不同物探方法在工程勘察中应用的效果分析

不同物探方法在工程勘察中应用的效果分析

黄明吴宏达

浙江省地球物理地球化学勘查院310005

摘要：工程物探作为工程勘察的重要手段,凭借着高效、无损、高密度、低成本的特点,在场地基础勘察中发挥着重要的作用。但单一的物探方法会受到地质及地球物理条件的限制,从而使物探精度受到影响。采用综合物探方法可以提高物探成果的分析质量和地质解释精度,满足工程勘察的要求。本文对柳西河北侧苍松路上的工区概况进行了物探方法之间的比对，针对物探方法及测线数据的比对得出详细的结论分析。

关键字：物探工程；方法比对；测线

在实际工程基础勘探中，往往需要选用某一种或多种物探方法来对场地地基土，工程地质情况进行评价和判断。虽然某一种物探方法的选用，避免了传统勘察方法（如地质钻探工作量大、投资多、周期长）只能对单点进行勘察，钻孔之间地层不能做到“无缝”连接，以及钻探结果以点带面的缺点，但是，物探存在多解性，就单一一种物探方法而言，有其适应性和局限性。例如，潮湿的地面对于地质雷达勘测会产生明显的干扰，应采取适当措施降低干扰或采用其它的物探方法；而在煤矿采空区进行勘探发现低阻异常既要考虑到可能是采空区反应，也要考虑到是否为煤层的影响。

单一的物探方法存在着不足，此时就应该考虑综合物探的方法。根据不同物探方法对应的物理性质，有针对性地选取几种物探方法技术组合，互相映证、互相补充，这样既能够有效地提高物探成果的地质解释精度和成果分析质量，又满足工程基础勘察的需要。本文结合实例对物探之间的对比方法进行探讨。

一、工区概况及测线布置

该区域位于柳西河北侧苍松路上，根据调查，该区域原先为柳西河，后因建筑需要，将其填埋，在S13CY1附近见原有岸堤方石块。控制钻孔为S13CZ3、Q13CZ1，以及边界开挖孔S13CY1、S13CY2、S13CW1，以及详勘钻孔S13XZ2～S13XZ24。经钻孔揭露，该区域填土层厚度为1.8～5.6米，下伏地层为淤泥质黏土。

根据工作细则，在试验区布置测线5线，位于苍松路，起点为苍松路与吴家塘弄交叉口，终点为钻孔S13XZ12往东约12m处，测线总长度为420m。

二、物探方法之间比对

通过提取每种方法中能相对较好的反应异常形态存在的数据，结合钻孔资料进行比对，以5线0/5～150/5为例。

从地震映像剖面图1看，所采集的数据同相轴总体较连续，相位连续性好，振幅较宽，频率相对较低，从上到下，能量逐渐衰减。约在点20/5处开始，出现能量衰减减慢，到点105/5左右，开始衰减加快。推测该段可能为暗浜位置反应。结合面波速度所推得杂填土埋深，推算该处地震映像速度约为300m/s。图中蓝线为推测填土底界线。

图15线（0/5～150/5段）地震映像时间剖面图

从面波等视速度图2看，面波速度整体相对较低，呈现处表层速度高，中间速度低，深部速度又变高的趋势。在点80/5往柳西河方向约16m的位置有一钻孔Q13CZ1，揭露杂填土埋深为3.8m。从面波等视速度图上看，在3.8m深度处速度最低，可能为淤泥质土，推测可能钻孔与剖面位置相距较远，实际测线下方杂填土未填埋至该深度。根据面波等视速度图速度梯度带判断，以速度80m/s为分界线，推测该上覆地层为杂填土，下伏地层为粉质粘土和淤泥质土等原状土，该处杂填土厚约为2.1m。图中蓝线为推测杂填土底界线。

图25线（0/5～150/5段）面波等视速度图

图35线（0/5～150/5段）散射地层波速图

从散射地层波速图3看，在深度为2～6m之间有一层低速夹层，推测该层可能为暗浜暗塘。以速度700m/s左右为分界线，将其进行暗浜暗塘底界划分。图中蓝线为推测填土底界线。

综合上述各种方法，以瞬态瑞雷波法推测为基础，结合地震映像及地震散射资料，对其综合推测，最后推测该区域暗浜底边界分界线如图所示，该暗塘深度最深约为3.8m，位于点70/5附近。根据综合物探方法推测在钻孔位置处杂填土深度与钻孔所揭露的深度相差约1m左右，可能为钻孔Q13CZ1离测线稍微较远的缘故。

图45线（0～150m）综合物探推断解释成果图

七、总结

通过以上几种方法及测线数据的比对，得出以下结论（推断详见附图）：

1）根据钻孔资料及各种物探结合推断出了暗塘暗浜的底边界位置。

2）在各种方法中，以瞬态瑞雷波和地震映像效果最佳，其次为地震散射波法。

3）有车辆、电瓶车及行人的通行，对地震映像及瞬态瑞雷波数据采集影响较大，检波器频率越低干扰越大。

4）在城区开展高密度电法测量，地表不均匀体（如水泥或沥青路面）对数据测量影响较大，测线布设时需避开，若无法避开需采取有效的措施降低接地电阻；

5）高密度电法在城市闹市区进行探测有其局限线，受工业浮游电流影响较大，工作设计时需考虑其使用条件。

6）由于方法本身的局限性，在城区进行高密度电法测量时需采取相应的措施减小接地电阻，并采取相应的措施降低电磁干扰的影响；

7）由于不同的装置形式对地层或异常体分辨能力不同，对于同一剖面建议采用不同的装置进行数据采集于处理，以提高数据的可靠性；

8）数据反演计算前，建议对实测数据进行预处理，剔除明显的干扰数据。

9）在本场地各种地震方法分层速度如下表：

物探方法5线地震映像300m/s瞬态瑞雷波80m/s微动探测/