探究工程地质勘查中常用的工程物探方法

探究工程地质勘查中常用的工程物探方法

蔡建华刘继滨

（中铁西南科学研究院有限公司四川成都611731）

【摘要】近年来，随着物探技术的发展，其在工程地质上的应用越来越来广泛。由于物探技术具有经济、快速、效果好等特点，尤其是对探测对象不造成损伤，从而使其显示出强大的生命力。目前，随着计算机技术的发展和各种反演方法的不断创新，物探技术正朝着探测精度更高、探测范围更广、解释更准确的方向发展，表现出前所未有的广阔发展前景，被广泛应用于工程、环境、灾害地质调查等领域，越来越受到人们的关注。

【关键词】工程地质勘查；工程物探；方法

【中图分类号】TU195【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2017）14-0048-02

1.物探技术的基本原理

物探技术就是要根据各种演示之间存在的密度和放射性之间的差异，利用地球物理的原理，采用不同的物理方法和物探设备进行对工程物理场测量的一种技术。截止到现在，单一的物探方法本身具有一定的局限性和复杂性，所以，我们在进行地质勘察时需要采用多种方法来进行勘探，从而这就形成了综合的物探技术。这种综合的物探技术的发展基础是电子技术。对于不同的地质结构来说，它们拥有各自不同的物理特性，而物探技术就是这其中的一种，物探技术主要采用的设备的是精密的电子仪器，经过电子仪器进行测查之后收集信息和图像，然后对地质的结构进行下一步精准的定量和分析，分析勘探的地质结构稳定性和岩石的辐射情况。总体来说，通过综合的物探技术不但能够有利于岩石层岩石结构的地质勘查工作顺利完成，还能够有利于对地下矿石能源更好的开采。

2.物探技术的应用对地质勘查的作用

当前，物探技术已经逐渐发展到了成熟阶段，这种技术的发展已经覆盖了很多行业的领域，特别是在地质勘探方面，取得了较好的成就。例如在水文地质的探测过程中，要根据水质的导电特性和岩石所具有的电磁使用专业的物探技术。例如，在对物质灾害进行勘察设计时，可以根据这些物探的数据来对部分自然灾害进行充分的预防，工程建设前也可以通过物探技术对地质进行勘查，这样做既能够保证施工的安全性，也能够保证建筑竣工后的安全性。

3.物探技术的重要意义

从多项成功的工程实例中发现，地球物理探测技术在地质工程勘察中具有重大的实践意义。它在很大程度上能够对典型的地质灾害进行相应的监测、预报、防灾、减灾，提供了较为关键的指导作用，保证了自然灾害后的能够进行一定的重建工作、土木工程能够顺利实施，并对灾害防护工程的出现及资源开采过程中的工程灾害提供重大的工程意义。而且物探技术可以提高决策者在地学工程实施科学防护措施中拥有一定的信心，能够及时采取相应的保护措施，在最大限度内保证超前预警系统的质量，建立公共安全保障体系，维护公共生存空间的安全。只有正确使用物探技术，才能够保证工程的顺利进行，并保证提供一定程度上的安全系数。

4.工程地质勘查中常用的工程物探方法

4.1大地电磁测探

该方法主要是利用天然交变电磁场作为场源，称作被动场源电磁法。在探测过程中，可以具有较大的探测深度，没有受到高阻层的屏蔽，并且具有较强的良导介质分辨能力。在运作成本中，也是具有较低的数值，而且拥有轻便的野外装备。在地震预报、勘探油气、调查地热田中，具有着至关重要的作用，能够在很大程度上促进金属矿物勘探的成功进行。

4.2航空及地面甚低频电磁法

在20世纪80年代初，从国外引进了航空及地面甚低频电磁法的物探勘测方法。该方法主要是运用在良导层的断裂破碎及腐蚀带圈定方面，对较低电阻率的岩脉及矿脉进行一定的寻找，并追踪含矿构造，很好的圈定矿化范围。在使用该种物探技术中，所采用的设备也较为轻便，能够在野外拥有较为简单的观测方法，并快速处理资料。当然在地形、电缆等人文干扰及异常情况的发生中，要格外注意该方法的使用，要进行相应的识别和纠正。因为在该技术中，是使用15Hz、30kHz的频率电磁波作为场源，对陆空地下的电磁场空间进行了很大程度上的测量，并对浅层的电性局部异常情况进行了解。具有较浅的探测深度，并对异常信息具有较弱的反应效果。因此该方法主要是使用在浅覆盖区或者是用于外围剖面及扫面工作中。

4.3地震层析成像

在20世纪80年代，在金属矿的勘察工作中，发展了地震层析成像技术。该技术主要是采用X射线理论，利用地震波数据对地下结构的物理属性进行一定程度上的反演，能够很好的剖析数据，并绘制相应的图像。

4.4瞬变电磁场

瞬变电磁测深法是近几年来发展起来的电法勘探分支方法，它利用采集的数据求取各个测点在不同深度的视电阻率，做出视电阻率的剖面图，进而利用视电阻率异常来分辨和定位地下目的物的几何形态与展布。它除了具有电磁法穿透高阻层能力强、分辨能力好，采用人工源随机干扰影响小、探测效率高、成像清晰直观明了等优点外，还具有耦合方便、受地形影响小的突出优点，在一些场地狭窄，其他物探方法难于开展工作的条件下，采用瞬变电磁法往往可取得良好的效果。更为难得的是由于该方法探测的为纯二次场，故可采取简单加大发射功率的方法以增强二次场提高信噪比，增加探测深度。正是由于瞬变电磁法的一系列优点使其在工程勘查、地质矿产、路基工程等领域获得广泛的应用。该方法的工作非常简单，在野外沿测线逐点测量就行了，野外采集的数据通过专门软件进行地形校正、畸点剔除后即可反演得到直观反映地下结构的地电断面图。在工程地质勘探中常用的物探方法尚有高分辨率浅层地震反射法、折射波法、高分辨率电阻率法、电阻率层析成像技术等，限于篇幅在这里不再一一叙述。实践表明，在工程地质勘查中，单纯利用一种勘探手段，往往不能取得良好的勘查效果，而将多种勘探手段有机地综合利用，却往往可取得事半功倍的收获。

4.5可控源音频大地电磁法

在20世纪80年代广泛应用了以主动场源频率域为电磁勘测依据的技术，该技术具有2km以上的勘测深度，能够在探寻深层地质构造及隐伏矿的过程中发挥重要的作用。在测量时，只要使用移动接收机就可以测探相应的面积，在很大程度上提高了工作效率，降低了工作成本。

4.6连续电导率剖面测量系统

因为天然信号存在不足的频段，需要人工频段进行补充，在这个过程中，利用连续电导率剖面测量系统对其天然信号进行补充。而且可以拥有较高分辨率的电阻，从而成像。

5.结语

总而言之，物探方法是现代地质勘查中提高勘查水平的重要手段，因此，为了加快我国经济建设的步伐，还必须要加大对物探方法的分析研究力度，从而才能够促进工程地质勘查的发展。

参考文献

[1]高云升.物探方法在工程地质勘查中的应用[J].黑龙江科技信息，2013，14:56.

[2]刘海君，黄尚佐.物探方法和钻探方法在工程地质勘查中的应用[J].江西建材，2013，06:319-320.