工程物探技术在岩土工程中的应用及发展趋势

姚 强，贺 真，李 键

（1.江苏省有色金属华东地质勘查局八一四队，江苏 镇江 212005；2.江苏省有色金属华东地质勘查局八〇七队，江苏 南京 210041）

岩土工程包含土壤、岩石、水中施工与地下施工等工程，在岩土工程中勘探地质状况结合掌握的工程地质信息，调整施工方法，保证岩土施工可以顺利进行。工程物探技术在岩土工程地质勘探中得到良好的应用，可以快速推进地质勘探工作，提高岩土工程地质勘探信息的准确度，为岩土工程施工提供技术支撑。

当前我国科学技术的发展在很多领域都发挥了重要作用。其中，岩土工程地球物理勘探技术的应用备受关注，该技术主要集中在工程施工中的地质勘探领域。该技术的使用已得到相关技术人员的认可和使用。主要原因是工程和地球物理技术可以解决岩土勘察在使用过程中的许多问题和任务，同时，与其他大地测量技术相比，该技术操作相对简单，获得的测量数据具有一定的可靠性。在勘探工作执行过程中，不受地形等外界因素的影响，大大降低了勘探工作的成本，因此被广泛应用于岩土领域的勘探工作。

1 工程物探技术在岩土工程中的应用意义

工程物探技术在土木工程中岩土工程占据极为重要的位置，岩土工程施工期间需要清楚工程所在地实际情况，勘查岩土工地质情况。在岩土工程勘测中受到勘测设备精度、地质环境因素与勘测技术的制约，使勘测结果与实际情况存在一定的出入，没有可靠数据的支撑，无法推动工程发展。在我国工程物探技术发展的过程中，技术体系得到完善，出现很多新的技术并应用到岩土工程中，提高岩土工程勘察工作的便捷性与勘查结果的精准度，为岩土工程发展带来不少的益处[1]。

在岩土工程勘探过程中，使用先进的勘探技术体系、利用现代化勘探设备掌握地质情况，可以为岩土工程勘探工作提供有价值的数据，指导岩土工程施工。在数据的支持下可以灵活的调整施工方案，合理的应用施工技术，提高岩土工程施工的安全系数与工作效率。在岩土工程项目运行期间，需要结合地质环境因素进行考量，给出勘察工作执行方案，结合收集到的勘察数据绘制地质勘察数据表，指导岩土工程施工的开展。施工技术在数据支撑下得到合理应用，为岩土工程安全施工提供保障。

2 岩土工程中常用的工程物探技术

2.1 地质雷达勘探技术

岩土工程勘探工作在新时期出现一定的变化，随着我国科学技术的高速发展，出现很多新型技术，地质雷达勘探技术也是在此过程应用到岩土勘察工作中，是雷达技术在新时期的一种应用形式。地质雷达勘探技术利用发射机发射天线，发出超高频电磁脉冲信号，信号频率在12.5M～1200M的区间中，且脉冲宽度为0.1ns。借助超高频电磁脉冲信号探测岩土工程区域环境，结合返回的脉冲信号成像施工区域的地质环境，生成数据图像。其可以清晰地显示地质勘探结构，为岩土工程施工提供精准的地质环境勘探结果，使岩土工程施工可以高效率地进行[2]。

2.2 CT勘探技术

在岩土工程地质环境勘探期间，使用CT勘探技术分析工作区域的地震波。而地震波分析结果会以图像的方式呈现出来，使用CT技术勘探工程地质环境，通过CT设备将地震波接收点与激发点数据衔接在一起，分析地震波实际情况，统计收集地质弹性波数据，利用软件将岩土工程的地质环境情况与结构的数据以图表的形式绘制出来，从而为岩土工程施工人员提供可靠的数据。结合数据可以指导现场工作人员施工，确保岩土工程施工可以高效、安全的开展。

图1 CT勘探技术应用结果

3 工程物探技术在岩土工程中的应用

3.1 岩土工程勘查特征分析

在施工现场施工过程中，由于施工场地和环境的限制，会出现多种土壤介质，因此需要结合不同的地质介质，采用合适的研究方法。与通常的地质环境相比，岩土剖面勘探工作有其独特性，主要表现在以下几个方面。一、在岩土勘察中，分布以平面上的条纹形式为主，宽度相对较窄。但它的扩展性非常好，可以在各种地质地貌和地貌下使用，在使用过程中可以承受很多恶劣地质条件的影响。二，巷道运营过程中的荷载会较小，但在一些有前景的工程中，对沉降不均匀问题提出了更高的要求。在进行任何具体的调查工作之前，都需要根据调查项目的实际路段和项目的施工要求，对诸多因素进行综合分析。

3.2 划分地质界面类型

在岩土工程中使用工程物探技术可以划分地质界面类型，该技术应用集中在岩土工程地质勘探阶段，结合勘探信息划分地质结构界面，由此为后面工程施工创造有利的条件。在岩土工程施工期间不同地质结构会对岩土施工造成较大的影响，在岩土工程初期阶段需要收集项目所在地各方面信息，检测分析地质情况，提升岩土工程施工的合理性、科学性。采用科学方法控制施工风险，同时利用一定的操作方式控制风险因素，保证工程可以按照规划要求顺利开展。不同地理位置的地质结构会存在一定的差异，结合收集的信息将我国地质结构归为地壳表层、浅层、中层与深层4个层次。地质结构的层次按照水平方式划分，确定地质结构层次时，结合地质环境条件判断地质界面层级[3]。

在岩土工程中划分地质界面有巨大的作用，直接关系到岩土工程施工能否安全、可靠的进行，需要掌握工程物探技术在岩土工程中的使用方法，合理应用技术提高划分地质界面工作的效率，促使地质区域划分工作具备较高的精准度，为后续工作的开展提供有利的条件。

3.3 勘察岩石层形态结构

地质表层下的岩石层会在外力作用与地下水流动的影响下发生一定变化，存在岩石断裂、褶皱或是其他形态结构，在特殊条件干预下形成的岩石结构会降低岩石层的稳定性与强度。如果不能在岩土工程前确定此类结构并进行提前干预，会对岩土工程施工造成一定的威胁，导致施工无法在结构稳定的场地进行。研究工程物探技术，勘探地质表层下的岩石层结构，掌握岩石形态与其他不稳定状态，对岩石结构进行深入地分析。通过科学的控制可以消除干预岩土工程施工的因素。工程物探技术充分利用地质雷达，还会根据岩土工程所在区域的实际情况，合理应用其他先进的勘探设备，清楚工程地质结构。通过数据收集与分析为后续岩土工程施工提供可靠的数据，保证工程施工可靠、安全的进行。

在工程物探技术应用期间，合理使用勘探方法勘探地质状况，一旦发现施工地质环境出现裂缝或岩石堆叠的情况，需要分析此类现象出现的原因。此种情况可能由工程施工地附近山脉地形因素引发，山脉地形还会对岩土工程施工造成一定的威胁。如果没有结合掌握的信息调整工程方案，会威胁到现场工作人员的人身安全。遇到此种情况需要快速结合收集到的信息，调整岩土工程施工方案，由此将危险因素对工程施工形成的不良影响控制在最低水平。

3.4 质量检测

在岩土工程进行期间开展质量检测工作，保证工程达到质量要求。岩土工程项目建设工作进行期间，各阶段均存在一定的隐蔽性工作，一般的质量检测方法难以获得准确的数据。在部分施工区域或施工阶段，无法使用常规的质量检测方法，从而不能确定岩土工程施工的具体情况，难以保证工程施工不存在质量问题。工程物探技术应用到岩土工程中，可以有效解决此类问题，清楚施工区域的大体环境。选择先进的检测设备，合理应用工程物探地震波技术检测隐蔽施工区域的工作情况，由此为岩土工程施工提供可靠的数据。

以某岩土工程项目为例，项目建设地环境较为复杂，地质地貌由丘陵与海积阶地构成。在地基施工结束后使用过往的质量检测方法，无法检测地基施工的实际状况，不能确定施工是否达到质量要求。此时可以使用地震波技术检测地基情况，获得该处地震波数据并分析数据。发现地基中一个施工位置没有达到规定要求的地基深度，此问题存在会影响到岩土工程的稳定性。施工单位得到检测信息后快速开展补救工作，在工作结束后再次检测工作实施情况，确保地基深度达到要求，在此基础上进行下项工作。

3.5 参数勘探

在岩土工程中开展地质勘查工作，围绕项目所在地勘察地质状况，收集地质勘查数据，将其作为指导岩土工程施工的导向信息。传统地质勘探工作得到的数据难以精确反映地质状况，同时在岩土工程施工中还存在一定的隐患，可能会出现突发事件。如果不能合理地处置突发事件，会拖慢工程进度，还会对现场人员造成一定的威胁。使用工程物探技术勘查工程地质状况，收集地质信息并进行深入地分析，由此为岩土工程施工提供可靠数据，可以提前进行预防。除此之外，还能根据掌握的信息调整施工方案，提高岩土工程施工的安全系数。

4 岩土工程中工程物探技术的前景分析

地质雷达技术应用在岩土工程中，勘察工程地质状况。勘察结果直接影响到工程施工，作为当下工程常用的地质勘探技术，通过电磁波的发射、返回，收集地质信息。为提高岩土工程施工的安全性与有效性，必须进一步提高电磁波在信息发送、折回时的控制力度。提高地质雷达技术在数据分析结果的精准度，按照地质勘探结构，为岩土工程施工提供技术保障。

CT技术应用在岩土工程勘探工作中，需要进一步提高数据成像的整体水平，数据成像效果直接影响到施工进行情况，是工作人员开展工作的参考数据。设计人员、技术人员根据数据成像信息调整施工方案，因此必须提高数据成像质量。CT技术利用地震波分析地质结构，在当下应该提高技术应用水平，使数据成效可以真实地反映地质状况，为岩土工程施工提供可靠数据。

5 结语

在我国科学技术高速发展下，推动岩土工程施工技术的发展。工程物探技术在此过程中成为岩土工程地质勘探工作的常用手段，其已经形成相对成熟的技术体系，可以为施工单位提供精准的地质信息，帮助施工单位完成岩土施工任务。当下应该随着岩土工程施工需求，不断提升工程物探技术的应用水平，利用采集到的地质数据调整施工方案，组织施工资源，为工程顺利开展提供条件。