和國國家標準《石油天然氣工業鋁合金鉆桿》正式,自2007年5月1日起實施。因此,讓國內鉆探技術人員全面了解鋁合金鉆桿的特點及其在深孔中的應用前景是十分必要的。隨著地質工作向深部發展,隨著我國自2007年5月1日起正式實施鋁合金鉆桿國家標準,鋁合金鉆桿成了國內同行關注的熱點。與傳統鋼鉆桿相比,鋁合金鉆桿在自重、比強度、彈性和耐腐蝕性等方面具有突出的優點。在鉆機能力一定的條件下,用鋁合金鉆桿能鉆達鋼鉆桿無法達到的深度。高可靠性鋁合金鉆桿采用與鋼接頭連接的新方法和高溫裝配工藝,使其在深井、斜井和大位移水平井鉆進中可明顯提高抗疲勞強度,在深孔、斜孔和水平孔中具有良好的應用前景。鋁合金鉆桿耐腐蝕,對天然氣和煤層氣開發(尤其在鋼鉆桿易發生“氫脆”的井區)具有重要的意義。
參考文獻:
[1] 鄢泰寧. 訪問俄羅斯有關鋁合金鉆桿科研生產單位資料[ Z]. 2007.
[2] BS EN ISO 15546: 2002, Petroleum and natural gas industries—Aluminumalloy drill pipe[S].
[3] GB/T 20659-2006/ISO15546: 2002,石油天然氣工業鋁合金鉆桿[S].
[4] 劉希圣,等.鉆井工藝原理[M].北京:石油工業出版社,1998.
[5] 鄢泰寧,等.巖土鉆掘工程學[M]. 武漢:中國地質大學出版社,2001.
[6] 李冬. 急傾斜臨界角煤層開采圍巖破壞規律[J].煤炭工程, 2010, (01).
[7] 史文臣. 急傾斜煤層中綜采技術的應用[J].陜西煤炭, 2010, (01) .
[8] 毛世福. 急傾斜煤層內因火災綜合防治技術的應用[J]. 四川建材, 2010, (01).
一、
二、三等獎,所撰寫的論文曾獲行業優秀科技論文獎。20**年9月,應邀作為行業內的唯一專家并擔任專家組的副組長協助組長(王思敬院士)較好地完成了港珠澳大橋的工程可行性研究階段的工程勘察評審。主持的廣梧高速公路雙鳳至平臺段交通部典型示范工程的工程勘察項目,采用了多項領先技術,有效地解決了山區高速公路的工程勘察難題,獲得評審專家的好評。
該同志多次被評為單位雙文明先進個人,**年被評為廣東省交通廳優秀黨員,**年獲98年度廣東省交通廳全省加快交通基礎設施建設先進個人,20**年評為廣東省交通集團優秀黨員,20**年獲教授級高級工程師任職資格,20**年被聘為中山大學地球科學系地質工程專業碩士點兼職教授。
在19年的工作中,該同志,主持或審核了數十座大橋、特大橋、數百公里高速公路、數十公里隧道的勘察工作,突出在如下幾個方面:
1、主持完成國家重點工程在同三國道主干線粵境廣湛高速公路陽江—茂名、電白官珠—坡心段近100km的線路上,部分路段分布有高液限土,這種土透水性很差,并具有較強的膨脹性,毛細現象也很顯著,浸水后能較長時間保持水分,承載力很小,并具有“彈簧”的性質,不易壓實,故不宜作為路堤填料。如嚴格按施工規范,就會出現大量的棄方,工程造價會大大增加,而且棄方既要多占土地,又可能造成二次污染環境。為了解決這個技術難題,其利用堅實地球化學的理論基礎,從微觀上找出化學風化形成高液限土的原理。通過了解高液限土的形成過程,發現其與普通的風化土最大的區別在于其分子結構中多了大量的水分子,且不是游離的水分子,而成為了結構水,一般在地下水位以下不易分離,從而導致其工程性質差,不宜用常規的方法處理。要處理高液限土,首先應想辦法去掉其結構水,用化學的方法就是通過摻進化學原料并充分拌和(水泥、石灰、粉煤灰等),通過化學反應,置換其水分子,達到徹底改變其性質的目的,但成本高,僅適用于量小的范圍,大范圍的經濟處理是用物理方法處理:涼曬。通過嚴密的施工組織和施工工藝,涼曬除掉大部分結構水后,應與地下水、地表水隔離,防止其吸咐水分再成為無法壓實“彈簧”土,涼曬后的高液限土應填在壓實度90的區域,并應遵循上、下封,包邊及排水的處治方案,做到既保證工程質量,又經濟合理,更有利于土地利用和環保,經濟效益和社會效益明顯。
2、審核完成省重點工程汕梅高速公路柚樹下至清潭段左線7.52km詳勘,地處蓮花山斷裂帶,該隧道群圍巖節理、裂隙發育,受斷層的影響,洞內局部出現涌水,圍巖類別復雜多變,采用物探結合鉆探對圍巖類別進行劃分,運用國際上流行“要害塊”理論對圍巖進行評價,準確、安全有效采取相應的支護形式,在開挖過程實施動態觀測,及時變更圍巖類別和支護形式,做到既安全,又能有效控制投資,業主的質量目標是創國優工程,該項目獲20**年度廣東省優秀工程勘察一等獎。
3、主持完成廣東省西部沿海高速公路鎮海灣大橋勘察,采用了當時國內領先的地震勘探測點定位系統。在工可階段,橋位綜合地震勘探在海域采用聲納測深、淺層剖面和單道地震探測,在陸地及沿海淺灘采用橫波反射法和折射波法,在海域采用了差分GPS全球衛星定位系統進行動態定位和導航,有效地確保了測線測點的準確性,由于采用了先進的導航定跡技術,所采集的數據有效可靠,通過解譯對比,有效準確地解譯出地橋位區的主要地質構造、不良地質問題。根據解譯的成果針對性采用綜合勘察手段,以較少的勘察工作量探明復雜的工程地質問題,該項目獲20**年度廣東省優秀工程勘察二等獎。
4、在新技術應用上,為配合山區高速公路選線的要求,我院承擔的國家重點規劃線廣梧高速公路云浮河口—郁南平臺段(主線長98.822km,支線長31.1**km,比較線長92km)工程可行性研究中(后雙鳳至平臺段被交通部定為勘察設計典型示范工程),路線所經區域主要為山嶺重丘區,常規的地質調查難以適應地質選線的需要,為防止項目實施階段才發現不良地質隱患,如大的斷褶構造帶、滑坡、崩塌、軟弱巖土層、巖溶、煤系地層、采空區等,其主持應用遙感地質解譯技術解決公路選線過程中的不良地質和非凡性巖土問題,這在我院尚屬首次,填補了我省公路工程地質遙感解譯技術的空白,在項目的初勘階段采用了先進的瞬態面波技術可控源技術,得到了該工程評審會專家的好評。
此外,該同志**年度主持完成中山港大橋工程勘察獲廣東省優秀工程勘察二等獎;20**年度主持完成的番禺大橋勘察獲廣東省優秀工程勘察三等獎;20**年度同三國道主干線粵境高速公路汕頭至汾水關段工程勘察作為主要參加者獲廣東省優秀工程勘察二等獎。
論文關鍵詞:公路工程地質勘察報告報告編寫
論文摘要:公路工程地質勘察報告是公路路基、構筑物設計和施工的重要依據。報告要充分搜集利用相關的工程地質資料,做到內容齊全,論據充足,重點突出,正確評價公路構筑物的場地條件、地基巖土條件和特殊問題,為公路工程設計和施工提供合理適用的建議。
公路工程地質勘察報告是公路工程地質勘察的最終成果,是公路路基及構筑物地基基礎設計和施工的重要依據。報告是否正確反映工程地質條件和巖土工程特點,關系到工程設計和施工能否安全可靠、措施得當、經濟合理。當然,不同的工程項目,不同的勘察階段,報告反映的內容和側重有所不同。下面談一談有關公路工程地質勘察報告的編寫工作。
一、公路工程地質勘察內容
1.路線工程地質勘察。主要查明與路線方案及路線布設有關的地質問題。選擇地質條件相對良好的路線方案,在地形、地質條件復雜的地段,重點調查對路線方案與路線布設起控制作用的地質問題,確定路線的合理布設。
2.路基、路面工程地質勘察。在初勘、定測階段,根據選定的路線位置,對中線兩側一定范圍的地帶,進行詳細的工程地質勘察,為路基路面的設計與施工提供工程地質和水文地質資料。
3.橋涵工程地質勘察。按初勘、詳勘階段的不同深度要求,進行相應的工程地質勘察,為橋涵的基礎設計提供地質資料。一是對各比較方案進行調查,配合路線、橋梁專業人員,選擇地質條件比較好的橋位;二是對選定的橋位進行詳細的工程地質勘察,為橋梁及其附屬工程的設計和施工提供所需要的地質資料。
4.隧道工程地質勘察。隧道多是路線布設的控制點且影響路線方案的選擇。通常包括兩項內容:一是隧道方案與位置的選擇,包括隧道與展線或明挖的比較;二是隧道洞口與洞身的勘察。
5.天然筑路材料工程地質勘察。筑路材料勘察的任務是充分發掘、改造和就近利用沿線的一切材料對分布在沿線的天然筑路材料和工業廢料,按初勘和詳勘階段的不同深度進行勘察,為公路設計提供筑路材料的資料。
二、報告的編制程序
1.外業實物工作量的匯集、檢查和統計。此項工作應于外業結束后即進行。首先應檢查各項資料是否齊全,特別是試驗資料是否出全,同時可編制測量成果表、勘察工作量統計表和勘探點(鉆孔)工程地質平面圖。
2.對照原位測試和土工試驗資料,校正現場地質編錄。這是一項很重要的工作,但往往被忽視,從而出現野外定名與試驗資料相矛盾,鑒定砂土的狀態與原位測試和試驗資料相矛盾。
3.對整個報告進行框架結構規劃。由于公路工程地質有其特殊性,屬于多專業合作工程。因此,對整個報告提前進行整體框架結構規劃是十分必要的。
4.編繪鉆孔工程地質綜合柱狀圖。柱狀圖中標明各層的地質年代、成因類型、承載力基本容許值、摩阻力標準值和地下水位及地質描述。
5.劃分巖土工程地質層,編制分層統計表,進行數理統計。地基巖土的分層恰當與否,直接關系到評價的正確性和準確性。因此,此項工作必須按地質年代、成因類型、巖性、狀態、風化程度、物理力學特征來綜合考慮,正確地劃分每一個單元的巖土層。另外應注意,工程地質層的劃分,不是越細越好,當然也不是越粗越好,除了遵循一般的劃分原則之外,還應結合工程對象進行劃分。在正確劃分出工程地質層后,編制分層統計表。最后,進行分層試驗資料的數理統計,查算分層承載力。
6.編繪工程地質縱斷面圖和其他專門圖件。公路工程地質縱斷面圖是公路工程地質勘察報告的重要組成部分,對公路工程的設計和施工有著重要意義。
7.編寫工點工程地質勘察報告。按以上順序進行工作可減少重復,提高效率;避免差錯,保證質量。
8.編寫全線工程地質總說明書。總說明書是報告的核心框架,它全面地分析了整條路線的工程特征,是設計人員掌握全線地質情況的指南。
三、全線工程地質總說明書論述的主要內容
一個完整的全線工程地質總說明書應由下面幾部分組成:
1.前言:要敘述工程概況、勘察的目的和任務,勘察依據、勘察的方法和完成的工作量。本部分重點要注意的是:公路的等級,勘察所屬階段,編制報告所使用的規范、規程一定要保證是現行版本,已經廢棄的規范不能作為勘察依據。
2.工程地質條件:自然地理、氣象和水文條件、地形地貌、區域地質構造、區域地層巖性、工程地質分區。地震活動性和抗震設計主要參數、沿線不良地質和特殊性巖土問題、水文地質特征。
3.巖土的主要物理力學指標:本部分主要是把整條路線的巖土參數,按照巖土形成時間、成因及性質進行數據分類統計分析,然后依據分析結果對各類巖土進行概括性評價。
4.工程地質評價:包括勘區穩定性和適宜性的評價、重點工點工程地質評價和路線方案評價。對于路線方案的比較,主要根據各路線方案所經地區的地質情況的差異進行比較分析,最終推薦出地質情況相對較好的路線方案。
5.沿線天然筑路材料:取土場要依據有關規范的要求,根據土料強度CBR、含水率W、液限WP、塑性指數Ip等參數對料場質量進行評述。
6.結論及建議:結論是勘察報告的精華,一般包括以下幾點:(1)區域地質構造單元、地震參數和建筑適宜性的評價;(2)勘區不良地質、特殊性巖土的分布及地質災害對工程影響的大小;(3)重要構筑物的地基情況、基礎形式及其他處理措施;(4)勘區內的地下水及地表水的腐蝕性評價;(5)路線方案的評選;(6)其他需要專門說明的問題。
7.附表及附圖:全線工程地質總說明書的附表和附圖主要包括:完成工程量一覽表、地震液化判別計算表、水質評價表、水質分析報告、路基分段說明表、不良地質地段表、區域地質構造圖、路線工程地質平面圖、路線工程地質縱斷面圖、取土場工程地質柱狀圖、路基工程地質柱狀圖等。
四、工點工程地質勘察報告的內容
應根據任務要求、勘察階段、地質條件、工程特點等具體情況確定,主要包括以下內容:
1.擬建工程概述,介紹擬建構筑物的地理位置、中心里程和規模。
2.勘察方法和勘察任務布置,介紹本工點所使用的勘察手段及布設工作量的多少。
3.地質地貌概況,應從以下三個方面加以論述:(1)地質結構。主要闡述的內容是:地層(巖石)、巖性、厚度;構造形跡,路線所經地區的構造狀況,構造與線路關系及影響程度;巖層中節理、裂隙發育情況和風化、破碎程度;(2)地貌。包括勘察場地的地貌部位、主要形態、次一級地貌單元劃分;(3)不良地質現象。包括勘察場地及其周圍有無滑坡、崩塌、塌陷、潛蝕、沖溝、地裂縫等不良地質現象。
4.地基巖土分層及其物理力學性質,這一部分是工點工程地質勘察報告著重論述的問題,為工程地質評價、基礎類型和地基處理方案建議提供基礎數據。下面介紹分層的原則和分層敘述的內容:
(1)分層原則。土層按地質時代、成因類型、巖性、狀態和物理力學性質劃分;巖層按巖性、風化程度、物理力學性質劃分。厚度小、分布局限的可作夾層處理,厚度小而反復出現可作互層處理。
(2)分層編號方法。常見三種編號法:第一,從上至下連續編號,即①、②、③……層;第二,土層、巖層分別連續編號,如土層Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3……巖層Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3……第三,按土、石大類和土層成因類型分別編號。如某工地填土1;沖積黏土2-1、沖積粉質黏土2-2,沖積細砂2-3;殘積可塑狀粉質黏土3-1、殘積硬塑狀粉質黏土3-2;強風化花崗巖4-1,中風化花崗巖4-2,微風花崗巖4-3。目前,大多數分層是采用第一種方法,并已逐步地加以完善。總之,地基巖土分層編號、編排方法應根據勘察的實際情況,以簡單明了,敘述方便為原則。
(3)分層敘述內容。對每一層巖土,要敘述如下的內容:
分布:通常有“普遍”、“較普遍”、“廣泛”、“較廣泛”、“局限”、“僅見于”等用語。
埋藏條件:包括層頂埋藏深度、標高、厚度。
巖性和狀態:土層,要敘述顏色、成分、飽和度、稠度、密實度、分選性等;巖層,要敘述顏色、礦物成分、結構、構造、節理裂隙發育情況、風化程度、巖心完整程度;裂隙的發育情況,要描述裂隙的產狀、密度、張閉性質、充填情況;關于巖心的完整程度,除區分完整、較完整、較破碎、破碎和極破碎外,還應描述巖心的形狀,即區分出長柱狀、短柱狀、餅狀、碎塊狀等。取樣和試驗數據:應敘述取樣個數、主要物理力學性質指標。對敘述的每一物理力學指標,應有最大值、最小值、平均值和經數理統計后的修正值。
原位測試情況:包括試驗類別、次數和主要數據。也應敘述其最大值、最小值、平均值和經數理統計后的修正值。
承載力:據土工試驗資料和原位測試資料分別查算承載力基本容許值和摩阻力標準值。
5.地下水簡述:地下水是決定場地工程地質條件的重要因素。報告中一般涉及有關地下水的參數有:(1)地下水埋藏條件:是孔隙水,或是裂隙水,或是巖溶水;是承壓水,或是潛水,或是滯水,或是層間水,含水巖組的巖性,滲透性大小空間分布特征。(2)地下水的動態:水位水量隨年度、季節等時段的變化規律和幅度大小,水質變化情況,徑流方向的變化。(3)補徑排條件:補給區在哪,補給量多大,補給范圍多大;徑流區在哪,徑流量多大,徑流方向如何;排泄區在哪,排匯量多少。(4)水質特征:一般性指標,腐蝕性指標,特殊指標(如礦泉水)。
6.場地穩定性和適宜性的評價:場地穩定性評價主要是選址和初勘階段的任務。應從以下幾個方面加以論述:(1)場地所處的地質構造部位,有無活動斷層通過,附近有無發震斷層;(2)地震基本烈度,地震動峰值加速度;(3)場地所在地貌部位,地形平緩程度,是否臨江河湖海,或臨近陡崖深谷;(4)場地及其附近有無不良地質現象,其發展趨勢如何;(5)地層產狀,節理裂隙產狀,地基土中有無軟弱層或可液化砂土;(6)地下水對基礎有無不良影響。報告對場地穩定性作出評價的同時,應對不良地質作用的防治,增強建筑物穩定性方面的措施提供建議。
7.其他專門要求,論述的問題對于設計部門提出的一些專門問題,報告應予以論述。
8.結論與建議。一般來說,上列概述、地基巖土分層及其物理力學性質、地下水簡述和結論與建議等四項,是每個勘察報告必須敘述的內容。總之,要根據勘察項目的實際情況,盡量做到報告內容齊全、重點突出、條理通順、文字簡練、論據充實、結論明確、簡明扼要、合理適用。
9.對于公路工程中的收費站及服務區的勘察及報告編寫,屬于工業與民用建筑范疇,要依據現行版的《巖土工程勘察規范》、《建筑地基基礎設計規范》、《建筑地震設計規范》和其他相關規范。
五、工程地質圖表編制要點
1.綜合工程地質平面圖,在總說明中的附圖,要求提綱契領,應綱要性標出各種工程地質現象,或可作專門圖件,不能圖省事以“路線工程地質平面圖”來替代“綜合工程地質平面圖”。
2.勘探點平面布置圖,勘探點平面布置圖是在地形圖上標明工程構筑物、各勘探點、各現場原位測試點以及勘探剖面線的位置,并注明各勘探點、原位測試點的坐標及高程。該圖應在較大比例尺的工程地質圖上進行編制,地形地貌復雜時應專門作測繪工作。
3.鉆孔柱狀圖,反映場地的地層變化情況,在圖上應標明地層代號、巖土分層序號、層底深度、層底標高、層厚、地質柱狀圖、鉆孔結構、巖心采取率、巖土取樣深度和樣號、原位測試深度和相關數據。在柱狀圖的上方,應標明鉆孔編號、里程、坐標、孔口標高、地下水靜止水位埋深、施工日期等。柱狀圖比例尺一般采用整比例,如1∶100或1∶150。
4.工程地質剖面圖,此圖是作為地基基礎設計的主要圖件。其質量好壞的關鍵在于:剖面線的布設是否恰當;地基巖土分層是否正確;分層界線,尤其是透鏡體層、巖性漸變線的勾連是否合理;剖面線縱橫比例尺的選擇是否恰當。理論上剖面比例尺的選擇,應盡量使縱、橫比例尺一致或相差不大,以便真實反映地層產狀,但由于公路工程中的構筑物一般呈條帶狀,如大中橋等,致使縱、橫比例尺一般相差較大,一般橫比例尺采用(1∶2000),受報告篇幅影響,縱比例尺一般采用(1∶200)~(1∶500),具體比例要按鉆孔的深度而定。在剖面圖上,必須標上剖面線號,如6-6′或F-F′。剖面中各孔柱,應標明分層深度、鉆孔孔深和巖性花紋,以及巖土取樣位置及原位測試位置和相關數據。在剖面圖旁側,應用垂直線比例尺標注標高,孔口高程須與標注的標高一致。剖面上鄰孔間的距離用數字寫明,并附上巖性圖例。
5.土工試驗成果表,主要有抗剪強度曲線、壓縮曲線等,一般由土工試驗室提供。
6.現場原位測試圖件,包括載荷試驗、標準貫入試驗、重型動力觸探試驗、十字板剪切試驗等的成果圖件。
7.樁基力學參數表,如果建議采用樁基礎,應按選用的樁型列出分層樁周摩擦力,并考慮樁的入土深度確定樁端土承載力。除上述附表之外。有的分層復雜時,應編制地基巖土劃分及其埋藏條件表。
8.其他專門圖件,對于特殊地質條件及專門性工程,根據各自的特殊需要,繪制相應的專門圖件等。
六、結語
本文簡單介紹了公路工程地質勘察報告的編制方法,由于公路工程的勘察階段較多,線路工程所跨越的地質單元繁雜,一般每個工程對報告的編制都會有特殊的要求,因此本文很難將各種情況一一盡述,更詳盡的內容,有待于進一步論述。
參考文獻
[1]公路工程地質勘察規范(JTJ064-98)[S].
[2]工程地質手冊(第四版).