楊 甦 （安徽省地球物理地球化學(xué)勘查技術(shù)院，安徽 合肥 230022）

1 引言

近年來，隨著我國經(jīng)濟的穩(wěn)步增長，城市中在建工程的數(shù)量不斷增加，作為建設(shè)工程項目的基礎(chǔ)性準備工作，巖土工程勘察工作質(zhì)量的好壞將會對后續(xù)的設(shè)計和施工工作帶來直接影響。以往的實踐表明[1-2]，工程失事的原因大多是由于前期的巖土勘察工作得出的結(jié)果不夠準確，導(dǎo)致了后續(xù)的設(shè)計工作出現(xiàn)偏差，實際施工中出現(xiàn)無法按照設(shè)計圖紙施工的情況，或者即使最后勉強能按照設(shè)計圖紙進行施工，也會出現(xiàn)很多工程質(zhì)量問題。因此，做好建設(shè)工程項目前期的巖土工程勘察工作顯得尤為重要。與傳統(tǒng)的勘察手段相比，使用物探技術(shù)進行勘察具備速度快、設(shè)備簡單便攜以及費用低等優(yōu)點，因而在巖土工程的勘察領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用[3]。同時，物探技術(shù)可以對場地進行連續(xù)勘探，其最終所生成的地質(zhì)剖面圖的圖像具備直觀、清晰等優(yōu)點，能幫助勘察人員較好的判斷場地的地質(zhì)構(gòu)造及分布情況。由此可知，在建設(shè)工程的巖土工程勘察階段中合理使用物探技術(shù)能夠節(jié)約較多的時間和成本，提高勘察結(jié)果的準確性。

2 物探技術(shù)簡介

由于組成地層的不同巖土層間在物理性質(zhì)方面（導(dǎo)電性、磁性等）存在差異性，這些差異性會引起地球物理場的變化。物探技術(shù)就是利用相關(guān)儀器設(shè)備來研究和分析地球物理場的變化，進而探測地層的地質(zhì)構(gòu)造情況，從而為工程建設(shè)的設(shè)計和施工提供相應(yīng)的依據(jù)[4]。目前，隨著勘察技術(shù)的不斷快速發(fā)展，物探方法的種類也在不斷增加，主要分為電法勘探、電磁勘探和地震勘探三大類，每種方法的適用范圍和條件如圖1所示。其中，電法勘探是以巖、礦石之間電磁學(xué)性質(zhì)及電化學(xué)性質(zhì)差異為基礎(chǔ)，通過觀測和研究電（磁）場在地下的分布規(guī)律；電磁勘探是通過分析巖、礦石之間的電（磁）差異，探究天然電（磁）場和人工電（磁）場之間的差異（電磁差異），探查地質(zhì)結(jié)構(gòu)；地震勘探是通過分析巖、礦石之間彈性差異，通過觀察和分析地震波在地下的傳播特性來探查地質(zhì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造情況，地震勘探與其他勘探方法相比，具有高精度、高分辨率、大穿透深度等特點。在實際的巖土工程勘察過程中，可根據(jù)場地條件的不同，將普通的鉆探技術(shù)與物探技術(shù)相結(jié)合，發(fā)揮每種勘察手段的優(yōu)點，從而提高巖土勘察結(jié)果的準確性。

物探方法及其適用范圍

3 工程案例

3.1 項目概述

該工程選取國內(nèi)某工業(yè)園區(qū)道路為勘測對象，從項目所處的區(qū)域地質(zhì)特征來看，本項目地貌為溶蝕峰從與溶蝕緩丘洼地。線路總體走向北東向，整個區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)溫暖濕潤氣候，氣候溫和，夏無酷暑，冬無嚴寒，雨量充沛，年均氣溫14.5℃。該區(qū)出露的巖層主要為三疊系大冶組、安順組灰?guī)r及白云巖。該項目所處的地區(qū)地下水類型較為單一，基巖為巖溶含水層，巖溶裂隙水存在于灰?guī)r與白云巖裂隙中，無統(tǒng)一的地下水位，分散出露與巖溶洼地邊緣。本次物探工作的目標是利用高密度電法來勘察園區(qū)道路覆蓋層厚度和巖溶發(fā)育等狀況，為該園區(qū)道路的設(shè)計和施工提供相應(yīng)的參考資料。本次物探工作主要依據(jù)的技術(shù)規(guī)程為《公路工程物探規(guī)程》(JTG/T C22-2009)[5]。

3.2 準備工作

3.2.1 勘探方法

本次勘探采用高密度電法，其基本原理同常規(guī)的直流電法相同，均是以巖、礦石之間的電性差異為基礎(chǔ)，通過觀察和分析電場在地層下的分布規(guī)律來查明地層的地質(zhì)構(gòu)造狀況的地球物理方法。高密度電法具備數(shù)據(jù)采集量大以及智能化等優(yōu)點，其生成的地層剖面圖分辨率較高。在使用高密度電法勘探之前，應(yīng)盡可能的清除電極處表層的雜草，使用澆水的方法減少接地電阻，使用絕緣膠帶包裹電纜與電極的接口連接處，確保漏電等情況不會發(fā)生，保證勘探的質(zhì)量。

3.2.2 勘探設(shè)備

本次勘探使用的儀器為WDJD-3多功能數(shù)字直流激電儀。

3.3 勘察結(jié)果

利用surfer軟件和二維電阻率反演成像軟件RES2DINV中的數(shù)據(jù)處理功能對現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，然后輸入測線地面的高程數(shù)據(jù)對地形作校正，最后在根據(jù)經(jīng)驗輸入軟件解釋需要的一些必需參數(shù)。上述工作完成后，運行軟件對處理后的數(shù)據(jù)進行反演解釋，需要注意的是，在數(shù)據(jù)解釋過程中應(yīng)注意隨時調(diào)整參數(shù)，以便使得解釋的結(jié)果更加真實合理。最終的勘察結(jié)果顯示線路巖溶裂隙相對不發(fā)育，但局部段相對發(fā)育深，道路覆蓋層厚度變化大。

4 物探技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用前景

物探技術(shù)的發(fā)展給巖土工程勘察準確性的提高做出了重要的貢獻，同時也節(jié)約了勘察的成本。在未來應(yīng)加大對新型物探技術(shù)的投入和研發(fā)力度，加快物探技術(shù)的發(fā)展速度，為建設(shè)工程項目的安全提供保障。未來的物探技術(shù)應(yīng)該要向著更加精密化的方向發(fā)展。目前物探技術(shù)仍存在勘測深度小、干擾因素較多等弊端，為了適應(yīng)巖土勘察工程的復(fù)雜環(huán)境，應(yīng)提高物探設(shè)備的精密性、抗干擾性以及智能性。隨著國民經(jīng)濟的需要，工程物探在逐步擴大其應(yīng)用領(lǐng)域，具體包括公路、鐵路、橋梁、隧道、電力、通信、地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查和治理等各個行業(yè)，工程物探技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)代科技進步密切相關(guān)，隨著科學(xué)技術(shù)的進步，工程物探技術(shù)的發(fā)展日趨成熟。

5 結(jié)論

巖土工程勘察是建設(shè)工程的基礎(chǔ)性準備工作，目前巖土勘察工作中常用的鉆探技術(shù)在區(qū)域劃分中存在以點代面的問題，造成劃分的區(qū)域與實際的區(qū)域存在較大差異。和早期的鉆探技術(shù)相比，物探技術(shù)在勘察工作過程中效率高。在實際的巖土勘察工作中，應(yīng)將兩種方法相結(jié)合，做到優(yōu)勢互補，從而使得巖土勘察的結(jié)果更加準確，提高勘察質(zhì)量。