曾達(dá)亮　許芳芳

【摘 要】當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)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(lái)的物探技術(shù)是利用多種地球物理探測(cè)方法，對(duì)地質(zhì)體進(jìn)行探測(cè)，這項(xiàng)技術(shù)在工程地質(zhì)勘察中越來(lái)越受到重視。本文結(jié)合在工程實(shí)際施工中的勘察分析進(jìn)行論述，因?yàn)樵趯?shí)際工作中會(huì)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(duì)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(lái)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(shí)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(jìn)行開展，各種儀器裝備的配備也極大的促進(jìn)了物探工作的進(jìn)步。物探工作對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步起到了不可磨滅的作用，它的發(fā)展為我國(guó)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(jìn)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(yàn)、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(gè)工程需要多種收單協(xié)作完成。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，工程建設(shè)也日益加快，與此同時(shí)對(duì)工程地質(zhì)勘察的要求亦越來(lái)越高。工程地質(zhì)勘察是整個(gè)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(shuō)地質(zhì)工作和物探相互彌補(bǔ)、相互依存，他們是地質(zhì)勘探的重要手段和方法。彌補(bǔ)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(diǎn)，鉆取土樣，依據(jù)數(shù)據(jù)匯總歸納。因此，對(duì)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(cè)網(wǎng)進(jìn)行間接觀測(cè)，彌補(bǔ)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(diǎn)

2.1工程探測(cè)的深度小

在實(shí)際工程中探測(cè)設(shè)計(jì)中由于地址問題多，且屬于淺層問題，在進(jìn)行地球物理探測(cè)的時(shí)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(cè)的精度比較高

對(duì)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(chǎng)地狹小

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

3.工程勘察中物探方法原理

3.1電法勘探

電測(cè)深法測(cè)定觀測(cè)點(diǎn)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(cè)路巖盤融化和煤礦老塘探測(cè)中發(fā)揮著重要作用的。研究的對(duì)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(gè)方法采用的前提條件：測(cè)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(guò)一定的電極裝置測(cè)視抵抗率異常分布定律，達(dá)到認(rèn)識(shí)地底質(zhì)身體電氣結(jié)構(gòu)的目的。實(shí)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(gè)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(guò)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(shí)際工程中的電氣勘查斷面法和電測(cè)深法是本質(zhì)不同，研究的人工電場(chǎng)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(duì)稱四極法及聯(lián)合斷面法等。電法勘探的主要研究對(duì)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(shí)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(chǎng)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(gè)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(shí)間場(chǎng)沿著航向方向的時(shí)空分布定律的觀測(cè)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(guò)，成本相對(duì)較高。我們所看到的地球物理勘探斷面是一種經(jīng)過(guò)給予校正后的地質(zhì)內(nèi)涵的反射波和折射波時(shí)間剖面（實(shí)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(cè)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(cè)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(dòng)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(cè)試。這個(gè)成果的關(guān)鍵技術(shù)主要有：360°孔墻壁成像的實(shí)現(xiàn)，干涉白癜風(fēng)的消除，密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，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(cè)問題，探測(cè)技術(shù)將會(huì)進(jìn)一步提高，多波理論會(huì)得到進(jìn)一步應(yīng)用，可利用的物理波場(chǎng)的頻譜范圍會(huì)越來(lái)越寬，電磁波譜可利用的范圍由純直流擴(kuò)到雷達(dá)波，彈性波譜由瑞雷波向超聲波頻率擴(kuò)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(cè)數(shù)據(jù)快速連續(xù)自動(dòng)采集技術(shù)將會(huì)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(cè)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(qiáng)其智能化程度、具有捕捉較大動(dòng)態(tài)范圍的長(zhǎng)遠(yuǎn)信號(hào)能力，儀器將會(huì)由單一化的專用儀器向多功能化發(fā)展，促進(jìn)各種探測(cè)方法相互滲透和綜合應(yīng)用。

5.結(jié)束語(yǔ)

對(duì)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(shí)，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(cè)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(shí)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(chǎng)地的地球物理場(chǎng)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(shí)，不同的工程環(huán)境需要對(duì)應(yīng)不同的物探采集參數(shù)，因此首先要進(jìn)行試驗(yàn)，確定有效的物探方法和參數(shù)，然后方能進(jìn)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(huì)表現(xiàn)出越來(lái)越多的局限性，而物探技術(shù)將憑借自身的優(yōu)勢(shì)在工程地質(zhì)勘察中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。但是，在物探方法的應(yīng)用過(guò)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(jìn)行地質(zhì)解釋時(shí)存在的多解性。因此在解決復(fù)雜的工程地質(zhì)問題時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用多種物探方法互相補(bǔ)充，同時(shí)將物探方法與傳統(tǒng)勘察手段相結(jié)合，通過(guò)綜合對(duì)比分析、相互驗(yàn)證和補(bǔ)充來(lái)提高地質(zhì)解釋的準(zhǔn)度和精度。 [科]

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