水利工程中物探技术的应用研究

水利工程中物探技术的应用研究

廖宝全

四川中水成勘院工程物探检测有限公司四川成都610000

摘要：近些年来，随着我国科技的快速发展，逐渐形成了一种新型的勘察技术，即物探技术。目前阶段其已经广泛应用于各个领域，其不仅可以对地质勘察的速度进行有效地提高，而且勘察质量也是远远高于其他普通的勘察手段。工程物探也因其得到了极大的发展，在水利工程中应用的也越来越广泛。基于此，本文主要针对水利工程中物探技术的应用进行研究分析。

关键词：水利工程；物探技术；应用；研究

前言：目前阶段，工程物探技术已经逐渐成为地球物理勘察在工程应用的一种趋势。首先来说，由于地壳的岩土介质的密度、弹性、导电性、结构、湿度、温度等方面往往都存在一定的差异性，因此这也意味着不同的岩土介质在进行勘察时会产生不同的现像。而物探技术则刚刚好可以对这些现像进行勘察，因此，目前阶段其已经广泛应用于各个领域，尤其是水利工程。随着我国经济的快速发展，政府部门对于水利工程的建设投资力度也在不断地扩大，地质勘察作为水利工程建设中最重要的一个环节，其勘察质量往往会对水利工程的使用功能以及质量安全造成直接的影响，而物探技术则则可以很好地解决勘察问题，进而为水利工程的建设打下良好的基础。

一、物探方法与技术概述

1.1物探技术的含义

物探技术其实就是地球物理勘探的一种简称，其主要是运用一定的仪器，以地下岩土层（或地质体）的物性差异作为基础，对自然或人工物理场的变化进行有效地观测，进而达达到确定地下地质体的空间展布范围，测定岩土体的物性参数的目的。目前阶段，物探技术已经广泛应用于水利水电工程的前期勘探工作中，其作为作为钻探的先行手段，不仅能对隐蔽的地质界线、界面或异常点进行有效地侦查，还可以与钻探资料进行合理的结合，进而为钻探成果的内插、外推提供有力的依据。

1.2声波法

所谓声波法主要包括单孔声波以及声波对穿两种方式，其作为弹性波测试方法之一，是建立在固体介质中弹性波的传播特性上，通常情况下采用的频率主要有以下两种，即1k～30kHz、50k～1000kHz两个范围。声波法主要是采取人工激振的方法，通过向向介质发射一定的声波，然后接收受介质反射回来的声波，然后通过对声波在不同介质中的传播速度、振幅、频率等参数进行详细地分析，根据得出的结果去有效地解决工程中存在的一些问题[1]。

1.3地震波法

地震波法主要包括地震波相遇法、地震波CT以及面波法等等三种方法。，其工作原理可以说和声波法的工作原理大同小异，但是其余声波法也存在很大的差异性，其采用的频率范围为1～n×100Hz。地震波法主要是通过对人工激发的地震波在弹性性质不同的地层内传播规律进行合理的利用，进而对于岩土工程有关的地质、构造和岩土体的物理力学特性进行详细地研究。

1.4高密度电法

所谓高密度电法，其工作原理就是利用岩土体的导电特性，然后利用特定的勘察仪器队地质结构的变化规律进行详细地观测和分析，进而对地下地质结构的变化规律进行合理地总结，并利用得出的相关结论去对岩土工程问题进行有效地解决。

1.5地质雷达法

地质雷达法，其实就是利用地面的发射天线向地下发射一段高频电磁波，其波段一般在数十数百乃至数千兆赫，当高频电磁波遇到地下地质体或者介质分界面就会发生一定的反射，然后电磁波就会被反射回地面，二挡电磁波反射回来被地表的接收天线（R）接收之后就会形成一定的波段，进而形成相应的雷达剖面图。而且电磁波在介质中传播时，波形将会随所通过介质的电磁特性进行相应的改变，根据电磁波传播的这一特点，可以很容易地辨认电磁波所经过的介质以及地下界面或目标体的空间位置或结构特征[2]。

二、物探技术在水利工程中的应用

2.1工程物探在水利工程勘测中的应用

目前阶段，随着我国科技的不断发展，传统的专探手段已经不能满足水利工程的建设所需，在长线路工程的勘察中，其无法准确地划分连续的地质界面。但是物探技术却可以很好地解决这一问题，其通过对测点资料进行连续加密来获得相关的地质界面，而且其还能够有效地解决钻探技术在软弱结构体、断层以及夹层等方面的测量问题，而且在对建筑物进行测量时，常常选用钻探、原位测试和工程物探相结合的勘测方式，从而对其测量结果的准确性进行提高，进而为工程的地质勘察提供可靠的理论数据保证[3]。

2.2工程物探在水利工程质量检测中的应用

工程物探技术在对在水利工程质量进行检测时，一般都是从以下几个方面进行，即：桩基质量检测、坝基隐患检测、建基岩体质量检测、灌浆效果和混凝土质量检测、钢衬与混凝土接触状况检测等等。随着社会的发展，目前阶段人们对水利工程使用年限的要求相比以前也有了喊打的提高，大部分的水利工程建筑物在进行建设时都是采用桩基础，但是其往往会由于地质条件、施工方法等环境以及人为因素的影响，而在使用过程中出现断裂、离析的质量问题，进而使得建筑物的安全性受到了极大的影响，因此，相关的工作人员在对水利工程的质量进行检测时，往往都会首先对水利工程建筑物的桩基进行检测，然后才会对建筑物的其他部位进行检测。就目前阶段的检测技术而言，在对桩基进行检测时，锤击法和机械抗阻法仍然是效果最好的两种方法。所谓锤击法，简单点来说就是一种瞬态动测法，工作人员在使用锤击法对嵌在土中的桩基进行检测时，其实就是将其看做一根在阻尼介质中上端自由而下端弹性连接的弹性杆。因此如果我们在桩基的桩顶或者桩侧施加外力时，那么桩内应力就会相应地发生一些变化，也就是人们常说的弹性波，然后再利用埋置在桩顶部的速度检波器，接受这些弹性波产生的信号，再经过一些详细地分析和处理，那么我们就可以得到桩体的质量以及承载力水平。所用到的仪器为工程质量检测仪，固有频率为10～100赫兹纵横波速度（加速度）检波器。而地震波则是先用仪器对所测桩基资料进行采集，然后进行相应地解释，最后在根据现行规程规范，对桩基的质量做出科学合理的判定。除此之外，机械阻抗法也可以用来对桩基的质量进行检测，在其检测过程中，变频信号发生器输出频率非常广泛，一般在5～1500赫兹之间，然后使用自动扫描正旋信号功率放大器，激发桩顶中心的激振器向桩施加幅值不变的动态激振力，进而使的桩产生特定的稳态振动，然后得出一定的信息，再经计算机进行计算就可以得到成果图，然后再对成果图进行分析，就可以并对桩基质量做出有效地判定。相比较而言，弹性波技术具有成本低、见效快、评价准确等优点，但是其也存在一定的限制，即要使用弹性波技术对桩基的质量进行检测就必须要满足一维弹性杆件的假设条件，即L/D>6，L为桩长，D为桩颈，而且在对同一根桩的多个缺陷检测时，其很难对夹泥、离析进行区分，必须多次测试，然后对比测试结果进而才能得出相应的结论，为水利工程质量的判定提供有效地依据[4]。

结束语

综上所述，随着市场经济体制的不断完善，我国科技得到了飞速的进步，物探技术的应用也日渐趋于成熟。目前阶段其已经广泛应用于很多领域，尤其是在水利工程的建设中其更是有着不可或缺的作用。我国水利事业的快速发展，工程建设场地的选址以及开发也向纵深处发展，其场地的各种自然条件大多较为复杂，给施工建设人员带来了极大的困难，而物探技术则可以很好地解决这些问题，不仅可以提高水利工程的建设速度，还能对其建设质量进行有效地提高。

参考文献：

[1]林红.对水利水电工程地质勘测方法与技术应用的研究[J].中国水运月刊，2013，13（6）：231-232.

[2]王清玉，魏树满，张美多，等.综合物探技术在水利水电工程施工期次生地质灾害探测中的应用[C]//中国水利电力物探科技信息网2014年学术年会.2014.

[4]王景松.物探技术在水利水电工程中的应用[J].建筑工程技术与设计，2016（23）.