物探方法在工程地質勘查中的應用

摘 要：物探方法主要是以客觀的地質體為研究分析的對象，具有較強的探索性，并且擁有一定復雜度的研究過程。在對工程地質進行勘察工作時，一定要采用科學的勘察方法。該文首先介紹了地球物理探測技術的含義及其一般存在的工作原理，并主要分析物探技術的勘察方法。

關鍵詞：地球物理探測技術 工程地質 勘察方法

中圖分類號：P62文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2013）05（a）-0115-01

對工程進行地質勘查是現代工程建設的前提。目前主要的勘探方法有鉆探、槽探、探井和物探等，近幾年來，由于物探技術在很大程度上得到了改進，使得它工程地質勘察中的應用越來越普及。物探技術不僅經濟、快速，而且擁有良好的效果。在探測對象時，并沒有損害對象，因此物探技術具有強大的生命力。而且不斷發展的計算機技術以及不斷創新的各種反演方法，使得物探技術具有更高的探測精度、更廣的探測范圍、更清晰的解釋方向，對未來表現出良好的前景。在工程、環境、災害地質勘查中常常運用物探技術，該技術受到更多人們的重視。

1 地球物理探測技術

1.1 概念

在地球的內部及其周圍，存在著一定物理作用的物質空間，該空間形成了一定的地球物理場。地球物理探測技術簡稱物探技術，主要是采用專門的儀器及設備，對地球物理場的分布及其變化特征進行觀察。能夠在很大程度上解決環境地質及工程地質中的問題。

1.2 地球物理探測技術的工作原理

人-地系統的公共空間主要是以各向異性的物質空間存在的。在地球物理探測技術中，其工作所依據的原理是：通過專門的設備對探測目標題發射相應的信號，并使用專門的接受裝置接收在介質體中被異常面返回的信號。利用信號在介質體中呈現的傳播特征，對其分析、辨別。并利用存在的資料對介質體的結構進行一定程度上的判斷。比如探地雷達技術。

所謂的探地雷達技術，是采用一定的方法對地下介質的分布情況進行相應分析確定的廣譜電磁技術。主要是以地球物理探測對象為前提，通過據實際探測目的布置測線L，探地雷達利用發射裝置發射高頻寬帶電磁波，用接收裝置接收來自地下介質界面的反射波電磁波在介質中傳播時，其路徑、電磁場強度與波形將隨所通過介質的電性質及幾何形態而變化。通過接收波的傳播時間、幅度、波形和存在的已知資料，可以對地質情況進行很大程度上的勘察，在防災、減災等方案的制定上提供了很有效的資料。

2 地質物探現用勘察方法及其應用

目前主要是使用六種方法對地球物理進行探查，這些方法為勘察工作提供了很多的幫助。分別是重力、電法、磁法、地震、地溫、放射性六種方法。近幾年來，物探技術廣泛運用在眾多生產行業中，比如礦產資源地質、環境地質、工程地質和地質災害、考古等方面的勘查。而且在勘查、尋找能源礦產、黑色金屬和有色金屬礦產、非金屬礦產及地下水等方面也發揮了重大的作用。

2.1 大地電磁測探

該方法主要是利用天然交變電磁場作為場源，稱作被動場源電磁測探法。在探測過程中，可以具有較大的探測深度，沒有受到高阻層的屏蔽，并且具有較強的良導介質分辨能力。在運作成本中，也是具有較低的數值，而且擁有輕便的野外裝備。在地震預報、勘探油氣、調查地熱田中，具有著至關重要的作用，能夠在很大程度上促進金屬礦物勘探的成功進行。

2.2 航空及地面甚低頻電磁法。

在20世紀80年代初，從國外引進了航空及地面甚低頻電磁法的物探勘測方法。該方法主要是運用在良導層的斷裂破碎及腐蝕帶圈定方面，對較低電阻率的巖脈及礦脈進行一定的尋找，并追蹤含礦構造，很好的圈定礦化范圍。在使用該種物探技術中，所采用的設備也較為輕便，能夠在野外擁有較為簡單的觀測方法，并快速處理資料。當然在地形、電纜等人文干擾及異常情況的發生中，要格外注意該方法的使用，要進行相應的識別和糾正。因為在該技術中，是使用巧kHz、30kHz的頻率電磁波作為場源，對陸空地下的電磁場空間進行了很大程度上的測量，并對淺層的電性局部異常情況進行了解。具有較淺的探測深度，并對異常信息具有較弱的反應效果。因此該方法主要是使用在淺覆蓋區或者是用于外圍剖面及掃面工作中。

2.3 地震層析成像

在20世紀80年代，在金屬礦的勘察工作中，發展了地震層析成像技術。該技術主要是采用X射線理論，利用地震波數據對地下結構的物理屬性進行一定程度上的反演，能夠很好的剖析數據，并繪制相應的圖像。

2.4 瞬變電磁場

瞬變電磁場主要是以電磁場感應理論為勘測基礎，研究分析目標感應出的渦流場而形成的二次電磁場變化。并預測相應的空間形態，能夠實現一定的探測目的。使用該方法對尋找高導電性的礦體有很重要的作用。

2.5 可控源音頻大地電磁法。

在20世紀80年代廣泛應用了以主動場源頻率域為電磁勘測依據的技術，該技術具有2km以上的勘測深度，能夠在探尋深層地質構造及隱伏礦的過程中發揮重要的作用。在測量時，只要使用移動接收機就可以測探相應的面積，在很大程度上提高了工作效率，降低了工作成本。

2.6 連續電導率剖面測量系統。

因為天然信號存在不足的頻段，需要人工頻段進行補充，在這個過程中，利用連續電導率剖面測量系統對其天然信號進行補充。而且可以擁有較高分辨率的電阻，從而成像。

3 物探技術的重要意義

從多項成功的工程實例中發現，地球物理探測技術在地質工程勘察中具有重大的實踐意義。它在很大程度上能夠對典型的地質災害進行相應的監測、預報、防災、減災，提供了較為關鍵的指導作用，保證了自然災害后的能夠進行一定的重建工作、土木工程能夠順利實施，并對災害防護工程的出現及資源開采過程中的工程災害提供重大的工程意義。而且物探技術可以提高決策者在地學工程實施科學防護措施中擁有一定的信心，能夠及時采取相應的保護措施，在最大限度內保證超前預警系統的質量，建立公共安全保障體系，維護公共生存空間的安全。只有正確使用物探技術，才能夠保證工程的順利進行，并保證提供一定程度上的安全系數。

4 結語

各種物探技術的使用都要有一定的物理前提，其地質、地球的物理條件及邊界條件會在很大程度上影響勘察結果。物探技術人員執行地質勘查時，要首先做好資料分析的工作，通過對多種物探技術的合理選擇，在最大程度上發揮物探技術的先進作用，并保證各種方法進行相互的補充，提高其技術的精度及可靠性。盡一切可能實現勘察的最佳效果。通過相應的實踐表明，在工程地質勘查中，單純利用一種勘探手段，往往不能取得良好的勘查效果，而將多種勘探手段有機地綜合利用，卻往往可取得事半功倍的收獲。

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