探究工程地质勘探中常用的工程物探技术

李波

(中化地质矿山总局黑龙江地质勘查院)

探究工程地质勘探中常用的工程物探技术

李波

(中化地质矿山总局黑龙江地质勘查院)

工程物探科学技术密切结合了实际建筑施工情况，现已成为地球物理的关键组成.全面介绍当前工程地质勘探工作里使用频率比较高的工程物探方法机理、实施方法、数值记录处理方法，并结合实际应用开展研究，为后续科研工作提供参考依据.

工程物探;工程建筑施工;工程勘探;应用

0 引言

工程地质勘探旨在探测拟建筑施工工作环境的地下岩土体状况，其中包括未明情况物体、地质构造断裂地区、地下水文情况等物理性质、化学状态及地理分布等工程特征，进而根据设计、建筑施工部门提出指导意见.各物探方法均具备不同的技术优势和限制标准，测量精度会受到环境因素影响而存在误差.为得到准确的部署勘测工作信息，所以必须尽力同时选取多种不同的物探方法，对部署勘测工作的结果开展比对研究分析.

1 工程物探技术简介及使用必要性

1.1 工程物探技术简介

工程物探应用计算机技术，是根据物质差异性开展间接的物理勘探工作，来了解地下介质的分布，提供勘测数值记录有效方法.其开展过程不仅必须电性、磁性和弹力相关力学性质诸多物理性质差异进行工作，还必须电场、磁场和电化学场隶属于物理场的环境，开展勘探工作.工程物探技术设备较轻便，在使用过程中不易受外界干扰，能收集到相当多的数值记录，实效性很强，分布范围广泛.运用较大面积的勘探工作，不仅满足了多种地形、地质条件的勘探标准，还可以为工程建筑施工提供数据记录情况，来保证建筑施工品质.工程物探技术方法具有一定局限，使用时候需要根据建筑施工环境标准开展综合利用，这样才能提高工作效率.

1.2 工程物探技术在工程中使用必要性

经济发展受到了物流运输的压力，工程建筑施工应运而生.区域经济交流发展形成巨大压力，工程建筑施工过程中，建设团队在压缩工程情况下提高了建筑施工的工作，建筑施工速度大大加速，但必须保证工程建筑施工安全.在这一发展标准下，必须对路基开展品质把关，准确把握和分析其地形、地质条件，应用有关数值记录开展检测，以保证路基稳定性，以及建筑施工使用过程的安全性.

工程物探技术在工程建筑施工中保证准确、质量，在保障建筑施工安全中发挥着关键作用，可短时间内就能够为工程建筑施工决策提供科学参考.利用仪器也可以准确分析出所针对的工程地形、地质环境情况，并进一步对岩层结构开展分析，总结环境影响的危害等.工程物探技术弥补传统勘探易受影响和干扰的特点，数值记录不准确及仪器设备移动较困难缺点，勘探时间比较少，精准度提高，借助高新尖端的技术，可以减少人力投入，降低工程造价.工程物探技术由此作为新型勘探技术，需加强相关设备的维护工作，结合传统的技术，提高工作效率，用于确保工程建筑施工品质.

2 常见工程用物探技术

2.1 直流电阻率法

工程地质勘探中存在物体埋深不大的情况，开展电法勘探情况时，多为点距、密度有较高要求的采集，这时用常规开展工作就会使建设效率不高，如今地下探测最常用为电阻率法.这种方法开展了地电断面测量，具有常规剖面法等功能，敷设后能够开展上百记录点观测，信息量很大、建设效率高.数值记录经自动采集系统采集后，需要经由处理实现数据记录情况现场实时改变，根据必须自动打印的成果图件，提高电阻率法工作程度，适合一般勘探中对地下探测.总电极数和点距等属性，根据工作环境等任意选择，扫描测量.电阻率断面可以是梯型剖面，其中变断面连续的电阻率断面是属于平行四边形.这种电阻率法数据记录情况分析方法由如下组成部分，边界法、有限法等方法，不同方法各有不同特点，根据土壤的具体形态可以进行选择.部署勘测工作使得电法部署勘测工作的野外数值记录工作，出现了质提高，数据记录情况信息的丰富程度大大提升，部署勘测工作程度也进步很多.石灰岩基岩面实例如下:某地的工程地质勘探有钻孔四个，地层分别是砂卵石层、含砾层等.砂卵石层厚度变化很小，但岩面起伏十分明显，左部地区钻孔最浅处埋深最小，往右依次增大，最右部地区钻孔仍然不能见到基岩，但灰岩完整，溶蚀现象并不常见.开展建设时，发现岩面相差不小，溶洞现象严重.为了进一步勘测地下基岩面情况，布设了四条有效测线，经由已有钻探来选取参数，校正相关数值，得出了最后的成果，看出灰岩视相关性质，岩面呈一定起伏分布，溶洞的现象十分明显，最右部地区基岩非常深，大于50m.实验得出的结论和实际情况吻合.

2.2 地震部署勘测工作法

部署勘测工作利用了弹力相关力学性质波需要，处于不同地壳，开展传播规律对形态的分析方法，弹力相关力学性质波波动在界面时出现折射和反射.岩层中开展的弹力相关力学性质波是地震波.把炸药当作地震源的话，地表层面开展时，震源附近出现破裂，而且震源远的地区地貌会在一定物理因素影响下弹力相关力学性质变形，其在产生时候，会出现相异的形变结构，如此，随着弹力相关力学性质结构逐渐消失，岩石就会随之恢复正常.但是在这一过程也会伴随着弹力相关力学性质结构变化，各个质点之间也存在着一定联系，质点在移动过程中会围绕移动，地质间移动形成了地震波动.操作人员必须将产生的数值全部记录下来，可以对矿产资源深度开展深度分析.

2.3 重力部署勘测工作

重力部署勘测工作法是以力学定律为理论基础，它是利用组成岩体、矿体间差异所引起地表变化而开展地质部署勘测工作方法.应用必须部署勘测工作地质体与其周围岩体具有差异，具备要求就是需要查找出来异常，同时勘测地区地质情况和其他数据记录情况作为指导，开展定量和定量科学推导.据此得出结论，覆盖层以下的构造情况和矿体位置.

2.4 地质雷达

以轻便、抗干扰不低的物探方法特点，被广泛地应用于地质部署勘测工作、公路品质、考古等领域.分辨率主要和频率、距离、方向等参数及电性、电磁波的传播速度有关.方式主要有剖面法和宽角法.第一种方法是发射天线，根据固定间隔，同步移动，得到不同的记录，记录是地下探测的时间剖面，需要准确反映地下物体的效果变化情况.观测则是一个天线固定不动，而另一天线沿测线移动，经由记录地下不同层面反射波双程走时而求取传播速度、地下介质电性.地质雷达数据记录情况处理相似，可应用数字等技术手段开展，具备专门处理的软件.雷达配合钻探地下探测实例如下:某地区厂区内部分地面出现了不良地质问题，怀疑地下存在溶洞，开展部署勘测工作，地下物体形状，纯粹钻探，费时费力甚至不能收到良好效果.

2.5 瞬变电磁测深法(TEM)

近几年来，部署勘测工作分支方法，它利用采集数值记录求取各个测点在不同深度做出剖面图，进而利用视电阻率定位地下物体几何形态.除了具有电磁学方面的优点，而且其图像较为清晰明了，方便快捷、地形影响不大.在一些工作环境狭窄，方法难于开展的地方，采用这种方法能够取得好效果.因为方法探测采取较为简单的方法增强信噪比和深度.这些优点使其在工程相关领域获得了较为广泛的应用.方法简单，野外逐点测量就满足需要，野外数值记录经由专门系统开展校正，这样能够得到反映地下结构的数据图像.

3 物探方法在工程地质勘探中的应用

3.1 测区概况

拟建东西约50m，南北约330m，拟建工作环境靠近陕西一断裂地带，约100 m，断裂不是全新的活动断裂，经由详勘，工作环境的南部地下15.2m和32.8m的深度有空穴和人工填土，工作环境北部地区地下15.2～23.6m，分布了较深的空洞，其顶部底部都分布土壤，该工作环境在20m深度以下分布墓葬等遗迹，物探工作由于工作环境条件的局限，南北部地区工作环境布置一定技术方法，地震面波法得到广泛布置.

3.2 地球物理特征

测区地表为第四系填土，地层依次为第四系上更新统风积土壤、残积古土、中更新统冲积土、残积古土及下更新统土、残积古土，根据电性特征等要素，地下空洞显示出较高高阻，第四系人工土以及土壤均低阻，物理性质条件满足实验要求.地下介质密度越大，波速正比，同时，密度越小，波速正比，地下空洞可以密度较低，波速分层的断面出现低波速拐点，地下空洞越明显，拐点越尖锐，可以应用不同的物探技术开展探测和识别技术.

3.3 物探成果综合解译

工作环境内主要人工土、上中更新统风积土和残积土壤，经由等值线图分析，和工作环境内钻探数据记录情况对比，干燥土的阻率一般在100～300 Ω·m，黄土的阻率一般在20～50 Ω·m，古土的阻率在30～100 Ω·m，空洞异常情况时有发生.南部地区工作环境分布有多个相对高阻区域，都是南北轴向比东西方向要大得多，地下空洞可能是南北向分布，和工作环境也有地质数据记录情况吻合，西北角区域是受人工土影响.其中某些高阻闭合异常的地区，和空洞位置重合的.北部地区工作环境分布有一个相对高阻区域，东西轴向比南北向大，经过实验，的确存在粘性土充填过东西向开展的部分.地震面波地下传播，介质密度与波速成正比，地下空洞密度较低，波速断面上也出现低波速区域，地下空洞显著，拐点越尖锐，波速平面图可以反映出低波速区域.地下空洞密度低，对比分析出具备高密度成果的异常位置.也就是说，一定程度上，多种方法共同作用可以提高成果的准确程度.

3.4 物探方法在工程勘探过程中应用效果

在城市工程建筑施工的过程中，可以采用多种方法，比如高密度电阻率法、地震面波法和瞬变电磁法等，对于地下探测具有较好的成果.前两种方法更为直观，效率也很高，制约的条件较少，第三种方法的工作效率比较低，现场易受到制约，工作环境平整情况不良，车辆及现场建设机械易造成干扰和一定的影响.

4 结束语

工程物探技术在工程建筑施工过程中在弥补传统方法的不足方面具有良好的特点，对于隧道等可以达到准确勘探的效果，精准度有所提高，传统方法进一步结合和开展，两者优势相互补充，利于众多工程建筑施工的进一步发展和推行.

［1］肖柏勋，凡有华，刘家奇.瑞雷波部署勘测工作方法研究现状分析［J］.工程物探，2002(2):138.

［2］闫述，石显新，陈明生.瞬变电磁法的探测深度问题［J］.地球物理学报，2009，52(6):1583－1591.

［3］钟小飞，张鹏.物探方法和钻探方法相结合在工程地质勘探中的应用［J］.江西建材，2013(6).

Exploration of Engineering Geophysical Prospecting Technology in Engineering Geological Exploration

Li Bo

(China Chemical Geology and Mine Bureau Heilongjaing Geological and Exploration Institute)

The engineering geophysical exploration combined with the actual construction situation，has become the key of geophysics.The mechanism of engineering geophysical methods based on the current engineering geological exploration work in the relatively high frequency of use the implementation of the method，numerical record processing methods are introduced.Combined with the research on the practical application，and a reference for further research work is provided.

Engineering geophysical exploration;Engineering construction;Engineering exploration; Application

P62

:A

:1000－5617(2017)01－0111－03

(责任编辑:李家云)

2016－11－12