工程地質(zhì)勘查中物探方法的應用

吳群威

摘? 要： 隨著工程地質(zhì)水平的逐漸提升，逐漸研發(fā)出多種物探技術(shù)，在工程地質(zhì)勘查中，物探技術(shù)具有經(jīng)濟、快速的特征，并且不會對探測對象造 成損傷，應用優(yōu)勢明顯。文中從工程地質(zhì)和物探技術(shù)的關(guān)系著手，重點探析了物探方法在工程地質(zhì)勘查中的應用，希望能對今后工程地質(zhì)勘查工作帶來 一些切實的幫助。

關(guān)鍵詞： 工程地質(zhì)勘查;物探方法;應用

引言

在現(xiàn)代化的礦山工程建設(shè)中，我國增加了中大型礦山地質(zhì)物探建設(shè) 的工程項目數(shù)量。地質(zhì)物探是一個礦山工程建設(shè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)之一。我 國礦山工程建設(shè)的水平在快速提高，同時，工程項目對地質(zhì)勘查要求越加 嚴格，也是工程地質(zhì)勘查當中的重要環(huán)節(jié)，對工程質(zhì)量產(chǎn)生很大影響。物 探工作和地質(zhì)工作緊密聯(lián)系到一起，這樣才能保證地質(zhì)物探工作的順利完 成，也是對地質(zhì)工作方式的擴展，傳統(tǒng)的地質(zhì)工作方法是通過對地質(zhì)資料 的研究來進行勘查，但對地質(zhì)深層次的參考數(shù)據(jù)分析不夠精準，這就需要 利用精密儀器來進行勘測，保證地質(zhì)的勘測質(zhì)量，提高整體地質(zhì)勘測水 平。隨著近幾年來科學技術(shù)的大力發(fā)展，給物探方法在工程地質(zhì)勘查中的 應用帶來了理論知識和實際操作規(guī)范。

1 工程地質(zhì)和物探技術(shù)二者之間的關(guān)系

實際上，物探技術(shù)就是地球物理勘探技術(shù)的簡稱。這項技術(shù)主要被 廣泛應用于工程勘查，環(huán)境勘查和資源勘查。傳統(tǒng)的工程地質(zhì)勘查方法主 要包括雙橋靜力觸探法，標準貫入實驗和鉆探等方法。這三種工程地質(zhì)勘 查方法分別對應了上述三種工程地質(zhì)勘查類型項目。也就是說這三種工程 地質(zhì)勘查方法之間的應用范圍是不同的，應用技術(shù)和應用手段也存在著一 定的差別。所以在應用這三種地質(zhì)勘探方法的時候，必須要結(jié)合項目工程 的實際情況來進行選擇和分析。實際上，隨著我國近幾年社會經(jīng)濟的快速 發(fā)展，我國工程地質(zhì)勘探項目的建設(shè)數(shù)量越來越多，涉及到的工程地質(zhì)勘 探類型也愈來愈加豐富。工程數(shù)量的增多并不意味著工程質(zhì)量的下降，反 而正是由于工程地質(zhì)勘探項目數(shù)量的增加，對于每一項工程地質(zhì)勘探項目 質(zhì)量的要求也越來越高。質(zhì)量其實是一項工程項目建設(shè)的基本內(nèi)容，只有 對工程質(zhì)量進行保障，才能夠保證工程地質(zhì)勘查項目的可持續(xù)發(fā)展。談到 物探方法與工程地質(zhì)勘查二者之間的關(guān)系，實際上他們是相輔相成的。例 如，在傳統(tǒng)的地質(zhì)勘查項目中，如果要想獲得地質(zhì)信息，就必須要使用鉆 探技術(shù)對地質(zhì)體進行勘查。但是，這項工作并沒有說起來那么簡單，所以 在實際操作過程中會結(jié)合其他兩種工程地質(zhì)勘探方式進行聯(lián)合應用，采取 適宜的物探設(shè)備對傳統(tǒng)的單項勘探方式的不足進行一定程度的彌補，從而 提升工程地質(zhì)勘查方式的可靠性，也提升了物探方法在工程地質(zhì)勘查中的 實際應用質(zhì)量。

2 物探方法特征分析

地質(zhì)條件具有多變性特征，因此，不同地質(zhì)的磁場、地震波場、地場 等也有一定的區(qū)別，對此，可采用多種物探技術(shù)，對不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)的物理 特性進行勘查分析。物探方法的特征包括以下幾點：①探測深度小。在工 程項目地質(zhì)勘查中，探測深度一般為淺層地表，而物探技術(shù)所勘探的地質(zhì) 深度能夠達到百米以上。②探測精度高。在物探技術(shù)的應用中，可有效提 升地質(zhì)勘探精度，同時還能夠?qū)⑸疃纫约捌矫嬲`差控制在厘米級水平。

3 物探方法在工程地質(zhì)勘查中的應用

3.1? 電法勘探

電測深法就是對觀測點深度方向的電阻率變化進行檢測，進而針對不 同深度地下巖層分布展開分析的手段。對于覆蓋層的厚度與巖性的變化狀 況研究來說其運用是非常廣泛的。目前逐步發(fā)展使用的方式是高密度電阻 率法，這種方法已經(jīng)是淺層導電信息的常用獲取手段，針對地質(zhì)結(jié)構(gòu)的劃 分以及地下管道的探測能夠起到關(guān)鍵性作用。其研究對象一般屬于電阻率 不同的水平巖層，其中有利條件為水平巖層以及傾角較小巖層，對于傾角 較大巖層來說，其解譯難度是比較大的。因此采取這種手段的基礎(chǔ)為，所 測量目的層以及四周物質(zhì)一定要具備顯著物性差異，借助電極設(shè)備對視電 阻率的異常分布規(guī)律進行檢測，進而實現(xiàn)對電性結(jié)構(gòu)勘測與了解。實際地 層不僅不均質(zhì)而且不同性，得到電阻率屬于非真型電阻率，這屬于不均質(zhì) 體的具體反映，就是視電阻率。由不同供電電極的間距，能夠獲取深度不同的視電阻率，然后依照視電阻率分布規(guī)律，就能夠掌握物性變化。最近 這些年在實際過程中收獲良好成效的地面核磁共振法屬于直至今日實現(xiàn)直 接性找水的一種技術(shù)手段，在西北部地區(qū)的找水工作中起到關(guān)鍵性作用， 且為不少項目探測工作提供含水性信息，例如：滑坡的含水性以及堤壩滲 漏。由于CT技術(shù)不斷應用，現(xiàn)今電阻率成像技術(shù)逐步應用到了大壩檢測評 估之中。

3.2? 電剖面法

電剖面法的應用基礎(chǔ)是人工電場中地下分布規(guī)律，在工程地質(zhì)勘探 中，可將電剖面法與電測深法進行有效結(jié)合，進而對工程地質(zhì)的基巖面起 伏規(guī)律以及斷裂帶分布情況進行準確勘查。對于電剖面法，可分為聯(lián)合剖 面法以及對稱四極法，電剖面法主要被應用于沉積巖勘查中。在電法勘探 的實際應用中，其物理基礎(chǔ)為不同巖層的電性特征。巖層含水情況是影響 電阻率的關(guān)鍵因素，同時，電阻率還會受到水溶液存在狀況、水溶液礦化 程度的影響。如果巖石中的水為分散狀態(tài)或者不連通狀態(tài)，則在電阻率方 面的影響比較小，如果巖石中水為互相聯(lián)通狀態(tài)，則巖層中電阻率比較 小。另外，如果巖石的含水狀況相同，其不同的礦化程度也會造成電阻率 差異。當沉積巖處于含水條件時，電阻率較大，如果巖石孔隙深度比較 小，則電阻率比較大。

3.3? 重力勘探法

重力勘探技術(shù)的基礎(chǔ)是牛頓的萬有引力定律，應用較多的領(lǐng)域是擬定 工程項目建設(shè)區(qū)的勘查。在該區(qū)域中，重力勘探的優(yōu)勢能夠得到較為明顯 顯著的發(fā)揮，將勘探結(jié)果和已有的地質(zhì)物探資料進行對比，最終獲得對后 續(xù)勘探工作有利的工程地質(zhì)數(shù)據(jù)。在重力勘探法應用中，地質(zhì)勘查所在區(qū) 域的礦體分布狀況、礦體性質(zhì)都能夠被獲知，且以此而推斷出的結(jié)果準確 性比較高。重力勘探法能夠為勘察工作提供更多幫助，掌握完整的工程地 質(zhì)結(jié)構(gòu)和分布詳情，為后續(xù)地質(zhì)勘查工作打好基礎(chǔ)，節(jié)省了大量的時間。

3.4? 地震勘探法

在地質(zhì)勘查技術(shù)中，地震勘探法比較常見。地震勘探法有兩種形式， 分別為折射波法和反射波法。地震勘探法可以較為精準地對巖土形成條件 以及深度地質(zhì)進行更準確地判斷。由于介質(zhì)在不同地下環(huán)境中，呈現(xiàn)出不 同的密度和彈性，所以在應用地震勘探時，在不同介質(zhì)下，地震波的折射 和反射會出現(xiàn)不同的反應。從折射波和反射波反饋的信息中，我們能夠確 定地下巖層的具體特征和性質(zhì)。

4 結(jié)束語

加強對各種物探方法的原理掌握能夠確保對物探成果進行合理有效運 用，有效提升對地質(zhì)體工程地質(zhì)的性質(zhì)掌握。由于物探曲線相近以及數(shù)值 相近也不能保證是相同地質(zhì)體，相同巖性物探曲線可能也會存在差異，比 如：相同巖性不同的風化帶其地震波的波速是存在差異的。物探成果屬于 開展地質(zhì)研究工作的理論根據(jù)，準確使用可以有效提升地質(zhì)工作的精度以 及效率，可以使科研與生產(chǎn)工作收獲較高的效益，推動生產(chǎn)力的發(fā)展。

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