劉雪峰

（黑龍江省地球物理地球化學(xué)勘查院，黑龍江 哈爾濱 150036）

現(xiàn)階段主流的工程地質(zhì)勘探技術(shù)包括探井、鉆探以及物探等，同時(shí)由于近年來物探技術(shù)的不斷進(jìn)步，在實(shí)際的工程勘探過程中其表現(xiàn)出了更為突出的效果，被廣泛運(yùn)用于各種勘探工程中。相對(duì)于其他勘探技術(shù)來說，物探的勘探效率更高，所使用成本更少，但隨著工程數(shù)量和難度的逐漸增加，物探技術(shù)也同時(shí)暴露出了一定的問題，如果不能及時(shí)解決會(huì)直接對(duì)工程中地質(zhì)勘探結(jié)果的精準(zhǔn)程度造成影響，甚至于對(duì)我國物探技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展造成遏制[1]。所以為了保證相關(guān)物探技術(shù)可以在實(shí)際的工程勘探中進(jìn)行有效使用，需要對(duì)物探技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用方式進(jìn)行更加全面和深入的研究。

1 物探方法在工程地質(zhì)勘查中的重要意義

物探技術(shù)作為地質(zhì)勘探中較為常用的勘探技術(shù)來說，在實(shí)際的勘探過程中具有極其重要的地位，進(jìn)行水文探測(cè)時(shí)，通過水質(zhì)的導(dǎo)電性以及巖石的電磁進(jìn)行物探勘探。此外，物探技術(shù)在使用的過程中還可以對(duì)一些自然災(zāi)害起到預(yù)測(cè)防范的作用，在一定程度上增加了工程的安全性。在實(shí)際工程建設(shè)過程中，通過物探技術(shù)可以使工程的安全性大幅度上升，保證工程的穩(wěn)定進(jìn)行[2]。大量的工程中表明，物探技術(shù)在勘探過程中發(fā)揮了不可替代的作用。通過全面準(zhǔn)確的物探勘探，使相關(guān)工作人員可以較為準(zhǔn)確的掌握工程周圍的實(shí)際地質(zhì)情況，對(duì)可能出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行較為準(zhǔn)確全面的預(yù)測(cè)，提高了工程的整體效率。

2 工程物探工作的特點(diǎn)

在實(shí)際的工程勘探過程中，由于地質(zhì)條件較為復(fù)雜多變，不同情況下很可能造成電場(chǎng)、磁場(chǎng)等物理場(chǎng)的變化，這種情況下相關(guān)勘探人員應(yīng)該使用放射性勘探、磁法勘探等，而經(jīng)過多種地質(zhì)條件下的勘探，物探方法是多種勘探方法中最為經(jīng)濟(jì)和實(shí)用的，是目前最為常見的一種勘探方式，且勘探結(jié)果也比較精準(zhǔn)[3]。物探技術(shù)在工程物探工作中，主要體現(xiàn)在探測(cè)精準(zhǔn)、探測(cè)深度低以及施工場(chǎng)地較小的幾種特征。在工程中，往往淺層的地下地質(zhì)問題最為突出，因此物探技術(shù)的探測(cè)深度較小。同時(shí)在實(shí)際工程的地質(zhì)勘探工作往往要求時(shí)間較為緊迫，根據(jù)工程勘探要求的不同，使用以下幾種方法進(jìn)行工程的勘探工作。

2.1 電法勘探

2.1.1 傳導(dǎo)類電法勘探

進(jìn)行電法勘探的過程中，勘探的對(duì)象可以針對(duì)傾角小于20°、電阻率或埋深以及水平巖層電性層等多種數(shù)據(jù)。電剖面法一般包括中間梯度法以及聯(lián)合剖面法，中間梯度法的探測(cè)可以針對(duì)于較為陡峭的高阻薄脈，而聯(lián)合剖面法可以對(duì)脈狀低阻體以及斷裂破碎帶等進(jìn)行有效的勘探。使用高密度電法時(shí)，一般是涉及到壩基選址或是地基勘探工作，此方法對(duì)于煤礦采空區(qū)同樣具有一定程度的效果。針對(duì)于一些金屬氧化物礦床以及埋藏度較低的金屬硫化物礦床自然電廠法往往具有較為明顯的效果，探測(cè)無煙煤以及石墨，勘探中顯示斷層的位置，通過確定含水破裂帶的坐標(biāo)，判斷地下水走向。通過充電法可以有效了解充電道題的規(guī)格、形狀等，在進(jìn)行金屬礦床以及無煙煤的探測(cè)過程中往往具有較為顯著的作用。脈狀體的產(chǎn)裝可以通過激發(fā)極化法進(jìn)行探測(cè)。

2.1.2 感應(yīng)類電法勘探

選擇勘探方式時(shí)要根據(jù)實(shí)際工程條件進(jìn)行有效選擇，在勘探地下水、基巖埋深或是環(huán)境勘探的情況下，連續(xù)電導(dǎo)率剖面法是較為合適的選擇，其探測(cè)深度可達(dá)到1000m，如果需要更深的位置進(jìn)行探測(cè)，可選擇CSAMT，其可探測(cè)深度可達(dá)到2000m，對(duì)油氣藏、地?zé)峄蚬腆w礦產(chǎn)深度等方面均能發(fā)揮出較為顯著的效果。剖面法中主要包括了大回線裝置剖面法以及同點(diǎn)裝置剖面法，一般來說大回線剖面法運(yùn)用于矩形回線的探測(cè)，運(yùn)用于寬頻帶的觀測(cè)上較為常見，往往在音頻干擾較大的勘探工作中效果并不理想。而同點(diǎn)裝置剖面法主要被使用探測(cè)金屬礦或找礦。在進(jìn)行水資源和地質(zhì)填圖的過程中，甚低頻率法效果較好。進(jìn)行花崗巖風(fēng)化帶的互粉過程中，可以通過地質(zhì)雷達(dá)法進(jìn)行較為準(zhǔn)確的判斷，將花崗巖風(fēng)化帶進(jìn)行準(zhǔn)確分層，一般進(jìn)行隧道探測(cè)時(shí)，管線探測(cè)法需要在進(jìn)行開挖之前進(jìn)行勘探，對(duì)地下管線的埋深以及走向做出精準(zhǔn)勘探，通過使用電磁感應(yīng)的原理對(duì)金屬管線以及光纜堿性有效檢測(cè)。除此之外，電磁波也可以針對(duì)其他材質(zhì)的地下管線進(jìn)行一定的檢測(cè)。

2.2 彈性波法

在工程探測(cè)過程中，彈性波法相對(duì)來說具有更加清晰的分辨率以及結(jié)果，在探測(cè)結(jié)果中可以清晰的區(qū)分出復(fù)雜的尤其結(jié)構(gòu)以煤床結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行探測(cè)的過程中被廣泛運(yùn)用于國內(nèi)各種覆蓋層厚度檢測(cè)、巖體完整系數(shù)測(cè)定以及地質(zhì)構(gòu)造等方面的監(jiān)測(cè)。還有折射波法可以有效對(duì)100m被的圍巖分級(jí)以及低速帶進(jìn)行有效勘測(cè)。瑞雷波法相對(duì)操作較為簡單，但由于其探測(cè)深度較低，使用上往往受到較多的限制。反射波在實(shí)際的勘探中一般在采空區(qū)或是斷層的勘探較為多見，雖然勘探深度較大，但坡度上具有一定的限制。

2.3 重力勘探

進(jìn)行勘探的主要對(duì)象為深層斷層、大溶洞等地質(zhì)結(jié)構(gòu)，對(duì)于密度體異常的探測(cè)具有明顯效果，也可以對(duì)斷層和斷裂進(jìn)行有效預(yù)測(cè)。

2.4 天然磁場(chǎng)法

一般來說巖石自身附帶一定程度的磁場(chǎng)，所以巖石磁場(chǎng)的檢測(cè)可以與地質(zhì)勘探工作共同結(jié)合。而所謂的天然磁場(chǎng)法中的天然磁場(chǎng)一般指的就是巖石自身的磁場(chǎng)，這是一種以巖石磁場(chǎng)最為基礎(chǔ)的地質(zhì)勘察方式。開展天然磁場(chǎng)檢測(cè)之前，先要對(duì)區(qū)域內(nèi)的巖石磁場(chǎng)范圍進(jìn)行有效的分析，根據(jù)巖石的磁場(chǎng)頻率以及相應(yīng)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)制定較為完整的地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析方案。

同時(shí)在實(shí)際的勘察過程中，要防止各類外界因素對(duì)天然磁場(chǎng)法造成影響，天然磁場(chǎng)法相對(duì)于其他方法來說抗干擾能力較差，在一般地質(zhì)勘察的過程中甚至電子設(shè)備都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響，最終的勘察數(shù)據(jù)往往會(huì)產(chǎn)生一定的出入，影響實(shí)際的勘察精度。

2.5 放射性勘探

此類方法主要運(yùn)用于地形較為陡峭危險(xiǎn)的部分，包括基巖裂隙水或是斷層帶的探測(cè)等方面，要求被探測(cè)對(duì)象和周邊環(huán)境的放射性不同。一般來說放射性勘探主要在斷層或裂隙等位置具有較為重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2.6 地溫勘探

一般來說這種方法可以對(duì)狀態(tài)異常的深大斷裂區(qū)域進(jìn)行有效探測(cè)。在進(jìn)行地表至深部溫度變化過程的探測(cè)可以使用此類技術(shù)。

2.7 井下物探

井下物探方法主要是借助于相關(guān)儀器對(duì)井間巖土的物理差異以及天然差異等變化做出相應(yīng)的觀測(cè)記錄，從而可以有效分析出井附近區(qū)域的具體地質(zhì)結(jié)構(gòu)，分析確定測(cè)定區(qū)域的水文地質(zhì)信息。合理區(qū)分出軟弱夾層以及風(fēng)化層的厚度，同時(shí)對(duì)地下水的污染情況進(jìn)行較為具體的監(jiān)測(cè)。

3 物探方法發(fā)展趨勢(shì)

3.1 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

相對(duì)于一般工程工作來說，地質(zhì)勘察涉及的行業(yè)較多，其綜合性較強(qiáng)，且在實(shí)際勘探期間會(huì)有多種因素影響勘探結(jié)果的完成，所以為了保證勘探質(zhì)量，進(jìn)行勘探前要選擇較為合理的勘探方法。隨著近年來科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，我國在勘探技術(shù)上得到了較為顯著的進(jìn)步，但目前的技術(shù)與國外很多發(fā)達(dá)國家相比來說還是存在著一定的缺陷，需要相關(guān)從業(yè)人員不斷進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。在目前的地質(zhì)勘探工作中，物探是一種較為常見且高效的勘察技術(shù)，通過物探技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)較深地質(zhì)的有效勘探，同時(shí)相比于其他的勘探技術(shù)來說得出的結(jié)果也更為精準(zhǔn)有效，在實(shí)際的運(yùn)用過程中，推廣程度極高。

在未來物探技術(shù)的進(jìn)步方向主要在其技術(shù)的不斷推廣和優(yōu)化，例如物理波場(chǎng)的頻譜范圍會(huì)有所增加，純直流波的電磁波譜也會(huì)發(fā)展為雷達(dá)波。隨著我國工程需求的日益增長，相應(yīng)的探測(cè)需求和探測(cè)水平都會(huì)有不同程度的增長和進(jìn)步，而科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展也會(huì)給將來物探技術(shù)的不斷更新和優(yōu)化帶來新的動(dòng)力的機(jī)遇。

3.2 儀器設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)

進(jìn)行實(shí)際的地質(zhì)勘探過程中，往往需要面對(duì)較為復(fù)雜的地質(zhì)勘探環(huán)境，在這種條件下相應(yīng)的勘探設(shè)備首先需要具有防震防潮的基本能力。同時(shí)由于近年來我國信息化程度的不斷加深，相應(yīng)的技術(shù)設(shè)備也要更加智能化、信息化有助于探測(cè)工作效率的提高。我國相對(duì)其他國家來說國土面積遼闊且地形更為復(fù)雜，根據(jù)這一情況來說需要對(duì)設(shè)備儀器的防震防潮能力進(jìn)行進(jìn)一步加強(qiáng)，同時(shí)也需要在設(shè)備的設(shè)計(jì)上更加方便，盡可量的減少地形對(duì)于設(shè)備使用上的限制，在設(shè)備探測(cè)方面也要根據(jù)當(dāng)前先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)及時(shí)進(jìn)行更新，使探測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確，保證探測(cè)的準(zhǔn)確性，使工程相關(guān)的決策人員能夠做出更為合理有效的決策工作，提高工程的建設(shè)質(zhì)量和建設(shè)安全。

4 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷進(jìn)步和發(fā)展，我國的工程行業(yè)也得到了不同程度的進(jìn)步，而勘探作為工程建設(shè)的重要保障，對(duì)于工程的質(zhì)量和工程效率具有極其重要的影響?，F(xiàn)如今隨著相應(yīng)的物探技術(shù)的日趨成熟，在實(shí)際的工程地質(zhì)勘探期間，技術(shù)得到了較為充分的使用，有效提高了勘探過程中的勘探質(zhì)量以及勘探效率。

所以為了使物探方法在未來的地質(zhì)勘探中起到越來越重要的作用，相關(guān)研究人員需要不斷吸收先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)對(duì)目前的物探技術(shù)進(jìn)行更新和改良，同時(shí)在實(shí)際的勘探工作中，相關(guān)工作人員要根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況選擇較為合理的勘查方式，從而保證勘查質(zhì)量。