淺析物探技術(shù)在城市地下工程中的應(yīng)用

石長(zhǎng)印

【摘要】綜合物探技術(shù)可以應(yīng)用于城市工程建設(shè)各個(gè)階段中，在不同的建設(shè)階段，選擇不同的物探技術(shù)，能夠更好的為城市工程建設(shè)提供依據(jù)，本文根據(jù)城市地下工程建設(shè)的階段介紹不同的物探技術(shù)，指出在城市地下工程建設(shè)中的各個(gè)階段，利用不同的物探技術(shù)準(zhǔn)確探測(cè)地下空間信息，能夠?yàn)槌鞘械叵鹿こ讨械慕ㄔO(shè)提供科學(xué)依據(jù)，是解決問(wèn)題的關(guān)鍵，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【關(guān)鍵詞】物探技術(shù)； 城市地下工程；電磁感應(yīng)法； 探地雷達(dá)法； 高密度電阻率法

1引言

城市地下工程建設(shè)中，需要對(duì)地面下的東西進(jìn)行詳細(xì)的勘探，城市地下工程在建設(shè)中出現(xiàn)的大面積地表沉陷，會(huì)使得地面建構(gòu)筑物、交通設(shè)施、生活基礎(chǔ)設(shè)施、土地等遭受到嚴(yán)重破壞， ，不但影響著當(dāng)?shù)鼐用裆a(chǎn)和生活，而且嚴(yán)重影響區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定。因此，隨著地下工程的建設(shè)越來(lái)越多，對(duì)于地下空間的探測(cè)也越來(lái)越重要，物探技術(shù)憑借高效、 經(jīng)濟(jì)、施工靈活、信息豐富，探測(cè)效果好等優(yōu)點(diǎn)在工程地質(zhì)勘查中應(yīng)用廣泛。

2城市地下工程建設(shè)的規(guī)劃

地下空間的合理開(kāi)發(fā)離不開(kāi)科學(xué)的規(guī)劃指導(dǎo)，而實(shí)現(xiàn)科學(xué)規(guī)劃的第一步就是要獲取地下空間現(xiàn)狀信息。通過(guò)調(diào)查分析現(xiàn)有的地下管線，能夠?yàn)槌鞘械叵鹿こ痰牡慕ㄔO(shè)提供依據(jù)。城市地下建設(shè)的第二步就是對(duì)城市工程作業(yè)的地基進(jìn)行勘察，地基勘查是城市工程建設(shè)中不可缺少的一環(huán)，城市地下建設(shè)中，第三步是對(duì)導(dǎo)致城市次生地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行勘查。

3 城市地下工程建設(shè)的物探技術(shù)應(yīng)用

3.1地下管線探測(cè)的應(yīng)用

城市地下管線是指城市范圍內(nèi)供水、排水、燃?xì)?、熱力、電力、通信、廣播電視、工業(yè)等管線及其附屬設(shè)施，是保障城市運(yùn)行的重要基礎(chǔ)設(shè)施和“生命線”地下管線的材質(zhì)各不相同，即使是同一種管線，材質(zhì)也有多種，如：鑄鐵、鋼、混凝土、塑料、銅、光纖等目前每條高架橋、地鐵、隧道、高速公路以及各類非開(kāi)挖施工的第一步就是開(kāi)展地下管線探測(cè)。

3.2電磁感應(yīng)法

電磁感應(yīng)法是以巖（礦）石的導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性和介電性的差異為物質(zhì)基礎(chǔ)，應(yīng)用電磁感應(yīng)原理，通過(guò)觀測(cè)和研究人工或天然源形成的電磁場(chǎng)的空間分布和時(shí)間（或頻率）的變化規(guī)律，從而尋找良導(dǎo)礦床或解決有關(guān)的各類地質(zhì)問(wèn)題的一組電法勘查的重要分支方法。電磁感應(yīng)法是目前探測(cè)地下管線最成熟、操作最方便的方法，管線探測(cè)儀能基本準(zhǔn)確定位地下金屬管線，但對(duì)于非金屬管線沒(méi)有探測(cè)效果，盡管管線探測(cè)儀生產(chǎn)商配備探測(cè)非金屬管道的示蹤探頭，但在一些非金屬給水、高壓污水和燃?xì)夤艿廊狈?yīng)用條件。由于城市大部分區(qū)域缺乏開(kāi)挖、打樣洞探查條件，使用探地雷達(dá)進(jìn)行無(wú)損探查成為唯一有效方法。實(shí)驗(yàn)研究表明應(yīng)用探地雷達(dá)可以獲取地下管線的斷面尺寸、材質(zhì)以及其中的充填物和其他信息

3.3城市工程地質(zhì)勘查的應(yīng)用

工程地質(zhì)勘查是城市建設(shè)的基礎(chǔ)，地下空間的工程地質(zhì)勘查工作在城市建設(shè)中的地位日益重要。城市工程地質(zhì)勘查包括探測(cè)地下管線、人防工程、地基檢測(cè)等。

3.4探地雷達(dá)法

探地雷達(dá)方法是通過(guò)發(fā)射天線向地下發(fā)射高頻電磁波，通過(guò)接收天線接收反射回地面的電磁波，電磁波在地下介質(zhì)中傳播時(shí)遇到存在電性差異的分界面時(shí)發(fā)生反射，根據(jù)接收到的電磁波的波形、振幅強(qiáng)度和時(shí)間的變化等特征推斷地下介質(zhì)的空間位置、結(jié)構(gòu)、形態(tài)和埋藏深度。探地雷達(dá)可用于檢測(cè)各種材料，如巖石、泥土、礫石，以及人造材料如混凝土、磚、瀝青等的組成。雷達(dá)可確定金屬或非金屬管道、下水道、纜線、纜線管道、孔洞、基礎(chǔ)層、混凝土中的鋼筋及其它地下埋件的位置。它還可檢測(cè)不同巖層的深度和厚度，并常用于地面作業(yè)開(kāi)工前對(duì)地面作一個(gè)廣泛的調(diào)查。

探地雷達(dá)技術(shù)能反映和區(qū)分不同地下介質(zhì)層的界面，指出其精確深度、厚度和介質(zhì)性質(zhì)；同時(shí)其探測(cè)結(jié)果能反映與實(shí)際連續(xù)變化的地下剖面相符的圖像。大量實(shí)踐表明應(yīng)用探地雷達(dá)進(jìn)行地基勘查可以縮短工作周期甚至不施鉆孔達(dá)到滿意效果。例如：利用探地雷達(dá)探測(cè)淺埋人防工程對(duì)于高層建筑地基危害性，探地雷達(dá)剖面不僅能精確顯示人防工程的平面邊界位置，而且能夠有效的提供快速無(wú)損、分辨率高、實(shí)時(shí)剖面記錄圖像清晰直觀和受外界干擾影響小的人防工程的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

3.5城市工程建設(shè)次生地質(zhì)災(zāi)害勘察的應(yīng)用

城市建設(shè)中，不合理開(kāi)發(fā)易導(dǎo)致城市次生地質(zhì)災(zāi)害如地面沉降、地裂縫、巖溶塌陷的形成，嚴(yán)重危害到人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。地面沉降波及范圍廣，下沉速率緩慢，往往不易察覺(jué)，對(duì)建筑物、城市建設(shè)危害極大。地裂縫寬度極小，埋深變化大，延伸較長(zhǎng)，嚴(yán)重破壞地面及地下各種建筑設(shè)施。

3.6高密度電阻率法

高密度電法實(shí)際上是集中了電剖面法和電測(cè)深法。其原理與普通電阻率法相同.所不同的是在觀測(cè)中設(shè)置了高密度的觀測(cè)點(diǎn)。是一種陣列勘探方法。高密度電阻率法與常規(guī)的電阻率法相比，它在野外信息采集過(guò)程中可組合使用多種裝置形式，在電性不均勻的探測(cè)中取得了良好的地質(zhì)效果。一次布極，可以完成縱、橫向二維勘探過(guò)程，既能反映地下某一深度沿水平方向巖土體的電性變化，同時(shí)又能提供沿縱向巖層的電性變化情況，具備點(diǎn)剖面和電測(cè)深兩種方法的綜合勘探能力。高密度電阻率法則能夠快速查明地面沉降的誘發(fā)機(jī)制。利用高密度電阻率法可以探測(cè)城市工程次生地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)生的位置，不僅效率高，耗資小，而且分辨率高。

物探技術(shù)在城市地下工程建設(shè)中，地位已越來(lái)越重要，許多探測(cè)成果可以直接為城市工程設(shè)計(jì)提供依據(jù)。但物探技術(shù)也有局限性，實(shí)際工作中要因地制宜，合理選擇物探方法，使物探技術(shù)更好地，更準(zhǔn)確地為城市規(guī)劃建設(shè)服務(wù)。

4總結(jié)

綜合物探技術(shù)可以應(yīng)用于城市工程建設(shè)各個(gè)階段中，在不同的建設(shè)階段，選擇不同的物探技術(shù)，能夠更好的為城市工程建設(shè)提供依據(jù)，筆者認(rèn)為在城市工程建設(shè)中，大多存在比較復(fù)雜的地質(zhì)和工程問(wèn)題，采用單一的物探方法一般難以查明或解決有關(guān)地質(zhì)和工程問(wèn)題。實(shí)際時(shí)應(yīng)采用綜合探測(cè)方法互相佐證，并緊密結(jié)合相關(guān)資料綜合分析，提高探測(cè)結(jié)果精度和成果可靠性。

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