工程物探技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用及前景

盧 騰，郝樂(lè)輝

（1.江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六一大隊(duì)，江西 鷹潭 335000；2.江西省能源礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查研究院，江西 南昌 330103）

巖土工程在整體的工程完備與全面開(kāi)展階段，無(wú)異于是最關(guān)鍵、最基礎(chǔ)、最核心的部分之一，必須要采用先進(jìn)的核心技術(shù)對(duì)巖石的覆蓋狀況以及圖層結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面研究，才能確保整體的工程建設(shè)能夠在預(yù)想的范圍之內(nèi)進(jìn)行有序開(kāi)展。而隨著工程物探技術(shù)的全面推廣與不斷應(yīng)用，為巖土工程的長(zhǎng)久發(fā)展提供了不可忽視的動(dòng)力支持。其所具有的快速、全面、準(zhǔn)確等核心優(yōu)勢(shì)與巖土工程的建設(shè)目標(biāo)相契合。

1 工程物探技術(shù)的基本簡(jiǎn)述

工程物探技術(shù)在具體工作投用時(shí)，能夠?qū)⒏黜?xiàng)不同的理論知識(shí)進(jìn)行全面融合，相關(guān)的工程管理人員可以根據(jù)具體的建設(shè)目標(biāo)與勘察目的，選擇相應(yīng)的物探方法。工程物探技術(shù)會(huì)根據(jù)不同的物理現(xiàn)象，對(duì)土層構(gòu)造作出具體的判斷結(jié)果，以此確保能夠?yàn)橄嚓P(guān)工程的建設(shè)提供源源不斷的智力支持。但是不同的物探方法最終所呈現(xiàn)出的效果都具有著一定的差異性，因此相關(guān)的管理人員在選用物態(tài)方法時(shí)，不僅需要參考具體的規(guī)范要求，并且要根據(jù)以往的物探經(jīng)驗(yàn)，對(duì)工作目的現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件等相關(guān)的客觀因素進(jìn)行全面分析與綜合。與此同時(shí)，可以適當(dāng)?shù)膶⑽锾郊夹g(shù)與高密度電法進(jìn)行結(jié)合，以巖石土層導(dǎo)電性的差異為主要基礎(chǔ)，采用人工的方式施加穩(wěn)定流場(chǎng)的作用，能夠?qū)φw的電流分布狀況和基本規(guī)律進(jìn)行大致勘察，并將最終所測(cè)量出的結(jié)果，以計(jì)算機(jī)的方式進(jìn)行處理、分析、總結(jié)、儲(chǔ)存，為物探技術(shù)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

2 工程物探技術(shù)在巖土工程中的實(shí)際用途

2.1 勘察階段的具體應(yīng)用

通過(guò)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，對(duì)于我國(guó)早期鉆探技術(shù)進(jìn)行全面的信息調(diào)研與數(shù)據(jù)分析，不難發(fā)現(xiàn)，其主要是采用傳統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)行毫無(wú)加工的照搬照用，導(dǎo)致最終所取得的成效微乎其微，而加強(qiáng)對(duì)工程物探技術(shù)的應(yīng)用與推廣，能夠徹徹底底的摒棄早期鉆探技術(shù)所存在的弊端。例如，在具體的土層檢測(cè)與全面勘察時(shí)，一味地采用以部分促進(jìn)整體發(fā)展的方式，會(huì)導(dǎo)致最終所呈現(xiàn)出的實(shí)際成果與原有的數(shù)據(jù)之間存在的數(shù)值差過(guò)大。而物探技術(shù)的投用能夠在最短的時(shí)間內(nèi)明確地質(zhì)界面，不僅能夠?qū)υ缙诘你@探技術(shù)進(jìn)行良性改善，并且能夠從根本上把握巖土的地質(zhì)條件，整體的工程適用性較強(qiáng)對(duì)施工環(huán)境并沒(méi)有過(guò)多的硬性要求，最大程度地滿(mǎn)足巖土工程的發(fā)展規(guī)劃?？梢赃x擇在勘察階段將物探技術(shù)與鉆探技術(shù)兩者進(jìn)行巧妙的融合，提取核心要點(diǎn)，并將其發(fā)揚(yáng)光大，確保最終勘察的總體效率得到質(zhì)的提升。

2.2 檢測(cè)階段的實(shí)際應(yīng)用

在巖石工程竣工后，必須要對(duì)各個(gè)不同環(huán)節(jié)的實(shí)際狀況進(jìn)行再三的審查與反復(fù)檢測(cè)，避免由于細(xì)小問(wèn)題出現(xiàn)而影響后續(xù)工作的有效推進(jìn)。

而在此階段工程物探技術(shù)所發(fā)揮出的強(qiáng)大價(jià)值也是不容小覷的，其中，電磁波法探測(cè)技術(shù)能夠結(jié)合電磁波的具體傳播特征，對(duì)整體的巖土結(jié)構(gòu)進(jìn)行定位與判別，其具有較強(qiáng)的探測(cè)深度與分辨率在現(xiàn)場(chǎng)，能夠在短時(shí)間內(nèi)為相關(guān)的工作人員提供實(shí)時(shí)剖面記錄圖，圖像具有高度的清晰性、直觀性、價(jià)值性。令專(zhuān)業(yè)的工作人員能夠根據(jù)圖紙明確工程建設(shè)的不足之處并積極地尋找相應(yīng)的措施，進(jìn)行改進(jìn)與研究。

2.3 質(zhì)量控制階段的實(shí)際應(yīng)用

最終工程所呈現(xiàn)出的質(zhì)量狀況是最為重要的，因此必須要對(duì)質(zhì)量控制這一首要問(wèn)題引起高度重視。采用工程物探技術(shù)投入使用能夠最快速的對(duì)工程的質(zhì)量狀況進(jìn)行分析與檢測(cè)以細(xì)化的方式，確保能夠事無(wú)巨細(xì)地將總體的質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行有效控制，減少了意外事故發(fā)生的頻率，使相關(guān)施工人員的人身安全得到最有力的保障。而在對(duì)質(zhì)量控制時(shí)可以采取抽樣調(diào)查的方式，從全部的調(diào)查研究對(duì)象內(nèi)有選擇地抽選出部分進(jìn)行調(diào)查，并以最終所取得的實(shí)際數(shù)據(jù)為主要的發(fā)展依托，對(duì)總體的調(diào)查對(duì)象進(jìn)行科學(xué)的評(píng)估與推斷。例如，在對(duì)巖土工程樁基檢測(cè)時(shí)，利用低應(yīng)變反射波法對(duì)部分樁身結(jié)構(gòu)的完整性進(jìn)行檢驗(yàn)，并且對(duì)樁身缺陷位置、施工樁長(zhǎng)校對(duì)、混凝土強(qiáng)度等級(jí)等各個(gè)不同問(wèn)題進(jìn)行全面評(píng)估。

2.4 提供基礎(chǔ)的資料

在巖土工程開(kāi)始建設(shè)時(shí)，如果無(wú)法對(duì)相關(guān)的地質(zhì)狀況進(jìn)行統(tǒng)籌全局的概括，會(huì)為后續(xù)的工程開(kāi)展帶來(lái)不可忽視的阻力。而相關(guān)的工作人員可以利用工程物探技術(shù)，能夠?qū)Φ刭|(zhì)災(zāi)害頻繁出現(xiàn)的地區(qū)資料進(jìn)行總體性的明確，并結(jié)合自我的工作經(jīng)驗(yàn)初步預(yù)測(cè)并劃分出地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查的主要目標(biāo)。運(yùn)用一系列的物探方法與技巧對(duì)目標(biāo)地質(zhì)狀況進(jìn)行勘察分析檢測(cè)了解，為后續(xù)預(yù)防和控制不良問(wèn)題的出現(xiàn)提供科學(xué)的基礎(chǔ)資料。與此同時(shí)，在巖土工程建設(shè)前期，利用工程物探技術(shù)對(duì)潛在的安全隱患進(jìn)行范圍檢測(cè)、分布狀況分析、性質(zhì)判斷，通過(guò)預(yù)測(cè)與評(píng)估的方式能夠?yàn)橹贫ㄏ乱徊降闹卫矸桨柑峁┛茖W(xué)的發(fā)展依據(jù)。在實(shí)際的工程階段，物探技術(shù)仍然發(fā)揮著其不可替代的核心價(jià)值。使相關(guān)的工作人員可以在前期根據(jù)自主意愿利用工程物探技術(shù)，減少意外事故的頻發(fā)率。

3 工程物探技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用前景

在不對(duì)所需探測(cè)的物體造成損害的前提下，工程物探技術(shù)就能快速獲取精準(zhǔn)的探測(cè)結(jié)果，這種高效、低成本的優(yōu)點(diǎn)是工程物探技術(shù)自身具備的，其應(yīng)用前景廣闊。而以下主要從不同方面不同角度對(duì)使用頻率較高的工程物探技術(shù)進(jìn)行綜合性的總結(jié)與分析。

3.1 地震波層析成像技術(shù)

以淺層地震儀作為主要儀器的地震波層析成像技術(shù)使得淺層地震儀相關(guān)的優(yōu)點(diǎn)都可以在此技術(shù)中得到充分體現(xiàn)。地表障礙物以及風(fēng)化層并不能影響地震波成像技術(shù)，它的剖面測(cè)試是根據(jù)地質(zhì)鉆探來(lái)展開(kāi)的。電纜和井深可以在地震波層析成像技術(shù)剖面測(cè)試的時(shí)候進(jìn)行制約，因?yàn)榈卣鸩▽游龀上窦夹g(shù)剖面的深度是受電纜長(zhǎng)度和井深影響的。成圖效果好、簡(jiǎn)單直觀、可直接利用是該技術(shù)的幾大優(yōu)點(diǎn)，與此同時(shí)，用地震數(shù)據(jù)對(duì)地下結(jié)構(gòu)的物質(zhì)屬性進(jìn)行良性反饋，并通過(guò)層層遞進(jìn)的方式，對(duì)于其基本的圖像進(jìn)行大致繪制，有效地展現(xiàn)出巖土工程的精細(xì)結(jié)構(gòu)和局部不均勻性，還可以利用射線追蹤層析成像，能更客觀地反映出地下的結(jié)構(gòu)信息。因此重視和推廣地震波層析成像技術(shù)在工程地質(zhì)中的應(yīng)用是十分有必要的。

3.2 隧道地震勘探 （TSP）方法

為了能夠進(jìn)一步的減少巖土工程在具體建設(shè)階段所遇見(jiàn)的不良地質(zhì)狀況，可以適當(dāng)?shù)耐ㄟ^(guò)隧道地震勘探的方式對(duì)地質(zhì)狀況進(jìn)行有效的預(yù)報(bào)。隧道地震勘探方法與以往的物探方式相比，其觀察的距離較遠(yuǎn)是較為顯著的優(yōu)勢(shì)之一，通過(guò)藥物方式進(jìn)行爆破，令所產(chǎn)生的地震波能夠沿隧道的方向與球面波的形式進(jìn)行傳播，在不同的巖土工程狀況下，由于地質(zhì)條件的差別最終會(huì)以不同的速度進(jìn)行傳播，在其頁(yè)面處被反射并以高精度的接收器進(jìn)行接收，最終采用相關(guān)的計(jì)算機(jī)軟件，能夠?qū)χ苓吀鱾€(gè)要素進(jìn)行更為直觀的展現(xiàn)。以智能的方式將巖土工程內(nèi)所測(cè)定出的彈性、模型、密度等各項(xiàng)參數(shù)分布呈現(xiàn)。由于對(duì)場(chǎng)地的了解狀況和具體程度在一定程度上與后續(xù)巖土工程的高質(zhì)建設(shè)息息相關(guān)，要根據(jù)巖體穩(wěn)定程度及巖土工程的地質(zhì)條件，為其提出相對(duì)應(yīng)的掘進(jìn)方法或具體意見(jiàn)。保證整個(gè)工程在施工或是運(yùn)營(yíng)期間的結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定，在縮短工期建設(shè)時(shí)間的同時(shí)，有效的減少資金的投用。

3.3 地質(zhì)雷達(dá)

現(xiàn)如今許多行業(yè)都加強(qiáng)了對(duì)地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)的運(yùn)用與推廣，但是仍然有其無(wú)法避免的局限性，簡(jiǎn)單的可以歸結(jié)為以下兩個(gè)方面的原因：①其發(fā)射的電磁波在地下介質(zhì)內(nèi)傳播時(shí)，隨著電磁波頻率的上升其衰減程度也會(huì)上升。所以能夠?qū)l(fā)射功率和分辨率更好的提高的方法還需研究；②地面金屬體、電線等物體對(duì)地質(zhì)雷達(dá)有較大的干擾，想要真實(shí)的反映地下的情況，就需要更好的避免或壓制這些干擾，這也是一個(gè)需要研究的課題。所以說(shuō)，要想把地下介質(zhì)的介電性直接轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)的地質(zhì)情況，就需要將鉆探、地質(zhì)概況以及探地雷達(dá)相互結(jié)合共同研究，把需要檢測(cè)的地質(zhì)-地球物理模型建立起來(lái)，能夠更有效地對(duì)地下的實(shí)際狀況進(jìn)行明確的檢測(cè)與勘察。

4 結(jié)語(yǔ)

工程物探技術(shù)在巖土工程建設(shè)階段所具有的實(shí)際意義和強(qiáng)大價(jià)值是顯而易見(jiàn)的，因此在具體工作完善時(shí)，需要采用創(chuàng)造性轉(zhuǎn)化與創(chuàng)新性發(fā)展的新型建設(shè)理念，在原有的基礎(chǔ)上對(duì)物探技術(shù)進(jìn)行靈活式的轉(zhuǎn)變，使其延伸至多樣的技術(shù)手段投用到巖土工程的完工之上。雖然現(xiàn)階段仍然存在工作缺陷有待商討，但是積極的與時(shí)代發(fā)展相接軌，將專(zhuān)業(yè)性的理論內(nèi)容與先進(jìn)性的科學(xué)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)串聯(lián)，將提高最終工程的建設(shè)質(zhì)量與建設(shè)效益作為首要的發(fā)展目標(biāo)。以高度嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度淋漓盡致的展現(xiàn)出工程物探技術(shù)對(duì)巖土工程的促進(jìn)作用，在為相關(guān)工程帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，能夠?yàn)槲覈?guó)的建設(shè)與發(fā)展提供不可多得的社會(huì)效益。