物探方法在工程地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

楊 翼

（中國能源建設(shè)集團湖南省電力設(shè)計院有限公司，湖南 長沙 410000）

在現(xiàn)代化的礦山工程建設(shè)中，我國增加了中大型礦山地質(zhì)物探建設(shè)的工程項目數(shù)量。地質(zhì)物探是一個礦山工程建設(shè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)之一。我國礦山工程建設(shè)的水平在快速提高，同時，工程項目對地質(zhì)勘查要求越加嚴格，也是工程地質(zhì)勘查當中的重要環(huán)節(jié)，對工程質(zhì)量產(chǎn)生很大影響。物探工作和地質(zhì)工作緊密聯(lián)系到一起，這樣才能保證地質(zhì)物探工作的順利完成，也是對地質(zhì)工作方式的擴展，傳統(tǒng)的地質(zhì)工作方法是通過對地質(zhì)資料的研究來進行勘查，但對地質(zhì)深層次的參考數(shù)據(jù)分析不夠精準，這就需要利用精密儀器來進行勘測，保證地質(zhì)的勘測質(zhì)量，提高整體地質(zhì)勘測水平。隨著近幾年來科學技術(shù)的大力發(fā)展，給物探方法在工程地質(zhì)勘查中的應(yīng)用帶來了理論知識和實際操作規(guī)范[1]。

1 工程地質(zhì)和物探技術(shù)二者之間的關(guān)系

實際上，物探技術(shù)就是地球物理勘探技術(shù)的簡稱。這項技術(shù)主要被廣泛應(yīng)用于工程勘查，環(huán)境勘查和資源勘查。傳統(tǒng)的工程地質(zhì)勘查方法主要包括雙橋靜力觸探法，標準貫入實驗和鉆探等方法。這三種工程地質(zhì)勘查方法分別對應(yīng)了上述三種工程地質(zhì)勘查類型項目。也就是說這三種工程地質(zhì)勘查方法之間的應(yīng)用范圍是不同的，應(yīng)用技術(shù)和應(yīng)用手段也存在著一定的差別。所以在應(yīng)用這三種地質(zhì)勘探方法的時候，必須要結(jié)合項目工程的實際情況來進行選擇和分析。實際上，隨著我國近幾年社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國工程地質(zhì)勘探項目的建設(shè)數(shù)量越來越多，涉及到的工程地質(zhì)勘探類型也愈來愈加豐富。工程數(shù)量的增多并不意味著工程質(zhì)量的下降，反而正是由于工程地質(zhì)勘探項目數(shù)量的增加，對于每一項工程地質(zhì)勘探項目質(zhì)量的要求也越來越高。質(zhì)量其實是一項工程項目建設(shè)的基本內(nèi)容，只有對工程質(zhì)量進行保障，才能夠保證工程地質(zhì)勘查項目的可持續(xù)發(fā)展。談到物探方法與工程地質(zhì)勘查二者之間的關(guān)系，實際上他們是相輔相成的。例如，在傳統(tǒng)的地質(zhì)勘查項目中，如果要想獲得地質(zhì)信息，就必須要使用鉆探技術(shù)對地質(zhì)體進行勘查。但是，這項工作并沒有說起來那么簡單，所以在實際操作過程中會結(jié)合其他兩種工程地質(zhì)勘探方式進行聯(lián)合應(yīng)用，采取適宜的物探設(shè)備對傳統(tǒng)的單項勘探方式的不足進行一定程度的彌補，從而提升工程地質(zhì)勘查方式的可靠性，也提升了物探方法在工程地質(zhì)勘查中的實際應(yīng)用質(zhì)量。現(xiàn)代工程地質(zhì)勘查項目中比較常用的幾種物探方法，包括電法勘探法，電剖面法，地震勘探法，探地雷達法，重力勘探法等等。工程地質(zhì)勘查的手段有很多，但是以上提到的幾種手段是優(yōu)勢大于劣勢的幾種手段，他們也會受到現(xiàn)實因素的影響，也會有觸及不到的環(huán)節(jié)，但是相對來說其勘探結(jié)果比較精準、操作手法也較為簡單。所以被列為現(xiàn)代工程地質(zhì)勘查中最為常用的幾種勘查手段。在下文中會對其中三種物探方法進行詳細的解釋說明[2]。

2 物探方法在工程地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

（1）電法勘探法。這項電法勘探技術(shù)是物探方法范圍內(nèi)在工程地質(zhì)勘查中經(jīng)常應(yīng)用的一種勘查技術(shù)。其使用過程在確定工程地質(zhì)勘查的觀測點后，對工程地質(zhì)的深度以及電阻變化進行勘查。根據(jù)供電電極之間的距離以及勘查到的電阻率的差異數(shù)據(jù)，從而準確的勘探到工程地質(zhì)項目中需要被偵測的巖層深度，從而還可以推算出巖層分布的位置及規(guī)律。所以一般情況下電法勘探法會被應(yīng)用于深度較大、巖層分布較為復(fù)雜的巖層勘探工程中。

（2）電剖面法。電剖面法技術(shù)一般會被應(yīng)用于工程地質(zhì)勘查中的人工電場勘探項目。電剖面法可以對工程地質(zhì)的基巖面起伏規(guī)律和斷裂帶的分布規(guī)律進行準確的探索和勘查。在應(yīng)用過程中，可以將電剖面法與電測深法進行有機結(jié)合，聯(lián)合應(yīng)用于基巖面起伏規(guī)律的勘探。

所以這種電剖面法也被稱為聯(lián)合剖面法或者對稱四極法，主要應(yīng)用于沉積巖勘探項目中。在實際應(yīng)用中，電剖面法所具備的物理性質(zhì)可以支持其勘查到不同巖層的電性特征。但是一般情況下巖層中的含水率是影響電阻率的關(guān)鍵因素之一。除此之外，電阻率還會受到水溶液以及水溶液礦化程度等不同因素的影響。所以，假設(shè)巖石中的水呈現(xiàn)的是分散狀態(tài)或者是不連貫狀態(tài)，那么他對于電剖面在勘探過程中電阻率的影響就會較小，但是如果水呈現(xiàn)連貫狀態(tài)或者呈現(xiàn)片狀、面狀等形式存在的情況下，對于電阻率的影響就會較大。水溶液礦化程度對于電阻率的影響體現(xiàn)于如果巖石的含水率和含水狀態(tài)是相同的，但是其不同的礦化程度也會造成電阻率數(shù)據(jù)有所差異[3]。

（3）重力勘探法。重力勘探技術(shù)的應(yīng)用原理在于組成地殼結(jié)構(gòu)的各類巖體的礦體密度是不同的，同時會產(chǎn)生較大的差異性，所以會造成重力變化。根據(jù)這個原理就產(chǎn)生了重力勘探技術(shù)。這項技術(shù)誕生的基礎(chǔ)設(shè)定是以牛頓萬有引力為科學依據(jù)的。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，重力勘探法在現(xiàn)今工程地質(zhì)勘查任務(wù)中所做出的突出貢獻和所測量的結(jié)果精確度更高。重力勘探法被帶上了更大的舞臺。這種勘探方式的應(yīng)用優(yōu)勢在于對擬定工程項目建設(shè)區(qū)域進行勘查的過程中，可以將重力勘探的結(jié)果與其他工程地質(zhì)物探資料進行有效整合和對比，從而推斷出更有效的工程地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)。那么在這種情況下，工程地質(zhì)勘查所屬區(qū)域覆蓋層以下的礦體分布情況以及礦體性質(zhì)都能夠得到有效推斷。最終通過重力勘探法進行勘查的結(jié)果是一份完整準確的工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及分布區(qū)域詳情，為后續(xù)的工程地質(zhì)勘查工作節(jié)省了很多的時間。同時，重力勘探技術(shù)也能夠反過頭來為工程勘查項目設(shè)計方案和施工方案的制定進行校對和確認，并且為設(shè)計工作提供詳細且有力地依據(jù)。隨著重力勘探法的不斷完善，越來越多的工程地質(zhì)勘查項目會應(yīng)用重力勘探技術(shù)這項勘查手段[4]。

3 結(jié)語

本文結(jié)合物探方法與工程地質(zhì)勘查二者之間的關(guān)系，簡單敘述了在現(xiàn)代工程地質(zhì)勘查中最為常用的幾種物探方法。從物探方法的起源、科學依據(jù)、缺陷優(yōu)勢特點等角度切入，分別闡述了這幾種物探方法的應(yīng)用范圍。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的物探方法得到了顯著的提升和完善。就工程地質(zhì)勘查項目來說，不同巖性的巖層或者不同物理性的土體都會對物探方法產(chǎn)生一定程度的影響。所以在工程地質(zhì)勘查項目的實際過程中，具體應(yīng)用哪項物探手法、應(yīng)該怎樣應(yīng)用這項物探手法以及怎樣實現(xiàn)物探手法的聯(lián)合應(yīng)用，都要根據(jù)實際情況進行判斷。此外，還要充分結(jié)合當?shù)氐奶鞖馇闆r、地殼運動情況、土體狀態(tài)等客觀因素來保證勘探結(jié)果的精準性，為工程地質(zhì)勘查項目的設(shè)計和具體施工提供可靠的數(shù)據(jù)。