綜合物探在城市地質(zhì)勘查中的應用

王文文

（河北省地礦局第九地質(zhì)大隊，河北 邢臺 054000）

在城市的發(fā)展和建設過程中，開展城市地質(zhì)勘查工作，具有一定的現(xiàn)實意義，是促進城市科學規(guī)劃和發(fā)展的重要工程。在城市發(fā)展和管理工作中，需要管理人員全面的掌握城市的基本狀況，綜合評價城市資源的承載力情況，對一些不利于城市發(fā)展的因素進行掌握，避免城市發(fā)展遭受地質(zhì)災害的影響，有利于促進城市的健康和安全發(fā)展。物探方法的種類很多，包括大地電磁法、瞬變電磁法、高密度法、淺層地震反射法等等。以河北省某市尋找地面裂縫為例，談談綜合物探在城市地質(zhì)中的應用，主要的技術(shù)種類分為高密度法和淺層地震反射法[1]。

1 在城市地質(zhì)勘查中綜合物探方法分析

地球物理勘探方法作為地質(zhì)災害調(diào)查一種常用手段，實質(zhì)上是通過研究大地物理場的變化特征（物性差異），借以達到解決隱伏地裂縫、地下空洞的地質(zhì)調(diào)查。城市地質(zhì)物探工作主要存在以下幾個特點：工程的探測深度比較低；受到外界干擾的情況比較多；探測的精度相對比較高。在本次工作中，物探技術(shù)人員通過實際情況，主要采用了高密度電法和淺層地震反射法。

1.1 高密度電法

高密度電法主要探測地下不同的電性層的電阻率差異，集中了電剖面法和電測深法，電阻率是進行地質(zhì)解釋的主要物理量。它以巖、土導電性的差異為基礎，研究人工施加穩(wěn)定電流場的作用下地中傳導電流分布規(guī)律。將電剖面面探測技術(shù)和電探測技術(shù)相結(jié)合，可以有效的彌補不同探測技術(shù)應用的不足，使城市勘探工作效率和效果有所提高。由于高密度電法在項目實施過程中成本低，效率高，信息豐富，解釋方便等優(yōu)點，近年來該方法先后在重大場地的工程地質(zhì)調(diào)查、壩基及橋墩選址、地裂縫探測等眾多工程勘查領(lǐng)域取得了明顯的地質(zhì)效果和顯著的社會經(jīng)濟效益。

1.2 淺層地震反射法

淺層地震反射法主要是通過激發(fā)震源，地震波在不同介質(zhì)體中反射后被檢波器接收，地震波屬于彈性波在不同介質(zhì)中傳播速度不同，區(qū)分各個地質(zhì)體和地質(zhì)結(jié)構(gòu)。通過人工行為，激發(fā)彈性波，并透通過傳輸功能作用于地表巖石結(jié)構(gòu)中，結(jié)合具體的傳輸情況，有利于技術(shù)人員深入的分析和研究地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況，掌握更多巖層數(shù)據(jù)和信息。

2 綜合物探技術(shù)在城市地質(zhì)勘查工作的應用分析

以河北省某市尋找地面裂縫為例，談談高密度電法、淺層地震反射法在城市地質(zhì)中的應用[2-4]。

2.1 在城市地質(zhì)勘查中綜合物探方法分析

測區(qū)范圍內(nèi)控制地層的巖性主要為第四系粘土、亞粘土、砂層等。一般情況下沿水平方向上地層沉積相對穩(wěn)定，一般情況下橫向電性差異不大。

表1 物性統(tǒng)計表

資料顯示，黏土、亞黏土呈現(xiàn)低阻，電阻率一般在5Ω?m~35Ω?m；介電常數(shù)較小，變化范圍3~16，波速范圍為75mm/ns~173mm/ns；砂層呈現(xiàn)高阻，電阻率一般在15Ω?m~100Ω?m；介電常數(shù)較大，變化范圍25~30，波速范圍為55mm/ns~60mm/ns；各地層巖性具有較明顯的電性差異，能夠開展高密度電法、淺層地震反射法。

2.2 綜合物探方法在城市地質(zhì)勘查工作中應用分析

2.2.1 高密度電法、淺層地震反射法工作原理

（1）高密度電法兼具剖面法與電測深法的效果，并具有點距小、數(shù)據(jù)采集密度大的特點，它徹底地拋棄了視電阻率的概念，將所測得的大量數(shù)據(jù)利用現(xiàn)代的反演技術(shù)直接反演成真電阻率剖面圖，此圖可直接用于地下巖土分布的分析和解釋，能反映巖、土體與管線的位置和走向，高密度電法測量的二維地電斷面能較直觀的反映不同性質(zhì)巖、土體管線的界限情況及異常體的位置、埋深等地質(zhì)信息。

（2）本次選用淺層地震反射法。反射法就是利用在地面布置炮點，通過放炮形成震源，激發(fā)能量，產(chǎn)生地震波；同時在測線上布置檢波點，安裝檢波器，接收信號。

在反射法測量中，當?shù)叵麓嬖诹芽p、斷層等不良地質(zhì)體時，地震波發(fā)生間斷及不連續(xù)反射信號,利用該原理達到探測地面裂縫、斷層等不良地質(zhì)體的目的。

2.2.2 高密度電法、淺層地震反射法工作效果

圖1 淺層地震剖面圖

圖2 高密度電法反演剖面圖

在某位置進行了淺層地震反射法和5m極距的高密度電法測量，經(jīng)數(shù)據(jù)處理反演后生成淺層地震反射波剖面圖和高密度電法反演剖面圖，見圖1、圖2。圖1可看出，在12道淺層波形不連續(xù)，推斷地表裂縫向下延深約48m，裂縫寬度50cm左右；圖2可看出，電阻率由淺至深呈高－低－高的層狀分布，地表裂縫由33號電極向下延深至48m左右。

通過綜合物探工作對該區(qū)地災情況進行了解譯，地裂縫走向近東西，長度約50m，寬度約50cm，推斷向下最大延深48m，地裂縫中間向北有分支。通過實地踏勘及有關(guān)方的后續(xù)跟進，在該處發(fā)現(xiàn)了地面裂縫存在。這兩種物探方法在城市地質(zhì)調(diào)查中發(fā)揮了重要作用，指導了城市建設的下一步工作。

3 結(jié)論

通過以上關(guān)于綜合物探技術(shù)在城市地質(zhì)勘查工作的應用情況分析，我們了解到，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，物探技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了廣泛的應用和普及，在不同的勘測工程中成為重要的技術(shù)手段，綜合物探技術(shù)的種類和技術(shù)覆蓋范圍廣泛，并在地質(zhì)科學研究工作中得到了巨大的技術(shù)提升和優(yōu)化，有效的提升了地質(zhì)勘測工作的質(zhì)量和速度。也是地質(zhì)勘查工作現(xiàn)代化進程的表現(xiàn)，城市地質(zhì)勘測工作中，綜合物探技術(shù)的應用優(yōu)勢十分明顯，可以為相關(guān)工程解決很多實際問題，技術(shù)人員應該不斷的進行技術(shù)提升和優(yōu)化，綜合物探技術(shù)的應用，為我國城市地質(zhì)勘查工作的進一步發(fā)展提供重要的技術(shù)支持[5,6]。