物探检测技术在公路工程中的应用

史武强

摘要：工程物探技术起源于上个世纪50年代，主要服务于水文地质和工程地质检测。在80年代，随着计算机技术的开发，已经逐渐与检测技术相结合，使工程物探向着工程检测及测试等方向转型。因此，探究工程物探技术的应用具有重要的意义。鉴于此，本文主要分析探讨了物探检测技术在公路工程中的应用情况，以供参阅。

关键词：物探检测技术；公路工程；应用

随着世界一体化科学技术的发展，我们正面临着市场经济和科技市场的各种挑战，要在技术经济改革开放的新形势下求生存，求发展，最大限度地解放和发展生产力并提高生产水平，关键在于坚信科学技术是第一生产力，地球物理勘查市场的激烈竞争，强烈反映着科技水平的竞争。地球物理勘查的技术性很强，离开了基础科学和新兴技术的有机应用就谈不上发展，所以必须依靠科技进步和新兴技术方法的开发或引进，使其直接服务于生产，为工程勘察提供重要的探测信息，创造出较好的经济效益和社会效益。

1工程物探技术原理

（1）工程物探技术的原理。工程物探技术的原理主要是根据地震波、电磁波和声波等人工震源传播特性找出地质体的异常部位。其方法有浅层地震折射法、地质雷达检测法、声波检测法等多种方法。其主要根据地震波、电磁波、电阻率等来探测地质的深度、断层、岩溶以及密度等特性。（2）工程物探技术的作用。工程物探技术对于现代地质勘测而言，具有较强的便利性意义，其主要体现在以下几个方面：第一，在工程勘察中，通过物探技术，可以对地质灾害及地下地质进行勘测，可以发现地质灾害原因或者地质特点，继而可以针对性的预防或者工程改造。第二，在水文监测中，可以用于寻找资源，探索构造，为水文治理提供便利的条件。第三，在环境及地质检测中，可以调查古环境和气候的变化，有利于丰富地质文化资源。（3）工程物探技术的特点。工程物探技术具有较多的优势特点，其主要体现在以下几点：首先，周期短，可以缩短工程物探的周期；其次，成本低，相比于传统的物探技术，工程物探以及低人力及资源的优势降低了成本；再次，信息量大，工程物探技术应用于地质与水文等多项检测，具有较大的信息量；最后，无损检测。

2物探在公路勘察中的作用

物探在公路工程勘察中的应用，可从公路工程的特殊性和物探的优势体现出来。公路工程是带状工程，逢山开道，遇水架桥，地形复杂，交通不便；地层岩性多变，地质构造复杂，地质病害及不良地质问题多；工程建设要求勘察的水平要高，质量要好，工程要短，费用要低。从公路工程的特点不难看出，要准确查明公路沿线的地层岩性、地质构造、水文地质、地质病害的分布、类型、危害等工程地质条件以及勘测人工构造物基础地层岩土的物理力学参数，单一运用常规的工程地质勘察方法是十分困难的，如工程地质调绘，虽工期短，方法简便，但提供的资料远不能满足设计的要求；钻探，试验（包括原位测试，室内试验），虽比较直观，且能提供满足设计需要的资料，但因受地形、交通、工期、费用等条件限制，工作量很难做够，勘察深度难予保证。物探具有设备轻便、勘察速度快、投入人力财力小，且能连续勘测建筑场地面和线的工程地质情况的优势。工程物探的这些优势，正好弥补了公路工程常规的勘察方法之不足。如果将工程物探与常规的工程地质勘察手段相结合，就可提高公路工程勘察水平，确保勘察质量，缩短勘察周期，降低勘察成本，满足工程建设对勘察的高水平、高质量、高效率的要求，适应公路基本建设发展形势的需要。

3检测效果分析

目前，在许多高速公路建设中，根据实际需要选取了三个试验段，有针对性地选取浅层地震反射波法、瑞雷面波法、地质雷达进行检测试验，并进行了开挖或取样验证。现将此三种方法在某高速公路检测中的检测效果分析如下：（1）淺层地震反射法。主要用该方法对地下异常体的空间分布及埋藏深度进行了检测。可以看到有两处明显异常体.其顶部埋深分别为6.6m和1.8m左右，沿测线方向的分布范围为8m和7m左右，其波组特征为同相轴错断和呈眼球状，异常2反射能量较异常1强，说明异常2与围土间物性差异与异常1大。经开挖验证，均为墓穴。（2）瑞雷面波法。首先，用该方法进行了面波速度检测。该段剖面与上述浅层地震反射波法检测的位置相同。异常2处面波速度明显偏低，表明该处充填程度较差，与反射波法相吻合，异常1处表现不太明显。其次，用该方法对路基土碾压过程中密实度的变化进行了实进检测。常规碾压后表层密实度仍存在不均匀性，密宴度为91%的等值线在深度方向变化也较大，振冲碾压后，表层密实度提高较大，密实度为91%的等值线明显下移，在深度方向变化较平缓。表层密实度明显增大，且较均匀。经人工取样验证，瑞雷面波法获取的密实度较为准确，可见该法是一种无损检测路基回填土密实度的新方法，在公路路基修建的过程中可进行实时质量监测，具有推广价值。（3）地质雷达法。地质雷达也可准确检测地基含水量的变化情况。正常地基剖面同相轴均匀连续，当地基含水量较大时剖面上浅层波的频率明显提高，且同相轴出现错位。反映其含水量明显提高。经钻孔取芯、十字板剪切试验证明为软基，需要进行存救处理。在浅层地震反射法试验地段也做了地质雷检测剖面。异常1和异常2均有明显显示，异常2深部振荡同相轴能量比异常1强，相位个数明显增多，这与反射波法结果—致。另外在稍浅部门还发现了多处异常体，这是另外两种方法解释没有发现的，经开挖验证为厚度7-8的空洞。可见地质雷达在检测地下异常体方面是简便、快捷、效果好，且分辨率高。

4结束语

综上所述，工程物探技术在我国高速公路工程勘察中的应用具有重要的作用，最大限度地缩短了工程勘察的时间，提高了工作效率，同时也增强了实际公路勘察成果的质量，也大大地降低了实际的工程勘察成本。物探工程技术的应用，根据不同的地况和物况选择不同的物探方法，彻底突破了高速公路建设受地形、地貌、地质等综合地理因素的限制，在高速公路的工程勘察过程中具有良好的发展前景。

参考文献：

[1]牛作亮.物探方法在外蒙地区铬铁矿勘探中的应用研究[D].中国地质大学（北京）.2013.

[2]邹国政.试论工程物探技术在高速公路工程勘查中的应用[J].山东工业技术.2016（12）.

（作者单位：中国建筑土木建设有限公司）