姜勇

摘 ? 要：本工程首先采用高密度電法查找基巖裂隙及構造斷裂帶中因賦水形成的低阻帶，分析各低阻帶的位置、空間分布及規(guī)模，并結合該地區(qū)區(qū)域水文地質條件及地下水的分布特點，判斷推薦出最有供水可能的富水區(qū)段，直接指導鉆探有針對性地進行打孔驗證，進一步了解含水層的厚度、結構組成及水文地質特征，最終通過抽水試驗定量地評價含水層賦水性及井的出水能力，成功地解決了工程建設的用水問題。

關鍵詞：高密度電法 ?裂隙 ?斷裂構造賦水低阻帶 ?鉆探與抽水試驗

中圖分類號：P641.7 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）11（b）-0055-02

某大型工程建設地點位于內蒙古中東部的低山丘陵山區(qū)，其占地面積南北長340m，東西寬190m，本工程擬在場地內自建深層水源井作為供水水源，需水量約300m3/d。

根據擬建場地的巖土工程勘察報告及區(qū)域水文地質調查結果，該地區(qū)上部的地層主要由第四系風積、沖積細砂及殘積土組成，層厚10～18m;下部基巖為強風化～中等風化新生代玄武巖（β1），第四系地層不含地下水，下部基巖是否賦存地下水存在較大的不確定性，與基巖裂隙及斷裂帶等的發(fā)育程度、規(guī)模、連通性及地下水是否存在充足的補給源等關系密切，為徹底查清廠址區(qū)內基巖裂隙及構造斷裂帶的賦水情況、確定具體的鑿井位置及成井深度，解決工程的用水問題，本次在廠址區(qū)域內開展了高密度電阻率法勘探、鉆探及抽水試驗工作。

1 ?高密度電阻率法勘探

1.1 儀器設備

本次勘測采用DUK-2A高密度電阻率法測量系統(tǒng)，儀器主要技術指標如下：接收部分：電壓測量范圍：6V;電壓測量精度：11個字;輸入阻抗：>50MΩ;視極化率測量精度：1%1個字;電流測量范圍：5A;電流測量精度：11個字;對50Hz工頻干擾壓制優(yōu)于80dB;SP補償范圍：1V。

發(fā)射部分：最大供電電壓900V;最大供電電流5A;供電脈沖寬度1～59s，占空比1：1;整機電流≤60mA。

解釋軟件：反演軟件，對異常體的反映特別明顯，通過反演軟件繪制電阻率色譜圖。

1.2 測試原理

高密度電阻率法與常規(guī)的電測深法相比具有較高的測點密度，基于垂向直流測深與電測剖面兩種方法的基本原理，地層電性信息較為豐富。本次探測采用溫納爾裝置，溫納電極距為相鄰極距均為a的對稱四極裝置（AM=MN=NB=na），通過改變n值，即改變A、M、N、B之間的相互位置，進行剖面測量，能獲得剖面各測點深度為a、2a、3a、……、na的一系列數據，儀器自動采集、記錄、存儲這一系列視電阻率數據，繪制出該剖面的斷面視電阻率等值線，并進行電阻率反演計算。

1.3 測試方法及解釋

測試采用溫納裝置，測點間距5m，最小供電極距為7.5m，最大供電極距為240m，極距數（層數）n=16。

高密度電阻率法的解釋軟件是反演軟件，對異常體的反映特別明顯。通過反演軟件繪制電阻率色譜圖，通過對圖像的分析，結合區(qū)域及有關資料，定性判斷地下巖土體的分布及構造情況，最終得出解釋結果。

本次在場地內從南向北共布置6條高密度測試剖面，每條剖面長300m，從高密度電阻率剖面解釋結果可以看出，5-5剖面在地面由西向東約110～120m處、地下約35～65m處存在低阻帶，為進一步驗證低阻帶的存在，通過該點沿南北向又布置了7-7高密度測試剖面，結果在對面由北向南約130～150m處、地下約40～70m處同樣存在低阻帶，該低阻帶電阻率一般在20～100Ω.m，與周圍相比低阻反應明顯，分布范圍集中連續(xù)，埋藏深度在35～70m，結合該地區(qū)的區(qū)域水文地質條件及地下水分布的特點，初步推斷此處為地下水賦水區(qū)域。高密度反演解釋成果詳見圖1和圖2。

2 ?鉆探與抽水試驗

為查明高密度電法勘探推薦的富水區(qū)段是否存在地下水及地下水量的賦存情況，根據高密度電法解釋成果推薦的打井位置，本工程組織相關人員展開了打井驗證工作。鉆探采用GJ200A型鉆機，鉆探方式采用清水回轉鉆進，全斷面取芯，鉆孔開、終孔直徑130mm，上部第四系地層及巖石破碎帶采用PVC塑料管護壁，下部完整巖石采用裸孔，鉆孔深度100m。從地質鉆探揭露地層看0.0～8.0m為灰黃色細砂，8.0～12.0m 為雜色碎石混粘土，12.0～100.0m為灰褐色強風化～中等風化玄武巖，其中38～45m、56～65m區(qū)段巖體呈碎塊狀，鉆探卡鉆明顯，并出現(xiàn)地下水涌出補給現(xiàn)象。根據鉆探結果分析，打井區(qū)域局部賦含地下水，含水層主要為玄武巖裂隙及構造破碎帶，深度在地表以下35～70m，地下水類型為基巖構造裂隙水，鉆探結果與高密度電法勘探結果吻合。

為了解基巖裂隙及破碎帶的富水性，確定單井的出水能力，本工程開展了抽水試驗工作，抽水試驗完全按《供水水文地質勘察規(guī)范》（GB 50027-2001）的有關要求進行，水泵采用95-R-24型深井潛水泵，其揚程118m，功率4kW;供電電源采用10kW柴油發(fā)電機;水位觀測采用電測水位計，水量觀測采用三角堰箱及量筒，抽水試驗前靜止水位埋深30.0m，下泵深度60.0m。抽水試驗采用一次最大降深，抽水試驗共歷時86h，抽水穩(wěn)定48h，抽水穩(wěn)定動水位埋深為48.0m，穩(wěn)定出水量為14.0m3/h。從抽水試驗結果分析，含水層儲水量豐富、補給充沛，單井出水量滿足擬建項目300m3/d的用水需求。

3 ?結語

高密度電法勘探是目前工程中廣泛應用的一種勘探手段，與傳統(tǒng)的電阻率法相比，具有成本低，效率高，信息豐富，解釋方便等特點。本次通過運用高密度電法查找基巖裂隙及構造斷裂帶中因賦水形成的低阻帶，并結合該地區(qū)的區(qū)域水文地質條件及地下水分布特點，較準確地分析推斷了低阻帶的位置、規(guī)模及賦水性能，并得到了鉆探及抽水試驗的實際驗證，可見高密度電法在本工程中的應用是行之有效的。

參考文獻

[1] 董浩斌，王傳雷.高密度電法的發(fā)展與應用[J].地學前緣，2003（1）：171-176.

[2] 劉蕾.高密度電阻率法反演成像及其應用[D].成都理工大學，2003.

[3] GB50027-2001，中華人民共和國國家標準供水文地質勘察規(guī)范[S].北京.