摘 要：隨著我國的不斷發(fā)展，對工程勘探的要求和需求都在不斷提高，為了保證工程勘探的效率和質(zhì)量能夠滿足我國建設的要求，我們需要不斷地對地質(zhì)勘探的技術(shù)和理論進行探索和研究，而我國目前使用最頻繁且反響最好的地質(zhì)勘探方法就是物探方法，所以對物探方法的研究是提高我國工程地質(zhì)勘探水平的重點所在。隨著科學技術(shù)的日新月異，用于解決工程地質(zhì)勘探中出現(xiàn)的問題的物探方法也在不斷地得到補充。物探方法的不斷進步極大地提高了工程地質(zhì)勘探的質(zhì)量，降低了地質(zhì)勘探人員的工作量，為我國的發(fā)展起到了不可忽視的推動作用。但是就目前工程物探方法在地質(zhì)勘探的運用情況而言，仍然存在著一些問題，這些問題或大或小，但是都影響到了地質(zhì)勘探的工作。所以，對物探方法的進一步分析對提前我國地質(zhì)勘探的水平有著積極的意義。本文對物探方法在工程地質(zhì)勘探中的應用做出詳細分析和具體闡述，以供工程勘探人員參考。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)勘探；物探方法；研究

中圖分類號：P631 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）14-0185-02

1 物探方法的概念

物探方法的全稱是物理地球探測技術(shù)，它是在地質(zhì)勘探工程的工作中使用范圍最廣的一類地質(zhì)探測方法。物探方法的主要探測手段是通過地球底層以及地球周邊存在的諸多物理場，如電場、磁場等物理場來進行一系列的地理探測工作。目前常用于物探的物理場包括六種，分別是地球的重力、電法、磁法、區(qū)域的地震、地表的地溫、區(qū)域內(nèi)放射性這六種地球的物理場[1]。在工程地質(zhì)勘查工作的進行過程中，物探技術(shù)需要運用專業(yè)的技術(shù)手段和能與其相配合的專業(yè)設備對地球各個方面的變化進行檢測，收集出現(xiàn)變化的數(shù)據(jù)，并做好數(shù)據(jù)的整理分析工作，為地質(zhì)勘探工程的建設提供理論和數(shù)據(jù)上的支持。

2 物探方法的原理

物探技術(shù)的本質(zhì)是光譜電磁技術(shù)的一種，它通過專業(yè)的探測設備來探測分析地球表層的地質(zhì)分布情況。物探方法的理論基于地球物理學，同樣的，它的主要研究對象也是地球的物理狀況。這種勘探方法的具體實施步驟是在探測之前布置好一條測線，之后運用探地雷達等電磁波發(fā)射設備在特定的測點上發(fā)射高頻寬帶電磁波，由專門的接收裝置回收反射的電磁波，之后由后續(xù)工作人員對回收的電磁波中蘊含的信息進行整理和解析，以此來了解地層的具體地質(zhì)分布情況[2]。

3 物探方法的特征

當前使用的物探方法的最大特點就是穩(wěn)定性，它在工程地質(zhì)勘探工程中發(fā)揮極大地作用，能夠給企業(yè)和社會帶來可觀的經(jīng)濟收益。除了穩(wěn)定性之外，物探方法還具備探測得到的地質(zhì)信息可靠度高、可探測到的范圍廣泛、適用的空間和時間范圍廣等優(yōu)點。物探方法包括地震探測法和磁場探測法兩種主要探測技術(shù)，不管是地震探測法還是磁場探測法，都能輕松地消除探測區(qū)域電場、磁場的物理干擾，故該方法應用范圍和應用前景都十分廣闊。即是探測環(huán)境并不理想，探測到的數(shù)據(jù)也比較可靠準確。這對順利完成工程地質(zhì)勘查工作有著積極的意義。在物探方法的實際應用過程當中，它具有的探測地質(zhì)淺層范圍廣，探測速度快、得到的信息可靠等優(yōu)良特點獲得了施工人員的廣泛認可[3]。

4 物探技術(shù)在工程地質(zhì)勘探中的應用

4.1 探地雷達的應用

探地雷達的工作原理是對探測區(qū)域發(fā)射以寬頻帶脈沖形式為主的高頻率電磁波，經(jīng)過探測目標體的反射或透射后通過接收天線對返回的電磁波信號進行接收。當高頻電磁波在不同的介質(zhì)中傳播時，因為不同介質(zhì)的電性質(zhì)和集合形態(tài)不相同，所以反饋的電磁波路徑、電磁場強度和波形等參數(shù)也不同。探地雷達以此為原理，收集并處理分析時域波形，從而達到準確探測地下界面或探測目標的空間位置或物理結(jié)構(gòu)的作用[4]。探地雷達的適用環(huán)境非常廣，它的優(yōu)點極多，其中突出優(yōu)點包括極易掌握的操作技術(shù)、高分辨率和強大的抗干擾能力。只要探測目標與其周圍電磁波介質(zhì)之間的物理性質(zhì)差異超過一定范圍，探地雷達就能對其識別，也正因如此，探地雷達被廣泛應用在地質(zhì)勘探的工作之中。以某項地下管線勘探工程舉例，該地下勘探工程的目的是勘探出場地地下埋設管線的埋藏位置和具體走向。將勘探得到的結(jié)果與施工結(jié)果進行比較，分析探地雷達勘探結(jié)果中較為典型的測線平面異常狀況，我們可以得出探地雷達應用的先決條件，那就是勘探目標與其周圍介質(zhì)的介電常數(shù)和電磁波在兩種介質(zhì)中的波速要存在較顯著的差別[5]。

4.2 電磁波的應用

地層以下的上下層介質(zhì)之間的物理性質(zhì)差異通過電磁波的傳播特性可以得到充分的反映，介質(zhì)的物理性質(zhì)差異和反饋電磁波的反射波、振幅和波速三者互成正比。即介質(zhì)的差異越小，反射波和振幅也就越弱；上下介質(zhì)中的波速決定了反射波振幅的方向。如果反射波的反射系數(shù)為負，那么當電波從波速較大的介質(zhì)進入波速較小的介質(zhì)時的情況與反射系數(shù)為正的情況相反。當對地下敷設的雙層管道進行探測時，要注意非金屬管道內(nèi)上界面的反射波振幅大。當它的內(nèi)部組成成分為不相同的材質(zhì)時，反射波和反射系數(shù)也各不相同。在內(nèi)介質(zhì)是水的情況下反射系數(shù)為負，反射波為反向；如果其內(nèi)介質(zhì)是氣體的話，則情況與之相反[6]。

4.3 高密度電法

高密度電法相比于其他物探方法有著明顯的優(yōu)勢，比如可以采集到較高精度的數(shù)據(jù)，可以在干擾較大的環(huán)境下工作等。以上優(yōu)點使得采取這個方法獲得的地質(zhì)信息更加的全面，也更加多樣化。所以這個方法也在其他領域得到了廣泛地應用。高密度電法是陣列勘探方法的一種，這種方法使用的觀測裝置需要用心設置觀測點的設置，觀測點的密度相對于其他物探方法較高。并且在不同的勘探工程中，需要采取不同的觀測點排列方式，這樣可以劃分地層中不同的巖土層。高密度電法的可行性和優(yōu)點在許多工程中的應用過程中得到了驗證。根據(jù)施工人員的施工經(jīng)驗，在灰?guī)r地區(qū)對溶洞和破碎帶的勘查工作運用此方法效果佳。

5 物探方法的應用手段

5.1 大地電磁探測技術(shù)

大地電磁探測技術(shù)是指將天然形成的交變電磁場作為電磁波的場源，勘探某處地質(zhì)情況的一種物探方法。它的優(yōu)點在于可探測深度較大且探測效果良好。除此之外，大地電磁探測技術(shù)還具備消除高阻層屏蔽作用影響的優(yōu)點，和其他物探方法比起來，它對良導介質(zhì)的分辨能力較強。因為它的以上優(yōu)點，再加上它需要的設備輕便，所以大地電磁探測技術(shù)應用的范圍相對廣泛，帶來的經(jīng)濟效益也較高。目前這種勘探技術(shù)的主要應用領域包括地熱田、地震預警和石油的勘查工作，勘探成果和施工人員的反響也較好。

5.2 連續(xù)電導率剖面測量系統(tǒng)

連續(xù)電導率剖面測量系統(tǒng)和其他技術(shù)手段不同，它主要在探測信號不足的情況下運用，通過人工后期對探測信號進行補償?shù)目辈榧夹g(shù)系統(tǒng)。和其他的技術(shù)手段相比，它的特點在于能夠?qū)﹄妼蔬M行連續(xù)地補償，并對提升電阻的分辨率有著積極的意義。它雖然很少單獨使用，但是該系統(tǒng)能夠有效地提高勘探結(jié)果的精準度和可靠度。

5.3 航空地面甚低頻電磁技術(shù)

航空地面甚低頻電磁技術(shù)最先由國外在20世紀末發(fā)明，是一種較為年輕的工程勘探手段，它根據(jù)良導層斷裂、破碎的方向和腐蝕帶的方向，運用其較低的電阻率追蹤補償?shù)姆椒▽ふ規(guī)r脈和礦脈。航空甚低頻地質(zhì)探測技術(shù)在探測礦物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和圈定地質(zhì)礦化范圍等方面有著突出的優(yōu)點。航空地面甚低頻電磁技術(shù)相對于于其他探測方法的最大特點在于它使用的探測設備搬運起來非常方便，這使得航空甚低頻電磁技術(shù)可以應用于大部分環(huán)境[7]。另外，航空地面甚低頻技術(shù)對資料的收集速度極快。但是航空地面甚低頻電磁技術(shù)也有短板，當異常信息的變化相對較弱時，它的探測效果不是很好。也正因如此，這種探測方法主要在進行淺覆蓋區(qū)和外圍剖面的地質(zhì)勘探中得到運用。

5.4 瞬間變化電磁場探測技術(shù)

瞬間變化探測技術(shù)的工作原理是電磁感應，通過專業(yè)的監(jiān)測設備感應并記錄電磁場在空間和時間上的變化，然后分析探測得到的渦流場結(jié)果，進而分析目標區(qū)域的地質(zhì)特點和地質(zhì)結(jié)構(gòu)進行分析。

以上的幾種探測方法都有著自身的獨特優(yōu)點、適合的探測環(huán)境和不同的適用范圍，所以在使用的選擇上靈活多變。這就要求工程地質(zhì)勘探人員在物探工作中，要結(jié)合每項工作的具體要求和實際的環(huán)境條件，采取不同的物探方法，這樣才能更好、更快地完成工程地質(zhì)勘探工作。

6 結(jié) 語

根據(jù)以上內(nèi)容不難看出，工程地質(zhì)勘查中使用的物探方法的發(fā)展和科學技術(shù)的發(fā)展、設備的更新有著十分密切的聯(lián)系。除去科技和設備的發(fā)展外，物探方法的發(fā)展還需要技術(shù)人員的不斷收集并分析資料作為資料保障。在這個快速發(fā)展的社會，物探技術(shù)在實際需求和頻繁應用的推動下將會獲得更加快速的發(fā)展。

參考文獻

[1]余 洋.工程地質(zhì)勘查中物探方法的應用[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2017，36（12）：44～45+53.

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[3]高 倩.物探方法在工程地質(zhì)勘查中的應用[J].城市建設理論研究（電子版），2017（06）：176～177.

[4]楊 果.工程地質(zhì)勘查中物探方法和鉆探方法的結(jié)合應用策略[J].黑龍江科技信息，2017（01）：113.

[5]許 辰.物探方法在工程地質(zhì)勘查中的應用[J].中國石油石化，2016（S1）：241.

[6]劉海君，黃尚佐.物探方法和鉆探方法在工程地質(zhì)勘查中的應用[J].江西建材，2013（06）：319～320.

[7]孫紅光，徐 偉，劉鳳祥.物探方法在工程地質(zhì)勘查中的應用[J].門窗，2013（01）：235+240.

收稿日期：2018-4-14

作者簡介：鄧 迪（1981-），男，漢族，四川成都人，工程師，本科，主要從事水電站工程物探檢測工作。