浅议综合物探的作用和意义

徐定才

摘要 物探—地球物理勘探的简称,它之所以能够解决或查明有关地质和工程问题,是因为所要探测的地质对象与周围介质间存在某种物性差异,而这种物性差异可影响被寻找地质体周围某种天然或人工物理场的分布特征,物探技术就是利用先进的物探仪器来摄取这些物理场的分布并与均质条件下的物理场相比较,找出差异的部分来研究与勘探对象之间的关系,达到解决地质问题或工程问题之目的。本文简述地球物理勘探的原理,并说明合理地应用综合物探,可提高物探成果的解释精度,并取得最佳的经济效益,满足工程之需。

关键词 综合物探;物探原理;工程勘察应用

中图分类号P624 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2009)07-0010-01

0 引言

物探技术方法门类众多,但其依据的原理和使用的仪器设备也各有不同。随着科学技术的进步,物探技术的发展日趋成熟,新的方法技术不断涌现。几年前还认为无法解决的问题,现在由于某种新方法、新技术、新仪器的出现,这些问题都迎刃而解的实例是常见的。物探技术是地质科学中一门新兴的、活跃的、发展很快的学科,它又是工程勘察的重要方法之一,在某种程度上讲,它的应用与发展已成为衡量地质勘察现代化水平的重要标志。

1 物探技术分类

根据生产实践经验和技术水平,按其研究及服务对象的不同,物探技术的应用基本上可分为5个方面。

1.1 水文地质工程地质勘察

通过物探测试,可以查明一定的地质单元的空间结构、性质和状态。如工程区覆盖层探测、基岩风化层探测、地质构造探测、软弱夹层探测等。物探工作的先行,不仅对指导合理布置勘探工程、减少勘探工作量、加速地质调查速度、降低勘探成本、提高地质勘探质量等作用,而且其成果已为很多工程实例所证实。

1.2 灾害及环境地质调查

灾害及环境地质调查包括:评价工程场区初始地震危险性的地震影响参数的测定;边坡蠕变特性的监测;滑坡体探测以及隧道、涵洞和地下洞室开挖的超前预报和监测等。

1.3 考古研究与地下管线探测考古研究与地下管线探测包括:古文化遗址的研究与发掘,文物表面腐蚀程度评价以及古代人文活动规律的评定等;地下管线探测应包括埋藏的通讯、电力电缆,各种金属和非金属管道的走向、埋深、位置等参数的确定。

1.4 工程质量检测

工程质量检测包括:查明施工基础剥掘参数,确定开挖界线;隧道洞室高压喷浆质量和衬砌厚度测定;检测灌浆质量;查明混凝土浇筑和桩基质量等。

1.5 工程运行动态监测

研究建筑物和水库在施工及运行期间岩体的动态及隐患,测定大坝自振频率和坝体的振动、位移以及谐振的可能;进行动力机械与冲击荷载下振动测量以监视坝体和其它水工建筑物的稳定性。另外,还可以研究堤坝、库岸的各种隐患,如堤坝裂缝、集中渗漏、管涌通道等。

2 工程效用

由于各种物探方法的应用都依据一定的物理前提,且地质、地球物理条件和边界特征对测试成果具有较大的影响,使得这些方法技术存在着一定的条件性和局限性,加之大中型重点工程大多具有比较复杂的地质和工程问题,所以采用单一的物探方法一般难以查明或解决有关地质和工程问题,此时应考虑综合物探进行施测,以提高物探成果的地质解释精度和成果分析质量,满足工程勘察之需。如桃花寺抽水蓄能电站输水洞线的物探工作中采用了地震折射、浅层反射和电测深法联合探测下伏的强风化白云岩层,查明了起伏形态和埋藏深度,取得了很好的应用效果。

在南水北调中线工程引水线路的地球物理勘探中,也采用了多种物探技术方法联合测试,从获得的物探资料来看,其成果均满足了水工设计、地质勘察和任务书的技术要求。总之,作为物探技术人员应在详细分析已有勘察资料(区域性和地区性)的基础上,经过实地踏勘和现场方法试验来选择多种物探方法,以达到最佳的测试成果,从而发挥物探技术的先进作用。

3 认识

随着许多新技术、新方法在生产实践中显示出强大的生命力而不断的发展、完善,其应用范围也不断拓宽。如地质雷达技术、面波勘探技术、电阻率层析成像和地震(声波)CT技术等都在工程实践中取得了良好的应用效果,发挥着愈来愈重要的作用,同时,常规物探方法的应用范围和数据处理技术也不断进展,所取得的成功实例不胜枚举。

然而,就某种物探技术方法的作用而言,应视其解决具体地质或工程问题的适宜性和效果进行评判,无论哪一种先进的物探技术方法,由于它们所测试的物性特征参数各异,往往也只是其它方法的补充和印证,而不是对常规物探方法的取代或覆盖。许多常规的物探方法,如联合剖面法、电测深法、地震折射法等,其作用和效果仍不可忽视。事实表明,采用综合物探技术和综合分析解释,使各方法成果相互佐证,取长补短是提高物探资料解释精度和可靠性的必由之路。

无论综合物探或综合勘探决不是多种方法和手段的任意罗列,也不是投入的方法和手段越多越好,而应是最佳方法或手段的优化组合,使其达到“技术可靠、经济合理”,达不到这一要求的地质勘探和物探,决不能说是真正的综合勘探和综合物探。