試論物探方法在地質(zhì)工程勘查中的應(yīng)用

曾達(dá)亮　許芳芳

【摘 要】當(dāng)前我國經(jīng)濟發(fā)展迅速，尤其是在城市工程和條件復(fù)雜的環(huán)境中，開創(chuàng)出來的物探技術(shù)是利用多種地球物理探測方法，對地質(zhì)體進行探測，這項技術(shù)在工程地質(zhì)勘察中越來越受到重視。本文結(jié)合在工程實際施工中的勘察分析進行論述，因為在實際工作中會遇到各種情況，在工程中物探技術(shù)的發(fā)展，解放了倍增的工作壓力。物探成果是地質(zhì)研究的理論依據(jù)，對其正確使用必將能提高地質(zhì)工作效率和精度，為生產(chǎn)和科研帶來可觀效益。

【關(guān)鍵詞】工程地質(zhì)；工程勘查；物探應(yīng)用

1.物探方法和工程勘察的相互關(guān)系

在實際工程中，物探工作在環(huán)境建設(shè)、資源開發(fā)、工程等方面進行開展，各種儀器裝備的配備也極大的促進了物探工作的進步。物探工作對我國的經(jīng)濟發(fā)展和社會進步起到了不可磨滅的作用，它的發(fā)展為我國的環(huán)境、工程和資源的有效利用，起到了引領(lǐng)作用。以前舊的勘察方式極大的制約了工程的進度和開展。舊的傳統(tǒng)勘探方式也只是鉆探取土、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、雙橋靜力觸探等。這些落后的方法具有片面性和單一性，不能滿足現(xiàn)有的工程需求，往往一個工程需要多種收單協(xié)作完成。隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的迅速發(fā)展，工程建設(shè)也日益加快，與此同時對工程地質(zhì)勘察的要求亦越來越高。工程地質(zhì)勘察是整個工程最基本的工作，是工程開展順利與否的先決條件，在某種意義上說地質(zhì)工作和物探相互彌補、相互依存，他們是地質(zhì)勘探的重要手段和方法。彌補了傳統(tǒng)勘探的不足之處。舊有的地質(zhì)工作就是在工程點，鉆取土樣，依據(jù)數(shù)據(jù)匯總歸納。因此，對數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性起到了制約，而物探工作借助儀器大量加密觀測網(wǎng)進行間接觀測，彌補的常規(guī)手段的不足，提高了地質(zhì)結(jié)論的可靠性。

2.工程物探工作開展的特點

2.1工程探測的深度小

在實際工程中探測設(shè)計中由于地址問題多，且屬于淺層問題，在進行地球物理探測的時候，一般深度在地表幾米至幾十米不等，最大的深度在百米以上。

2.2探測的精度比較高

對于城市和高速鐵路勘查等工程具有比較高的勘察精度，在平面和勘察深度上的誤差非常小，幾乎達(dá)到幾厘米。

2.3工程施工的場地狹小

工程地球物探工作時工程看產(chǎn)、測試的主要部分，常要求在很短的時間內(nèi)完成，有時要求在幾天到十幾天不等就要完成測試工作，尤其是工程搶險工程項目中。

3.工程勘察中物探方法原理

3.1電法勘探

電測深法測定觀測點深度方向以下視抵抗率變化規(guī)律研究，在地下的深度的巖石的分布狀況的一種方法。研究覆蓋層的厚度和巖質(zhì)的變化情況等廣泛的應(yīng)用。最近發(fā)展的高密度電阻率法都市工學(xué)煤礦開采遺址勘探，得到淺的導(dǎo)電性信息活躍的方法，地質(zhì)結(jié)構(gòu)分開，地下管線探測路巖盤融化和煤礦老塘探測中發(fā)揮著重要作用的。研究的對象主要是不同的電阻率的水平的巖層，最有利的條件太水平和傾角層，傾角巨大巖石，解譯工作也難。所以這個方法采用的前提條件：測定目的層和周圍的物質(zhì)存在明顯的東西必須的差異，通過一定的電極裝置測視抵抗率異常分布定律，達(dá)到認(rèn)識地底質(zhì)身體電氣結(jié)構(gòu)的目的。實際遇到的地層不均質(zhì)是同性，所得的體積電阻率非真的抵抗率，村莊質(zhì)體的綜合反映，把這個視體積電阻率。供電電極間距不同，可得到深度的視體積電阻率，通過視體積電阻率的分布定律，可以理解物質(zhì)的變化。

3.2勘探中的電剖面法

實際工程中的電氣勘查斷面法和電測深法是本質(zhì)不同，研究的人工電場地下的分布定律的基礎(chǔ)，廣泛采用的一種方法。這和電斷面法配合，研究基巖面起伏的法則，斷裂帶分布等較為明顯的效果。主要對稱四極法及聯(lián)合斷面法等。電法勘探的主要研究對象是沉積巖。電法探索中，巖石層電性的差異電法工作的物理的前提（即抵抗率差異）。影響抵抗率（主要是離子導(dǎo)電）的主要原因是巖石含水情況，同時還決定是水溶液的礦化度，水溶液的存在狀態(tài)。如果水巖石上分散和連接方式，電阻率的影響少，相互連接狀態(tài)巖層抵抗率大幅降低。所以同一含水場合，礦化度不同抵抗率也不同，甚至差異很大。另外，小小的巖石抵抗率高的孔隙度（巖盤和幾乎變質(zhì)巖），并且孔隙度很大，滲透性小巖石（各種泥巖）那個抵抗率低的。

3.3地震的勘探

地震勘探主要是反射波法及折射波法。是反射波和折射波時間場沿著航向方向的時空分布定律的觀測確定地下反射面和折射界面深度和結(jié)構(gòu)形狀和性質(zhì)。地震勘探相比其他物理勘探方法是，高精度，解釋成果單一的，不過，成本相對較高。我們所看到的地球物理勘探斷面是一種經(jīng)過給予校正后的地質(zhì)內(nèi)涵的反射波和折射波時間剖面（實質(zhì)是不同的地質(zhì)體的反射波和折射波速度差）。

3.4勘探中的重力法

重力測量被妨礙小，高精度，地球物理勘探方法的輔助手段之一，地表附近探測地層不均一性，空洞，小型地質(zhì)密度異常身體和人工結(jié)構(gòu)的地下遺跡等方面得到了較好的效果。但是在工作中應(yīng)注意天氣的事，考慮地形和振動的影響。

3.5鉆孔彩色電視全孔壁成像技術(shù)

鉆孔彩色電視傘孔墻壁成像系統(tǒng)直接觀察鉆孔墻壁 360 度范圍圖像的新技術(shù)，人們的視線直接延伸到鉆孔到達(dá)的地下巖等地質(zhì)身體內(nèi)部準(zhǔn)確了解地下隱蔽工程的內(nèi)部結(jié)構(gòu)極為有效的手段，提供的測試。這個成果的關(guān)鍵技術(shù)主要有：360°孔墻壁成像的實現(xiàn)，干涉白癜風(fēng)的消除，密封結(jié)構(gòu)設(shè)計，圖像處理軟件系統(tǒng)的研究和開發(fā)等。

4.物探方法發(fā)展展望

4.1物探技術(shù)方法發(fā)展

鑒于工程涉及的地質(zhì)與檢測問題，探測技術(shù)將會進一步提高，多波理論會得到進一步應(yīng)用，可利用的物理波場的頻譜范圍會越來越寬，電磁波譜可利用的范圍由純直流擴到雷達(dá)波，彈性波譜由瑞雷波向超聲波頻率擴展。陸地聲納法、地震映像法、高密度電阻率法、大地電磁電導(dǎo)率剖面法等探測數(shù)據(jù)快速連續(xù)自動采集技術(shù)將會日益活躍。

4.2物探儀器設(shè)備的發(fā)展

復(fù)雜的地質(zhì)勘測環(huán)境條件要求儀器設(shè)備具有良好的防塵、防震、防潮等性能，要求增強其智能化程度、具有捕捉較大動態(tài)范圍的長遠(yuǎn)信號能力，儀器將會由單一化的專用儀器向多功能化發(fā)展，促進各種探測方法相互滲透和綜合應(yīng)用。

5.結(jié)束語

對于地形復(fù)雜及巖溶裂隙較發(fā)育的灰?guī)r地區(qū)，在調(diào)查巖體內(nèi)部的構(gòu)造發(fā)育情況時，電磁波 CT是一種有效的手段，與地震波 CT 相比，它能更好地反映充填粘土的溶洞，具有更突出的應(yīng)用效果。在近郊的山區(qū)工程地質(zhì)勘察中，高密度電法、激電測深法等直流電法受環(huán)境電磁的干擾較小，與其它方法相比，能更好地適應(yīng)復(fù)雜的地形變化，是解決山區(qū)工程勘察任務(wù)的有效手段。工程物探方法在實施之前首先要明確工程地質(zhì)勘察任務(wù)，然后有目標(biāo)性地結(jié)合工程場地的地球物理場差異、工程環(huán)境等因素選擇合適、可行的工程物探方法。同時，不同的工程環(huán)境需要對應(yīng)不同的物探采集參數(shù)，因此首先要進行試驗，確定有效的物探方法和參數(shù)，然后方能進行合理的物探工作。隨著工程建設(shè)的飛速發(fā)展和資源的不斷開發(fā)，工程地質(zhì)勘察逐漸走向復(fù)雜化，傳統(tǒng)的勘察手段會表現(xiàn)出越來越多的局限性，而物探技術(shù)將憑借自身的優(yōu)勢在工程地質(zhì)勘察中發(fā)揮越來越重要的作用。但是，在物探方法的應(yīng)用過程中，也應(yīng)當(dāng)正視物探方法本身的局限性，即物探方法在進行地質(zhì)解釋時存在的多解性。因此在解決復(fù)雜的工程地質(zhì)問題時，應(yīng)當(dāng)采用多種物探方法互相補充，同時將物探方法與傳統(tǒng)勘察手段相結(jié)合，通過綜合對比分析、相互驗證和補充來提高地質(zhì)解釋的準(zhǔn)度和精度。 [科]

【參考文獻】

[1]李廣升.工程地質(zhì)勘察現(xiàn)狀及發(fā)展[J].民營科技，2009（08）.

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