工程勘察中物探方法的應(yīng)用

李　創(chuàng)

摘要：在工程勘察中物探方法作為輔助手段，根據(jù)前期物探結(jié)果有利于提高勘察工作效率及降低成本有著重要的作用。

關(guān)鍵詞：巖土工程勘察物探鉆探

0引言

物探方法的探測(cè)對(duì)于各種場(chǎng)的變化及利用有著重要作用，如電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)等，這種場(chǎng)源有人工的，有天然的。地質(zhì)體的空間結(jié)構(gòu)和物質(zhì)成分的變化導(dǎo)致場(chǎng)的變化。因此在一定的基準(zhǔn)面探測(cè)其場(chǎng)的變化，則可對(duì)地質(zhì)體的空間結(jié)構(gòu)和物質(zhì)成分的變化進(jìn)行推論。顯然單一物探方法形成的推論往往是多解的，不借助其他的資料、其他的方法、或者直接的驗(yàn)證，物探的結(jié)論只具備某種保證率的可靠性。在工程勘察中，在布置鉆探工作量時(shí)，先期輔以一定數(shù)量物探的平面工作，可以突出鉆探工作的針對(duì)性，對(duì)于實(shí)現(xiàn)勘探目的可起到事半功倍的效果。

1物探方法的作用在巖土工程勘察中的體現(xiàn)

對(duì)于一個(gè)未知的勘探區(qū)域，先期投入物探方法有如下優(yōu)勢(shì)：①利用物探方法可準(zhǔn)確探明復(fù)雜的基巖面起伏狀況，從而可實(shí)現(xiàn)合理布置鉆孔工作量。②利用物探方法可在巖溶發(fā)育區(qū)探測(cè)復(fù)雜的巖溶分布狀況(既可是當(dāng)期三維的巖溶分布狀況，也可是隨時(shí)間變化的四維探測(cè)成果，如巖溶漏斗的變化情況)，鉆探可依據(jù)物探成果靈活布置，二者結(jié)合可對(duì)勘測(cè)區(qū)域內(nèi)的巖溶分布全面掌握。③利用物探方法可準(zhǔn)確探測(cè)地下人工設(shè)施的地下賦存情況，當(dāng)?shù)叵氯斯ぴO(shè)施規(guī)模較小時(shí)，投入大量的鉆探工作量幾乎無(wú)任何經(jīng)濟(jì)性可言。④在水域勘察中，利用物探方法可探測(cè)水下地層變化情況，可大大降低鉆探的工作量，節(jié)約成本?？梢?jiàn)，物探方法體現(xiàn)在前期的物探小投入，換來(lái)后來(lái)的鉆探小投入。而降低了鉆探的代價(jià)，某種意義上就降低了勘探的總成本。因此重視物探方法在巖土工程勘察的前景對(duì)于提高巖土工程勘察的效率和效益是有積極意義的。

2物探方法的應(yīng)用實(shí)例

2.1基巖起伏地區(qū)物探勘測(cè)引導(dǎo)平面鉆孔布置南方沿海的花崗巖地區(qū)，基巖的不均勻風(fēng)化導(dǎo)致基巖面的起伏劇烈，單一的鉆探要查明具體的基巖面形態(tài)需要耗費(fèi)大量的鉆探工作量，盡管如此孔孔之間地層仍不能做到“無(wú)縫”連接。圖1是某工程高密度電阻率勘測(cè)剖面，剖面顯示高阻體表面起伏劇烈，后根據(jù)高阻體形態(tài)布置控制性鉆孔證實(shí)高阻體為基巖，高密度電阻率剖面較準(zhǔn)確顯示了覆蓋層以下基巖面的起伏情況。根據(jù)電法剖面合理布置鉆孔抓住了重點(diǎn)，提高了鉆探的可靠性，避免了施工中因勘探精度問(wèn)題出現(xiàn)過(guò)多的設(shè)計(jì)變更。

2.2巖溶發(fā)育地區(qū)物探勘測(cè)引導(dǎo)控制性鉆孔布置巖溶勘察要解決的問(wèn)題往往是寬泛的，既包括地基基礎(chǔ)方面的(提供地基處理方案)，也包括巖溶滲漏方面的(提供巖溶滲漏分布區(qū)域)。巖溶發(fā)育的多樣性和復(fù)雜性，決定了直接采用鉆探方法，很難取得預(yù)期的好效果。而巖溶對(duì)于物探方法來(lái)說(shuō)往往既是理想的物性差異界面，又代表了明顯的地質(zhì)體空間結(jié)構(gòu)變化。二者是導(dǎo)致物理場(chǎng)變化的前提。因此采用物探方法先行探測(cè)勘察區(qū)域內(nèi)多種場(chǎng)的變化特征，找出其中的各種異常，對(duì)于指導(dǎo)鉆探工作有著積極的意義。圖2是某電廠工程根據(jù)兩種物探方法確定的物探異常區(qū)域范圍，兩種方法分別是自然電場(chǎng)法測(cè)定的平面自然電位分布，對(duì)稱(chēng)電阻率測(cè)深圈定的基巖巖溶分布區(qū)域(圖中陰影部分)。兩種方法在巖溶分布的解釋結(jié)果上較吻合，即對(duì)稱(chēng)四極電測(cè)深解釋的巖溶發(fā)育區(qū)域基本對(duì)應(yīng)自然電場(chǎng)的負(fù)異常區(qū)域，這說(shuō)明在巖溶發(fā)育區(qū)域伴隨地下水的垂向運(yùn)動(dòng)，在地表形成明顯的滲漏電場(chǎng)，而在基巖相對(duì)完整的區(qū)域，地下水的活動(dòng)較弱，形成的地表電場(chǎng)則不甚明顯。對(duì)于物探推論，后期的鉆探及工程樁施工證實(shí)了物探推論的準(zhǔn)確性。如果不采用物探做平面工作，僅憑鉆探很難準(zhǔn)確劃定巖溶發(fā)育區(qū)域，不僅無(wú)法合理選擇施工工藝，且也為工程施工埋下隱患。

2.3老城區(qū)勘察中采用物探掃面圈定地下人工設(shè)施范圍現(xiàn)代城市改造過(guò)程中，一些古老的地下建筑沒(méi)有留下相關(guān)資料，如果不查清將對(duì)其后的新建工程施工造成影響，甚至有時(shí)會(huì)對(duì)新建建筑形成地基失穩(wěn)隱患，在這類(lèi)區(qū)域進(jìn)行工程勘察，需要較高的勘察精度來(lái)探測(cè)這些地下不明人工建筑。而如果僅采用鉆探恐怕很難實(shí)現(xiàn)勘探目的。圖3為某工程采用地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)的一條剖面，雷達(dá)圖像顯示在地下約4m深度深有兩個(gè)明顯的雙曲線異常，而在探測(cè)區(qū)域未發(fā)現(xiàn)任何地面標(biāo)志，物探解釋兩個(gè)異常為兩條地下管道，后經(jīng)開(kāi)挖驗(yàn)證為老城區(qū)變遷中留下的下水管道。

3布置物探工作應(yīng)注意的問(wèn)題

在巖土工程勘察項(xiàng)目中先期投入物探工作可以大大提高鉆探工作的效率和準(zhǔn)確性，但物探方法有很多，投入物探方法需要策劃和設(shè)計(jì)，而且物探方法是間接的勘探方法，物探結(jié)論是對(duì)異常的推論，因此物探方法是不能完全替代鉆探的。概括而言，選用物探方法應(yīng)注意如下問(wèn)題：

3.1選用物探方法應(yīng)有針對(duì)性物探方法在巖土工程勘察中的作用是毋庸置疑的，但并不是說(shuō)任何物探方法可包治百病，布置物探方法應(yīng)該有針對(duì)性，而不應(yīng)該濫用，更不能任意夸大或縮小物探方法的作用。物探方法的選擇應(yīng)具備主要的物性前提和場(chǎng)地條件，例如潮濕的地面對(duì)于地質(zhì)雷達(dá)勘測(cè)會(huì)產(chǎn)生明顯的干擾，應(yīng)采取適當(dāng)措施降低干擾或采用其他的物探方法：而在煤礦采空區(qū)進(jìn)行勘探發(fā)現(xiàn)低阻異常既要考慮到可能是采空區(qū)反應(yīng)，也要考慮到是否為煤層的影響。某一物探方法獲得的解釋成果不能簡(jiǎn)單地否認(rèn)另一種方法所確定的異常的存在，即物探方法之間只是對(duì)異常的補(bǔ)充而不是對(duì)異常的否定。

3.2物探推論需要驗(yàn)證多種物探方法綜合勘測(cè)確定的異常并不能保證推論100％正確，驗(yàn)證仍是最需要的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在沒(méi)有驗(yàn)證的情況下，物探異常的推論僅僅是一種理論和經(jīng)驗(yàn)的推斷。

3.3選用物探方法也要考慮經(jīng)濟(jì)性通常在地質(zhì)情況簡(jiǎn)單的情況下，如果由一種或一種以上的物探方法能獲得較一致的異常反應(yīng)，是沒(méi)有必要投入更多的物探手段來(lái)重復(fù)獲得同樣的異常認(rèn)識(shí)的，物探方法同樣也需要成本。在實(shí)際工程中投入物探方法應(yīng)提倡夠用就行。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，物探方法在巖土工程勘察中的作用正在被大多數(shù)勘察工作者接受并給予重視，實(shí)踐證明，如果投入物探方法的時(shí)機(jī)適當(dāng)則可提高勘察效率，降低造價(jià)，對(duì)提高勘察成果的質(zhì)量也很有益處。