4.2.3.1 钻孔地质信息分析
钻孔由于能够记录大量地质实体单元的原始信息,一直受到工程地质学家的青睐。水利水电工程地质钻探与一般矿产资源钻探有较大的不同,主要特点有:①钻孔布置不仅要考虑自然地质条件,更需结合工程布置、类型及其结构特点进行;②钻孔具有综合目的,除查明地质条件外,还要取样、试验、作长期观测及加固处理等;③在钻进方法、钻孔结构、钻进过程观测编录等方面均有特殊要求,如岩芯采取率、分层止水、采取软弱夹层和破碎带样品等。
通过钻孔得到的资料主要有岩芯、地下水资料、压水资料、声波测试资料等,一些特殊目的的钻孔还会有地应力资料、孔内电视资料等。利用这些资料进行解译分析,可以获得各个方面不同的基础地质信息,具体分述如下。
(1)岩芯。岩芯是钻孔最直接、最主要的取样资料,通过岩芯鉴定可得到如下地质数据信息:①地层岩性分界点。通过观察或试验,识别岩芯中不同岩石类别,划分各类地层岩性的分界点。②风化、卸荷分界线。主要根据裂面的风化锈染情况,结合裂隙发育情况及压水资料来判断。③岩芯破碎带。破碎是一个物理概念,反映的是岩体的赋存条件及经历的地质历史过程。通过对破碎带岩块形态、裂面残留物质的分析,岩芯破碎带一般根据其成因分为断层、挤压带或裂隙发育带等。④饼状岩芯。通过对饼状岩芯的发育长度、形态的分析,从宏观上了解高地应力的发育情况。⑤RQD统计。即1m岩芯中大于10cm的岩芯所占的比例(长度比),RQD值是岩体质量分级的一个重要指标,是地下岩体完整性的直接量化指标。
(2)压水资料。其成果是吕荣值,即压力与流量的一个关系值,是在一定压力下将水通过钻杆压入特定长度的钻孔,测量由孔壁渗入地下的流量。吕荣值间接反映地下岩体的透水性及完整性,裂隙越发育,吕荣值越大,反之越小。
(3)声波资料。常用的是纵波在岩体中的传播速度。声波值与岩体的强度、完整性、新鲜程度、致密程度都有关系,是岩体各方面因素的综合反映,也是岩体工程地质分类的一个重要指标。(www.xing528.com)
4.2.3.2 钻孔数据处理
钻孔是具有狭小地表面积和一定深度的柱状三维体,可以用点状实体存储表示,相当于一个观测点,获取垂直方向的分层特征数据,并制成柱状图和各类报表。一般地,人们为了记录和管理数量众多的钻孔数据,主要是根据上述解译分析得到的各种地质信息,首先通过钻孔柱状CAD图和钻孔简表进行概括性的表达记录;然后针对各类重点信息,编制专门的表格进行统计分析,如岩性分段及风化卸荷描述表、岩芯破碎鉴定表、RQD统计表等10余种;最后将所有数据分类汇总整理,即完成了钻孔数据信息的记录。
经过上述处理后的钻孔数据虽然已能满足二维地质剖面分析制作的要求,然而要直接应用于三维地质建模中的地质结构趋势面拟合与分析,还需进一步将每个钻孔的岩性分段数据单独提取出来,汇总以形成一个统一的表格,如表4.1所示。
在表4.1中,根据钻孔在各地层界面上的坐标(x,y,z)可确定钻孔在该界面上的分布,其中z由孔口高程加上其不同地层岩性深度得到,以钻孔P105为例,覆盖层下界面在该点的高程为1628.56-32.63=1595.93m,同理可推算该钻孔点处地层2(3)、2(2)及2(1)的下界面高程,但地层1却不能据此来计算其下界面,因为不能保证该钻孔已打穿该地层。表中0值表示钻孔点处不存在该地层或钻探未能揭露该地层。在三维地质建模环境中编制程序读取表4.1的相应数据,自动生成三维点,可得到每一地层下界面上的离散点空间分布,这是地层结构趋势面分析和拟合构造最原始最客观的数据信息,其准确性极为重要,应认真分析。
表4.1 锦屏一级钻孔分层统计表示例 单位:m
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