物探技術在地質災害防治過程中的應用

2015-12-10 14:52:01房磊

中國科技縱橫 2015年14期

房　磊

（河南省地礦局第二地質勘查院，河南許昌 461000）

物探技術在地質災害防治過程中的應用

房磊

（河南省地礦局第二地質勘查院，河南許昌 461000）

隨著社會經濟發展速度的不斷提升，我國地質災害防治工作也得到了極大的發展。作為地質災害防治過程中的重要技術，物探技術的應用，可以提高數據信息的準確性，更為為勘探的準確性提供可靠的保障。本文主要對地質災害防治過程中物探技術的概況、內容及方式進行了分析與探究。

物探技術地質災害防治概況內容方式

在各種自然與人為地質作用下，地質災害將促使地質體與地質環境產生極大的改變，將給國家帶來嚴重的經濟財產損失及大量的人員傷亡。近幾年，我國多個地區初夏地質災害，如滑坡、崩塌、泥石流等，導致人員傷亡、房屋倒塌等情況的大量出現，給當地經濟發展與人民生命安全等造成了極大的損失，目前這已經成為地質工作的首要問題。作為現階段地質工作的一項現代化勘查技術，物探在地質災害調查中具有關鍵性的作用。物探技術是以物理學中的力、聲、光、熱、電、磁及核變等理論為基礎，物探技術的應用主要以目標地質體和周圍介質的物性差異為前提，如電性、磁性等。按照物性差異進行與之相適應技術與方式的正確選擇，進而確保勘查的準確性，通常情況下這種方式都可以獲得不錯的效果。

1　物探技術的概況

地球勘探技術就是物探技術，作為一種間接勘探技術，通過多種地球物理手段的運用可以勘探人們生活的地球，并對家園深入了解，目前常用的勘探技術主要包括:重力、磁力及地震等。通過物理學原理的應用對地下礦產勘查、地質構造研究的一種方式就是物探。在工程建設與保護環境中物探技術得到了大量的應用。作為現階段地質工作的重要勘探方式，物探技術在地質災害調查中得到了廣泛地應用與推廣。

將現代電子計算器技術應用于物探技術中，可以對干擾進行壓制，并對分辨能力進行有效提升，是更多有用信息獲取的重要方式。目前地球物理勘探儀器逐漸趨向于輕便化、高精度、多功能的發展方向。隨著現代地質學理論的發展，加大了深部地質的研究力度。人工地震反射剖面、大地電磁測探、重力等地球物理勘探方式在地質災害防治過程中的應用，已經得到了極大的發展。物探技術在地質災害防治中的應用，具有節省大量的時間、降低成本及勘察速度快及信息準確全面等特點。可以將有效準確的信息提供給地質災害的有關防治工作，為地質災害工作的順利進行提供便利。

2　地質災害防治工作中物探技術的內容

作為地質災害防治系統工程的重要組成部分，物探技術貫穿于地質災害防治工作的始終，在地質災害防治中物探技術的內容主要包含以下幾點:

2.1事前預測

對區域物探資料的充分利用，對易發區內的地質構造特征進行研究，可以對地質災害形成的地質背景與條件進行分析與了解，進而對地質災害調查工作的開展及預測的準確性進行初步確定。在對地質災害區域初步預測與圈定的基礎上，對目標地質器和合理的方式、技術進行分析，并探測目標地質體，進而取得較為真實的資料。

通過計算機的精確計算和科學分析，對目標地質體的形態、地層產狀、構造規模等地質情況進行顯示，為資料解譯進行剖面、平面及三維圖形的提供。與區內現有鉆探、巖土力學性質參數等充分結合，為研究提供可靠的保障，并準確評估探測區內的地質災害危險性，進行接下來的工作部署及治理方案的制定。

2.2事中監測

遵循地質災害已經出現的地層物理性質特點與發育規律，進行物探儀器及勘探方式、技術的選擇，一般選用精度較高的儀器。應急探測與長期監測地質災害體與其附近地區，進而確保取得數據的真實性。地質災害出現的背景與條件，可利用計算機精確處理與輸出可供地質解譯的多種圖件進行分析，并與其他地質資料綜合利用，及時判斷地質災害能否形成及其延續與擴大，確保相關單位能夠及時出臺相應的防治措施，并全過程監測地質災害的治理過程。

2.3事后監測

按照地質內部結構物性差異，在地質災害治理工程完成后，必須采取相應的物探檢測儀器，進行工程質量無損檢測，為工程竣工驗收治理進行真實數據的提供。

3　地質災害防治過程中物探技術的應用分析

在地質災害防治過程中物探技術得到了廣泛地應用。利用物探技術，可以及時收集信息并將有效地信息及時反饋給相關部門，確保地質勘探的準確性。通過物探技術的應用，可以將地質災害產生的影響降到最低點，并提高災害防范的意識。為降低國家財產損失及人員傷亡提供了可靠的保障。本文主要對高密度電阻率法與淺層地震法兩種方式進行了分析，以期為地質災害防治工作的順利開展提供可靠的保障。

3.1高密度電阻率法

在人工電場中研究因地質體或埋藏物和圍巖之間的導電性差異而形成的異常電場為基礎，通過對人工電場的地下分布規律及特性進行觀察與研究，來對多種地質問題進行處理的一組電勘察方式就是高密度電阻率法。在地質災害勘查中將高密度電阻率法的應用，可以通過對適配器的應用，來進行供電和測量電極自動轉換的高密度測量系統的實現，在勘查地質災害（斷裂、土洞、坍陷、滑坡）中具有至關重要的作用。

現階段，地質災害防治中最常用的電阻率測量系統就是WGMD—5A分布式二維高密度激電測量系統，這種方式的組成部分主要包括:WGMD—5A分布式二維高密度激電測量系統主機、PDS—1分布式開關適配器、分布式開光電纜與電極等。這個系統不僅可以進行常規電法、二維高密度電法、三維高密度電法，同時還可以進行二維高密度激電測量。這種方式具有較大的存儲量及較快的測量速度及準確性，因此在地質災害防治中得到了廣泛地應用與推廣。

將一個較大的斷面進行不同小面的分割，從小面上的點測量近似而成，并對災害地質體和附近介質的電性差異進行反映。因溶洞和斷裂破碎帶充水進而出現低阻變異情況，電阻率曲線在電測深曲線與斷面圖上將出現扭曲與梯度改變，作為地質災害勘查與預測的重要依據，高密度電阻率法比其他方式具有較高的分辨率與效果，并具有不錯的分層及細小目標勘測的能力，在預防隱患勘測及淺部巖溶、采空區等地質災害中得到了廣泛地應用

3.2淺層地震法

對人工激發地震波在巖土層內傳播的規律進行研究，可以對淺層地質問題進行有效處理的方式就是淺層地震法。在勘探地質災害中，通常選用敲擊法與落錘法作為地震波激發的主要方式。本文通過對WZG—24工程地震儀進行分析，來介紹淺層地震法。WZG—24工程地震儀主要包括兩個組成部分:計算機與采集器。通過儀器內部的USB口采集器內的數據向計算機進行傳送，并通過錘擊、電火花、爆炸等方式作為激發震源，幾米到幾百米都是勘探深度的范圍，也可以利用延時功能，進行深部地層地震資料的獲取。在反射、折射及樁基檢測等地震工作中得到了廣泛地應用。

現階段地質勘測一般都會選用瑞雷面波，在波的傳播方向垂直平面內其質點不斷振動，逆時針方向轉動的橢圓就是質點的振動軌跡，隨深度的變化，振幅呈指數函數快速下降，相比橫波，其傳播速度較小。相同波長的瑞雷波資料，將對深度水平方向相同的地質體的物性變化進行反映，波長不同的面波資料，將垂直地面方向地質體的物性變化進行充分體現。

橫向均勻的地層就是探測的對象，不能有大溝、高墻等出現在現場排列地表的兩側及對面近旁，這樣將出現波反射或散射的障礙物，通常情況下在炮點面對排列的背側安排不能回避的障礙物，單端激發共炮點等道距記錄就是現場采集的原始數據，確保選用超過6道的道數。預期探測深度應在排列長度以下，確保排列能對50%的預期面波最長波長進行容納，道間距必須比預探測的最小目標尺度小，防止對數據信息的真實性造成影響。