[发明专利]一种岩溶裂隙水探测系统及方法

说明书

本发明公开了一种岩溶裂隙水探测系统及方法，在待探测区中心打一口抽注井，并以抽注井为中心分别打地质钻孔；在抽注井中抽水，记录抽水时间、抽水量以及抽注井和地质钻孔的水位变化；分别布设盐度传感器和水温传感器，并将盐度传感器和水温传感器经数据采集模块接入电脑采集岩溶裂隙水的初始盐度及水温；实时采集各孔岩溶裂隙水的盐度变化，待有部分盐度传感器采集的值有明显变化时停止采集，而将热水注到抽注井中，通过水温传感器，实时采集各孔岩溶裂隙水的温度变化，待有部分水温传感器采集的值有明显变化时再停止采集；最后，分析岩溶裂隙水的渗透性、流向、流速以及主要导水通道。

技术领域

本发明涉及一种岩溶裂隙水探测系统及方法，属于岩土工程勘察技术领域。

背景技术

在岩溶裂隙发育的地区进行地下工程施工，需考虑岩溶裂隙水对地下工程的影响。岩溶裂隙水除受地形地貌条件控制外，还受地质构造的控制，故其运移一般具有明显的非均质性。岩溶裂隙水因岩溶形态各异，裂隙横纵贯通，故渗漏及出水点较多。岩溶裂隙水多数与水利资源丰富的补给源相通，形成错综复杂的地下水力体系，地下工程施工期间，岩溶裂隙水大量涌入，会给地下工程带来极大风险，严重时可引发工程事故，故对岩溶裂隙水的渗透性、流向、流速以及主要导水通道进行有效探测，为地下工程施工期间防控岩溶裂隙水提供依据至关重要。

目前，一些学者对岩溶裂隙虽然已经做了大量研究，如专利文献CN102866417A公开了一种地下溶洞地震跨孔CT探测及层析成像装置及方法，该装置及方法可快速有效地探测地下溶洞，但无法反应地下溶洞中的水流情况，且成本昂贵，工期也较长；专利文献CN102426384A公开了一种探测地下采空区和岩溶分布的方法，该方法应用合成孔径偏移成像技术，可实现对采空区和岩溶分布的有效探测，但不能反应采空区和岩溶区的水流情况。

目前，一些学者对岩溶地下水的运移情况也已经做了大量研究，如专利文献CN104808258A公开了一种利用糖作为示踪剂测定岩溶地下水运移路径的方法，该方法灵敏度高成本低，可实现对岩溶地下水流速、流向的探测，但不能反应岩溶裂隙的分布情况；专利文献CN98114214.1公开了一种化学示踪剂井间示踪测定技术，该技术在岩溶地区的实际应用中，存在着稳定性差、检测精度不稳等缺点，且也不能反应岩溶裂隙的分布情况。

由此可见，针对岩溶裂隙分布及其内部水流运动情况的探测，目前，还没有提出较好的方法。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述不足而提供一种岩溶裂隙水的探测系统及方法，该系统及方法操作简单，成本低，灵敏度高，无污染，可为探测区附近工程施工的安全进行提供有效保证。

为了实现上述目的，本发明提供了一种岩溶裂隙水探测系统，包括抽注井和地质钻孔，在所述的抽注井和地质钻孔中设置有盐度传感器和温度传感器，所述的盐度传感器和温度传感器与数据分析仪相连。

进一步的，所述的地质钻孔包括8个，分别以抽注井为中心，分布在抽注井的东、南、西、北、东北、东南、西北以及西南八个方位，以便大致探测抽注井四面八方的岩溶裂隙通道。

进一步的，所述的盐度传感器设置有一个，所述的温度传感器设置有多个，且多个传感器沿着抽注井和地质钻孔的中心线在竖直方向间隔设置。盐分在水中的扩散速度相对温度来说很慢，故此探测系统以温度传感器为主，盐度传感器辅助，温度传感器设置有多个，盐度传感器设置有一个，多个温度传感器沿着抽注井和地质钻孔的中心线在竖直方向间隔设置，主要是为了探测地层竖直剖面上岩溶通道的分布情况。

进一步的，所述的盐度传感器和温度传感器布设在抽注井和地质钻孔揭露的岩溶裂隙带处，且各个盐度传感器的布设深度应一致；主要是盐度传感器布设深度一致后，哪个盐度传感器先发生显著变化，就能说明哪个方向的岩溶通道是水流向的主通道。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种岩溶裂隙水探测方法，该方法包括以下步骤：