物探技術(shù)在城市建設(shè)中的應(yīng)用

（上海申豐地質(zhì)新技術(shù)應(yīng)用研究所有限公司，上海 201799）

1 物探技術(shù)

對于物探技術(shù)而言，主要是指地球物理探測。在實際的使用中，需要根據(jù)地質(zhì)對象的特點，對周圍的介質(zhì)進(jìn)行分析，通過物理性差異分析地質(zhì)情況的探測手段。將物探技術(shù)運用在城市規(guī)劃中，不僅可以及時獲取地下信息，而且也可以對地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況的基本特點，并認(rèn)識到地質(zhì)勘探中存在的問題，之后構(gòu)建針對性的處理策略，以保證地質(zhì)勘探工程項目的穩(wěn)定性，為當(dāng)代城市的建設(shè)及發(fā)展提供參考[1]。

2 城市建設(shè)中面臨的問題

2.1 城市建設(shè)缺少創(chuàng)新

根據(jù)城市建設(shè)的基本特點，在城市建設(shè)的過程中，其核心目的是實現(xiàn)城市的現(xiàn)代化建設(shè)，但是，由于城市建設(shè)理念缺少創(chuàng)新，導(dǎo)致城市的建設(shè)缺少特色，無法實現(xiàn)城市建設(shè)及發(fā)展的目的。如，在一些地區(qū)的城市建設(shè)中，受到建設(shè)理念單一以及盲目效仿等因素的影響，出現(xiàn)了城市建設(shè)規(guī)劃不足的問題，而且，在城市建設(shè)前期也缺少技術(shù)投入，為之后的城市建設(shè)及資源利用帶來限制。

2.2 城市基礎(chǔ)設(shè)施落后

結(jié)合城市的發(fā)展特點，在現(xiàn)代化城市建設(shè)中，受到資金支持不足的限制，部分地區(qū)在城市基礎(chǔ)建設(shè)中出現(xiàn)了設(shè)施及技術(shù)落后的問題，無法實現(xiàn)城市經(jīng)濟的快速發(fā)展，降低城市建設(shè)的整體質(zhì)量。因此，在城市建設(shè)的過程中，為了保證各項建設(shè)方案的穩(wěn)步進(jìn)行，城市建設(shè)及規(guī)劃部門應(yīng)該引入先進(jìn)的技術(shù)形式，通過技術(shù)的科學(xué)運用，提高城市基礎(chǔ)項目規(guī)劃的整體效果，滿足行業(yè)的穩(wěn)步運行及持續(xù)發(fā)展需求[2]。

3 工程概況及探測內(nèi)容

3.1 工程概況

以半淞園濱江驛站改建工程物探為例，該項目位于黃浦區(qū)苗江路東側(cè)，探測范圍是半淞園濱江驛站，探測的核心目的是查明委托方指定地下管線和地下障礙物。

3.2 物探相關(guān)內(nèi)容

3.2.1 探測內(nèi)容

（1）探測并給出地上、地下各類建（構(gòu)）筑物、管線（含架空）的屬性、平面位置、埋深度、走向等情況。

（2）濱江驛站地塊內(nèi)地下障礙物探測：需摸清范圍內(nèi)是否存在地下障礙物。

3.2.2 探測方法

地下管線探測方法：磁偶極感應(yīng)法，夾鉗法，直接法，工頻法，示蹤電磁法；

地下障礙物探測方法：地震映像法。

3.2.3 使用儀器

結(jié)合工程項目的特點以及基本的施工需求，對工程項目的探測儀器使用項目進(jìn)行分析，結(jié)果如表一。

表一 儀器選擇

3.3 探測工作原則

結(jié)合工程項目的特點，為了確保探查工作質(zhì)量，實際工作中需要遵循以下原則：第一，根據(jù)甲方布置的工作范圍，現(xiàn)場勘測確定實際工作范圍。第二，走訪有關(guān)管線單位和項目建設(shè)單位以及政府管理部門，充分收集資料。第三，野外探查，野外作業(yè)時，現(xiàn)場用鉛筆或彩色筆詳細(xì)記錄各種管線的走向、連接關(guān)系、管線點編號，并標(biāo)注在1：500 地形圖上，形成探查草圖，交付測量作業(yè)工序使用。第四，測量收點，采用動態(tài)GPS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）和全站儀對探測得到的測點，包括管線井位、出露點以及其它特征點進(jìn)行測量收點。第五，地下管線探測采用盲探的方式進(jìn)行，對探測區(qū)域進(jìn)行全面的掃描式探測，必要時擴大探測范圍，最大程度的確保探測結(jié)果的準(zhǔn)確、可靠；第六，對場地內(nèi)障礙物的探測，主要采用地震映像法?，F(xiàn)場探測采用十字網(wǎng)格布設(shè)探測剖面測線的方式進(jìn)行探測，以期達(dá)到最經(jīng)濟、最有效的探測結(jié)果。

4 物探技術(shù)在城市建設(shè)中的應(yīng)用

4.1 地質(zhì)構(gòu)造探查

在城市建設(shè)之前，通常需要對地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行探查，為了保證城市建設(shè)的安全性，降低地質(zhì)災(zāi)害對城市建設(shè)的影響，需要及時分析這一問題，以便地震發(fā)生時對城市建設(shè)項目造成的影響。在地質(zhì)構(gòu)造探查的過程中，物探技術(shù)包括以下內(nèi)容：第一，在城市規(guī)劃及建設(shè)之前，需要使用物探技術(shù)對城市的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行全方位的探查，以便及時發(fā)現(xiàn)城市建設(shè)中存在的隱患問題，保證城市建設(shè)及規(guī)劃工作的穩(wěn)步進(jìn)行。第二，在物探技術(shù)與城市建設(shè)融合中，為了保證地質(zhì)構(gòu)造勘查的有效性，可以利用綜合探測技術(shù)進(jìn)行勘察，分析地質(zhì)構(gòu)造以及地質(zhì)條件的分布狀況，提高物探技術(shù)的使用效果，同時也發(fā)揮城市建設(shè)及規(guī)劃的整體質(zhì)量[3]。

4.2 地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查

城市建設(shè)中的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中，可以根據(jù)自然或是人為作用下，對人類安全危害的問題進(jìn)行探究，一般情況下，物探技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的內(nèi)容主要包括：第一，事前預(yù)測。在地質(zhì)災(zāi)害勘察中，物探技術(shù)可以充分預(yù)測地質(zhì)情況，并實時獲取物探資料，而且也可以對區(qū)域中的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行嚴(yán)格探查，有效獲取地質(zhì)勘探的條件及類型。物探技術(shù)使用中，可以與計算機系統(tǒng)進(jìn)行融合，通過精準(zhǔn)分析，顯示出地層的基本情況以及地質(zhì)特征，之后對地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行實時性的監(jiān)測，提高地質(zhì)勘探管理的整體效果。第二，事中監(jiān)測。在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查的過程中，物探技術(shù)可以對地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行實施性的監(jiān)測，在獲取數(shù)據(jù)之后可以利用計算機系統(tǒng)進(jìn)行分析，及時獲得地質(zhì)結(jié)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)，充分發(fā)揮物探技術(shù)的使用優(yōu)勢[4]。

4.3 地下障礙物探查

在地下障礙物勘查中，通常會選擇地震映像法，對于該種技術(shù)形式而言，主要利用反射波法，通過最佳偏移距技術(shù)的運用，對多種地震波進(jìn)行實施探測，以提高探測結(jié)果的精準(zhǔn)性。在地震映像法使用的過程中，可以提高數(shù)據(jù)采集速度，而且也可以提高抗干擾能力，避免淺層反射波拉伸、畸形問題的出現(xiàn)。在一些大型城市，由于其經(jīng)濟相對發(fā)達(dá)，地下經(jīng)常存在著建筑物根基、地鐵等建筑，為了在城市建設(shè)中避開這些建筑，需要使用物探技術(shù)進(jìn)行探究，全面收集地下建筑的位置、深度等，并對這些建筑項目進(jìn)行保護(hù)，以提高地質(zhì)勘察的有效性[5]。

4.4 數(shù)據(jù)處理技術(shù)

在物探技術(shù)測量之后，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，地震映像測量中，需要在接受點使用單個檢波器接受之后向前移動，一定距離之后獲得地震映像時間剖面。在對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理的過程中，可以重復(fù)分析巖土層的變化，并根據(jù)不同有效波動分析介質(zhì)情況，提高數(shù)據(jù)分析及處理的整體效果。在地震映像法的勘察采集中，應(yīng)該選擇彈性波的波場，之后利用地震波在不均勻的地質(zhì)情況下進(jìn)行數(shù)據(jù)傳播，在發(fā)現(xiàn)這種特征參數(shù)時，需要對地下分布狀態(tài)、實際情況等進(jìn)行判定，有效提高地下管線或是障礙物的處理效果。數(shù)據(jù)采集的過程中，相關(guān)測試人員需要選擇合適的偏移距，并利用小炮間距激發(fā)相關(guān)參數(shù)，以提高數(shù)據(jù)分析以及地下環(huán)境監(jiān)測的有效性。以本工程為例，針對地震條件以及地震地質(zhì)等問題監(jiān)測中，由于該工程項目施工區(qū)的西側(cè)為馬路（苗江路），有較大的定向震動干擾，施工區(qū)東側(cè)是行人區(qū)，人員往來較多，給數(shù)據(jù)采集造成不利的環(huán)境條件。施工內(nèi)其它區(qū)域，除了人員的走動，基本無大型機器干擾，背景噪音較小。為獲得高信噪比的地震數(shù)據(jù)，采集數(shù)據(jù)選擇在車輛、行人遠(yuǎn)離排列時進(jìn)行。在施工前沒有收集到任何有關(guān)地質(zhì)資料，為此在正式數(shù)據(jù)采集時，在場地的不同方位進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集試驗，通過試驗了解地震激發(fā)、接收條件。①經(jīng)試驗，采集參數(shù)為：采樣率0.25ms，采樣長度50ms，前放增益36dB，偏移距1m，道距0.5m，1 道接收，炮間距0.5m；②檢波器類型選擇：該區(qū)目的層較淺，本次勘查采用檢波器60Hz，全向數(shù)字化縱波檢波器接收，系日本OYO 公司生產(chǎn)；③ 在激發(fā)上，采用人工大錘激發(fā)工作方法多次覆蓋疊加，壓制干擾，提高信噪比，提高單炮數(shù)據(jù)的采集質(zhì)量；④ 接收上，每只檢波器底部鐵餅用石膏粘在水泥混凝土路面上，保證很好的耦合；避免檢波器松動和微震引起的高頻干擾。通過這種數(shù)據(jù)處理技術(shù)的運用，可以發(fā)揮物探技術(shù)在城市建設(shè)中的優(yōu)勢，結(jié)合項目的基本特點，規(guī)范城市建設(shè)方案，以提高城市建設(shè)及發(fā)展的整體質(zhì)量。

4.5 工程質(zhì)量檢測技術(shù)

城市建設(shè)之前，當(dāng)完成了地下參數(shù)檢測之后，可以在擋土墻厚度、隧道建設(shè)檢測等方面使用物探技術(shù)。由于城市建設(shè)作為較大的工程項目，通過物探技術(shù)的使用，可以結(jié)合工程項目的特點以及現(xiàn)代化的技術(shù)水平，預(yù)判工程項目的整體質(zhì)量，并細(xì)化城市建設(shè)項目的基本方案，以便穩(wěn)步提升工程項目的施工效率。如，在工程質(zhì)量檢測的過程中，可以使用地質(zhì)雷達(dá)方法進(jìn)行檢測，在該種物探技術(shù)使用中，可以準(zhǔn)確檢測出路面的厚度，同時也可以發(fā)現(xiàn)路面缺陷，并通過精確性數(shù)據(jù)參數(shù)的制定，構(gòu)建施工及維護(hù)方案，發(fā)揮物探技術(shù)的使用優(yōu)勢，保證工程項目施工的整體質(zhì)量。

5 結(jié)束語

物探技術(shù)運用在城市建筑中，不僅可以提高城市建筑規(guī)劃的合理性，也可以通過技術(shù)的運用，及時發(fā)現(xiàn)城市地下的基本情況，通過地質(zhì)情況的分析、地下狀態(tài)的檢查等，構(gòu)建中完善性的城市建筑規(guī)劃方案，有效提高城市建筑的整體效果，為行業(yè)的穩(wěn)步運行及持續(xù)發(fā)展提供參考。通常情況下，在城市建設(shè)中的物探技術(shù)運用中，規(guī)劃單位需要結(jié)合物探技術(shù)的特點，進(jìn)行城市地質(zhì)情況勘察、地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查以及地下障礙物的分析等，并通過各項數(shù)據(jù)的分析、研究，細(xì)化城市規(guī)劃方案，以提高城市建設(shè)的規(guī)劃效果，為現(xiàn)代城市的可持續(xù)規(guī)劃提供參考。