富含钙芒硝的地层溶解渗漏通道的快速评价方法

摘要

本发明涉及工程地质勘测技术，其公开了一种富含钙芒硝的地层溶解渗漏通道的快速评价方法，快速、精确的查明钙芒硝溶解渗漏通道的平面分布范围、发育深度、规模等，为工程处理提供可靠的基础资料。该方法包括以下步骤：a.建立钙芒硝发育程度分区体系；b.初步判断渗漏区的平面分布范围及渗漏路径；c.探查溶解孔洞发育特征；d.建立溶解孔洞发育程度分级标准；e.确定渗漏通道具体位置、形态及规模；f.对渗漏通道划分出大流量洞穴区和网状孔洞渗漏区。本发明适用于对钙芒硝渗漏通道的快速、准确勘察和评价。

权利要求

1.富含钙芒硝的地层溶解渗漏通道的快速评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.建立钙芒硝发育程度分区体系，划定钙芒硝的分区包括：强发育区、弱发育区、不发育区；

b.初步判断渗漏区的平面分布范围及渗漏路径，包括：查明漏水点的分布特征，查明可能渗漏区域地下水水质水化学特点；结合钙芒硝地层产状特征判断渗漏的可能方向；通过示踪试验，查明出水点的数量及位置；调查地表溶解孔洞发育特征及连通性；

c.探查溶解孔洞发育特征，包括：以钙芒硝强发育区为重点区域，采用布置高密度电法剖面查明溶解孔洞空间特征、发育形态、连通情况；

d.建立溶解孔洞发育程度分级标准，分级考虑以下因素：钙芒硝发育程度，溶解孔洞发育特征，连通性，高密度电法剖面揭示的视电阻率低值异常区特征；

e.根据渗漏通道的分布路径，在拟采取的防渗墙或帷幕灌浆轴线上布置一定数量的潜孔钻或地质钻以确定渗漏通道具体位置、形态及规模；

f.根据溶解孔洞发育特征和钻探揭示特征对渗漏通道划分出大流量洞穴区和网状孔洞渗漏区。

2.如权利要求1所述的富含钙芒硝的地层溶解渗漏通道的快速评价方法，其特征在于，步骤a中，通过地表地质调查，查明钙芒硝的展布特征、分布形态，建立钙芒硝发育程度分区体系；其中强发育区为渗漏主要发生区；弱发育区不易产生渗漏；不发育区不会产生渗漏。

3.如权利要求1所述的富含钙芒硝的地层溶解渗漏通道的快速评价方法，其特征在于，步骤b中，所述漏水点的分布特征包括：数量、位置、规模、形态。

4.如权利要求1所述的富含钙芒硝的地层溶解渗漏通道的快速评价方法，其特征在于，步骤c中，高密度电法剖面布置形式根据初判的渗漏路线选取“十”型或“H”型，平面范围应涵盖钙芒硝强发育区，并根据现场实际条件向外延伸一定长度。

5.如权利要求1所述的富含钙芒硝的地层溶解渗漏通道的快速评价方法，其特征在于，步骤d中，在溶解孔洞发育程度进行分级时，具体划分为3级：集中发育、较发育、不发育。

6.如权利要求1所述的富含钙芒硝的地层溶解渗漏通道的快速评价方法，其特征在于，步骤f中，所述大流量洞穴区为贯穿性集中渗漏通道，漏水量大，为主渗漏区；网状孔洞渗漏区易于形成树枝状渗漏通道，连通性较好的区段易于形成渗漏，但渗漏量远小于洞穴区，为次渗漏区。

说明书

富含钙芒硝的地层溶解渗漏通道的快速评价方法

技术领域

[0001] 本发明涉及工程地质勘测技术，具体涉及一种富含钙芒硝的地层溶解渗漏通道的快速评价方法。

背景技术

[0002] 钙芒硝是一种特殊的复盐，其主要成分是易溶于水的硫酸钠和微溶于水的硫酸钙，具有复杂的溶解特性。经过研究表明，将碾制成粉末的钙芒硝分别与盐酸、水进行混合，在3个月的时间里与盐酸反应后最终溶解94％～97％,遇水后最终溶解30％～70％。由此可见，钙芒硝的溶解速度很快，远远高于可溶岩的溶蚀速度。

[0003] 在富含钙芒硝的地层中，钙芒硝在地下水渗透条件下产生溶解，形成微小的溶隙或溶孔，随着溶蚀进一步的发展，可形成直径约20～30cm的孔洞。若在动水条件下，沿水流渗透路径，岩层中的孔洞、溶孔等可能形成连通的通道，经过水流进一步冲刷、溶蚀，在较短时间内形成贯穿性的渗漏通道，其规模大者可达数十平米。

[0004] 目前，对于钙芒硝这种易溶岩溶解渗漏通道没有系统、全面、完整的勘察评价方法。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题是：提出一种富含钙芒硝的地层溶解渗漏通道的快速评价方法，快速、精确的查明钙芒硝溶解渗漏通道的平面分布范围、发育深度、规模等，为工程处理提供可靠的基础资料。

[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

[0007] 富含钙芒硝的地层溶解渗漏通道的快速评价方法，包括以下步骤：

[0008] a.建立钙芒硝发育程度分区体系；

[0009] b.初判渗漏区平面分布范围及渗漏路径；

[0010] c.探查溶解孔洞发育特征；

[0011] d.建立溶解孔洞发育程度分级标准；

[0012] e.确定渗漏通道发育位置、形态及规模；

[0013] f.对渗漏通道划分出大流量洞穴区和网状孔洞渗漏区。

[0014] 作为进一步优化，步骤a中，通过地表地质调查，查明钙芒硝的展布特征、分布形态，建立钙芒硝发育程度分区体系，划定钙芒硝的分区包括：强发育区、弱发育区、不发育区；其中强发育区为渗漏主要发生区；弱发育区不易产生渗漏；不发育区不会产生渗漏。

[0015] 作为进一步优化，步骤b中，初判渗漏区平面分布范围及渗漏路径，具体包括：查明漏水点的分布特征，分布特征包括：数量、位置、规模、形态；

[0016] 查明可能渗漏区域地下水水质水化学特点；

[0017] 结合钙芒硝地层产状特征判断渗漏的可能方向；

[0018] 通过示踪试验，查明出水点的数量及位置；

[0019] 调查地表溶解孔洞发育特征及连通性。

[0020] 作为进一步优化，步骤c中，所述探查溶解孔洞发育特征，具体包括：

[0021] 以钙芒硝集中发育区为重点区域，采用布置高密度电法剖面查明溶解孔洞空间特征、发育形态、连通情况，所述剖面布置形式根据初判的渗漏路线选取“十”型或“H”型，平面范围应涵盖钙芒硝强发育区，并根据现场实际条件向外延伸一定长度。

[0022] 作为进一步优化，步骤d中，在溶解孔洞发育程度进行分级时，具体划分为3级：集中发育、较发育、不发育；分级考虑以下因素：钙芒硝发育程度，发育特征，连通性，高密度电法剖面揭示的视电阻率低值异常区特征。

[0023] 作为进一步优化，步骤e中，所述确定渗漏通道发育位置、形态及规模，具体包括：

[0024] 根据渗漏通道的分布路径，在拟采取的防渗墙或帷幕灌浆轴线上布置一定数量的潜孔钻或地质钻以确定渗漏通道具体位置、形态及规模。

[0025] 作为进一步优化，步骤f中，所述大流量洞穴区为贯穿性集中渗漏通道，漏水量大，为主渗漏区；网状孔洞渗漏区易于形成树枝状渗漏通道，连通性较好的区段易于形成渗漏，但渗漏量远小于空腔区，为次渗漏区。

[0026] 本发明的有益效果是：

[0027] 本发明建立了钙芒硝发育程度分区、溶解溶蚀形成的孔洞发育程度分类、渗漏通道分区等一套综合评价体系，该方法综合地表地质调查、高密度电法、连通试验、水质水化学分析、钻探等方法，能够快速、精确的查明钙芒硝溶解渗漏通道的平面分布范围、发育深度、规模等，可为工程处理提供可靠的基础资料。

附图说明

[0028] 图1为本发明中的富含钙芒硝的地层溶解渗漏通道的快速评价方法流程图；

[0029] 图2(a)、(b)分别对应为高密度电法剖面的两种布置形式：十”型和“H”型。

[0030] 图中，1为河流流向；2为漏水点；3为出水点；4为物探剖面线。

具体实施方式

[0031] 本发明旨在提出一种富含钙芒硝的地层溶解渗漏通道的快速评价方法，快速、精确的查明钙芒硝溶解渗漏通道的平面分布范围、发育深度、规模等，为工程处理提供可靠的基础资料。下面结合附图及实施例对本发明的方案作进一步的描述：

[0032] 如图1所示，本发明中的富含钙芒硝的地层溶解渗漏通道的快速评价方法，包括以下具体实现步骤：

[0033] 1、建立钙芒硝发育程度分区体系；

[0034] 在本步骤中，通过地表地质调查，查明钙芒硝的展布特征、分布形态，建立钙芒硝发育程度分区体系，划定钙芒硝强发育区、弱发育区、不发育区。渗漏主要发生在钙芒硝强发育区，钙芒硝弱发育区不易产生渗漏，不发育区不会产生渗漏。

[0035] 在具体实现上，建立的钙芒硝发育程度分区体系参见表1：

[0036] 表1：钙芒硝发育程度分区体系表

[0037]

[0038] 通过钙芒硝发育程度分区，缩小渗漏通道调查范围，即主要对钙芒硝强发育区进行较为详细的勘察等工作，针对性强。

[0039] 2、初步判断渗漏区的平面分布范围及渗漏路径；

[0040] 在本步骤中，主要需要以下工作：调查漏水点分布位置、规模；按照漏水点的位置、钙芒硝地层产状特征判断渗漏的可能方向，结合示踪试验，调查低于河床高程的“低邻谷”，查明出水点的数量及位置。查明可能渗漏区域地下水水质水化学特点。调查地表溶解孔洞发育特征、连通性。通过上述工作，初判渗漏区的平面分布范围及渗漏路径。

[0041] 3、探查溶解孔洞发育特征；

[0042] 本步骤中，采用布置高密度电法剖面探明溶解孔洞地表以下空间特征、发育形态、规模等。剖面布置形式可根据初判的渗漏路线选取“十”型或“H”型，平面范围应涵盖钙芒硝强发育区，并根据现场实际条件向外延伸，延伸长度100～200m为宜。若向河床一侧渗漏，可选用“十”字型布置方式，沿地层倾向及走向各布置一条物探剖面，见图2(a)；若向河床两侧渗漏，则采用“H”型布置方式，见图2(b)。该布置方案目的是能够探明渗漏通道形成两个点以上的空间分布位置。

[0043] 4、建立溶解孔洞发育程度分级标准；

[0044] 在本步骤中，对溶解孔洞发育程度进行分级，具体可分为3级：集中发育、较发育、不发育。分级主要考虑以下因素：钙芒硝发育程度，发育特征，连通性，高密度电法剖面揭示的视电阻率低值异常区特征等。集中发育的溶解孔洞易于形成贯穿性的渗漏通道，应对其进行重点研究。

[0045] 在具体实现上，建立的溶解孔洞发育程度分级标准参见表2：

[0046] 表2：溶解孔洞发育程度分级标准表

[0047]

[0048] 可以根据孔洞的发育级别，进一步复核渗漏通道的平面分布范围、发育形态、深度及规模，明确渗漏路径。

[0049] 5、确定渗漏通道具体位置、形态及规模；

[0050] 本步骤中，根据渗透通道的分布路径，在拟采取的防渗墙或帷幕灌浆轴线上布置少量的潜孔钻或地质钻以确定渗漏通道具体位置、形态及规模。潜孔钻的优点是钻进周期短，对于具有一定规模的孔洞也能探明其发育位置、规模大小。后期施工中还可以结合先导孔取芯揭露，对渗漏通道的空间位置进行动态微调，使之更加精确。

[0051] 6、对渗漏通道划分出大流量洞穴区和网状孔洞渗漏区。

[0052] 本步骤中，对渗漏通道进一步细分，划分出大流量洞穴区和网状孔洞渗漏区。为工程处理提供精确、可靠的地质结论。

[0053] 在具体实现上，对渗漏通道划分参见表3：

[0054] 表3：渗漏通道划分表

[0055]

[0056] 大流量洞穴区为贯穿性集中渗漏通道，漏水量大，为主渗漏区；网状孔洞渗漏区易于形成树枝状渗漏通道，连通性较好的区段易于形成渗漏，但渗漏量远小于洞穴区，为次渗漏区。

[0057] 实施例：

[0058] 以将本发明方案应用于位于雅安市的某河道整治为例。该河道主要发育一套红层，地层岩性为中生界白垩系灌口组的粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、泥岩夹多层钙芒硝，由于钙芒硝的溶解形成渗漏通道导致该段约3km长的河道长期干涸。

[0059] 主要采取地表地质调查、连通试验、物探高密度电法测试、潜孔钻等手段，通过应用本发明建立对该渗漏通道的系统评价体系，现场勘察仅用数天时间，快速、准确的判断出渗漏区平面分布范围顺河长约240m，其中大流量洞穴区顺河长约20m，最大埋深约24m，空腔区面积约40～50m2。由于勘察结论精确，经采用防渗墙加帷幕灌浆的处理措施后成功解决了河道脱水问题。

[0060] 由此可见，本发明方案，可快速、准确查明钙芒硝溶解渗漏通道的发育特征、位置、形态等，该套评价体系对于钙芒硝渗漏通道的勘察评价非常适用。