孔内地球物理探测硬岩试验案例103Word格式.docx

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裂隙是地下水在岩层内的主要通道，因此在重要场址调查计划中，架构裂隙在岩层内的空间分布模型是所有功能安全评估的起点。

本研究在工研院能资所位于新天轮之试验井，研究使用地球物理及水力试验等孔内量测技术，针对硬岩层内之裂隙及其分布进行试验。

根据试验结果显示，标准地球物理井测有助于获得有关裂隙可能位置与涌水情形，声波电视扫描与孔内摄影等井壁影像探测技术，有助于进一步确认裂隙所在的位置与宽度等量化数据；

由地电阻断层扫描、雷达断层扫描及跨孔双封塞追纵剂试验等结果，则能进一步分析两井孔间裂隙的连通性。

前言

地层中的「水」是所有工程问题的症疖所在，而裂隙或破碎带是水在岩层中的主要通道；

因此，所有重大地下工程开发计划，必需先了解基址所在地岩层内裂隙及破碎带之空间分布情形。

工研院能资所为累积在硬岩区进行大地应力、水文地质、及地球物理等相关技术之经验，乃于新天轮地区设置两口试验井，并进行一系列之相关试验，本文乃略举其中之地球物理探测，说明在硬岩区进行裂隙探测之结果。

试验井所在处岩层为四棱砂岩，两口井深度均为30公尺、间隔4.95公尺，标号BT-BH-2号井倾角向下40度、方位为北偏东82度，标号BT-BH-3号井倾角向下41度、方位为北偏东85度。

探测结果

图1所示为标准地物井测图，根据地电阻井测纪录显示，围岩电阻率相当高，平均约介于3000～5000Ohm-m之间，其间偶夹部份电阻率低于2000Ohm-m之薄层，与自然电位井测比对可据以初步获得含泥裂隙之位置，由温度井测与泥浆电阻井测的变化情形，则可进一步推测导水裂隙的位置，标示如图1中箭头所指处。

图2所示为BT-BH-3号井之声波电视扫描井壁影像图，由图中裂隙之分布情形与图1比较相当吻合，显示主要裂隙段分别位于深度5、11、18、25公尺等处。

但由前述资料并不足以证明两井孔间裂隙是否连通。

图3所示为在BT-BH-3号井孔内注入盐水后，电流极位于BT-BH-2号井，而电位极位于BT-BH-3号井时量测之阻抗曲线图。

显示BT-BH-3号井深度5、11、19、27、29公尺等处之裂隙，主要分别与BT-BH-2号井深度5、13、19、25、27公尺等处之裂隙有电连通情形；

此外，由部份阻抗曲线具有两个高峰的现象，显示裂隙之间有相互连通的情形。

图4所示为注入盐水前后，由地电阻断层扫描探测所获得之电阻率影像图，由图中显示两井孔间地下水主要在深度15至20公尺间流动，雷达断层扫描探测所获得之衰减率与慢度影像图（图5），亦显示17至20公尺间为一雷达波速慢且衰减快的含水带，与图2相比对，则显示深度18公尺处之裂隙带是地下水的主要通道。

由该两口井之水文地质跨孔双封塞追踪剂试验结果（图6），除证实了前述裂隙连通之解释外，由示踪剂在观测井的延迟现象，亦证实了前述有关裂隙间相互连通的推测。

图7、8则分别显示BT-BH-3号井之井壁360度展开图及立体影像图，由图中除可清楚查看岩层细微组成外，各破碎带、裂隙、及石英脉等之走向与倾角，乃至于石英脉或破裂带之宽度，亦能加以计算后标示于影像图上。

图11～13则分别表示BT-BH-2及BT-BH-3，经判释后破碎带、裂隙、石英脉等之位态投影图与玫瑰图等；

由各投影图显示此二试验井之破碎带与裂隙之位态相接近，约为北偏东130～150度间、倾角向北约55～70度间，石英脉之位态则有两组，且约略相互垂直。

SNFD-ERL-90-110

图1、单孔标准地物井测图

图2、BT-BH-3号井声波电视扫描井壁影像图

图3、电流极位于HT-BH-2号井加盐水后之阻抗曲线

图4、盐水注入前后之地电阻影像图

图5、雷达断层扫描之衰减率与慢速影像图

图6、水文地质探测结果

图7、BT-BH-3号井井壁影像360度展开图及位态计算结果

图8、BT-BH-3号井井壁影像立体图

图9、BT-BH-2号井破裂带位态投影图

图10、BT-BH-3号井破裂带位态玫瑰图

图11、BT-BH-2号井裂隙位态投影图

图12、BT-BH-3号井开口裂隙玫瑰图

图13、BT-BH-2号井石英脉位态投影图