试论物探方法在地质工程勘查中的应用

曾达亮　许芳芳

【摘 要】当前我国经济发展迅速，尤其是在城市工程和条件复杂的环境中，开创出来的物探技术是利用多种地球物理探测方法，对地质体进行探测，这项技术在工程地质勘察中越来越受到重视。本文结合在工程实际施工中的勘察分析进行论述，因为在实际工作中会遇到各种情况，在工程中物探技术的发展，解放了倍增的工作压力。物探成果是地质研究的理论依据，对其正确使用必将能提高地质工作效率和精度，为生产和科研带来可观效益。

【关键词】工程地质；工程勘查；物探应用

1.物探方法和工程勘察的相互关系

在实际工程中，物探工作在环境建设、资源开发、工程等方面进行开展，各种仪器装备的配备也极大的促进了物探工作的进步。物探工作对我国的经济发展和社会进步起到了不可磨灭的作用，它的发展为我国的环境、工程和资源的有效利用，起到了引领作用。以前旧的勘察方式极大的制约了工程的进度和开展。旧的传统勘探方式也只是钻探取土、标准贯入试验、双桥静力触探等。这些落后的方法具有片面性和单一性，不能满足现有的工程需求，往往一个工程需要多种收单协作完成。随着我国经济建设的迅速发展，工程建设也日益加快，与此同时对工程地质勘察的要求亦越来越高。工程地质勘察是整个工程最基本的工作，是工程开展顺利与否的先决条件，在某种意义上说地质工作和物探相互弥补、相互依存，他们是地质勘探的重要手段和方法。弥补了传统勘探的不足之处。旧有的地质工作就是在工程点，钻取土样，依据数据汇总归纳。因此，对数据的准确性起到了制约，而物探工作借助仪器大量加密观测网进行间接观测，弥补的常规手段的不足，提高了地质结论的可靠性。

2.工程物探工作开展的特点

2.1工程探测的深度小

在实际工程中探测设计中由于地址问题多，且属于浅层问题，在进行地球物理探测的时候，一般深度在地表几米至几十米不等，最大的深度在百米以上。

2.2探测的精度比较高

对于城市和高速铁路勘查等工程具有比较高的勘察精度，在平面和勘察深度上的误差非常小，几乎达到几厘米。

2.3工程施工的场地狭小

工程地球物探工作时工程看产、测试的主要部分，常要求在很短的时间内完成，有时要求在几天到十几天不等就要完成测试工作，尤其是工程抢险工程项目中。

3.工程勘察中物探方法原理

3.1电法勘探

电测深法测定观测点深度方向以下视抵抗率变化规律研究，在地下的深度的岩石的分布状况的一种方法。研究覆盖层的厚度和岩质的变化情况等广泛的应用。最近发展的高密度电阻率法都市工学煤矿开采遗址勘探，得到浅的导电性信息活跃的方法，地质结构分开，地下管线探测路岩盘融化和煤矿老塘探测中发挥着重要作用的。研究的对象主要是不同的电阻率的水平的岩层，最有利的条件太水平和倾角层，倾角巨大岩石，解译工作也难。所以这个方法采用的前提条件：测定目的层和周围的物质存在明显的东西必须的差异，通过一定的电极装置测视抵抗率异常分布定律，达到认识地底质身体电气结构的目的。实际遇到的地层不均质是同性，所得的体积电阻率非真的抵抗率，村庄质体的综合反映，把这个视体积电阻率。供电电极间距不同，可得到深度的视体积电阻率，通过视体积电阻率的分布定律，可以理解物质的变化。

3.2勘探中的电剖面法

实际工程中的电气勘查断面法和电测深法是本质不同，研究的人工电场地下的分布定律的基础，广泛采用的一种方法。这和电断面法配合，研究基岩面起伏的法则，断裂带分布等较为明显的效果。主要对称四极法及联合断面法等。电法勘探的主要研究对象是沉积岩。电法探索中，岩石层电性的差异电法工作的物理的前提（即抵抗率差异）。影响抵抗率（主要是离子导电）的主要原因是岩石含水情况，同时还决定是水溶液的矿化度，水溶液的存在状态。如果水岩石上分散和连接方式，电阻率的影响少，相互连接状态岩层抵抗率大幅降低。所以同一含水场合，矿化度不同抵抗率也不同，甚至差异很大。另外，小小的岩石抵抗率高的孔隙度（岩盘和几乎变质岩），并且孔隙度很大，渗透性小岩石（各种泥岩）那个抵抗率低的。

3.3地震的勘探

地震勘探主要是反射波法及折射波法。是反射波和折射波时间场沿着航向方向的时空分布定律的观测确定地下反射面和折射界面深度和结构形状和性质。地震勘探相比其他物理勘探方法是，高精度，解释成果单一的，不过，成本相对较高。我们所看到的地球物理勘探断面是一种经过给予校正后的地质内涵的反射波和折射波时间剖面（实质是不同的地質体的反射波和折射波速度差）。

3.4勘探中的重力法

重力测量被妨碍小，高精度，地球物理勘探方法的辅助手段之一，地表附近探测地层不均一性，空洞，小型地质密度异常身体和人工结构的地下遗迹等方面得到了较好的效果。但是在工作中应注意天气的事，考虑地形和振动的影响。

3.5钻孔彩色电视全孔壁成像技术

钻孔彩色电视伞孔墙壁成像系统直接观察钻孔墙壁 360 度范围图像的新技术，人们的视线直接延伸到钻孔到达的地下岩等地质身体内部准确了解地下隐蔽工程的内部结构极为有效的手段，提供的测试。这个成果的关键技术主要有：360°孔墙壁成像的实现，干涉白癜风的消除，密封结构设计，图像处理软件系统的研究和开发等。

4.物探方法发展展望

4.1物探技术方法发展

鉴于工程涉及的地质与检测问题，探测技术将会进一步提高，多波理论会得到进一步应用，可利用的物理波场的频谱范围会越来越宽，电磁波谱可利用的范围由纯直流扩到雷达波，弹性波谱由瑞雷波向超声波频率扩展。陆地声纳法、地震映像法、高密度电阻率法、大地电磁电导率剖面法等探测数据快速连续自动采集技术将会日益活跃。

4.2物探仪器设备的发展

复杂的地质勘测环境条件要求仪器设备具有良好的防尘、防震、防潮等性能，要求增强其智能化程度、具有捕捉较大动态范围的长远信号能力，仪器将会由单一化的专用仪器向多功能化发展，促进各种探测方法相互渗透和综合应用。

5.结束语

对于地形复杂及岩溶裂隙较发育的灰岩地区，在调查岩体内部的构造发育情况时，电磁波 CT是一种有效的手段，与地震波 CT 相比，它能更好地反映充填粘土的溶洞，具有更突出的应用效果。在近郊的山区工程地质勘察中，高密度电法、激电测深法等直流电法受环境电磁的干扰较小，与其它方法相比，能更好地适应复杂的地形变化，是解决山区工程勘察任务的有效手段。工程物探方法在实施之前首先要明确工程地质勘察任务，然后有目标性地结合工程场地的地球物理场差异、工程环境等因素选择合适、可行的工程物探方法。同时，不同的工程环境需要对应不同的物探采集参数，因此首先要进行试验，确定有效的物探方法和参数，然后方能进行合理的物探工作。随着工程建设的飞速发展和资源的不断开发，工程地质勘察逐渐走向复杂化，传统的勘察手段会表现出越来越多的局限性，而物探技术将凭借自身的优势在工程地质勘察中发挥越来越重要的作用。但是，在物探方法的应用过程中，也应当正视物探方法本身的局限性，即物探方法在进行地质解释时存在的多解性。因此在解决复杂的工程地质问题时，应当采用多种物探方法互相补充，同时将物探方法与传统勘察手段相结合，通过综合对比分析、相互验证和补充来提高地质解释的准度和精度。 [科]

【参考文献】

[1]李广升.工程地质勘察现状及发展[J].民营科技，2009（08）.

[2]工业与民用建筑工程地质勘察规范.简介[J].勘察技术，1978（01）.