新型物探仪器在高职院校水文与工程地质专业野外综合实习中的应用研究

邹立 闫胜

摘 要：野外地质实习是高职院校水文与工程地质专业重要的实践教学环节，在高职院校地质类相关专业的教学中愈发受到重视。目前新型的物探设备及技术，对于地下隐伏构造、隐伏目标地质体、水文地质条件等探测，可视化程度高，探测结果可靠，很适合做为水文与工程地质专业综合地质实习的辅助勘探手段。文章以电法勘探、地震勘探、地质雷达勘探等物探技术的应用分析为基础，探讨研究物探技术在地质综合实习中的应用，旨在激发学生学习地质知识的兴趣、提高学生的动手能力，同时提高高等职业教育学生地质综合实习的实践效果和不断提升水文与工程地质专业高职学生的综合素质。

关键词：物探技术；地质综合实习；应用研究

中图分类号：P631 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）12-0162-02

Abstract： Field geological practice is an important practical teaching link of hydrology and engineering geology in vocational colleges， and has been paid more and more attention to in the teaching of geological related majors in vocational colleges. At present， the new geophysical exploration equipment and technology have high degree of visualization and reliable results for the detection of underground concealed structures， hidden target geological bodies， hydrogeological conditions， etc. It is very suitable for the auxiliary exploration means of comprehensive geological practice of hydrology and engineering geology. Based on the application and analysis of geophysical exploration techniques such as electrical exploration， seismic exploration and geological radar exploration， this paper discusses the application of geophysical exploration technology in geological comprehensive practice. The purpose of this paper is to stimulate the students' interest in geological knowledge and improve their practical ability， at the same time， to improve the practical effect of comprehensive geological practice of students in higher vocational education and to continuously improve the comprehensive quality of students majoring in hydrology and engineering geology.

Keywords： geophysical exploration technology； geological comprehensive practice； applied research

1 概述

野外综合实习是课堂教学知识的补充及深化，是地质专业学生不可或缺的学习环节。在近几年的高职水文与工程地质专业地质野外实习教学中，不断改革实习教学的方法和手段，引导学生运用所学的专业知识分析、解决各类地质问题，增强了学生的實践能力和创新能力。虽然教学方法和手段有较大的改进，但所采用的教学设备没有大的改变，依旧为罗盘、地质锤等传统工具，对各种新型物探仪器在水文与工程地质专业野外实习中的应用相对较少。通过地质综合实习教学工作的分析，引入各种物探设备完善实习教学环节，更好地帮助学生认识实习区域地层、地质构造和水文地质条件。对研究实习区域地层分布统计、地质构造调查、水文地质条件，相比以往只能通过观察露头情况进行推测、预测，采用物探技术丰富了地质实习的内涵，同时对推测、预测情况进行了复核确认。

2 物探方法应用的条件和原则

地球物理勘探方法的应用是以目标体与其周围介质物理性质的差异为前提，这些差异有导电性、弹性、磁性、密度、导热性、放射性等，工作中必须选择正确的方法与仪器进行勘查。当应用物探方法来解决各种地质问题时，它必须具有一定的条件，才能取得满意的效果。这些条件主要为以下三个方面：一是勘探目标与周围介质之间必须有较明显的物性差异；二是勘探目标必须具有一定规模，可以产生能够观测的异常场；三是各种干扰因素的影响必须足够小，或者具有不同的物征，与有效异常场能够区分。针对开展物探工作的条件，为了取得较好的效果，则必须明确物探工作应用的原则。物探装置的布置必须遵循由点到面、由简单到复杂的原则。对同一地质问题适用的方法综合分析，在经济合理范围内，应尽可能多的利用数种物探方法来获取多组异常参数，以便得到确切的地质结果。物探方法之间优化组合，合理地选用有效的物探方法进行组合，以达到保证勘探效果、 提高经济效益的目的。

3 地球物理勘探新技术在地质综合实习的应用

3.1 高密度电法勘探

电法勘探是一种重要的物探方法，它主要是以岩土介质的导电性差异为基础，通过一组电极装置对平面方向以及纵深方向的地质条件进行分析探究，能根据地下不同区域的电性差异来探查地质问题的一种技术方法。应用较为广泛的是采用高密度电法勘探系统和电测深勘探系统来对地质现象进行勘探观察。该项技术对实习区内溶洞地质、山体滑坡灾害、矿产采空区、地表塌陷区以及水利工程渗漏等地质条件具有较好的勘察效果。如采用电法勘探技术对实习区的山体崩塌灾害进行勘测，可在电测深曲线和电剖面曲线上显示地下视电阻变化，对山体地下介质的电性变化情况进行分层分析，再通过测线的剖面图进行分析研究，能够获得探测深度范围内的地质特征。

3.2 浅层地震勘探

地震勘探在地质实习中应用主要为浅层地震勘探，利用人工激发的地震波在岩土介质中传播，探测地层和构造的分布、浅部地质问题，或测定岩土的力学参数特征。为了收集到所需要的地震波信息，可选用不同的震源。常用的震源有：锤击激发、炸药激发、地震枪激发、电火花激发等，在地质实习中激发地震波一般可采用落锤法或者敲击法。在实际勘探中，为突出有效波，压制干扰波以得到高质量的地震记录，除正确选用震源、仪器和合理布置观测系统外，其它采集条件和参数的选择也非常重要。特别在选择探测的场地时，应避免场地周边出现较大的障碍物，比如建筑柱、墙、排水沟等等，以保证探测结果的可靠准确。对于地质综合实习，该方法可在实习的以下工作中得到应用，如地层标准层的确定和追踪、断层的识别、不整合面确定，并可构制深度剖面图、地震构造图等进行进一步解释分析。

3.3 地震波层析勘探

地震波层析成像勘探技术又称为地震CT。地震 CT 成像技术可提供出清晰的图像，具有较高的分辨率，能够显示出地质中的构造特征和岩性的变化情况，更全面细致的对岩体进行质量评价。其工作原理就是将一个钻孔作为发射孔，不断传输高频地震波，将另外钻孔作为接受孔，采用一发多收的扇形穿透，经过多点激发将在被测区域形成致密的射线交叉网络。然后对接收点和发射点的频率、波幅及波速进行有关计算分析，通过波速映像对岩断裂带位置、溶发育情况，以及岩土分层界面等进行科学合理地推断、解释。在地质综合实习中，可利用实习区域内现有工程钻孔、平硐等，通过此种物探方法进行地质条件探测，勘探的精度较高。较为适用于查明土洞、溶洞、断裂等在垂直和水平方向的分布情况。

3.4 地质雷达勘探

地质雷达是一种现代无损物探仪器，利用高频电磁波束在地下电性界面上反射从而达到探测有关地质对象，有着极其广泛的实际应用，特别是在岩土工程的勘察和在工程质量检测领域有着不可或缺的价值。在地质实习中，可以对浅层地质问题进行详细地质填图，对浅层埋藏物进行无损探测，测算地下空洞大小、地下不明物体的大小，对断层破碎带、裂隙带、富水带、岩溶洞穴等不良地质灾害有明显分辨能力。地质雷达测量方式、测线布置及系统参数的设置直接影响着野外数据采集的质量，必须根据实习区域内相关地形环境条件以及探测目标物的大致走向、规模、性质等情况综合分析，做出合理安排，保证所测地质雷达图像资料的真实准确，利用地质雷达成果对实习区域地质情况的分析和解释，进而帮助学生深刻理解地质现象，提高野外实习教学质量。

4 结束语

物探技术应用于野外综合实习中有助于野外现场确定地层界限、岩性变化位置、各种断层构造点、矿化带、地下水条件以及其它有意义的部位，并可利用计算机辅助处理勘探数据，通过野外观测路线的调查，對地质、地形地貌等进行综合分析和解释，对整个实习区域进行全面详细地质勘察。地质专业学生借助物探新技术进行地质制图，使地质勘察更为有效。综上所述，物探新技术的应用，淡化了地质综合实习中各工作阶段界线，物探方法在高职院校地质综合实习中的应用质量直接影响到地质实习教学的整体效果。

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