物探技术在地质灾害防治过程中的应用

2015-12-10房磊

中国科技纵横 2015年14期

关键词：高密度物探勘探

房　磊

（河南省地矿局第二地质勘查院，河南许昌 461000）

物探技术在地质灾害防治过程中的应用

房磊

（河南省地矿局第二地质勘查院，河南许昌 461000）

随着社会经济发展速度的不断提升，我国地质灾害防治工作也得到了极大的发展。作为地质灾害防治过程中的重要技术，物探技术的应用，可以提高数据信息的准确性，更为为勘探的准确性提供可靠的保障。本文主要对地质灾害防治过程中物探技术的概况、内容及方式进行了分析与探究。

物探技术地质灾害防治概况内容方式

在各种自然与人为地质作用下，地质灾害将促使地质体与地质环境产生极大的改变，将给国家带来严重的经济财产损失及大量的人员伤亡。近几年，我国多个地区初夏地质灾害，如滑坡、崩塌、泥石流等，导致人员伤亡、房屋倒塌等情况的大量出现，给当地经济发展与人民生命安全等造成了极大的损失，目前这已经成为地质工作的首要问题。作为现阶段地质工作的一项现代化勘查技术，物探在地质灾害调查中具有关键性的作用。物探技术是以物理学中的力、声、光、热、电、磁及核变等理论为基础，物探技术的应用主要以目标地质体和周围介质的物性差异为前提，如电性、磁性等。按照物性差异进行与之相适应技术与方式的正确选择，进而确保勘查的准确性，通常情况下这种方式都可以获得不错的效果。

1　物探技术的概况

地球勘探技术就是物探技术，作为一种间接勘探技术，通过多种地球物理手段的运用可以勘探人们生活的地球，并对家园深入了解，目前常用的勘探技术主要包括:重力、磁力及地震等。通过物理学原理的应用对地下矿产勘查、地质构造研究的一种方式就是物探。在工程建设与保护环境中物探技术得到了大量的应用。作为现阶段地质工作的重要勘探方式，物探技术在地质灾害调查中得到了广泛地应用与推广。

将现代电子计算器技术应用于物探技术中，可以对干扰进行压制，并对分辨能力进行有效提升，是更多有用信息获取的重要方式。目前地球物理勘探仪器逐渐趋向于轻便化、高精度、多功能的发展方向。随着现代地质学理论的发展，加大了深部地质的研究力度。人工地震反射剖面、大地电磁测探、重力等地球物理勘探方式在地质灾害防治过程中的应用，已经得到了极大的发展。物探技术在地质灾害防治中的应用，具有节省大量的时间、降低成本及勘察速度快及信息准确全面等特点。可以将有效准确的信息提供给地质灾害的有关防治工作，为地质灾害工作的顺利进行提供便利。

2　地质灾害防治工作中物探技术的内容

作为地质灾害防治系统工程的重要组成部分，物探技术贯穿于地质灾害防治工作的始终，在地质灾害防治中物探技术的内容主要包含以下几点:

2.1事前预测

对区域物探资料的充分利用，对易发区内的地质构造特征进行研究，可以对地质灾害形成的地质背景与条件进行分析与了解，进而对地质灾害调查工作的开展及预测的准确性进行初步确定。在对地质灾害区域初步预测与圈定的基础上，对目标地质器和合理的方式、技术进行分析，并探测目标地质体，进而取得较为真实的资料。

通过计算机的精确计算和科学分析，对目标地质体的形态、地层产状、构造规模等地质情况进行显示，为资料解译进行剖面、平面及三维图形的提供。与区内现有钻探、岩土力学性质参数等充分结合，为研究提供可靠的保障，并准确评估探测区内的地质灾害危险性，进行接下来的工作部署及治理方案的制定。

2.2事中监测

遵循地质灾害已经出现的地层物理性质特点与发育规律，进行物探仪器及勘探方式、技术的选择，一般选用精度较高的仪器。应急探测与长期监测地质灾害体与其附近地区，进而确保取得数据的真实性。地质灾害出现的背景与条件，可利用计算机精确处理与输出可供地质解译的多种图件进行分析，并与其他地质资料综合利用，及时判断地质灾害能否形成及其延续与扩大，确保相关单位能够及时出台相应的防治措施，并全过程监测地质灾害的治理过程。

2.3事后监测

按照地质内部结构物性差异，在地质灾害治理工程完成后，必须采取相应的物探检测仪器，进行工程质量无损检测，为工程竣工验收治理进行真实数据的提供。

3　地质灾害防治过程中物探技术的应用分析

在地质灾害防治过程中物探技术得到了广泛地应用。利用物探技术，可以及时收集信息并将有效地信息及时反馈给相关部门，确保地质勘探的准确性。通过物探技术的应用，可以将地质灾害产生的影响降到最低点，并提高灾害防范的意识。为降低国家财产损失及人员伤亡提供了可靠的保障。本文主要对高密度电阻率法与浅层地震法两种方式进行了分析，以期为地质灾害防治工作的顺利开展提供可靠的保障。

3.1高密度电阻率法

在人工电场中研究因地质体或埋藏物和围岩之间的导电性差异而形成的异常电场为基础，通过对人工电场的地下分布规律及特性进行观察与研究，来对多种地质问题进行处理的一组电勘察方式就是高密度电阻率法。在地质灾害勘查中将高密度电阻率法的应用，可以通过对适配器的应用，来进行供电和测量电极自动转换的高密度测量系统的实现，在勘查地质灾害（断裂、土洞、坍陷、滑坡）中具有至关重要的作用。

现阶段，地质灾害防治中最常用的电阻率测量系统就是WGMD—5A分布式二维高密度激电测量系统，这种方式的组成部分主要包括:WGMD—5A分布式二维高密度激电测量系统主机、PDS—1分布式开关适配器、分布式开光电缆与电极等。这个系统不仅可以进行常规电法、二维高密度电法、三维高密度电法，同时还可以进行二维高密度激电测量。这种方式具有较大的存储量及较快的测量速度及准确性，因此在地质灾害防治中得到了广泛地应用与推广。

将一个较大的断面进行不同小面的分割，从小面上的点测量近似而成，并对灾害地质体和附近介质的电性差异进行反映。因溶洞和断裂破碎带充水进而出现低阻变异情况，电阻率曲线在电测深曲线与断面图上将出现扭曲与梯度改变，作为地质灾害勘查与预测的重要依据，高密度电阻率法比其他方式具有较高的分辨率与效果，并具有不错的分层及细小目标勘测的能力，在预防隐患勘测及浅部岩溶、采空区等地质灾害中得到了广泛地应用

3.2浅层地震法

对人工激发地震波在岩土层内传播的规律进行研究，可以对浅层地质问题进行有效处理的方式就是浅层地震法。在勘探地质灾害中，通常选用敲击法与落锤法作为地震波激发的主要方式。本文通过对WZG—24工程地震仪进行分析，来介绍浅层地震法。WZG—24工程地震仪主要包括两个组成部分:计算机与采集器。通过仪器内部的USB口采集器内的数据向计算机进行传送，并通过锤击、电火花、爆炸等方式作为激发震源，几米到几百米都是勘探深度的范围，也可以利用延时功能，进行深部地层地震资料的获取。在反射、折射及桩基检测等地震工作中得到了广泛地应用。

现阶段地质勘测一般都会选用瑞雷面波，在波的传播方向垂直平面内其质点不断振动，逆时针方向转动的椭圆就是质点的振动轨迹，随深度的变化，振幅呈指数函数快速下降，相比横波，其传播速度较小。相同波长的瑞雷波资料，将对深度水平方向相同的地质体的物性变化进行反映，波长不同的面波资料，将垂直地面方向地质体的物性变化进行充分体现。

横向均匀的地层就是探测的对象，不能有大沟、高墙等出现在现场排列地表的两侧及对面近旁，这样将出现波反射或散射的障碍物，通常情况下在炮点面对排列的背侧安排不能回避的障碍物，单端激发共炮点等道距记录就是现场采集的原始数据，确保选用超过6道的道数。预期探测深度应在排列长度以下，确保排列能对50%的预期面波最长波长进行容纳，道间距必须比预探测的最小目标尺度小，防止对数据信息的真实性造成影响。