探讨物探技术在工程地质勘察中的实际应用

探讨物探技术在工程地质勘察中的实际应用

李斐

东方地球物理勘探有限公司装备服务处敦煌作业部 甘肃敦煌 736202

摘要：工程建设中，地质勘察是一项必不可少的工作，与工程质量、安全、效益等直接相关，单一或综合式物探技术是地质勘察的重要手段，具有快速、经济、便捷、精度高等显著优势，可实现精确地质分析，为工程建设提供可靠依据。
　　关键词：物探技术；工程地质勘察；特点；应用
　　近些年，我国工程项目建设发展迅速，至今已成为国家支柱型产业之一，对应地质勘察工作也渐显复杂与广泛，地域环境对地质勘察的影响越来越显著。为追求高质量、高效率的工程地质勘察，开始将物探技术引入其中，工程地质勘察单位要广泛、联合应用物探技术，以保障勘测数据的精确性，提升国家整体地质勘察水平。
　　1 物探技术概念与勘探特点
　　1.1 物探技术
　　物探技术，又称地球物理勘探技术，是一种有助于实现科学工程建设、环境保护及资源利用的先进技术，具有一定的探测深度，有些是几十米，有些是上百米，自问世至今已被广泛应用于工程地质勘察中，主要包括重力勘探、地震勘探、电法勘探、磁法勘探等方式。工程地质勘察传统方法包括钻探取土法、双桥静力触探法、标准贯入实验等，虽然这些方法亦可获取一定地质信息，但随着地质勘查要求与难度的增大，由它们所形成的勘察结果已然不能充分满足现实工程需求。此时，物探技术的应用为工程地质勘察打开更广阔的局面，可显著提升勘察结果的全面性、准确性与可靠性。目前物探技术在工程地质勘察中的应用呈现多元化、综合化发展，工程实践中，勘察人员以其发展趋势与应用通常情况为基础，充分考虑具体工程情况及要求，合理選择物探技术，实现多手段、多方位应用，且地质勘察标准高精度化是项目单位在施工中的惯常做法，一般要求探测误差不可超出厘米之限。
　　1.2 物探勘察特点
　　要想实现物探技术的有效应用，就应先良好把握物探勘察特点。经实践总结，物探勘察特点主要体现在几个方面：
　　（1）探测深度较浅。工程物探时，通常要对相应探测深度予以控制，要使其在几米或几十米范围之内，一般不可超出百米范围;（2）探测精度较高。工程物探实践中，施工单位会要求将勘察结果精度控制在厘米范围之内，多类物探方法应用下可充分满足这一要求;（3）施工场地要求较低。物探勘察可以针对不断转变的地质条件及不断变化的物理场，与传统地质勘察相比，可有效解决相关变动因素与问题，受地理、地质、天气等影响较小，可在大多场地予以应用。
　　2 物探技术应用方法
　　2.1 重力勘探法
　　重力勘探法的基础理论是牛顿万有引力，主要探测与周围矿体、岩体或地表密度变化引起的重力差异，以此准确实现地质勘察相应目标，具有效果好、精度高、干扰小的特点。实际工程地质勘察时，该法要采用如重力仪、扭秤之类的精密仪器，除要精准分析矿体性质、地质构造外，还要结合分析当地具体的震动情况、地形气候条件等，同时应综合分析其他有关勘察结果，以保证最终勘察结果的科学准确性。
　　2.2 地震勘探法
　　地震勘探法方式可分为折射波法、发射波法，主要依据反射、折射两种波的沿侧线方向的时间场时空分布规律明确反射、折射两面的深度与地质结果。与其他物探法相比，其具有精度更高、探测深度更深、解释成果单一、成本较高等特点。实际工程勘察中，可通过明确地下介质的物理性质，如密度、弹性差异，分析大地地震波程度，推测地下岩层性质和形态。实际工程勘察中，若不作探测深度控制，该法可勘察到数千米深的地质岩层，且由于会形成单一的解释成果，因此整体勘察过程需要更高的维持成本。在科学技术的推动下，地震勘探法分辨率获得持续提升，由此而开展的地下地质构造研究呈现出精细化发展态势，促使所掌握的地质地层分布构造信息具有详细化、全面化的优势，逐渐成为工程建设的有用奠基石。
　　2.3 电法勘探
　　电法勘探，主要通过观测待测目标体电阻率或深度变化，分析随着地质深度的变化呈现出的岩层分布规律，进而掌握地质结构类型，通常应用于厚岩层地质勘探中，在城市地下管道工程的应用效果更好。具体工程勘察中，该法以供电电极差距差异性为基础，旨在获取不同深度的地质岩层数据及资料，可反映不同电阻率岩层水平分布情况，保障地下水开采的合理性及工程材料选择的科学性，且当针对水平方向倾斜岩层，其的应用效果会有所降低。物探技术研究与推行过程中，电法勘探的应用前景良好，可强力推动工程地质勘察的发展。常规电法勘探又可衍生出高密度电法勘探，其是一种可被广泛应用于工程勘察的全新技术，实现基础是地质岩土介质本身会存在一定差异。当在特定勘察点施加电场时，传导电流变化及分布情况将会被清晰检测到，继而以此判断岩土本身性质，电阻率密度越高的情况下，装置的位置、大小、排列等越会被准确测量，地面电场变化的本身规律获取可通过密切监测电流分布准确实现，继而计算得到高精度地表电阻率，最后由电阻率规律推断地质岩土性质。　

　　3 物探技术在工程地质勘察中的应用过程
　　3.1 工程实例1
　　以找水工程实例，经初步地质勘查，发现该地地质环境简单。本工程地质层表层为第四系，基岩由二叠系老山段砂岩、泥岩及常夹煤层组成。为避免具体施工受扰，现组织工作人员测定工程所涉区域的详细地质状况，并分析与预测相关影响。
　　应用过程：（1）充分考虑工程区周围地质状况、设备与装置选址点、安全防护等，并详细收集有关地质材料。为确保勘测数据的准确性，以高密度电法勘探针对该工程。（2）实地探查完实际地形后，在充分了解障碍地形的前提下，在南北、东西两方向布置高密度电法勘探剖面，设定电极数125根，各点距不大于3m。（3）具体测量中，电性结果显示：南北向剖面基岩电性比较均匀，无異常现象出现;东西向剖面出现异常，在130～180桩点号基岩内显现出低阻区域，电阻率在140Ω以下，表明呈现第四系状况;电阻率大于600Ω，表示其上为基岩。综合这些结果，推测基线构造裂隙含水或叠层夹有薄煤层，导致基岩出现相对低阻状况。
　　3.2 工程实例2
　　以桥梁工程为例，地质环境复杂，主要由粘性土、沙土等组成，其中粘性土大多分布在地层上部，沙土大多分布在地层下部，基岩成分包括砂岩与砾岩。为全面了解桥梁地质分布状况，现组织工程人员测定区域地质活动，预测与分析相关影响。
　　应用过程：（1）依旧先对工程现场状况进行踏勘，选定桥址区设备布置点后，决定配合应用传统电法勘探电流直测法、浅层地震法、水域浅层坡面法精确测定实际地质地理环境。（2）电流直测法，适合应用于距离较长的状况下，在具体勘测中精度相对较差，且装备布线较为困难。实际应用时要以紧密贴合际工程状况的方式实现，结果发现泥岩电阻率较低、砾岩电阻率加较高，形成上升与下降至少两种类型的基岩曲线，分析多样化曲线分布。
　　4 结语
　　综上所述，物探技术在工程地质勘察中具有必要性应用价值，通过单一或联合应用各类物探技术，可充分获取勘察区域地质地理数据，形成可靠性施工依据。实际应用中，勘察单位与人员要良好把握各物探技术的应用优势与局限性，在充分踏勘工程现场状况后，科学选择物探技术，并严格依照国家、行业及项目标准，展开高效勘察，切实保证地质勘查结果的质量。
　　参考文献
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