工程物探在地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

李躍民

（河北省地礦局第四水文工程地質(zhì)大隊，河北 滄州 061000）

工程地質(zhì)鉆探是工程地質(zhì)勘查中應(yīng)用最為廣泛的傳統(tǒng)手段；其主要優(yōu)勢是：能夠直觀、準(zhǔn)確地判定地層結(jié)構(gòu)，且可以通過孔中原位測試和巖（土）樣的土工試驗(yàn)直接獲得地層的巖土工程參數(shù)；其缺點(diǎn)是每個鉆孔只能獲取該點(diǎn)垂直方向一維空間地質(zhì)信息，要完成對擬勘查場地三維空間的綜合地質(zhì)評價，鉆探手段成本高、效率低。地球物理勘探一般是對地下三維半空間地球物理場的測量，通過對物探數(shù)據(jù)的綜合分析，可以經(jīng)濟(jì)高效的獲得擬勘查場地三維空間的地質(zhì)信息；相對傳統(tǒng)勘查手段工程物探有著更高的效率、更低的成本以及更全面客觀的地質(zhì)信息等多種優(yōu)點(diǎn)。

1 工程地質(zhì)勘查

工程地質(zhì)勘查主要是針對即將開工進(jìn)行建設(shè)的地點(diǎn)或需要進(jìn)行開發(fā)的區(qū)域當(dāng)中存在的各種地質(zhì)問題進(jìn)行全面的分析，為擬開發(fā)區(qū)域的規(guī)劃布局或工程項(xiàng)目的選址以及施工圖設(shè)計等提供工程地質(zhì)依據(jù)和巖土工程參數(shù)。為了經(jīng)濟(jì)高效的取得準(zhǔn)確可靠的工程地質(zhì)勘查成果，相關(guān)工作人員需做以下幾方面工作。一是盡量全面的收集本區(qū)域的水文地質(zhì)、工程地質(zhì)等相關(guān)資料，并對其進(jìn)行綜合分析，以便對工作區(qū)的水文地質(zhì)和工程地質(zhì)條件、地層結(jié)構(gòu)、主要地質(zhì)構(gòu)造分布、可能影響場地穩(wěn)定性的不良地質(zhì)作用等有一全面系統(tǒng)的初步認(rèn)識，結(jié)合擬建工程特點(diǎn)和具體要求，提出明確的勘查目的和任務(wù)，在此基礎(chǔ)上有針對性地確定合理有效的勘查方法和工作布置，編寫可行的勘查設(shè)計或綱要。二是相關(guān)工作人員在進(jìn)行選擇施工地點(diǎn)以后，進(jìn)一步并針對所設(shè)計的施工方案與場地進(jìn)行比較，確認(rèn)其是否合理，其所使用的技術(shù)與方法及后期可能發(fā)生的問題因素全部考慮在其中。三是在工程施工的過程當(dāng)中，很可能因?yàn)橹車h(huán)境及場地自身地質(zhì)等因素的復(fù)雜多變[1]。

2 工程物探技術(shù)在地質(zhì)勘查當(dāng)中的應(yīng)用方法

2.1 高密度電法

高密度電法這一技術(shù)是將常規(guī)的電法作為基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上逐漸完善形成的新型勘探技術(shù)。此技術(shù)是有效的利用地下巖土介質(zhì)自身所擁有的電性差異所進(jìn)行勘查的，在相關(guān)技術(shù)工作人員進(jìn)行勘查的過程當(dāng)中，現(xiàn)有其工作人員針對所需進(jìn)行勘查的位置進(jìn)行施加點(diǎn)差，通過所進(jìn)行檢測傳導(dǎo)電流當(dāng)中的變化與分布的實(shí)況，以此來判斷出巖土當(dāng)中的性質(zhì)。高密度電法這一技術(shù)可以全面的進(jìn)行測量裝置所在的位置、排列及形狀大小等，相關(guān)工作人員可以通過地下電流所進(jìn)行分布的情況來精準(zhǔn)的探測地面電場所產(chǎn)生變化的規(guī)律，能夠精準(zhǔn)的計算得到地層電阻率，進(jìn)而由相關(guān)工作人員根據(jù)地下巖土體電阻率的變化及規(guī)律，來判斷出巖土所擁有的性質(zhì)[2]。

2.2 大地電磁測探法

此種勘查技術(shù)簡稱MT，是全面的使用天然電磁場場源，通過觀測不同頻率電磁場的變化規(guī)律來進(jìn)行研究分析地中電性結(jié)構(gòu)、進(jìn)而推斷地層巖土特性的勘探技術(shù)。根據(jù)地球內(nèi)部電磁波趨膚效應(yīng)這一原理，電磁波在地下介質(zhì)中傳播時，其自身所展現(xiàn)出高頻成分衰減快，穿透的深度較小，低頻成分衰減慢，穿透的深度較大。在不同的頻率當(dāng)中所使用的電磁波，帶有地質(zhì)當(dāng)中各種不同深度上所帶有的電性信息，通過有相關(guān)工作人員進(jìn)行合理的改變頻率從而達(dá)到最終的勘探目的。

2.3 淺層地震反射波法

通過相關(guān)研究證實(shí)，相關(guān)工作人員使用各種不同的介質(zhì)波可以獲取到不同程度的阻抗差異。這也就是說，反射波在進(jìn)入地下介質(zhì)中以后會產(chǎn)生明顯的改變，尤其是在反射波進(jìn)行傳播時遇到相對較大的介質(zhì)時，這種改變極為明顯，會產(chǎn)生大程度的降低振幅。隨后，再由相關(guān)工作人員根據(jù)已獲取的資料針對其所得到的波幅進(jìn)行精準(zhǔn)的分析與計算便可以直接的確定出各種不同反射層所在的層次。當(dāng)反射波不斷向下傳送的過程當(dāng)中，會不斷地產(chǎn)生反射這一波動，這些反射的波動可以使用相關(guān)專業(yè)設(shè)備或勘查儀器等進(jìn)行收集與記錄。當(dāng)該波動經(jīng)過各種不同的介質(zhì)時，所產(chǎn)生的反射波動及傳播的途徑會產(chǎn)生不同的變化，通過全面細(xì)致的分析這些變化，可以直接的進(jìn)行判斷出巖土當(dāng)中的性質(zhì)[3]。

3 工程物探的應(yīng)用

地質(zhì)勘探工程所進(jìn)行檢測的相關(guān)工作人員，多數(shù)都是選擇使用工程物探這一技術(shù)進(jìn)行檢測的，主要針對地基自身加固的效果進(jìn)行檢測與勘查，大壩進(jìn)行碾壓后的密度、路基的密度、混凝土當(dāng)中的構(gòu)件、基樁自身的質(zhì)量進(jìn)行全面的檢測與精準(zhǔn)的評價。

檢測這一技術(shù)工作，主要是由相關(guān)工作人員有效的利用地質(zhì)雷達(dá)、彈性波速度、瞬態(tài)面波法等方式進(jìn)行測試的。主要利用了電磁波與彈性波的速度與原位測試當(dāng)中所得到的實(shí)驗(yàn)值及密度所建立起的關(guān)系，通過進(jìn)行施工前與完工后的檢測結(jié)果進(jìn)行相互對比及分析的方式。從而全面的了解裂縫產(chǎn)生的實(shí)際情況，并且進(jìn)行估算出該裂縫的產(chǎn)生是否存在隱藏性的危害或意外，從而進(jìn)一步的采取相應(yīng)的有效措施進(jìn)行補(bǔ)救解決問題，以此來有效的將發(fā)生意外的可能扼殺在搖籃里。

地質(zhì)雷達(dá)這一勘測方法技術(shù)，主要應(yīng)用在隧道的檢測當(dāng)中。對于所進(jìn)行測試的路段或隧道高鐵等，相關(guān)工作人員應(yīng)選擇使用中心頻率為400MHz=f，掃描當(dāng)中最大的頻率為312線每秒，采樣的過程當(dāng)中最小的間隔為5ps=t針對所進(jìn)行測試的隧道進(jìn)行反復(fù)檢測，當(dāng)進(jìn)行反腐持續(xù)監(jiān)測的過程當(dāng)中，因各種地質(zhì)條件的不同，所以雷達(dá)信號所反射的波形會呈現(xiàn)出各種不同的狀態(tài)情況。

4 結(jié)語

綜上所述，工程地質(zhì)勘查技術(shù)當(dāng)中所使用的探測方式，要全面的針對地形地勢以及施工項(xiàng)目等因素通過判斷，選擇最為優(yōu)勢的勘查技術(shù)，有效的提高我國工程地質(zhì)勘查這項(xiàng)工作的整體水平。目前為止，其所使用的主要物探方法有高密度電法、大地電磁測探法及淺層分辨反射波技術(shù)等，能夠有效地提高相關(guān)工作人員進(jìn)行勘探的水平，從而全面的促進(jìn)我國現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)與當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的不斷提升及快速發(fā)展。