地面高精度磁測工作的質量控制

高精度土壤磁體調查（磁體測量誤差小于或大于5mt）是一項復雜的工程，整合了地球物理、測量、地質和計算機。可以說，每個鏈接都會導致不合格的產品。地質勘探的目標是在工作區域內闡明異常磁體的特征和分布規律，并為地球物理勘探提供地質依據。結果的質量直接影響到測量結果。因此,對地面高精度磁測工作實施科學、合理的質量控制顯得尤為重要。本文根據工作實踐,闡述了地面高精度磁測工作的質量控制方法和措施,并對工作全過程質量控制提出了具體方案。1確保磁異常可靠地面高精度磁測工作質量控制的目標是:確保地面高精度磁測工作所圈定的磁異常真實可靠,其成果能夠為進一步開展地質勘查工作提供地球物理依據。2經濟效益方面質量控制的目的在于以預防為主,通過監視磁測過程并采取預防措施,來排除質量環各個階段中導致不滿意結果的原因,以獲得期望的經濟效益。質量控制的對象是過程,使被控制對象達到規定的質量要求是質量控制的目的。質量控制應貫穿于質量形成的全過程(即質量環的所有環節)。質量控制的具體實施主要是對影響產品質量的各環節、各因素制訂相應的計劃和程序,對發現的問題和不合格情況進行及時處理,并采取有效的糾正措施。既然質量控制的對象是過程,因此,應該采取過程方法對地面高精度磁測工作實施質量控制。3工序之間的輸出從作業工序劃分,地面高精度磁測工作可分為技術準備、測網布設、磁測數據采集、資料整理等工序,每個工序通常又由若干過程組成,通常一個過程的輸出構成隨后的過程輸入的一部分。3.1技術準備過程的分析工作前的技術準備工作包括資料搜集、現場踏勘、方法試驗、儀器校驗、技術設計書編制和技術交底等工作。3.2地形定點方法及儀器法測量網布設測網布設方法不同其工序亦不同。其中地形圖定點方法主要包括地形圖判讀定位和內插求得高程2部分,儀器法測網布設包括基線點布設和測線布設2部分。3.3觀測過程及物理性能測定磁測數據采集包括磁力儀觀測、物性參數測定和質量檢查及評定3大過程。其中,磁力儀觀測包括基點觀測、日變觀測、測點觀測及各項原始記錄等子過程;物性參數測定包括標本采集、磁參數測定、計算等子過程;質量檢查及評定包括檢查測量、數據統計、質量評定等子過程。3.4數據篩選過程的分析資料整理工作包括原始記錄的檢查驗收、磁測資料和日變資料的預處理、原始記錄、表冊的整理及對不合格磁測數據進行報廢處理等。4技術準備過程的質量控制4.1資料搜集過程的質量控制在地面高精度磁測工作開展前,應搜集測區以往地質與物化探成果資料、測區基本比例尺地形圖及測區測量控制點等成果資料。基于以往地質與物化探成果資料對地面高精度磁測工作的重要指導作用、測區基本比例尺地形圖是成果圖編繪過程的輸入信息、測區測量控制點成果是測網布設工序的輸入信息,資料搜集過程的質量控制要點包括:(1)以往地質與物化探成果資料的搜集應從具有相應資質的正規單位搜集,確保成果資料真實可靠。(2)測區基本比例尺地形圖是成果圖編繪的工作底圖,如果地形圖現勢性較差會影響成果圖質量。因此,應盡可能搜集現勢的測區基本比例尺地形圖。(3)測區測量控制點成果是測網布設的起算數據,其質量可靠與否直接影響測網布設質量。因此,測量控制點成果的搜集應注意從具有相應資質的正規測繪單位搜集,確保質量可靠,應注意測量成果與測區基本比例尺地形圖的坐標和高程系統的一致性,在轉抄測量控制點成果時應進行100%比對檢查,確保成果轉抄無誤。4.2現場踏勘質量控制現場踏勘的工作內容包括:參考搜集的地質資料,盡可能詳盡地了解測區地質情況;察看測區內對地面高精度磁測工作可能有影響的各種干擾因素;核查測區內及周邊測量控制點的位置和保存情況。現場踏勘的目的是為方法試驗和技術設計書的編制提供數據依據,其工作的好壞影響到方法試驗是否具有針對性,還會直接影響到技術設計書的編制質量。此過程的質量控制要點包括:(1)現場踏勘應盡可能詳盡地了解測區的地質情況,為方法試驗確定最佳位置,使方法試驗工作針對性更強。(2)現場踏勘應察看測區內有無鐵路、廠房及地上、地下高壓電纜等對地面高精度磁測工作有影響的各種干擾因素,并應記錄其位置和規模。(3)對搜集到的測量控制點成果應實地察看其位置和保存情況,確保在測網布設工序中能正常使用。4.3方法試驗研究方法試驗的目的是為了評價計劃實施的工作方法是否得當,是為了保證投入地面高精度磁測工作的儀器設備滿足工作需要,并為編制技術設計書提供技術依據。此過程的質量控制要點包括:(1)方法試驗的時間:在技術設計書編制前完成,此外,新技術新方法推廣前也需要進行方法試驗。(2)方法試驗的地點:測區內具有廣泛性和代表性的典型地段。(3)方法試驗的儀器:必須使用計劃投入工作的儀器類型。(4)方法試驗的人員:進行方法試驗的人員必須是有經驗的磁測技術人員。(5)方法試驗的內容:檢查儀器設備的工作性能;查明某些重要干擾因素的大小和特征,了解消除或分辨干擾的可能性,確定信噪比;在測區內幾個不同的典型地段,做3～4個高度的磁測試驗,仔細研究表層磁性不均勻的影響,以此作為選擇最佳探頭高度的依據;編寫方法試驗報告,對擬采用工作方法的可行性進行評價。(6)方法試驗工作的各項質量要求:一般應根據需要采取較高的觀測精度、測量較多的磁參量,較密的觀測點距并在不同觀測高度進行,以取得內容豐富、高質量的試驗結果。4.4儀器性能校驗磁測儀器校驗的目的是為了對投入工作使用的磁測儀器的觀測精度是否能夠滿足技術設計書要求及各儀器觀測結果是否一致進行評價,以避免不合格儀器投入生產。儀器校驗過程的質量控制要點包括:(1)校驗時間:儀器在投入使用前進行校驗。對分批投入工作的磁測儀器,每投入一批(臺)時,均應進行校驗。(2)校驗地點:校驗應在工作現場進行,校驗段少數點應處于較強的異常場上。(3)校驗內容:儀器性能、儀器觀測精度、各儀器間的一致性校驗(探頭一致性、主機一致性、儀器噪聲水平的測定)。(4)校驗質量要求:①儀器性能校驗:對所有用于生產的(包括備用的)儀器的性能進行校驗,各儀器的觀測結果應無明顯的系統誤差。②儀器觀測精度校驗:用全部儀器重復觀測值算出的總觀測均方誤差值不得大于設計均方誤差值的2/3。③探頭一致性校驗:將成套儀器所配探頭編號,然后用2臺儀器逐一分別做秒級同步日變觀測,每個探頭讀數30余次以上,計算各探頭各差值數組的算術平均值判斷探頭的一致性。探頭一致性良好的方可配對使用,且使用中不能隨意調換探頭,以免引入系統誤差。④主機一致性校驗:使用同一探頭,用不同主機輪換做日變觀測,使每臺主機讀數20～30次,將整個測量段的日變曲線繪出,察看曲線變化趨勢是否有脫節現象,如果日變曲線“圓滑”,表明主機一致性良好。⑤儀器噪聲水平的測定:噪聲均方根值S應符合設計書的要求。4.5技術設計書的修訂技術設計書是指導磁測工作施工、質量審核和控制的技術文件。此過程的質量控制要點包括:(1)技術設計書應由項目總技術負責人組織各專業技術人員編制。(2)技術設計書應根據合同、國家強制性標準和地方標準的要求,以及資料搜集結果、現場踏勘報告、方法試驗報告和儀器校驗報告等輸入信息編制。(3)技術設計書設計的內容應完整,結構應恰當,規定應明確可操作。(4)技術設計書在發布前應對其進行審核和批準,以確保其清楚、準確、充分、結構恰當。(5)技術設計書經批準后,應由項目文件管理員將技術設計書的正確版本分發給所有需要文件的人員。(6)技術設計書的修訂應履行提出、實施、評審、控制和納入的過程,更改的過程應當執行與制定相同的評審和批準過程。(7)技術設計書應當有明確的版本標識和評審批準標識。4.6健全項目信息管理制度作業前,應對從事磁測工作的技術人員進行技術交底,對其進行項目技術設計的培訓和考核,并明確其工作職責,確保磁測人員了解項目的目標、工作范圍、工作內容、工作程序和有關技術要求等。此外,還應建立項目溝通管理體系以及適宜的激勵機制,確保有關人員能夠適時、適地的獲得相關信息;確保項目成員的目標能夠與項目團隊目標保持一致,以提高項目的工作質量和工作績效。5測線點和測線點的測量地面高精度磁測工作的測網布設是在基礎控制測量及基礎地形的基礎上,采用測量儀器測繪基線點和測線點的過程(或采用地形圖、航片直接定點)。其質量控制工作按照輸入控制、程序和方法控制2個方面分述如下。5.1輸入控制(1)技術交底交底作業前,應對從事測量工作的人員進行技術交底。作業過程中,項目質檢員應通過過程巡查的方式檢查測量人員儀器操作是否規范,采用的測量方法是否合理。(2)鋼卷尺和卷尺的質量控制投入使用的測量儀器應該在其校驗有效期內使用,使用的鋼卷尺應具有計量檢驗標識,用于定點的地形圖和航片質量應合格,其定點精度應可以滿足技術設計書要求。(3)文件和信息控制測量控制點成果應與測區基本比例尺地形圖的坐標和高程系統一致,所搜集的測量控制點成果密度應能夠滿足測網布設需要。5.2儀器測量法過程質量控制小比例尺地面高精度磁測測網布設工作可采用較工作比例尺大一級或同級的合格地形圖、或航片定點,本方法的特點是不必布設基線直接對磁測點進行定位;等于或大于1∶10000比例尺地面高精度磁測測網布設工作應采用儀器敷設基線,并在此基礎上逐點或隔點測定測點的方法。測網布設的質量控制包括:(1)地形圖定點方法過程質量控制:①所使用的地形圖比例尺必須大于(或同級)工作比例尺,且其質量必須合格。②所定點位的最大平面誤差值在按工作比例尺的圖上必須不大于2.0mm。(2)儀器測量法過程質量控制:①對缺少控制點的測區,應按照《物化探工程測量規范》DZ/T0153-95的要求由已知點引至測區并建立基本控制網。②根據設計書規定的測網位置和測網密度,將測網清繪到同比例尺的地形圖上,并標注基點編號和測線編號。然后按設計書規定的起始點坐標和基線、測線方位,計算出基線上各基線點的坐標,然后進行施測。基線敷設精度應符合《物化探工程測量規范》DZ/T0153-95的要求。③基線點布設完畢并經質量檢查合格后,才可以實施測線布設。測線布設可采用逐點或隔點測定測點的方法,所定點位的最大平面誤差值在按工作比例尺的圖上必須不大于2.5mm,相鄰點距離的相對誤差值不得大于25%。④基線點應用木樁標定并編號,測點可間隔數點固定一個木樁或樹立其他明顯標志,點線編號應由南向北、由東向西遞增。6實驗設計與質量評定地面高精度磁測工作的數據采集是在測網布設完畢后,在實地進行基點觀測、日變觀測、測點觀測、標本采集與磁參數測定及質量檢查與評定的過程。其質量控制工作按照輸入控制、程序和方法控制以及監視和測量控制3個方面分述如下。6.1輸入控制(1)勝任崗位工作作業前,應對從事磁測工作人員進行技術交底,確保磁測人員能夠勝任其崗位工作。作業過程中,項目質檢員應通過過程巡查的方式檢查磁測人員儀器操作是否規范,采用的磁測方法是否合理。(2)機器控制投入使用的磁測儀器的精度指標、穩定性和一致性應能夠滿足工作需要,設備類型和數量能夠與工程需要相匹配。(3)地表磁性體堆積物影響磁測質量的現場環境因素一般包括鐵路、工業廠房、地上、地下高壓電纜以及地表磁性體堆積物等。環境控制的目標是消除或減輕環境因素的不利影響,磁測工作中對上述干擾因素應采取點位位移等措施進行合理避讓,并做好記錄。6.2施工精度分析程序和方法控制的目標是確保程序正確、方法行之有效,其精度能夠滿足工程需要。磁測數據采集的程序應為基點選擇與觀測、日變站選擇與觀測、測點觀測、各項原始記錄、標本采集與磁參數測定。(1)固定條件把握①選擇基點時應參照當地地磁圖,保證基點位于正常磁場內。②基點處磁場的水平梯度和垂直梯度變化應較小,在半徑2m及高差0.5m范圍內磁場變化應不超過設計均方誤差值的1/2。③基點附近應無可移動等磁性干擾物,并遠離建筑物和鐵路、廠房、高壓線等工業設施,所在地點能長期不被占用,標志可長期保存。④應對總基點進行T0值測定。⑤基點觀測方法參照測點觀測方法,但基點觀測精度必須優于測點觀測精度。(2)日變觀測的確定①日變站選擇應參照總基點的選擇方法進行。②日變觀測應由專人負責,工作中嚴防磁力儀陽光曝曬。③日變站的T0值選定后即不應變動。④日變觀測應在投入生產的同類型儀器中挑選性能最好的磁力儀,采樣間隔應符合對日變改正誤差的要求。⑤每個日變站可控制的磁測范圍,需經過試驗確定。⑥一個工作日內,日變觀測始于各儀器的早基點觀測之前,終于晚基點觀測之后。⑦遇到磁爆或磁擾較大時應停止工作。(3)儀器異常誤差的觀測①工作中每個閉合觀測單元的觀測,必須始于校正點,終于校正點。②1d內不能結束工作的長剖面,當日應回到校正點進行觀測,并將觀測的剖面末端設2～3個連接點,次日觀測從重復的連接點開始觀測,并于剖面觀測結束后回到校正點進行觀測。③當在校正點上的前后2次讀數經日變改正后的差值超過2倍觀測均方誤差時,則該閉合觀測單元工作量報廢,并應查明儀器不正常的原因。④觀測時,觀測人員必須“去磁”,即不能攜帶小刀、皮帶扣、鞋扣等磁性物品,必須攜帶的磁性物件和其它有磁性的設備必須離開測點一定距離,以不影響觀測結果為原則。⑤觀測時必須保證點位正確,同時,每次觀測時探頭的高度必須保持一致。⑥觀測時如遇有儀器受震等事故,儀器性能可能發生突然變化時,即應回到震前測過的幾個測點上做重復觀測,必要時回到總基點上做重復觀測,以檢查儀器性能,當確認儀器性能正常后再繼續觀測。⑦相鄰兩測點讀數相差較大時,或當有值得注意的地質現象時,應進行加點觀測。⑧當相鄰測線的異常特征明顯不一致時,應進行加線測量。⑨遇有磁性干擾物,如:鐵路、廠房、井場、高壓線、有磁性的巖坎或巖石堆等時,應對點位進行合理位移,以避開干擾,并加注記以備日后核查。(4)原始記錄過程的質量控制觀測記錄的類型儀器調節,校驗及標定的觀測記錄(含轉錄磁帶);基點選擇與確定,T0值的觀測記錄(含轉錄磁帶);生產性的觀測記錄(含轉錄磁帶);日變觀測記錄(含轉錄磁帶);地形圖定點記錄及其它測地記錄;各種質量檢查的觀測記錄(含轉錄磁帶);磁參數測定記錄與采樣記錄。編碼或具體的數據對各種原始記錄,應按測區、工作比例尺和記錄性質分類,依照統一的格式,編成標準化的文件,以便于數據處理。各種記錄要及時匯編成冊并編號,不得隨便插頁和撕頁,記錄內容不得涂改和擦改。記錄所用各種符號和代號要統一、明了,避免混亂,記錄的有效數字要和精度要求相適應。記錄要完整,對打印記錄的頁首、頁末及各欄要按規定填寫齊全。(5)巖、礦石磁化強度的測定①標本的采集應采集新鮮的巖、礦石標本并以具有代表性為原則,測區內每類巖、礦石標本采集數量一般應不少于30塊。②采集標本的體積以8cm×8cm×8cm為宜,標本采集應在現場編號,并記錄采集地點。③磁參數的測定宜使用微機質子磁力儀,測定時探頭附近的磁性干擾物、標本架、探頭支撐桿等不得移動,距離量準至0.2cm,體積量準至5mL。測定工作完成后應按要求進行質量檢查。④磁參數的測定應測量巖、礦石的剩余磁化強度Jr和磁化率K。⑤磁參數測定的靈敏度應不低于10-5SL。6.3測量和測量(1)技術交底項目質量審核員應該通過過程巡視檢查或查看記錄的方式,檢查進場前是否對磁測人員進行了技術交底;作業過程中,檢查是否有未經技術交底培訓就上崗作業的人員,檢查磁測人員的儀器操作是否規范,所采用的磁測方法是否合理。(2)投入使用前是否進行儀器校驗項目質量審核員應該通過旁站檢查的方式,檢查磁測儀器在投入使用前是否進行了儀器校驗;作業過程中,檢查是否有未經校驗的儀器投入使用,檢查所使用的鋼卷尺是否有計量檢驗標識,檢查工程配備的設備類型是否滿足工程需要等。(3)項目技術設計書修訂前是否可獲得技術設計書的正確版本?項目質量審核員應該通過過程審核的方式,檢查在使用處是否可獲得項目技術設計書的正確版本,項目技術設計書的更改是否及時發放到相關人員,其現行修訂狀態是否容易得到識別。(4)磁測程序的檢查作業過程中,項目質量審核員應該通過過程巡視檢查的方式,檢查磁測數據采集的程序是否按基點觀測-日變觀測-測點觀測-各項原始記錄-標本采集與磁參數測定程序進行,檢查各磁測組是否按6.2(3)條的方法進行磁測工作。(5)檢查成果質量,是測定研究發現問題,以檢查分磁測工作完成后,項目質量檢驗員應按照《地面高精度磁測技術規程》DZ/T0071-93的規定,通過抽樣檢驗的方式,檢查成果質量。檢查應按照一同三不同的原則進行(即同點位、不同日