探析工程物探检测方法技术应用与展望

田增彪

（河北九华勘查测绘有限责任公司，河北 保定 071051）

工程物探检测方法是我国地理勘察物理学中的一个重要分支，自上世纪90年代以来随着地理勘察技术的不断提高，将计算机与信息技术充分的应用到地理勘察技术中使得工程物探检测方法技术得到了有效的发展与进步。工程物探检测主要服务于国民经济的基础建设，因此作用和重要意义非常显著。近几年来随着我国工程建设以及各种基础设施建设的不断发展和完善，使得工程物探检测技术也得到了显著的提高。国内外针对工程物探检测技术纷纷结合计算机信息技术，使得工程物探技的应用效果得到了显著的提高[1]。

1 工程物探检测技术发展现状

在区域针对建设工程以及环境进行工程物探检测，已经成为了现阶段工程质量鉴定和监测的重要步骤。在进行工程物探检测的过程中主要包括对覆盖层风化带基岩面的起伏形态进行检测，对所在区域的隐伏断层破碎带以及裂隙密集带等探测，同时对于的地下管线、地下工程、古墓以及其他埋藏物进行探测，对于铁路、公路、机场基础探测以及质量检测。因此工程物探检测技术在工程物探检测的过程中可以针对工程质量多方面的检测，其检测的重要性和应用效果也越来越受到重视[2-4]。

在发达国家，由于其国家的大规模工程建设相比于中国比较早，因此物探工程技术的发展比中国更为成熟。现阶段国国外发达国家应用工程物探检测技术主要是针对工程病害进行诊断。而且随着经济可持续发展的生态观念，国外很多国家纷纷应用工程物探技术对环境问题进行检测，比如通过工程物探检测技术探测核废料的污染范围，运用工程物探检测技术针对油库泄漏的污染带进行检测与分析。例如日本对物探工程检测技术的发展就较为成熟，该国家的工程检测技术是现阶段发展较为全面的国家之一，而且在工程检测方面的应用也较为普遍，纷纷取得了良好的工程物探检测效果，值得其他国家学习。

2 工程物探以及工程物探检测方法

2.1 工程物探方法

工程物探方法主要包括电法勘探、雷达勘探、弹性波测试、地震勘探、层析成像几种常用的工程物探方法，电法勘探按照方法分主要包括自然电场法、音频大地电磁测深法、瞬变电磁法等；按照装置形式分主要包括,中间梯度法、电测深法、电剖面法、高密度电法等。地震物探主要包括浅层折射波法、浅层反射波法以及瑞雷波法，弹性波测试主要包括声波法、地震波法、在声波法中可选用的单孔声波、穿透声波、声波反射等等，而地震波法可选用的主要由穿透地震波速测试、连续地震波速测试、地震测井等等。此外层析成像主要包括声声波层析成像、电磁波吸收系数存析成像以及电磁波速度层析成像等相关方法。

2.2 工程物探检测方法

根据我国工程物探技术的发展，现阶段在进行工程物探技术检测时常用的成熟方法主要有弹性波类、电磁波类、影像类三大类别，针对弹性波类工程物探检测技术主要与分析弹性波在所探测严禁内的传播特征作为检测基础，通过这种方法针对声波类和地震波类的工程物探技术进行检测，可以实现这两种探测技术的优势互补，但是并不能单独使用从而具有两者不可互相代替的特点。而电磁波类工程物探检测技术主要是针对判定雷达和电磁波CT探测技术进行检测，通过探井雷达可以针对隧道施工掌子面进行超前探测预报，还可以结合道路工程的施工质量，地下水道的围岩与混凝土结合部相关状况，对于基础设施建设过程中的混凝土内部缺陷进行有效的检测。而电磁波CT检测技术通过电磁波吸收系数成像，根据电信差异和规模的地质体，为工程基础灌浆做出有效的指导，可以为工程建设的灌浆效果进行有效的检测。而影像类检测主要是针对物体本体颜色和环境光照颜色叠加而成的物体颜色应用电视、录像设备对被检测对象在一定光照条件下的图像进行采集，从而对相关图像进行有效的分析来判断被检测对象的。

3 工程物探检测技术的应用

图1 高精度磁法探测的地下障碍物实例

随着我国基础工程设施建设的不断完善，近几年来水上大型工程建设越来越多，而浅层反射法对于水上大型工程的选址勘察检测应用可以解决很多其他钻探方法无法解决的时间问题，例如在进行水上大型工程选址勘探的过程中，采用水上地震影像法针对海底的输液工程影响管道通过的障碍物进行检测和检查，从而为水上工程的基础设施建设选址，提供详细的数据指导和依据。

此外我国很多在进行大型工程建设的过程中面临着地下水或者是地下文物的影响，因为不能对地下水和地下文物进行破坏，因此破坏性较强的勘探手段在进行工程物探检测的过程中不允许应用，而应用综合物理地球探测方法就可以实现在不破坏地下水以及地下文物的情况下，应用高精度的磁测方法探地雷达方法对地下工程进行勘测，从而大型工程建设的选址任务。如下图1所示为高精度磁法探测的地下障碍物实例。

图2 过江线路段地下管道探测雷达图像

此外我国很多大型工程在进行选址的过程中面临着非常复杂的地址与工程问题，在针对大型工程的地质进行勘测时为了提高探测成果以及质量，使得探测的结果具有更高的可靠性，常常选用综合探测方法。例如在京沪新铁路干线南京上元门过江线路勘察的相关工作中，就是通过水下管线探查方法以及高密度地震影像技术，针对跨江沿线的线路地层分布和过江电缆进行准确位置的勘测，从而为京沪新铁路干线的过江线路选址提供了理论依据与基础。例如下图2所示就是针对京沪铁路干线南京上元门过江线路段，地下管道探测的雷达图像[5-8]。

4 工程物探检测方法技术的应用展望

随着我国经济的蓬勃发展，结合我国基础设施建设的现代化步伐，在此后工程建设的过程中，我国仍将处于工程建设的高峰阶段，因此工程物探检测方法以及相关技术在工程建设过程中的应用，也将会越来越广泛，而且随着电子信息技术的不断发展与创新，将更多的应用到工程物探检测技术领域，从而使工程物探检测技术更加智能化，使探测的结果将更加准确化，有效的提高我国工程物探检测的质量，例如在物探可视图方面将向三维发展，实现三维电法剖面可视化，从而使得工程物探检测技术在应用的过程中能够实现全覆盖、无遗漏的大范围扫描，并得到详细准确的三维图像从而为数据的提取和分析提供更可靠的依据。而在仪器设备方面也将继续向“三高”目标发展，实现工程物探检测仪器的高灵敏度、高分辨率以及高精度。