試論地質(zhì)勘測中的綜合物探技術(shù)應用

劉亞文

(河南省地礦局第二地質(zhì)勘查院,河南許昌 461000)

試論地質(zhì)勘測中的綜合物探技術(shù)應用

劉亞文

(河南省地礦局第二地質(zhì)勘查院,河南許昌 461000)

地質(zhì)勘測是礦產(chǎn)資源開發(fā)及地質(zhì)災害預防治理等的基礎(chǔ)工作。地質(zhì)勘測中相關(guān)技術(shù)的運用直接關(guān)系到勘測的成果。物探技術(shù)是地質(zhì)勘測中非常重要的勘測技術(shù),將兩種以上的物探技術(shù)相結(jié)合,以有效的解決特定的地質(zhì)問題,這便是地質(zhì)勘測中綜合物探技術(shù)的應用。綜合物探技術(shù)不僅可以提高地質(zhì)勘測效果的準確性,還可以有效的節(jié)省勘測成本,提高勘測效益。 本文在綜合物探技術(shù)在地質(zhì)勘測中應用的必要性及原理進行簡單分析,明確常用的綜合物探技術(shù),并結(jié)合案例對其應用進行探討。

地質(zhì)勘測 物探技術(shù) 應用 分析

地質(zhì)勘測中的綜合物探技術(shù)將多種物探技術(shù)優(yōu)化組合,在礦產(chǎn)資源地質(zhì)勘測、工程地質(zhì)勘測、環(huán)境地質(zhì)勘測及地質(zhì)災害勘測等方面得到了廣泛應用,綜合物探技術(shù)的應用不僅提高了地質(zhì)勘測的準確性及效率,避免了單一物探技術(shù)的局限性,而且在一定程度上提高了勘測的經(jīng)濟效益,節(jié)省了資源及成本。在明確綜合物探技術(shù)的作用原理及常用技術(shù)的基礎(chǔ)上,對相關(guān)的應用案例進行探討,是進一步了解綜合物探技術(shù),合理運用這一技術(shù)的有效途徑。

1 地質(zhì)勘測中綜合物探技術(shù)應用的必要性及原理分析

1.1 綜合物探技術(shù)應用的必要性分析

隨著科技的發(fā)展,綜合物探技術(shù)已經(jīng)逐漸走向成熟,在地質(zhì)勘測方面的應用也取得了良好的效果。在水文地質(zhì)勘測中可以根據(jù)水質(zhì)具有的導電特性及巖石具有的電磁場綜合進行探測;在地質(zhì)災害調(diào)查中,綜合物探技術(shù)可以對地質(zhì)結(jié)構(gòu)進行正確的判斷,從而對異常結(jié)構(gòu)的位置及巖層的斷層情況進行確定;在工程地質(zhì)勘測中,可以對地質(zhì)進行有效的勘測,從而保障工程的施工安全及建筑質(zhì)量安全。在考古地質(zhì)勘測中,綜合物探技術(shù)可以通過幫助考古人員對文物的準確位置進行確定等等。因此,在地質(zhì)勘測中,綜合物探技術(shù)的運用非常廣泛,不僅可以提高勘測工作的準確性,而且可以提高勘測效率,降低工作強度,對我國地質(zhì)勘測工作具有非常重要的作用及意義。所以,在地質(zhì)勘測中綜合物探技術(shù)應用是必然的,也是必要的。

1.2 綜合物探技術(shù)的原理分析

物探技術(shù)的作用原理是根據(jù)巖石之間的密度、電性、磁性及放射性等物理性質(zhì)差異,用不同的物探設備及物理方法,在地球物理的原理基礎(chǔ)之上,對區(qū)域地球物理場的變化進行測量,從而充分了解這一區(qū)域的水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、地質(zhì)災害發(fā)生幾率等地質(zhì)狀況。由于單一物探技術(shù)作用具有一定的局限性,所以在地質(zhì)勘測中,常采用多種物探方法相結(jié)合進行勘測的形式,這便是綜合物探技術(shù)。綜合物探技術(shù)是在電子信息技術(shù)高速發(fā)展的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,由于不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)的物理特性不同,利用精密電子儀器對地質(zhì)結(jié)構(gòu)進行探測,而后通過儀器反饋的數(shù)據(jù)及圖像,對地質(zhì)結(jié)構(gòu)進行定量的分析,有效判斷地質(zhì)結(jié)構(gòu)的嚴實密度及輻射,從而為地質(zhì)相關(guān)工作提供有價值的指導。

2 地質(zhì)勘測中的常用綜合物探技術(shù)分析

2.1 地震橫波反射勘測技術(shù)

地震橫波反射勘測技術(shù)是物探技術(shù)在地質(zhì)勘測中應用的技術(shù)之一,基于橫波的頻率較低、速度較低及波長較短的特點,其對地層的分辨率比較高且不會受到地層含水的影響,所以在近地表地質(zhì)體勘測及地質(zhì)災害勘測中被應用較廣。橫波反射勘測技術(shù)的原理主要是利用不同的介質(zhì)之間的波阻抗差異,對地層內(nèi)的地質(zhì)體進行探測。在橫波反射勘測中,由于近地表地層的介質(zhì)性質(zhì)變化及沉積差異較大,橫波的傳播速度變化相對較大,所以,要對表層的速度參數(shù)進行有效的提取,并且要盡量保證參數(shù)的精度,以準確的對發(fā)射資料進行解釋。在橫波發(fā)射勘測中,一般會結(jié)合折射波勘測及橫波回折波等技術(shù),從而獲得更加精確的表層橫波速度資料。

2.2 地震映像技術(shù)

地震映像技術(shù)是在近些年發(fā)展起來的一種淺層地質(zhì)勘測綜合物探技術(shù),這一技術(shù)的施工方法及資料處理方法比較簡單,不僅分辨率高,而且抗干擾能力較強,在淺海、江、河、湖等水文地質(zhì)勘測中被應用較廣,能夠有效的解決淺層地質(zhì)問題。在這一技術(shù)的應用中,要選擇最佳的偏移距,并通過反復試驗來確定折射波、直達波、聲波及面波等規(guī)則干擾波出現(xiàn)的范圍,最終取得最佳的接收效果。這一技術(shù)如果應用于陸上地質(zhì)勘測,則一般采用單道檢波器進行接收,振動源則一般用重錘對地面進行敲擊。而在水上應用這一技術(shù)時,則需要震源船及水聽器進行激發(fā)和接收工作,并且要配備定位系統(tǒng)。

2.3 地質(zhì)雷達技術(shù)

地質(zhì)雷達技術(shù)也是物探技術(shù)中的一種,這一技術(shù)的分辨率高、速度快且對作業(yè)無損,而且相對探測深度范圍較大,一般在工程地質(zhì)勘測、地質(zhì)災害勘測、高速公路質(zhì)量檢測等方面被廣泛應用。其原理是通過高頻電磁波以寬頻帶短脈沖的形式由地面通過發(fā)射天線送入地下,并經(jīng)過底層反射返回地面,并由接收天線進行接收。當電磁波在介質(zhì)中傳播時,其強度、路徑及波形都會隨著通過介質(zhì)的變化而發(fā)生形態(tài)變化,從而根據(jù)接收到的信息,進行圖像處理及分析,以確定地質(zhì)結(jié)構(gòu)。這一技術(shù)在應用中,獲取真實直觀的雷達圖像資料及數(shù)據(jù)采集是獲取有效信號并做出正確解釋的基礎(chǔ),因此要準確的選擇測量參數(shù),以保障雷達圖像的清晰直觀。

2.4 電磁波層析成像技術(shù)

電磁波層析成像技術(shù)是利用透射電磁波的測量數(shù)據(jù),利用物理及數(shù)學關(guān)系對物體內(nèi)部物量分布進行揭示,從而以圖像的形式對結(jié)果進行表現(xiàn)。電磁波層析成像對特定工作頻率的發(fā)射及接收比較容易實現(xiàn),而且相對成本較低,因此對于精細構(gòu)造及電阻率差異較大的地質(zhì)體進行勘測比較適宜。同時,這一技術(shù)的分辨率較高,勘測結(jié)果的可靠性比較強,因此在地殼淺部地質(zhì)構(gòu)造勘測中應用廣泛,對于城市活斷層勘測具有較大的實用價值。

2.5 鉆孔彩色電視全孔壁成像技術(shù)

鉆孔彩色電視全孔壁成像技術(shù)是綜合物探技術(shù)中的一項新技術(shù)。這一技術(shù)能夠直接對鉆孔壁360°范圍圖像進行直接觀察,將觀察者的視線延伸到鉆孔所達到的地下巖體及地質(zhì)體內(nèi)部,從而可以準確的了解地下隱蔽工程的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。其關(guān)鍵的技術(shù)主要有干涉光斑消除、密封結(jié)構(gòu)設計、360°孔壁成像實現(xiàn)及圖像處理軟件系統(tǒng)開發(fā)等等。

3 綜合物探技術(shù)的應用及實例分析

綜合物探技術(shù)在地質(zhì)勘測中的應用非常廣泛,水文地質(zhì)勘測、工程地質(zhì)勘測、地質(zhì)災害勘測、考古地質(zhì)勘測等諸多地質(zhì)勘測中都會用到綜合物探技術(shù)。而綜合物探技術(shù)的應用對于地質(zhì)勘測中有效數(shù)據(jù)及信息的獲取具有非常重要的意義。下面就以工程地質(zhì)勘測中綜合物探技術(shù)應用的案例進行簡單的分析,以更加清晰的認識綜合物探技術(shù)的應用過程及所發(fā)揮的作用。某一高速公路工程需要經(jīng)過一段地形較為復雜的山區(qū),這一區(qū)域的工程建設需要較多的橋梁隧道構(gòu)筑,因此,需要運用綜合物探技術(shù)作為地質(zhì)勘測的重要手段。首先,在橋梁的構(gòu)筑中,由于橋梁區(qū)域的表層是耕地,有少許的基巖出露,且在初步勘測結(jié)果中顯示從上到下的覆層速度依次增大,可以應用綜合物探技術(shù)。而后,根據(jù)地形條件進行測點布置,進而使用綜合物探技術(shù)獲取數(shù)據(jù)及圖像信息;其次,在隧道的構(gòu)筑中,通過初步勘測,確定此地適合運用綜合物探技術(shù)。而后進行測點布置,期間充分考慮測點及鉆孔資料之間的對比,并保證多道瞬態(tài)面波與折射波能夠重合。進而對測試參數(shù)進行設置,并嚴格按操作步驟對信號數(shù)據(jù)進行采集,進行數(shù)據(jù)的分析處理,從而得到了綜合物探與鉆孔結(jié)果的對比關(guān)系圖,兩者的吻合效果比較好。而后進行資料的解釋,以完成綜合物探在這一工程中的運用。實踐證明,綜合物探技術(shù)的應用提高了勘測工作的效率,并且在一定程度上節(jié)省了大量的勘測費用。也為綜合物探相關(guān)技術(shù)的理論應用成果做了比較權(quán)威的事例論證,展示了綜合物探技術(shù)的應用效果。

4 結(jié)語

通過本文的分析,對地質(zhì)勘測中的綜合物探技術(shù)有了清晰的認識,明確了其在地質(zhì)勘測中應用的必要性,對其作用原理及常用技術(shù)類型簡單的進行了了解。并針對相關(guān)技術(shù)的應用案例進行了探討。對進一步了解綜合物探技術(shù)的應用效果,發(fā)揮綜合物探技術(shù)在地質(zhì)勘測中的作用,有積極的指導意義。

[1]王華政.地質(zhì)勘測中的綜合物探技術(shù)應用分析[J].建材與裝飾(中旬刊),2008年第3期.

[2]尹國良.綜合物探技術(shù)在地質(zhì)勘查中的分析應用[J].四川建材,2008年第4期.

劉亞文(1961.10—),男,中專,畢業(yè)于鄭州地質(zhì)學校,地球物理勘探專業(yè),主要從事物探找礦和物理勘探在地質(zhì)災害中的應用。