电磁波层析成像技术在边坡工程地质勘察中的应用

2018-05-10杨振杰

建材与装饰 2018年18期

杨振杰

1 引言

世界各国对电磁波层析成像技术的研究较早，在20世纪初期，很多国家就已经开始对电磁波层析成像技术进行了研究。我国在20世纪末期，部分高校才开始运用电磁波层析成像技术，通过对其进行不断的实践和发展，电磁波层析成像技术已经被广泛的运用于矿产资源、石油和天然气的勘探中。针对我国地质条件多样的情况，运用电磁波层析成像技术，能够有效的推动为我国地质勘察工作的发展。

2 电磁波层析成像技术概述

电磁波勘探技术，是通过采集电磁波在不同介质中的传播速度等数据，对勘察区域的地质和岩层情况进行分析和判断的一种技术。当运用电磁波技术对矿产资源、水资源和岩石等进行勘查时，电磁波的传播会由于介质的不同而受到阻碍，而此时，电磁波衰减数据将会显示出来。通过对这些数据进行分析，能够判断该区域是否存在相应的资源，还能够对该区域的岩层的具体情况进行分析，可以将岩体的坚硬程度和完成性通过电磁波层析成像技术显示出来。

因此，通过运用电磁波层析成像技术对某工程区域的地质情况进行勘察，能够判断该区域的地质情况是否会对工程实施造成不利影响，能够针对该区域地质的具体情况，制定合理的应对措施。具体来说，在工程项目施工前期，勘察人员可以通过运用电磁波层析成像技术，对区域内的山体进行发射一定频率的电磁波，通过观察和分析获得的电磁波的变化情况，得到该区域内地质情况的内部结构，为工程的顺利开展打下坚实的基础。

3 工程区域地质概况分析

该勘察区域的边坡工程高度为110m，原为一座采石场，现已废弃，坡顶高程在40～130m之间，拟在该边坡区域建设一项大型工程项目，工程施工将影响到坡面内约60m。该边坡岩体的情况以及该区域的地质条件，对该工程项目的顺利实施具有重要的影响。例如，影响着工程建设的方法、工程规模和工程位置等的选择。现阶段，该边坡工程的上方存在着坠石和崩塌的危险，导致工程项目的实施过程中，存在着很大的危险因素，严重影响工程建设的安全性和可靠性。并且，复杂的地质情况不仅影响着工程项目的顺利实施，还影响着地质勘察的有效性。如何选择一种安全、有效、合理的勘察技术，是对该边坡工程进行地质勘察的关键。

该边坡工程外露的地层主要为灰岩，岩石内部具有溶洞、溶沟等现象，沿着北东方向具有断裂构造，溶蚀裂隙带发育，在裂隙带内存在水、溶洞内存在粘性土，能够对电磁波造成衰减，为应用电磁波层析成像技术提供了必要的基础。

4 电磁波层析成像现场测试

在对勘察区域进行现场测试时，应选择科学合理的安全保障制度，在进行野外工作时，将测试所用到的设备放在合理的位置，图1为电磁波层析成像野外工作示意图，发射机和接收机的安放位置应该选择好，一般选择在地质条件较为稳定和安全的区域。在对勘察区域进行采点钻孔时：①应该保证勘察人员的安全；②应该对测试的数据进行及时准确的记录，科学合理的分析获得的数据。

图1 电磁波层析成像野外工作示意图

本工程在进行野外现场测试时，运用地下电磁波法采集系统进行勘察，接收机和发射机安装在相应的钻孔内，将发射机固定好，使接受机沿着孔内上下移动扫描。根据该区域的实际情况，对现场测试中的各种参数进行确定，如表1中现场测试参数项目标准确定所示。本次测试主要进行了10组孔间电磁波层析成像测试分析。

表1 现场测试参数项目标准确定

5 电磁波层析成像地质解释

电磁波层析成像的地质解释，应该根据对勘察区域内介质的吸收系数图像进行分析，主要通过分析图像中是否存在局部空间异常变化现象，通过对这些局部空间的异常变化现象，解释勘察区域内部的地质情况，包括岩石裂隙区域、溶洞、溶蚀裂隙带的范围、形状以及分布发育情况，还能够通过吸收系数图像中显示的整体空间变化情况，对地质内部的完整性进行分析。

运用电磁波层析成像技术，在进行实际的地质勘察时，能够通过电磁波同步的测量曲线的变化情况，分析该区域的岩体是否完整以及破碎情况。如果曲线向左偏，说明电磁波在地层中传播时的缩减情况较小，在该位置孔间的电磁波具有较小的相对吸收系数，该位置岩体的完整性较好。如果曲线向右偏，说明电磁波在地层中传播时的缩减情况较大，在该位置孔间的电磁波的相对吸收系数较大，该位置岩体可能具有引起电磁波的相对吸收系数较大的裂隙和溶洞，该位置的岩体完成性较差。

6 结论及建议

6.1 结论

在对边坡工程进行地质勘察时，可以通过运用电磁波层析成像技术和钻探技术相互结合的方式，通过钻探验证电磁波层析成像技术成果的可靠性。对勘察区域内岩体中裂隙的发育程度、断裂破碎带和溶洞、溶沟的分布情况进行勘察，可以获得较为准确的数据，具有较好的有效性、可行性和实用性。

通过分析该边坡工程运用电磁波层析成像技术勘察获得的数据和结果可知，在96～116m之间上方存在岩体裂隙和表层岩溶发育的情况，岩体情况为破碎-较破碎；在90～116m之间的岩体情况为完整-较破碎；在80～75m以下的位置，岩石较为完整。

6.2 建议

经过研究表明，电磁波层析成像技术在实际工程勘察中具有较大的实用性，但是对某些敏感区域进行勘察时，并不能保证数据的完全精准，在经过分析和计算以后，数据的精准性得到更大的影响。因此，应该不断对电磁波层析成像技术进行改进和完善，并在异常区域布置钻探进行验证。作为勘察中的重要手段，勘察设备的准确性是非常重要的，我国现阶段的电磁波层析成像仪器发展仍然不够完善，在未来的阶段，我国应该加强对电磁波层析成像仪器的改进和创新，从而不断提升运用电磁波层析成像技术进行勘察的准确性。