物探方法在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用探析

嚴(yán)根苗

摘 要：隨著社會的快速發(fā)展，工程地質(zhì)勘察中先進(jìn)技術(shù)和理論層出不窮。在現(xiàn)代工程地質(zhì)勘察中，物探方法是應(yīng)用廣泛且實用性高的方法，能有效解決工程地質(zhì)中存在的問題，該方法的應(yīng)用，顯著的提高了我國工程地質(zhì)勘察水平。但是，為了進(jìn)一步提高工程地質(zhì)勘察質(zhì)量和效率，應(yīng)加強(qiáng)對物探方法的研究力度。文章以工程地質(zhì)勘察概析作為切入點(diǎn)，分析了工程地質(zhì)勘察中常應(yīng)用的物探方法，以利于提高工程地質(zhì)勘察質(zhì)量和效率，為工程建設(shè)提供切實依據(jù)。

關(guān)鍵詞：工程地質(zhì)；物探方法；勘察；任務(wù)；特點(diǎn)

引言

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐的加快，我國經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)高速發(fā)展趨勢，而在經(jīng)濟(jì)建設(shè)過程中，工程地質(zhì)勘察具有重要的作用，促進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和能源資源開發(fā)，尤其是工程建設(shè)。近年來，科學(xué)技術(shù)日新月異，各種勘察方法廣泛應(yīng)用于工程地質(zhì)勘察中，如物探方法，這些技術(shù)的應(yīng)用，大幅度提高了現(xiàn)代工程地質(zhì)勘察水平，從而促進(jìn)了工程地質(zhì)勘察工作的順利進(jìn)行[1]。物探方法是現(xiàn)代工程地質(zhì)勘察中的常用方法，也是提高勘察水平的重要手段，具有準(zhǔn)確、快速、不損傷探測等特點(diǎn)，所以，必須加大物探方法研究力度，從而有效促進(jìn)工程地質(zhì)勘察和我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。

1 工程地質(zhì)勘察概析

1.1 具體任務(wù)

建筑工程建設(shè)前，需全面考慮擬建區(qū)一系列地質(zhì)問題，如地基選擇、周邊地質(zhì)情況、后續(xù)安全防護(hù)等，并且需要提供詳盡的工程地質(zhì)資料，以利于科學(xué)合理的規(guī)劃、設(shè)計工程施工方案[2]。為保證工程地質(zhì)勘察資料的科學(xué)性、實用性、合理性，在工程地質(zhì)勘察中，必須做好以下任務(wù)，即：（1）概查全工區(qū)，以掌握地面地質(zhì)資料、地質(zhì)構(gòu)造形成過程等地質(zhì)情況，通過分析有利和不利因素，擇優(yōu)選擇建筑擬建場地，并根據(jù)所選場地地質(zhì)條件，科學(xué)合理的規(guī)劃建筑，從而有效減少施工難度、工期、建筑成本等。（2）選定建筑擬建場地后，進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘察，并結(jié)合建筑物規(guī)模、類型、結(jié)構(gòu)、施工方法等，制定科學(xué)合理的施工方案，方案內(nèi)容需包括解決不良地質(zhì)可能造成影響的措施。（3）建筑物的建設(shè)，在一定程度上會影響擬建場地和周圍地質(zhì)環(huán)境，例如可能會導(dǎo)致地面塌陷。所以，未來確保工程施工安全、經(jīng)濟(jì)，必須詳盡的預(yù)測施工時和施工后地質(zhì)條件改變，并制定出有效的應(yīng)對措施。

1.2 物探方法研究概述

物探是地球物理勘探的簡稱，可為資源開發(fā)與環(huán)境保護(hù)提供借鑒。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，物探方法取得了巨大突破，并逐漸廣泛的應(yīng)用于工程地質(zhì)勘察，在一定程度上促進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展。鉆探取土、雙橋靜力觸探等是傳統(tǒng)工程地質(zhì)勘察的主要方法，這些方法雖然在一定程度上促進(jìn)了各個領(lǐng)域的發(fā)展，但若采用一種勘察方法，無法滿足工程地質(zhì)勘察需求，且作用有限，需結(jié)合多種勘察方法，以提高勘察質(zhì)量。近年來，我國工程建設(shè)水平不斷提高，對地質(zhì)勘察要求也越來越高。作為工程建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，工程地質(zhì)勘察對工程質(zhì)量具有直接的影響作用，所有必須結(jié)合物探和地質(zhì)工作，切實提高工程地質(zhì)勘察質(zhì)量和效率[3]。一般情況下，以往通過研究分析地質(zhì)資料勘察工程地質(zhì)，缺乏準(zhǔn)確的工程地質(zhì)深層次資料，為確?？辈熨|(zhì)量，并在一定程度上提高工程地質(zhì)勘察水平，需采用諸多精密儀器進(jìn)行勘察。

1.3 工程物探勘察特點(diǎn)

地質(zhì)條件多變會引起物理場變化，如電場、地震波場、重力場、磁場等，采用電法、地震法、重力、磁法勘探等物探方法，可有效探測工程地質(zhì)存在的問題，原因在于物探方法具有高效、準(zhǔn)確、信息豐富、應(yīng)用靈活等優(yōu)點(diǎn)。在工程地質(zhì)勘察中，物探方法的特點(diǎn)如下：（1）探測深度淺。在工程設(shè)計探測中，通常在淺層發(fā)生地質(zhì)問題，而物探方法的探測深度也在一定范圍內(nèi)，即幾米至幾十米，最深不超過百米，因此探測深度淺。（2）探測精度高。一般情況下，工程建設(shè)單位要求物探方法精度高，探測深度和地表位置不能存在較大誤差，需將誤差控制在厘米以內(nèi)。（3）施工場地要求低。物探方法主要的工作內(nèi)容是勘察工程地質(zhì)，以及分析地質(zhì)資料，這些工作通常需在幾天至十幾天內(nèi)完成，而分析工程危險程度，則需在一天以內(nèi)得出探測結(jié)果。

2 工程地質(zhì)勘察中常應(yīng)用的物探方法

2.1 電法勘探

電法勘探通常觀察觀測點(diǎn)深度和電阻率變化，進(jìn)而分析出巖層分布規(guī)律，普遍應(yīng)用于勘測較厚巖層[4]。近年來，很多城市應(yīng)用了相對靈活的高密度電阻率法，該法能詳細(xì)的對地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，有效勘測地下管道。一般勘測方法難以分清巖層分布規(guī)律，但電法勘探可通過電極裝置勘測到大范圍巖石分布規(guī)律，并分清巖層是否水平或輕微傾斜。此外，根據(jù)供電電極間的距離差異，可勘測不同深度巖層，而且通過不同電阻率，能了解不同巖層中詳細(xì)的分布情況。目前，在實際地質(zhì)勘察中，電法勘探已取得了一定效果，尤其是工程建設(shè)，而且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電法勘探在工程地質(zhì)勘察中將會充分發(fā)揮應(yīng)有的作用。

2.2 地震勘探

地震勘探主要有兩種方法，即反射波法和折射波法，其原理是通過觀測反射波或折射波時間場沿測線方向的時空分布規(guī)律，明確地下反射面或折射面的深度與地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)、性質(zhì)等，即利用地下介質(zhì)彈性和密度差異，根據(jù)大地對地震波的響應(yīng)，有效推斷地下巖層的形態(tài)和性質(zhì)。與其他物探方法對比，地震勘探精度高，深度可達(dá)數(shù)十米到數(shù)十千米，而且解釋成果單一，但需要較高的成本。在覆蓋層探測中，淺層折射波法具有一定的技術(shù)優(yōu)勢，能有效勘探隱伏構(gòu)造、空洞等，并已取得良好的應(yīng)用效果，但該方法極易受工程施工場地影響。此外，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，地震勘探分辨率逐漸提高，更加有助于精細(xì)研究地下構(gòu)造，詳細(xì)了解地層構(gòu)造和分布，進(jìn)而為工程建設(shè)提供有價值的參考依據(jù)。

2.3 重力勘探

重力勘探是物探方法之一，指的是根據(jù)地殼各種巖體、礦體間的密度差異，通過地表變化對地質(zhì)進(jìn)行勘察的方法。該方法以牛頓萬有引力定律為基礎(chǔ)，具有受干擾小、精度高等特點(diǎn)，只要勘探地質(zhì)體和周圍巖體的密度差異，就能利用精密儀器明確重力異常，如重力儀、扭秤等重力測量儀器。目前，重力勘探已在工程地質(zhì)勘察中廣泛應(yīng)用，并取得了良好的勘察效果，而且結(jié)合擬建區(qū)地質(zhì)和其他相關(guān)物探資料，可有效推斷覆蓋層下的礦體性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造情況，從而為工程建設(shè)提供切實依據(jù)。但是為了確保勘察效果的科學(xué)性、準(zhǔn)確性，應(yīng)用該方法時必須全面考慮擬建區(qū)天氣、地形和振動情況。

2.4 磁法勘探

在自然界中，巖石和礦石具有一定的磁性，可產(chǎn)生使局部地區(qū)發(fā)生變化的磁場，即出現(xiàn)地磁異?，F(xiàn)象。通過采用相應(yīng)的儀器可發(fā)現(xiàn)和研究地磁異常，從而有效研究該地地質(zhì)構(gòu)造，這種方法稱為磁法勘探。磁法勘探是常應(yīng)用的物探方法之一，可用于勘探礦產(chǎn)、工程地質(zhì)等，目前該勘探方法已廣泛應(yīng)用于工程地質(zhì)勘察，并取得了良好的地質(zhì)勘察效果。在工程地質(zhì)勘察中，磁法勘探的應(yīng)用主要包括：進(jìn)行地質(zhì)構(gòu)造分區(qū)，研究并確定斷裂帶、基底構(gòu)造、破碎帶等；劃分各種巖土分布范圍，如沉積巖、侵入巖、噴出巖、變質(zhì)巖等，并進(jìn)行區(qū)域地質(zhì)填圖。

3 結(jié)束語

總之，物探方法在工程地質(zhì)勘察中應(yīng)用，具有探測深度淺、探測精度高、施工場地要求低等特點(diǎn)，能切實提高我國工程地質(zhì)勘察水平。目前，常應(yīng)用于工程地質(zhì)勘察的物探方法主要有電法勘探、地震勘探、重力勘探、磁法勘探，深入分析這些方法在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用，能有效提高工程地質(zhì)勘察水平，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展。

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