探究物探技术在城市地质调查中的应用

探究物探技术在城市地质调查中的应用

苏宏亮

广东省核工业地质局二九一大队   510800

摘要：近年来，随着城市化进程的加快，低碳、绿色、可持续发展已成为未来城市发展的主题。目前，城市可持续发展面临着地质灾害频繁、地表空间资源不足等严重问题。解决这些问题的基础是开展城市地质调查，其中地球物理勘探技术作为获取地下地质信息的重要方法和手段发挥着重要作用。

关键词：物探技术；城市地质调查；应用

引言：城市地质调查工作是解决目前城市化发展面临诸多问题的关键，是城市规划建设和经济社会发展的基础。物探作为城市地质调查获取地下空间信息重要方法技术，近年来随着设备及数据处理方面的技术快速发展、技术的不断更新与突破，城市地质调查工作中更为广泛地应用了物探方法，并且取得了显著的应用效果。

一、城市物探的内容分析

近些年来新型城市物探技术的推广了应用也取得了十分显著的成效，将城市勘探技术充分的应用起来，可以为工程的设计、工程施工以及工程环境的评估提供重要的数据，这样就可以解决城市工程选址、地质灾害评估以及工程施工成果评价等问题，城市物探的内容也十分的广泛，其主要内容包括覆盖层、基岩面、风化带的形态勘察；破碎带、隐伏断层、裂缝密集带的勘察；软土、冻土及砾石层的勘察、地热、地下水的勘察；地下工程、地下管线、古墓的勘察；机场、铁路、公里质量的检测；地基图层的评价、地基稳定性性能测试、地下水结构、地下水地层的勘察；地质灾害、环境污染、隧道、水文地质参数的勘察。

二、物探技术的优势

（1）成本低。在城市建设中，钻探施工是一项必要环节。但由于大型的钻探设备过于笨重，需要为其修建出一条专用的施工便道，而且当遇到缺水处时，还要专门为其进行抽水或拉水，这必然会导致建设资金的增加。而物探仪器则具有简单轻巧、操作便捷的优势，无需额外投入资金，使工程造价得到有效控制。（2）效率高。物探技术最大的特点是轻巧、便捷，勘察工作受地形条件因素的影响较小；而且物探方法的种类繁多，可根据不同的地质环境进行合理的选择应用；另外，物探资料解释的速度非常快，可根据施工的要求迅速的提供出所需资料，这些特点为高效优质的完成勘察工作提供了先决条件。

三、物探技术在城市地质调查中的应用

1、电磁法

电磁物探技术有多种，其依据都是电磁学相关理论，常用的主要有瞬变电磁法和探地雷达法。其中，瞬变电磁法也被称为时间域电磁法，其技术原理的基础是电磁感应定律，具体为发射圈内通过人为方式施加脉冲电流，产生瞬变电磁场，在磁场从地表传播到地下深处的过程中，会出现涡流场，在脉冲磁场的间歇期内，二次涡流场可以借助接地电极、线圈等进行观测，从而测定介质的电阻率，分析介质的性质。瞬变电磁法的优点主要体现为操作简单、探测效率高，对于低阻地质体具有较高的灵敏性，不会受到地形的影响，分辨率较高，可以同时完成深度探测与剖面测量，能够为工程地质勘查提供更丰富的信息。

探地雷达法是一种基于电磁波反射波形、振幅等信息来进行勘查的方法，主要应用于地下（或物体内）不可见界面（或目标）的定位与信息获取。在此技术中，采取的设施为合适型号的探地雷达，组成部分包括发射单元、发射天线、接收天线与接收单元以及控制中心、其他附件等。在具体勘查过程中，通过向地下发射频率范围在106~109Hz的高频电磁波，运用接收天线来收集电磁波在介质中传播过程产生的波形、幅度以及相位等变化信息，通过对信息的处理与分析，判定地下介质的具体情况，包括形态、结构、埋藏深度以及空间位置等。

2、高密度电法

高密度电法即是高密度电阻率探查技术，该技术是根据岩土介质电阻率存在差异来进行探测的，在具体应用中，需要对探测区域施加电厂，利用专门的设备来检测传导电流的分布与变化情况，然后对岩土性质进行判断。在高密度电法中，可以准确的测量出地面电场变化的相关信息，计算出精确的地表电阻率，提高工程地质勘查的质量。以工程地质地下水条件的勘查为例，工程区域地质表层为第四系，基岩包括二叠系的泥岩、砂岩以及夹煤层，在勘查中，根据工程实际地形情况，选择在合适位置布置高密度电法的剖面，电极数量设计为120根，测量点的距离不能超过3m，根据测量所得结果，南北向测量剖面的电性保持在相对稳定范围内，较为均匀，未出现异常情况；东西向测量剖面测出现电性异常情况，可判定基岩裂隙中是有地下水存在，导致测量电阻率下降。

3、磁法勘查技术

磁法勘探技术依据的原理是岩土矿石都具备一定的磁性，且不同岩土层的磁性不完全相同，在这种磁性下，地区的磁场会出现不同变化，导致地磁异常现象。在磁法勘查中，通过使用相应的探测仪器，地磁的异常情况可以被直接观察到，收集地磁异常的信息，来研究、分析地质的构造，可以得到准确的勘查结果。在当前工程地质勘查中，磁法勘查技术应用较为广泛，具有较为理想的勘查效果，可以将工程地质中的破碎带、基地构造、断裂带等情况准确反映出来，作出相应的工程地质填图。

4、反射波勘查技术

反射波勘查技术的原理是不同类型价值对于波的反射也会存在差异，当向地下介质发送反射波时，由于介质的变化，反射波振幅也会出现改变，特别是遇到阻抗较大的介质时，振幅会出现大幅度的降低。在工程地质勘查中，运用反射波勘查技术，可以根据现有的不同材料反射波信息，将其与工程地质实际勘查中反射波数据进行对比，来确定工程地质的具体情况。

5、地震勘查技术

地震勘探技术主要有折射波法、反射波法两种，在这两种方法中，其依据的原理是对折射波、发射波形成的时间场在侧线方向上的时空分布规律进行观察，来判定折射面、反射面的岩土性质以及所处的深度等情况，得到勘查结果。在此种勘探技术中，地下不同介质本身在弹性、密度方面是有所不同的，对于地震波的折射、反射作用也有所差异，根据所测得的折射波、反射波信息，可以较为准确的判定地下岩层形态与性质。相较于其他物探技术而言，地震勘查技术具有较为明显的优势，操作简单、精确度高，可进行数十千米深度下的探测，但也存在一定不足，比如成本较高、勘查结果解释单一等。但随着科学技术的发展，地震勘查技术也得到长足进步，分辨率越来越高，地下构造相关研究更加精密，可以提高对地质性质判断的详细程度与准确性，为工程建设提供可靠依据。

四、我国城市物探的未来展望

在未来的工作中，人们要充分的认识到城市物探技术的应用条件，保障城市物探工作的顺利开展。为此，要意识到城市物探与环境物探以及工程物探的密切关系，将城市物探与工程物探和环境物探进行有机结合，不断提高城市物探的精度和准确度。在未来的城市物探工作中，应该意识到技术的重要作用，培养专业的城市物探人才，不断完善城市物探技术，加强相关技术的合作与交流，引进国外先进的新设备和仪器，开发新型数据处理软件，加强相关机构之间的合作，发挥出物探技术的优势。

五、结束语

总而言之，各物探技术应用都依据一定物理的前提，地质和地球物理的条件、边界的特点，对其勘查结果有着重要影响。物探技术的人员在地质勘查过程中，应该对其勘查资料有所分析，实施地质勘测可以选择多种的物探方法，发挥出物探技术先进的作用，使得各方法的成果能够互相的补充和取长补短，进而提升其物探技术精度、可靠性，达到了最佳勘查效果。

参考文献

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[2]赵华.综合物探技术在地质勘查中的分析应用[J].工程技术：引文版，2016（11）：277.

[3]陈其涛.分析城市地质调查的需求及相关问题[J].冶金与材料，2017，（6）：52-53.