工程物探技术在地质勘察中的应用解析

工程物探技术在地质勘察中的应用解析

任长安

河北省水利水电勘测设计研究院天津300250

摘要：随着物探方法在工程地质勘察工作中的应用程度不断加深，促使现代地质勘察水平得到了快速提升，也为工程地质勘察工作的顺利开展，创造出良好的先决条件。因此，唯有逐步加强对物探方法在工程地质勘察中的应用研究，才能有效推进我国工程地质勘察工作的发展进度，也才能为物探技术的应用范围与应用深度发展，贡献出相应的力量。

关键词：工程物探技术；地质勘察；应用分析

引言

随着经济的日益增长和时代的飞速进步，在工程地质勘察的工作中，物探方法作为一种常用辅助手段，它的实用性很高，被勘测人员广泛使用，起着至关重要作用。本文主要介绍各种物探方法在工程地质勘察中的应用，为工程地质工作者提供一些实质的参考。

1工程物探勘察的特点

受地质条件变化的影响，地质体的物理场将会由此发生变化。例如现阶段自然界中所常见的电场、磁场、重力场以及地震波场等，均是极易受地质条件影响而产生变化的物理场种类。而由于此类物理场的变化，人们便可通过与其相对应的物理勘探方法（电法、磁法、重力法以及地震法等），对工程地质情况做细致化、灵活化、高效化以及精确化的勘测。而在具体工程地质勘察中，物探方法所具备的特点为：其一，工程探测深度相对较浅。涉及到工程中的地质勘探，通常勘察范围在几米至几十米之间。其二，勘测精度较高。通常情况下，工程中对于物探方法的应用精度要求同样较高，若存在较大误差，不仅会影响到工程质量、施工进度等，更会造成人身伤害及财产损失。

2物探方法与工程地质勘察的联系

物探方法为工程地质勘察提供了便利，使工作可以更高效地进行，使我国合理地开发资源并且有效地做大量的环保工作。目前物探方法主要服务于环境保护、资源开发和保护、工程建筑等方面。随着我国科技的不断改革和创新，物探方法在各个方面的应用取得了非常大的实质性突破，不断地促进我国各个领域飞速发展，取得了显著地成果。以往常用的工程地质勘察方法有：标准贯人实验、钻探取土、双桥静力初探等，这些勘探技术都为促进各个行业的快速发展有积极的作用，有时候选择其中一种勘察方法得到的结果很局限，如果可以几种勘察方法结合使用，可以得到更加精确的结果，做出正确的判断，从而提高工程地质勘察的效率和质量。

随着我国综合国力不断提高，对工程建设质量的要求也越来越高，因此在工程项目进行之前，就要对工程地质勘察的准确性严格把关，尽量把误差减小。如果在工程地质勘察阶段出现任何纰漏，都会对工程项目的质量产生巨大的影响。因此要想高效完成地质勘察的任务，必须要把物探方法和地质的相关工作相结合进行。以往都是根据已有的地质资料分析，然后选择地质工作和地点进行下一步的勘察，然而已有的资料记录不是很全面、准确，需要地质勘探的工作人员使用精密专用的仪器进一步勘测，确保勘测结果的准确性，改善勘测的质量，进一步提高工程地质勘察的水平。

3常用物探方法在工程地质勘察中的应用分析

3.1地震波层析成像技术

地震波层析成像技术是一种先进的工程物探技术，主要是通过浅层地震仪对工程地质进行全面勘察。地震波层析成像技术不仅能够准确排除地表的障碍，还能全面分析地层中风化层。勘察人员可以利用地质钻探技术实现对地层的深层次剖面探测。一是电缆长度的限制，另一方面是钻井深度，限制了地震波层析成像技术的发展，对地层进行深层次的勘察，就必须要进行深部钻井，这就要求较深的钻井以及较长的电缆，而一旦钻井深度过大就无法保证电缆传输的稳定，会影响到成像的清晰度，影响勘察精度。近年来，随着钻井施工技术以及远距离输电技术的发展，制约地震波层析成像技术发展的因素影响也越来越小，地震波层析成像技术的应用前景也越来越广阔。

3.2重力勘探

所谓重力勘探，即是利用组成地壳的各种岩体于矿体的密度差异而引起的重力变化进行地质勘探的一种方法。由于此种勘探方法的设定基础为牛顿的万有引力定理，则顾名思义此种勘探方法便被称之为重力勘探法。此种方法所具备的精度程度极高，在应用时，只要勘探地质体与附近范围内的岩体存在密度差异，便可通过精密仪器（重力仪、扭秤等）对重力的异常情况进行精确测量。现阶段，众多工程地质勘探项目中，已经广泛应用重力勘探方法进行勘探工作，且勘察效果优良，勘察结果准确度极高。同时，由于其所具备的特性，使其在工程地质勘察中的应用程度显著加深。例如：将重力勘探与工程拟建区地质以及相关物探资料进行整合后，便可对拟建区覆盖层下的矿体性质与地质构造等进行准确的推断，进而为工程建设做出准确的勘测数据，以供工程设计使用。但需要注意的是，此种重力勘探法仍具有较为显著的缺点，即在天气、地形以及有振动发生的情况下，其勘察的效果将很难确保准确性与科学性。

3.3高密度电法探测技术

该种探测技术也被称为高密度电阻率技术，属于在常规电法基础上衍生出的全新地质勘察技术类型。这项技术本身是通过对岩土介质当中的现存差异，并在具体勘察当中，专门由工作人员借助相应的勘察地点来进行电场施加。然后借助所检测的传导电流变化与分布的情况，判定岩土本身的性质。通常较高密度的电阻率技术能够准确的测量装置本身的大小、位置及排列情况等，还可充分借助对地下电流分布实施监测的情况来深入探测地面电场本身变化规律，从而精准的计算出地表电阻率，最终由电阻率规律来判定岩土本身性质。

以采用物探技术找水实例展开论述：针对某个区域内地层进行地质勘察，发现该地质层相对来说较为简单，并且其表层具体表现为第四系。并且其基岩也主要是由二叠系老山段砂岩与泥岩以及常夹煤层组合而成。所采用的主要物探找水方式是在实际地形和其他障碍地形基础上来进行，具体在东西、南北两个方向进行高密度电法剖面布置，并设定其电极数为120根，其点距需控制在3m的范围。具体的测量当中，针对电性的测量结果主要是南北向剖面基岩相对均匀的电性，并显示无异常情况；东西向剖面产生异常时，主要处于100-160桩号的基岩内部，将呈现出相对低阻异常区域。其电阻率小于150Ω，其中m表示第四系基本状况；当电阻值高达600Ω时，m以上则均为基岩。由此可推断出基岩构造裂隙的含水情况或者地层中所夹薄煤层，引发的基岩区产生相应的相对低阻异常状况。

3.4浅层分辨反射波勘探技术

该项技术主要是通过多种不同类型的介质波来收集不同类型的阻抗差异。也即是当其反射波直接进入地下介质当中后，将由此产生明显的改善。特别是当其反射波直接遭遇较大介质时，其必然将大幅度的控制和降低其反射波的振幅。然后可充分结合现有的材料来针对波幅实施深入计算与分析，由此最终明确不同层次的反射层。不过当反射波往下传送时，也会产生相应的反射波，而这些反射波则能够迅速的被专业勘察仪器收纳并记录再案。在其经过多种不同介质时，反射波本身的传播途径将由此产生多种程度类型的变化。最后针对此类变化可以准确的判定出岩土本身的性质。

结束语

综上所述，工程物探技术在地质勘察构造当中非常重要，近几年科技技术不断进步，促使物探技术得以不断翻新，各项物探技术所具备的的优势与侧重大大为不同，极大的提升了我国工程地质勘察构造的质量水平。不过，需注意在实际物探技术选择当中，要坚持科学合理化原则，要切实保障工程地质勘察工作的稳步进行。

参考文献

[1]杨富治，陶礼春，张锡忠.工程物探技术在岩土工程勘察中的应用[J].资源信息与工程，2016（03）：111+113.

[2]陶园,墨彦荣,贾文香等.物探方法和钻探方法在地质勘查中的应用探析[J].科技创新与应用,2014，(35):297.