夏 旭，周貴斌

（冬瓜山銅礦，安徽 銅陵 244000）

1 工程概況

為了更經(jīng)濟更快速地查明該導水構(gòu)造破碎帶的分布，利用地質(zhì)雷達、高密度電法相結(jié)合的方式進一步探明礦區(qū)60 線以北至71 線北西翼斷層、破碎帶、巖溶及地下水的分布特征及規(guī)律，為下一步探冶水工作提供依據(jù)。

1.1 探測巷道水文地質(zhì)特征

1.1.1 -790m 巷道水文與工程地質(zhì)特征

-790m 巷道位于青山背斜軸部，其范圍為60～72 線之間，揭露的地層有棲霞組、黃龍船山組灰?guī)r、大理巖化灰?guī)r和石英閃長巖體?？颖诙嗵幱诟稍餇顟B(tài)，其中大理巖中潮濕區(qū)主要分布在北西端；巖體中潮濕區(qū)分布于67 線南東端。

1.1.2 -850m 巷道水文與工程地質(zhì)特征

-850m 巷道位于青山背斜軸部，其范圍為60～76 線之間，揭露銅礦體、棲霞組——黃龍船山組灰?guī)r、大理巖化灰?guī)r和石英閃長巖體?？颖诙嗵幱诟稍餇顟B(tài)，其中大理巖中潮濕區(qū)主要分布在礦體北西端，少量分布在礦體南東端（70 線）；礦體中潮濕區(qū)分布于66 線北西端礦體與大理巖接觸帶處。

2 地質(zhì)雷達檢測設備與工作原理

2.1 檢測設備

本次使用的儀器是意大利生產(chǎn)的RIS 型地質(zhì)雷達，針對本次檢測目標的工程特點，采用工作頻率為80MHz 的天線，該儀器的特點是分辨率高，擅長于進行大數(shù)據(jù)量、高密度的連續(xù)探測并實時顯示彩色波形圖，比較適合本工程的檢測需要。

2.2 儀器構(gòu)成

RIS型地質(zhì)雷達，由主機、顯示器、天線（含發(fā)射機及接收機，本次使用80MHz 天線）、電源系統(tǒng)、連接電纜、操作軟件和后處理軟件組成。使用時天線貼在巷道襯砌表面，系統(tǒng)的其余部份均由測量技術員手持或背著。

2.3 工作原理

地質(zhì)雷達法通常是一種利用高頻至特高頻波段（及空氣中電磁波波長10m 波段至分米波段）電磁波的反射法無損探測方法。在系統(tǒng)主機的控制下，發(fā)射機通過天線向巷道襯砌表面定向發(fā)射雷達波。垂直于巷道壁向襯砌及圍巖內(nèi)傳播的電磁波，當遇到有電性差異（介電常數(shù)、電導率、磁導率不同）界面或目標體時即發(fā)生反射，反射波被天線接收進入接收機，并傳到主機，主機對從不同深度返回的各個反射波進行放大、采樣、濾波、數(shù)字迭加等一系列處理，可在顯示器上形成一種類似于地震反射時間剖面的地質(zhì)雷達連續(xù)探測彩色剖面。

2.4 地質(zhì)雷達檢測過程

（1）技術參數(shù)。本次檢測內(nèi)容主要為巷道含水情況及其他不良地質(zhì)體，采用的參數(shù)滿足檢測要求。

（2）測線布置及施做過程。根據(jù)現(xiàn)場探孔資料，沿巷道走向分別在左拱腰布置縱向測線，但巷道拱頂測試困難，拱腰測線離路面高度約0.5m 高。天線緊貼巷道壁，其他檢測設備由檢測人員手持或背著，對巷道左側(cè)壁測線進行連續(xù)檢測。但是檢測過程中存在下列影響檢測精度的問題。①檢測過程中由于局部里程段，特別是洞口段有障礙物，故有的測線局部段未能檢測到。②巷道沿線較多壁面凹凸不平，雷達天線無法緊貼，故可能影響雷達測試精度。③現(xiàn)場測試環(huán)境比較惡劣，濕度達到90%以上，溫度達到38°，對測試結(jié)果精度有一定的影響。2.5 探測區(qū)不良地質(zhì)的地質(zhì)雷達探測結(jié)果以50m 為一個標記，分別對60～71 線的巷道全部進行地質(zhì)雷達測試，潮濕區(qū)域雷達須好防水措施，以防雷達受潮無法使用。2.6 地質(zhì)雷達探測結(jié)果小結(jié)通過對-790m 水平和-850m 水平的地質(zhì)雷達波圖像的分析，61 線～70 線巷道的不良地質(zhì)探測見表1。

表1 -850m 水平沿線地質(zhì)雷達波形圖分析結(jié)果匯總表

表2 -850m 水平沿線高密度法分析結(jié)果匯總表

3 高密度電法探測結(jié)果

通過對-790m水平和-850m水平高密度電法圖分析，61線～70線巷道的不良地質(zhì)探測結(jié)果見表2。

4 測試結(jié)果比較

地質(zhì)雷達法和高密度電法的異同：地質(zhì)雷達法和高密度電法均為物探手段，都屬于無損檢測方法。所不同的是，地質(zhì)雷達是基于電磁波理論，發(fā)射的遇到有電性差異（介電常數(shù)、電導率、磁導率不同）界面或目標體時即發(fā)生反射，反射波被天線接收進入接收機，并傳到主機，主機對從不同深度返回的各個反射波進行放大、采樣、濾波、數(shù)字迭加等一系列處理，可在顯示器上形成一種類似于地震反射時間剖面的地質(zhì)雷達連續(xù)探測彩色剖面；而高密度電法以圍巖的電線差異為基礎，通過程控式多路電極轉(zhuǎn)換器選擇不同的電極組合方式和不同的極距間隔，自動改變供電電極與測量電極的距離和位置，并進行疊加觀測，以便測量不同深度的電位差值，并可實現(xiàn)資料處理與解釋的計算機程序化，繪制的斷面圖異常突出，實現(xiàn)多參數(shù)的綜合解釋，可有效分析地質(zhì)情況。

對比分析探測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，所探測出的富水區(qū)基本一致，具體結(jié)果見結(jié)論。需要指出的是，高密度電法探測出的云圖既可探測富水構(gòu)造，也可以探測弱裂隙水區(qū)域；地質(zhì)雷達也可以探測富水構(gòu)造和弱裂隙水區(qū)，但是對多重富水區(qū)的探測存在困難。因此，實際工程可結(jié)合多種手段進行探測。

5 結(jié)論

結(jié)合地質(zhì)雷達和高密度電法兩種物探手段，綜合分析了地質(zhì)雷達波圖像及高密度電法電阻率云圖，巷道的整體不良地質(zhì)和地下水探測總結(jié)如下：

（A）-790m 水平探測結(jié)果.

（1）富水區(qū)：

(Ⅰ)63 線左右15m 范圍內(nèi)（寬30m）,離左洞壁深約5m～12m，存在富水區(qū)。

(Ⅱ)64 線前后15m 范圍內(nèi)（寬約30m），離左洞壁深約10m～20m，存在富水區(qū)。

(Ⅲ)65 線往66 線整段范圍內(nèi)，離左洞壁深約11.5m，存在富水區(qū)。

(Ⅳ)66 線至67 線整段范圍內(nèi)，離左洞壁深約12.5m，存在富水區(qū)。

(Ⅴ)69 線往70 線5m～15m 范圍內(nèi)，離左洞壁深約12.5m，存在富水區(qū)。

（2）弱裂隙水區(qū)：

(Ⅰ)61 線往62 線方向9m～17m 范圍內(nèi)，離左洞壁深10m，存在弱裂隙水區(qū)。

(Ⅱ)70 線往71 線范圍內(nèi)0m～18m，離左洞壁深約12.5m，存在弱裂隙水區(qū)。

(Ⅲ)68 線往69 線9m～22m 范圍內(nèi)，離左洞壁深約9m，存在弱裂隙水區(qū)。

(Ⅳ)62 線前后6m 范圍內(nèi)（寬約12m），離左洞壁深約5m～15m，存在弱裂隙水區(qū)。

(Ⅴ)62 線往63 線20m～30m 范圍內(nèi)（寬約10m），離左洞壁深5m，存在弱裂隙水區(qū)。

（B）-850m 水平探測結(jié)果

（1）富水區(qū)：

(Ⅰ)61 線往62 線15m～35m 范圍內(nèi)（寬約20m），離左洞壁深約19m，存在富水區(qū)，并往礦體內(nèi)部延伸。

(Ⅱ)62 線往63 線12m～24m 范圍內(nèi)（寬12m），離左洞壁深約5m～10m，存在富水區(qū)。

(Ⅲ)63線往64線方向35m～50m范圍內(nèi)，離左洞壁深約10 m，存在富水區(qū)。

(Ⅳ)64 線往65 線40m～50m 范圍內(nèi)（寬10m），離左洞壁深約5m～10m，存在富水區(qū)。

(Ⅴ)65 線往66 線方向整段范圍內(nèi)，離左洞壁深約11.5m，存在富水區(qū)。

(Ⅵ)66 線往67 線0m～15m 范圍內(nèi)（寬約15m），離左洞壁深約8m，存在富水區(qū)。

(Ⅶ)68 線往69 線方向20m～50m 范圍內(nèi)，離左洞壁深約8m，存在富水區(qū)。

(Ⅷ)69 線往70 線方向整段范圍內(nèi)，離左洞壁深約6m，存在富水區(qū)。

（2）弱裂隙水區(qū)：

(Ⅰ)61 線往62 線方向0m～13.5m 范圍內(nèi)，離左洞壁深約12m，存在弱裂隙水區(qū)。

(Ⅱ)62 線往63 線方向4.5m～12m 范圍內(nèi)，離左洞壁深約10m，存在弱裂隙水區(qū)。

(Ⅲ)63線往64線方向8m～35m范圍內(nèi)，離左洞壁深約10 m，存在弱裂隙水區(qū)。

(Ⅳ)64線往65線方向0m～40m范圍內(nèi)，離左洞壁深約11 m，存在弱裂隙水區(qū)。

(Ⅴ)66 線往67 線方向15m～50m 范圍內(nèi)，離左洞壁深約13m，存在弱裂隙水區(qū)。

(Ⅵ)67 線往68 線方向21m～50m 范圍內(nèi)，離左洞壁深約16m，存在弱裂隙水區(qū)。

此外，66 線往67 線方向13m～19m、30m～39m 圍巖存在不連續(xù)結(jié)構(gòu)面，整體性差；67 線往68 線方向20m～50m 范圍內(nèi)圍巖存在不連續(xù)結(jié)構(gòu)面，整體性差。