Nghiên cứu cấu trúc địa chất trong khảo sát địa chất công trình phục vụ thiết kế thủy điện nhỏ bằng phương pháp địa chấn khúc xạ

Nghiên cứu cấu trúc địa chất trong khảo sát địa chất công trình phục vụ thiết kế thủy điện nhỏ bằng phương pháp địa chấn khúc xạ Nghiên cứu cấu trúc địa chất trong khảo sát địa chất công trình phục vụ thiết kế thủy điện nhỏ bằng phương pháp địa chấn khúc xạ luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Lê Quang Dần NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT TRONG KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH PHỤC VỤ THIẾT KẾ THỦY ĐIỆN NHỎ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN KHÚC XẠ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Lê Quang Dần NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT TRONG KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH PHỤC VỤ THIẾT KẾ THỦY ĐIỆN NHỎ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN KHÚC XẠ Chuyên ngành: Vật lý địa cầu Mã số: 60 44 15 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN ĐỨC TÂN Hà Nội - 2011 MỞ ĐẦU Thăm dò địa chấn phương pháp địa vật lý nghiên cứu đặc điểm trường sóng dao động đàn hồi môi trường đất đá nhằm giải nhiệm vụ địa chất khác nghiên cứu cấu trúc vỏ đất, tìm kiếm thăm dị dầu khí, tài ngun khống sản, nghiên cứu móng cơng trình, tìm kiếm nước đất Hoạt động nghiên cứu ứng dụng công nghệ, kỹ thuật địa chất thăm dị địa chất cơng trình quan nghiên cứu Địa vật lí ứng dụng tích cực triển khai Hàng loạt máy móc, thiết bị đại nhập đưa vào sử dụng ngành địa chất-địa vật lý Nhằm giúp công tác giảng dạy nghiên cứu tiếp cận với công nghệ ứng dụng, năm 2005 Bộ mơn Địa vật lí Trường Đại học Khoa học Tự nhiên trang bị trạm STRATAVISOR-NZ Đây trạm địa chấn đại Từ trạm khai thác, sử dụng cách có hiệu nghiên cứu giảng dạy Bộ môn Ở Việt Nam, phương pháp địa chấn ứng dụng khảo sát địa chất nông đất liền năm 60 người ta sử dụng phương pháp địa chấn khúc xạ nông để quan sát lát cắt địa chất nằm sát mặt đất phục vụ xây dựng công trình thủy điện Hịa Bình Cho đến phương pháp khúc xạ nông phương pháp địa chấn sử dụng để khảo sát hầu hết móng cơng trình xây dựng lớn Việt Nam nói riêng, cấu trúc địa chất nơng nói chung Phương pháp khúc xạ nông tiến hành đơn giản, khơng địi hỏi biện pháp quan trắc phức tạp công nghệ xử lý đặc biệt phương pháp phản xạ nông Tuy nhiên, kinh nghiệm thực tiễn cho thấy phương pháp khúc xạ nơng có khả khảo sát đá gốc lớp phủ lớp phong hóa thành tạo đệ tứ bở rời gắn kết yếu Nó bộc lộ nhiều hạn chế giải nhiệm vụ địa chất như: phân chia chi tiết lớp phủ nằm đá gốc, khảo sát đá gốc lớp phủ đá gốc có lớp đá cứng có tốc độ truyền sóng lớn tốc độ truyền sóng đá gốc, phát đứt gãy lớp phủ trầm trích lớp phong hóa bở rời xác định hướng đổ biên độ dịch chuyển đứt gãy Làm rõ thêm ý kiến nêu nhằm tìm kiếm giải pháp khắc phục vấn đề đáng quan tâm áp dụng phương pháp địa chấn khúc xạ khảo sát Địa chất cơng trình Luận văn thực sở hoạt động liên kết với quan khoa học kĩ thuật bên Qua nội dung nghiên cứu luận văn, tác giả cố gắng trình bày số kết khảo cứu cơng nghệ Địa chấn khúc xạ Địa chất cơng trình số kết thực tế ứng dụng phương pháp cho khảo sát móng cơng trình thủy điện Thakhor cơng trình thủy điện Nậm-Hinbun Cấu trúc luận văn gồm chương: Chương 1: Cơ sở lý thuyết phương pháp địa chấn khúc xạ địa chấn cơng trình; Chương 2: Cơng nghệ thực địa đo địa chấn khúc xạ địa chấn cơng trình; Chương 3: Một số cơng trình khảo sát địa vật lý dùng phương pháp địa chấn khúc xạ Tôi xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Đức Tân – Trường đại học Khoa học Tụ nhiên – ĐH QGHN tận tình hướng dẫn , góp ý động viên tơi q trình thực luận văn tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn thầy cô Bộ môn Vật lý Địa cầu – Khoa Vật lý Trường đh Khoa học Tự nhiên tận tình giúp đỡ q trình học tập mơn CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHƢƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN KHÚC XẠ TRONG ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH 1.1 Sự phản xạ khúc xạ sóng đàn hồi 1.1.1 Sự phản xạ khúc xạ sóng đàn hồi gặp mặt phân cách hai mơi trường Khi sóng học truyền qua mặt ranh giới hai mơi trường có vận tốc truyền khác (có độ đàn hồi mật độ khác nhau), xuất sóng phản xạ khúc xạ Ở hình 1.1 sóng P truyền từ môi trường I đến môi trường II xuất bốn loại sóng khác nhau, sóng phản xạ P (PP ), sóng phản xạ S (PS ), sóng khúc xạ P (PP ) sóng khúc xạ S (PS ) Nếu tương ứng gọi vận tốc sóng P sóng S mơi trường I vP1 vS1, môi trường II vP2 vS2, ta có: vP1 sin   vP1 sin  P  vS1 sin  S  vP2 sin P  vS2 sin S (1.1) Trong phương pháp địa chấn khúc xạ ta phải ý đến đầu sóng sóng trực tiếp sóng khúc xạ, mối quan hệ góc tới góc khúc xạ là: sin  v1  sin   (1.2) Khi v1  v2    , điều kiện tới hạn xảy Sóng khúc xạ trượt dọc theo mặt ranh giới hai mơi trường, gọi góc tới hạn i sin i  v1 / v2 Hình 1.1: Sự phản xạ khúc xạ sóng đàn hồi gặp mặt phân cách hai môi trường 1.1 Mơ hình phân lớp a Mơi trường hai lớp với ranh giới nằm ngang (b) (a) Hình 1.2: (a) Biểu đồ thời khoảng với mơ hình lớp ngang (b) Mơ hình vận tốc tương ứng Từ giản đồ sóng khúc xạ đo ngồi thực địa ta nhận biểu đồ thời khoảng tương ứng Hình1.2a cho thấy với môi trường hai lớp ngang biểu đồ thời khoảng có điểm gãy Trên Hình1.2b sử dụng mơ hình vật lí với cấu trúc hai lớp có mặt ranh giới đường bcde cách bề mặt khoảng h song song với mặt đất, vận tốc lớp v1 , vận tốc lớp v2 ( v1  v2 ) Giả sử a điểm nổ, f điểm thu Bây ta thu hai sóng từ điểm nổ a tới điểm thu f, sóng trực tiếp hai sóng khúc xạ Nếu khoảng cách từ a đến f x thời gian truyền sóng trực tiếp điểm f T thì: T1  x / v1 (1.3) Trên đường truyền sóng khúc xạ a  c  d  f , thời gian truyền sóng đến điểm f T thì: T2  ac cd df   v1 v2 v1 Từ mơ tả hình có: ac  df  h / cos(ic ) T2  Suy ra: Biết tan(ic )  bc de ;  h h bc  de  h tan(ic ) ; Thay vào (1.4) ta có: Hay T2  2h cd  v1 cos(ic ) v2 T2  (1.4) cd  x  bc  de  x  2h tan(ic ) x  2h tan(ic ) 2h  v1 cos(ic ) v2 (1.5) tan(ic )  x  2h tan(ic ) x 2h  = 2h     v2  v2 v1 cos(ic ) v2 v2  v1 cos(ic )  v sin(ic )  x v2 T2  2h     v1v2 cos(ic ) v1v2 cos(ic )  v2 Suy sin(ic )  (v1 / v2 ) Theo định luật Snell: Tiếp tục thay vào biểu thức ta có:  v / sin(ic )  v1 sin(ic )  x T2  2h   v1v2 cos(ic )   v2 Mặt khác: (1.6) 1-sin2(ic) = cos2(ic)  T2  2h T2  2h cos(ic ) x  mà sin(ic)=(v1/v2) nên : v2 sin(ic ) v2 cos(ic ) x  v1 v2 (1.7) thay cos(ic )   sin (ic ) vào 1.7 ta có:  v1    sin (ic ) x  v2 T2  2h  = 2h v1 v2 v1 Hay:     x v2 v22  v12 x T2  2h  v1v2 v2 Đặc biệt x=0 với lớp thứ i: 2h v22  v12 Ti  v1v2 (1.8) Hay theo (1.7) trường hợp x=0 Ti  2h cos(ic ) v1 (1.9) Theo định luật Snell, từ (1.8) suy ra: Ti  T1v1 cos(sin 1 v1 / v2 ) (1.10) Thay (1.8) vào (1.10) ta nhận độ sâu tới ranh giới: h T1v1v2 v22  v12 (1.11) Như với (1.10) (1.11), thông qua phép đo Ti, V1, V2 ta nhận độ sâu h tới ranh giới lớp cách sử dụng biểu đồ thời khoảng Cũng thấy T1=T2 điểm gãy xc biểu đồ thời khỏang nên theo (1.3) (1.8) ta tính độ sâu lớp h theo thời gian giao h v2  v1 xc (v2  v1 ) (1.12) Các biểu thức (1.11) (1.12) biểu diễn mối liên hệ bề dày lớp với vận tốc nhận qua biểu đồ thời khỏang (rút từ giản đồ sóng đo ngồi thực địa) b Mơ hình hai lớp với ranh giới nghiêng Độ sâu lớp tính theo cơng thức x A 2h A cos i v A sin(i   )   v1 v1 v1 (1.30a) x B 2hB cos i v B sin(i   )   v1 v1 v1 hA    xA 1  sin(i   )  x A 1  v*1  cos i cos i  v A   xB 1  sin(i   )  x B 1  v*1 hA  cos i cos i  v B    (1.30b) Trong thực tế, để áp dụng công thức cho xử lí tài liệu địa chấn khúc xạ người ta phải thực điểm nổ trái (A) phải (B) so với điểm đặt máy thu Khi biểu đồ thời khỏang (nhánh trái nhánh phải) nhận dùng để phân tích Các tốn với mơ hình nhiều lớp phẳng ngang phẳng nghiêng, cong phân tích để nhận tham số vận tốc chiều sâu đến ranh giới Ta thấy với ranh giới khúc xạ phẳng ngang nghiêng, toán giải đơn giản Tuy nhiên, mơ hình áp dụng cho đối tượng thực tế thường không đơn giản Cần phải có thuật tốn hợp lý áp dụng cho việc giải toán mơ hình 1.2 Phƣơng pháp địa chấn khúc xạ địa chấn cơng trình Địa chấn thăm dị gồm hai nhóm phương pháp phương pháp địa chấn phản xạ phương pháp địa chấn khúc xạ Phương pháp địa chấn phản xạ thu sóng phản xạ từ mặt ranh giới hai môi trường (khác biệt vận tốc truyền) đất đá phía lịng đất Nó tương tự phương pháp thu sóng phản xạ âm (đo độ sâu đáy biển) hay sóng đa (đo khoảng cách tới vật chắn sóng khơng gian) Phương pháp địa chấn khúc xạ thu sóng khúc xạ trượt dọc theo ranh giới; thông qua việc ghi nhận, xử lý, phân tích mặt đầu sóng đến máy thu; cho phép ta suy ranh giới lớp khác biệt vận tốc số tham số đàn hồi lớp đất đá Trên sở xây dựng mơ hình truyền sóng khúc xạ mơi trường phân lớp, cần phải giải tốn địa chấn khúc xạ để xác định tham số lớp vận tốc truyền Đó sở cho phương pháp phân tích giản đồ sóng khúc xạ sử dụng công nghệ đo địa chấn cơng trình địa chấn thăm dị Trong xử lí tài liệu địa chấn cơng trình, sở băng ghi giản đồ sóng điểm thu thực địa, từ trục đồng pha sóng xác định vận tốc lớp, góc nghiêng, độ sâu ranh giới phản xạ Đây tham số quan trọng giúp cho đánh giá tính chất lí cuả móng cơng trình Một số mơ hình ứng dụng cho môi trường địa chất hai lớp nhiều lớp giải tài liệu nghiên cứu giáo trình chuyên khảo Việc giải tóan cho mơi trường phức tạp mơi trường ba nhiều lớp với mặt ranh giới nghiêng gãy khúc… tiếp tục nghiên cứu giải Một số kết đạt Ví dụ mơ hình tính vận tốc lớp phương pháp bình phương tối thiểu, xác định độ sâu ranh giới phương pháp thời gian tương hỗ, mơ hình xác định ranh giới phản xạ phương pháp điểm tương hỗ hay phương pháp điểm giao hội… Nhiều tốn thực hóa nhiệm vụ khảo sát địa chấn cơng trình thương mại hóa sản phẩm kĩ thuật công ty thiết bị Địa vật lý Đơn cử chương trình SIPQC cài đặt máy đo địa chấn đa kênh cơng Mĩ Geometrics Co (Ví dụ StrataVizor™ NZ) hay chương trình PickWin Chương trình gồm mô đun cho phép tự động vạch điểm đầu sóng băng địa chấn khúc xạ thực địa, tạo file để lập đường ranh giới vận tốc, xác lập độ sâu đến mặt ranh giới ứng với vị trí đặt máy thu…Trên sở mơ đun chương trình khác cho phép hiển thị ảnh mặt cắt phân lớp Hình 3.7: Mặt cắt địa chấn tuyến ngang B19 Nhận xét: Kết địa chấn - địa chất dọc tuyến B1÷B15 Mặt cắt dọc thể điều kiện địa chấn – địa chất thay đổi khơng nhiều, mặt địa hình ranh giới địa chấn bị phân cắt hoạt động phong hóa xảy mức trung bình (xem hình 3.2) Mặt cắt địa chấn – địa chất thể mơ hình lớp, phản ánh thay đổi tính chất lý đất đá theo độ sâu, thu qua kết phân tích lát cắt tốc độ truyền sóng lớp Do thi cơng thực địa vào mùa khô, mực nước ngầm hạ thấp đến độ sâu cỡ 10 m, nên kết địa chấn phản ánh tốt thực trạng đất đá vùng - Lớp phủ mặt: với thành phần mùn thực vật, sét bột lẫn dăm sạn, mảnh vụn đá phong hoá, bề dày thay đổi, từ 0.1 đến m, cá biệt dày tuyến đến 1.8 m đoạn mốc B5 B6 Tốc độ truyền sóng lớp thay đổi từ 500 đến 700 m/s, phản ánh đất đá khô gắn kết định 34 - Lớp cận mặt: bề dày thay đổi từ 0.1 đến m, phổ biến đến m, tốc độ truyền sóng từ 800  1100 m/s - Lớp phong hóa triệt để: bề dày thay đổi từ 0.5 đến m, phổ biến đến m, có tốc độ truyền sóng từ 1100  1700 m/s - Lớp đá gốc phong hóa: bề dày thay đổi từ 0.6 đến m, phổ biến 2.5 đến 3.5 m, có tốc độ truyền sóng từ 1700  2100 m/s - Lớp đá tươi rắn chắc: tốc độ truyền sóng từ 3000  5000 m/s, cá biệt ổ phong hóa thấp hơn, trị thấp 2300 m/s Tổng bề dày lớp phong hóa phổ biến mức đến m, nơi dày đến 10 m: chủ yếu tuyến, quãng điểm mốc B5 đến B6 Chân lớp đá gốc phong hóa độ sâu cỡ đến 10 m, sâu đến 13.5 m Độ sâu phát triển nứt vỡ đá gốc đến cỡ đến 14 m, nơi sâu đến 18.5 m Ranh giới nứt vỡ ranh giới có tính giả định, phong hóa giảm từ từ theo độ sâu ranh giới xác định từ phân tích mặt cắt tốc độ truyền sóng địa chấn Mặt cắt chia thành đoạn với biểu khác - Đoạn đầu tuyến, từ đầu kênh qua điểm B1, đến B4, đoạn có mức phong hóa trung bình, phát triển đến độ sâu cỡ m - Đoạn từ mốc B4 đến B8 đoạn có phong hóa mạnh, phát triển đến độ sâu lớn nhất, cỡ 13.5 m - Đoạn từ mốc B8 đến B12 đoạn có phong hóa trung bình, giống đầu tuyến - Đoạn từ mốc B12 đến cuối B15 có địa hình phân cắt hơn, bề dày phong hóa nhỏ, đến độ sâu tới m Hiện tượng hoạt động bào mịn gây Nhìn chung mặt cắt thể mức độ phong hóa vừa phải Phần đá gốc có độ cứng tốt, thuận lợi cho việc xây dựng cơng trình Kết địa chấn - địa chất tuyến ngang B16, B17, B18, B19, B15 - Tuyến B16 nằm đầu kênh trục, đoạn có địa hình phẳng, hoạt động phong hóa diễn đồng Bề dày lớp phong hóa cỡ đến m Vì tốc 35 độ truyền sóng lớp đá gốc thấp đoạn khác tuyến chính, có giá trị vào cỡ 3300 đến 3800 m/s Điều phản ánh hoạt động phong hóa xâm nhập sâu, tạo nứt vỡ đá gốc (xem hình 3.4) - Tuyến B17 (hình 3.5) nằm đoạn có phong hóa tương đối mạnh tuyến trục Phần đầu gần tuyến, bề dày phong hóa đến cỡ m Tốc độ truyền sóng đá gốc mức 3400 đến 3900 m/s Điều cho thấy tuyến đo có phong hóa gây nứt vỡ định đá gốc - Tuyến B18 nằm cuối đoạn phong hóa mạnh (đã nêu mơ tả tuyến trục chính) Bề dày lớp phong hóa đạt đến m, giảm chút cuối tuyến ngang Hoạt động phong hóa gây nứt vỡ đá gốc, dẫn đến tốc độ truyền sóng tính theo tuyến vào cỡ 3300 đến 3400 m/s (xem hình 3.6) - Tuyến B19 nằm ổ phong hóa mạnh theo quan sát tuyến trục Bề dày lớp phủ phong hóa đến cỡ m Độ cao chân lớp thay đổi dọc tuyến, cho thấy địa hình thay đổi bào mịn gây Dựa đặc trưng động lực sóng, ta thấy có bất thường lan truyền lượng sóng nửa cuối tuyến, phân lập đứt gẫy giả định, quãng điểm nổ DN4 Đứt gãy có quy mơ nhỏ, yếu tố tạo thuận lợi cho phong hóa phát triển mạnh đoạn khác Tốc độ truyền sóng quan sát thay đổi nhiều, từ 2600 m/s đầu tuyến ngang, nơi phong hóa sâu nhất, đến 3800 - 3900 m/s tuyến, đặc trưng cho đá gắn kết tốt (hình 3.7) - Tuyến B15 (xem hình 3.3) nằm cuối kênh trục, đoạn có địa hình nhấp nhơ hoạt động bào mịn làm cho lớp phong hóa tương đối mỏng Điểm khác thường phần phẳng đầu tuyến, lớp phong hóa dày cỡ m, phía sườn dốc dày hơn, đến m Tại khe trũng, lớp dày đến m - Các tuyến ngang cho thấy nói chung điều kiện địa chấn địa chất hai bên tuyến trục (±60 m) khơng khác nhiều so với tuyến trục Điều đảm bảo việc xây dựng cơng trình thuận lợi 36 3.2 Cơng trình Nậm Hinboun 3.2.1Phương pháp nghiên cứu địa vật lý Phương án khảo sát địa chất cơng trình u cầu giải pháp kỹ thuật sau - Đo địa chấn khúc xạ - Đo địa điện dipole – dipole Phương pháp địa chấn khúc xạ: Sử dụng điểm nổ đối xứng qua điểm với geophone cách m Thiết bị khảo sát địa chấn Máy: Trạm đo địa chấn 24 kênh STRATA VISOR NZ XP, seri No 83035 Máy hãng Geometrics - Mỹ sản xuất năm 2006 - Dải tần số làm việc: 1.75 đến 20.000 Hz - Nhịp số hóa: 20 μs đến 16 ms - Bậc số hóa: 24 bit dấu phảy động (IFP) - Dải động học ghi tín hiệu: 144 dB (± 2.8 V) - Đo ghi thực với lọc cắt tần thấp 35 Hz - Nhịp số hoá 125 μs, độ dài ghi 250 - 300 ms - Dạng file tín hiệu: SEG-2, SEG-D, SEG-Y Cảm biến rung: Geometrics GS-20DM (Tần số riêng: 28 Hz; Dải tần số làm việc: 25 – 500 Hz) Nguồn rung: Dùng mìn nổ kíp nổ tức thời, khối lượng nguồn nổ 0,1 kg đến 0,2 kg tùy thuộc vào vị trí nguồn đến geophone, chơn cách mặt đắt 40 cm Tín hiệu khởi động tiến trình đo thực phương pháp: Quấn vòng dây độn quanh mìn, phát nổ làm đứt vịng dây tạo xung khởi máy đo, xung khởi máy đo sử lý, coi thời điểm bắt đầu phát sóng khởi phát tiến trình ghi số liệu từ kênh thu vào trạm đo địa chấn Phương pháp kỹ thuật: Các tuyến đo địa chấn khúc xạ bao gồm tuyến AA’ (có chiều dài 260 m) tuyến BB’ ( có chiều dài 650 m) 37 Hình3.8 Sơ đồ thiết kế tuyến đo địa vật lý Nậm Hinboun 38 Một chặng đo địa chấn có chiều dài 115 m với 24 geophone đặt cách m Trên chặng đo địa chấn, năm điểm nổ sử dụng: 01 điểm nổ giữa; 02 điểm nổ cuối bên cạnh; 02 điểm nổ vị trí cách điểm cuối 57,5 m File liệu tiếp tục ghi tuyến dịch chuyển geophone dọc theo tuyến Xử lý số liệu Dữ liệu xử lý phần mềm: Seismic 2DImager (Pickwin Plotrefa) Mặt cắt địa chất – địa vật lý vẽ phần mềm: AutoCAD Nhận xét: Do đặc điểm địa chất vùng khảo sát vùng xảy nhiều đứt gãy nhỏ (trên vùng cấu trúc castơ) nên tài liệu khảo sát địa chấn có vấn đề thu thập số liệu thực địa Vì phương án có đề xuất thêm nhiệm vụ đo địa điện cho độ sâu tương ứng với độ sâu nghiên cứu địa chấn khúc xạ Phương pháp đo điện Điện trở suất đường vẽ đồng mức (contour) có giá trị điện trở suất lớp đất đá (với mức độ khác nhau), vùng có điện trở suất thấp vùng chứa đứt gãy Karst Thiết bị đo: GESKA DIPOL sản xuất nhà máy Geofyzika Burno (Cộng hịa Séc) với thơng số kỹ thuật sau: - Điện đầu ra: UDC = 600 V - Công suất: P = 600 W - Nguồn cung cấp: 12V – 65 Ah - Độ phân giải đo: Umin = 0,01 mV - Dải đo: 0,01V – 10 V - Điện trở: 30 M Phương pháp kỹ thuật: đo địa điện lưỡng cực – lưỡng cực với khoảng cách cực a = 10m, a= 20m a= 30m Khoảng cách lưỡng cực mở rộng n.a với n =1 đến 10 39 a a OO’ A1 O B 1 Mi O’ Ni n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6 n=7 n=8 Hình 3.9: Sơ đồ bố trí điện cực phương pháp lưỡng cực – lưỡng cực a: Khoảng cách A1B1 khoảng cách hai điện tực Mi, Ni; n: Số điện cực tương ứng; với OO’ = n*a; Công việc đo điện thực theo hai tuyến đo sau: - Tuyến dọc theo trục đập AA’, bao gồm số điểm sâu hợp lý hai đầu theo hai hướng E - E’ E’- E - Tuyến dọc theo đường dẫn BB’: nhận ảnh địa điện phần mềm Re2DINV Xử lý số liệu: - Phần mềm xử lý: Re2DINV - Kết xử lý nhận ảnh địa điện ứng với tuyến đo Mặt cắt địa chất – địa vật lý vẽ AutoCAD 3.2.2 Kết phân tích địa chất - địa vật lý Các tài liệu thực địa thực kỹ sư địa vật lý địa chất công ty ASA công ty T&S số cán địa vật lý thuộc trường đại học khoa học tự nhiên – đại học quốc gia hà nội Các tuyến đo địa chấn khúc xạ địa điện theo sơ đồ hình 3.8 với xử lý trình bày đây: 40 Hình 3.10: Mặt cắt địa điện tuyến AA’ Hình 3.11: Kết phân tích địa chất – địa vật lý tuyến AA’ 41 Hình 3.12 Mặt cắt địa điện tuyến BB’ Hình 3.13 Kết xử lý đo địa chấn khúc xạ tuyến BB’ 42 Hình 3.14: Kết đo địa chất – địa vật lý truyến BB’ 43 Nhận xét: Dựa vào kết phân tích đo địa chấn địa điện ta xác định lớp mơi trường tương ứng với tuyến khảo sát địa vật lý thuộc khu vực Nậm HinBoun sau ( xem hình 3.10, 3.11, 3.12, 3.13 3.14) Lớp thứ nhất: Có vận tốc sóng địa chấn khoảng 350  750 m/s điện trở suất khoảng 4580m với bề dày lớp từ 3m đến 15 m Bên lớp thứ có chứa đới cát, sét nước với đặc trưng điện trở suất thấp (20  45 m) Thậm chí vùng cịn xuất dải đất phù sa dạng bãi cát trải đáy lịng sơng Các bãi cát bùn phù sa xuất thềm sông dọc theo bờ phải Xuất bãi đá mòn dọc theo hai bên bờ sơng Lớp thứ hai: Các sóng truyền với vận tốc khoảng 750  1500 m/s, điện trở suất lớp phân bố khoảng 180  1000 m với bề dày lớp khoảng từ 3m đến m Tại vùng thứ hai ta bắt gặp trực tiếp số đứt gãy vùng trải rộng có cấu trúc đá vơi Lớp thứ ba: Nằm đáy khảo sát với vận tốc khoảng 3500  5000 m/s điện trở suất khoảng 1000  5000 m Ở lớp thứ ba gặp phải đứt gãy, đá khỏe có phần cấu trúc đá vơi Đặc biệt q trình khảo sát nhận thấy vài điểm khác thường: D1, D2, D3, chúng có vận tốc sóng khoảng 600  1000 m/s có điện trở suất khoảng 180  650 m Đây khu vực đứt gãy địa chất Mặc dù hình 3.13 điều khơng thể rõ ảnh địa điện nhận từ tuyến đo điận lưỡng cực tương ứng (hình 3.12) cho thấy rõ cấu trúc địa chất bất thường Điều tương ứng với xuất dị thường địa vật lý ứng với cấu trúc castơ hang động chứa nước 44 3.3 Một vài hình ảnh hoạt động thực địa Hình 3.15 : Cơng tác trắc địa Hình 3.16: Kiểm tra rải cáp đo tuyến đo địa chấn 45 Hình 3.16: Nổ mìn ghi sóng địa chấn 46 KẾT LUẬN Từ kết khảo sát nêu rút ý kiến nhận xét sau: Mặt cắt địa chấn-địa chất nhận từ phương pháp địa chấn khúc xạ phản ánh rõ nét đắn tính chất lớp phủ lớp móng rắn khu vực khảo sát cơng trình kênh dẫn cho thủy điện Thakhor (chi tiết mặt cắt địa chấn-địa chất tuyến tuyến ngang) Điều phù hợp với kết khoan kết địa chất tương ứng Nó cho thấy đặc điểm là: hoạt động phong hóa để lại lớp phủ tương đối mỏng không thay đổi nhiều tồn diện tích khảo sát Đá thuộc loại cứng chắc, có tốc độ truyền sóng tương đối cao, từ 3000 đến 5000 m/s Đặc tính vật lý cuả đất đá cho thấy khu vực có điều kiện địa chất thuận lợi để chịu tải cho xây dựng cơng trình kênh dẫn Các kết khảo sát cơng trình thủy điện Nậm Hinbun cho thấy khó khăn đo xử lí tài liệu địa chấn khúc xạ vùng có cấu trúc địa chất Castơ Mặt cắt địa chấn địa vật lí nhận khơng thể hốc rỗng cấu trúc vôi Các cấu trúc thấy rõ qua kết đo địa điện lưỡng cực liên tục Các kết nêu ỏi đủ để khẳng đình việc cần thiết phải kết hợp hai phương pháp: đo địa chấn khúc xạ đo địa điện vùng có cấu trúc địa chấn phức tạp với đặc điểm: phân chia chi tiết lớp phủ nằm đá gốc, khảo sát đá gốc điều kiện lớp phủ đá gốc có lớp đá cứng có tốc độ truyền sóng lớn tốc độ truyền sóng đá gốc; phát đứt gãy lớp phủ trầm trích lớp phong hóa bở rời xác định hướng đổ biên độ dịch chuyển đứt gãy 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bộ Công nghiệp Việt Nam (2000), Quy trình cơng nghệ đo địa chấn phục vụ khảo sát địa chất cơng trình, Hà Nội Cơng ty T&S (2010), Báo cáo khảo sát Địa vật lý – Địa chất cơng trình thủy điện Thakhor, CH DCND Lào Công ty T&S (2010), Báo cáo khảo sát Địa vật lý – Địa chất cơng trình thủy điện Nậm HinBoun, CH DCND Lào Nguyễn Đức Tân (2010), Giáo trình thực tập Địa vật lí, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội Tiếng Anh Geometrics Co (2001), GeodeTM and Strata Visor NZ Operation Manual, pp 12 – 223 Geometrics Co (2005), SeisImager/2DTM Manual Version 3.1 (Pickwin v 3.14, Plotrefa v 2.70) Geometric Co (2005), SeisImager/2D (Refraction Modeling, Processing, and Interpretation Software) Nhedra Pub House (1964), Gurvich I I Seismic Surveys Rimrock Geophysics Co (2005), SIPQC- Seismic Refraction In-field QC Software for Geometrics seismographs (Pick first breaks, Assign layers, Create depth model, Output to seismograph printer) 48 ... Phƣơng pháp địa chấn khúc xạ địa chấn công trình Địa chấn thăm dị gồm hai nhóm phương pháp phương pháp địa chấn phản xạ phương pháp địa chấn khúc xạ Phương pháp địa chấn phản xạ thu sóng phản xạ. .. - Lê Quang Dần NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT TRONG KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH PHỤC VỤ THIẾT KẾ THỦY ĐIỆN NHỎ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN KHÚC XẠ Chuyên ngành: Vật lý địa cầu Mã số: 60 44... gắng trình bày số kết khảo cứu công nghệ Địa chấn khúc xạ Địa chất cơng trình số kết thực tế ứng dụng phương pháp cho khảo sát móng cơng trình thủy điện Thakhor cơng trình thủy điện Nậm-Hinbun Cấu