綜合物探方法在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用

丁劍

摘 要：物探方法是目前勘察工作中必不可缺的一部分，擁有高效、成本低等特點，因此得以廣泛的使用，在地質(zhì)勘察工作中發(fā)揮的作用日益增長。在我國早期，地質(zhì)勘察工作中使用的物探方法過于單一，并且每種使用方式都存在一定的局限性，并且導(dǎo)致勘察數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性不高。為此，我國研發(fā)出了綜合物探方法，綜合以往各個單一物探方法的優(yōu)勢，從而在很大程度上提高了地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。本文將重點對綜合物探方法進行分析，探究其實用性等。

關(guān)鍵詞：綜合物探方法；工程地質(zhì)勘察；應(yīng)用

伴隨我國的經(jīng)濟實力日益增長，我國也一直在大力推行現(xiàn)代化經(jīng)濟建設(shè)，為了滿足我國經(jīng)濟發(fā)展的資源需求，提高礦產(chǎn)等資源的開發(fā)非常必要，而加強地質(zhì)勘察技術(shù)是提高礦產(chǎn)資源開采工作質(zhì)量和效率的有效途徑。勘察技術(shù)隨著物探方法的加入取得了突破性進展，極大的提高了勘查效率和質(zhì)量，隨著物探方法的不斷發(fā)展，已經(jīng)慢慢成為勘察技術(shù)中使用最多的方式之一。雖然物探方法使用初期遇到了一系列的難題，伴隨著我國科學(xué)實力的增長以及經(jīng)驗的累積，我國在物探方法的使用上已經(jīng)比較成熟，為了進一步發(fā)揮出物探方法的作用，加大對其的研究力度是必要的。

1 綜合物探方法的具體內(nèi)容

1）選擇合適的物探方法。地質(zhì)勘察工作人員需要根據(jù)勘察目標(biāo)進行信息的收集和梳理，在此基礎(chǔ)上進行幾類較為合適的物探方法的試驗，同時要充分考慮各種物探方法的優(yōu)缺點。

2）確定需要使用的物探方法。經(jīng)過初步的試驗之后，數(shù)據(jù)分析人員在到勘查地點進行詳細的勘察，需要時可以進行小規(guī)模的現(xiàn)場試驗，然后對比各種物探方法的數(shù)據(jù)，從而選定最為合適的物探方法。

3）使用選定的物探方法進行勘察工作。

4）在關(guān)鍵位置布置鉆孔。在勘察工作進行到一定時期，需要在勘察現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)異?；蛘５奈恢貌贾眠m量的地質(zhì)鉆孔，方便后面工作人員進行各項工作。

5）補充性工作。補充性工作主要針對的異常位置，帶目的的對異常位置開展補充和加密工作。

2 綜合物探方法在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用

本文以某大橋橋址區(qū)的工程地質(zhì)勘察為例，對綜合物探方法的應(yīng)用及其效果進行分析。

該大橋橋址區(qū)覆蓋層由粘性土和砂土組成，前者主要分布在覆蓋層上部，后者則主要在下部，基巖的主要組成成分為砂巖和礫巖。從物性條件分析，覆蓋層與基巖間存在著不同程度的電性和波阻抗差異，因此可以采用的勘測方法有直流電測深法、淺層地震反射波法、水域淺地層剖面法等。但這些方法的優(yōu)點、效果、對勘測現(xiàn)場要求各不相同。直流電測深法的特點是適應(yīng)性強，垂直勘探距離長，設(shè)備輕便，勘測速度快，對不同巖性的區(qū)分效果好，但定量精度差，特定地段布線困難。

淺層地震反射波法所用設(shè)備可以自動采集數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進行處理，其規(guī)律性強，定量精度高，并且可以提供彈性力學(xué)參數(shù)，但其對不同巖性的區(qū)分度低，設(shè)備的布置隨著現(xiàn)場地形的變化會有很大差異。水域淺地層剖面法在涉水工程中被廣泛應(yīng)用，其特點是勘探迅速，不影響正常水上活動及水域生產(chǎn)工作，勘探結(jié)果能夠直觀地反映水中地質(zhì)及河床蔓延趨勢。

根據(jù)以上分析結(jié)果，該工程在勘察中選用直流電測深法、淺層地震反射波法、水域淺地層剖面法三種物探方法，并在橋址區(qū)對相關(guān)設(shè)備進行合理布設(shè)。直流電測深法主要用于勘測橋址區(qū)巖性分界線、確定巖性類型、探測橋址區(qū)地質(zhì)構(gòu)造等，因此其所用設(shè)備的主要布置地點為橋址區(qū)的陸地；淺層地震反射波法的目的是定量解釋橋址區(qū)基巖起伏情況和地質(zhì)構(gòu)造，與直流電測深法的結(jié)果相結(jié)合，進行綜合比對，因此相關(guān)設(shè)備布置在在陸地的特定地段；水域淺地層剖面法的目的是查明水底河床的基巖起伏情況和地質(zhì)構(gòu)造，因此主要布置在水域

3 綜合物探方法的應(yīng)用效果

3.1 直流電測深法

直流電測深法所用設(shè)備為某單位生產(chǎn)的ZWD-2型數(shù)字電法儀，因該工程實際條件的限制，在使用該型號設(shè)備進行室外勘測時沒有采用常用的四級裝置，而采用了適應(yīng)性更強的三極裝置進行勘測。

由于地質(zhì)條件較復(fù)雜，整個區(qū)域的實測電測探曲線類型較多，主要有“D”、“G”、“H”、“K”、“HK”五種，對應(yīng)的基巖尾支曲線分為上升和下降兩種類型。對實際測得的電測深曲線圖及地質(zhì)鉆孔結(jié)果進行分析，結(jié)果如下：

1）泥質(zhì)砂巖具有較低的電阻率，平均電阻率為18Ω·m，實際電測深曲線的尾支曲線為下降型。

2）礫巖具有較高的電阻率，平均電阻率為680Ω·m，實際電測深曲線的尾支曲線為上升型。

3）地質(zhì)鉆孔ZK1和ZK2證實了電測深曲線的探測結(jié)果，同時證明了通過對基巖電測深曲線的尾支曲線類型的分析，可以較為準(zhǔn)確地判斷出基巖巖性。

3.2 淺層地震反射波法

淺層地震反射波法所用設(shè)備為某公司生產(chǎn)的數(shù)字地震儀，設(shè)備內(nèi)置了高頻檢波器，以落錘震源為主要內(nèi)置震源。在實際操作前首先通過試驗確定所用系統(tǒng)和儀器的相關(guān)參數(shù)，采用迭加法獲得地震波反射數(shù)據(jù)并用計算機進行處理，形成淺層地震波反射時間剖面圖，對該圖形進行時深轉(zhuǎn)換便可推算出基巖埋深和地質(zhì)構(gòu)造。

通過對地震反射雙程時間剖面圖（圖1）的分析，可以看出基巖反射波組較為清晰，說明該圖反映了所在測線基巖起伏情況，對應(yīng)的覆蓋層波速為1300～1400m/s。ZK1鉆孔的基巖為泥質(zhì)砂巖，埋深為71.6m，震探解釋深度為71.4m；ZK2鉆孔的基巖為礫巖，埋深為51.9m，震探解釋深度為52.1m，兩者結(jié)果一致。ZK1鉆孔和ZK2鉆孔的電探、震探反映出基巖埋深由深變淺，90～1O0號樁尤為明顯，與此處是泥質(zhì)砂巖與礫巖的分界線的電探結(jié)果吻合。實測電測深曲線的尾支曲線按以下順序呈現(xiàn)明顯變化趨勢：“下降型”“緩慢下降型”“平緩型”“緩慢上升型”“上升型”，該變化實際上正反映了基巖的過渡。在確定巖性類型、劃分巖性界線時主要根據(jù)直流電測深的結(jié)果，而在確定基巖起伏情況和埋深時主要根據(jù)淺層地震反射波法的結(jié)果，兩種方法互相補充，使探測結(jié)果更加準(zhǔn)確。從圖1還可看出，基巖反射波組較為連續(xù)，但52～62號樁對應(yīng)的基巖反射波組缺失，對應(yīng)的電測深曲線的尾支曲線分別為“下降型”和“上升型”，80號樁鉆孔表明此處的基巖為硅質(zhì)巖，對應(yīng)電測深曲線的尾支曲線為“上升型”，綜合上述結(jié)果，可以推斷出58號樁附近存在斷層。

3.3 水域淺地層剖面法

水域淺地層剖面法的設(shè)備為美國MEP-3O5系列淺地層剖面儀，從時間剖面圖及對地質(zhì)斷面圖的分析可知，水底反射波組和基巖反射波組較為連續(xù)，有很高的分辨度。河床有較為明顯的起伏，反射波較強，基巖界面的起伏則較為平緩。經(jīng)觀測，1～16號測試點的水域基巖埋深逐漸變淺，依據(jù)鉆孔結(jié)果分析得出，水的波速大約為1500m/s，

覆蓋層的波速為1750m/s。

4 結(jié)語

綜上所述，地質(zhì)勘探對于我國的經(jīng)濟發(fā)展來說有著重要作用，地質(zhì)勘探行業(yè)的發(fā)展有利于我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的進行，單一的物探方法不能滿足日益復(fù)雜的地質(zhì)勘察工作的需要。在工程地質(zhì)勘察中，綜合物探方法有著明顯優(yōu)勢，能夠應(yīng)對大范圍的地下勘察工作，提高勘察效率，降低勘察成本。在進行工程地質(zhì)勘察工作時應(yīng)合理選用不同的物探方法，將各種方法的優(yōu)點結(jié)合起來，以提高工程勘察的質(zhì)量。

參考文獻

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