工程地質(zhì)勘察中物探與鉆探的使用研究

■文柱威

（深圳市巖土綜合勘察設(shè)計(jì)有限公司廣東深圳518172）

工程地質(zhì)勘察中物探與鉆探的使用研究

■文柱威

（深圳市巖土綜合勘察設(shè)計(jì)有限公司廣東深圳518172）

在正式投入工程建設(shè)之前，對工程的地質(zhì)情況予以勘查具有重要意義，它主要是就可能會影響到建筑物的地質(zhì)因素予以研究，其中主要包括地質(zhì)構(gòu)造或者地質(zhì)結(jié)構(gòu)等等。如果能夠高質(zhì)、高效的完成工程地質(zhì)勘查工作，才能依據(jù)勘查結(jié)果進(jìn)行對建筑物的順利施工，保證建筑物的牢固性，提高安全性。在工程地質(zhì)勘查工作中存在著很多勘查手段，其中物探法與鉆探技術(shù)是應(yīng)用較為廣泛的兩種，為地質(zhì)勘查工作提供了極大的便利性，本文就工程地質(zhì)勘查中物探與鉆探技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

工程地質(zhì)勘查 物探技術(shù) 鉆探技術(shù) 應(yīng)用分析

1　前言

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們生活水平的提高，建筑行業(yè)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，無論是人們還是社會對建筑物的質(zhì)量都提出了更為嚴(yán)格的要求，而工程地質(zhì)的勘查工作也受到了廣泛關(guān)注。在工程地質(zhì)勘查工作中，物探與鉆探技術(shù)都是應(yīng)用較為普遍的兩大技術(shù)，物探技術(shù)是利用巖石之間存在的各不相同的物理性質(zhì)予以探測：鉆探則是利用工具直接進(jìn)行鉆探工作［1］；兩種技術(shù)都有各自的應(yīng)用優(yōu)劣，為工程地質(zhì)勘查工作提供了極大的便利，本文也就兩種技術(shù)在實(shí)際工程地質(zhì)勘查中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

2　物探法在工程地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

物探法較之于其它勘查技術(shù)來說，是一種間接性的勘探技術(shù)，依據(jù)它的物理特性可以及時、有效的對地形、地貌、地質(zhì)結(jié)構(gòu)等方面的內(nèi)容予以研究，尤其是對于存在較大差異性的各個地質(zhì)來說，更能達(dá)到良好效果［2］。但是，物探方法必不可免的會存在一些缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在在勘查的過程中容易受到一些外界因素干擾，而且其使用的儀器精準(zhǔn)度也無法達(dá)到相關(guān)要求，得不到精準(zhǔn)的勘查結(jié)果，物探在工程地質(zhì)勘查中的應(yīng)用有很多，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

2.1電法勘探

電法勘探是指采用交流或者直流電場對實(shí)際工程地質(zhì)的情況予以勘探，在使用中又分為多種方法，其中最為普遍的使用方法為電阻率法。電阻率法具有很高的勘查能力，不僅能夠?qū)ふ覕鄬悠鸬捷o助，而且就水層的分布、風(fēng)化程度等方面的內(nèi)容有很強(qiáng)的勘察力。在電阻率法的勘察工作中，又可以將其分為兩類，一是電測探法，二是電剖面法。在實(shí)際的工程地質(zhì)勘察工作中，較為常用的是電測探法中環(huán)形與四極兩種電測探法，一般來說，通過四極電探測法進(jìn)行對地下水深度、地層等情況進(jìn)行了解；環(huán)形電測探法則可以對斷層、巖層走向等方面的情況予以了解［1］。像一些地質(zhì)工程建設(shè)在較為平坦、地層較為簡單而且坡度小于30。等情況下可以使用電測探法。對于電剖面法來說，可以用其來尋找溶洞、古河道等，主要在一些覆蓋層厚度較少、坡度小于5度，且地勢平緩等地可以使用電剖面法來進(jìn)行勘察。

2.2地震勘探

地震勘探方法是通過在地殼中的彈性波傳播實(shí)現(xiàn)勘察，其方法多種多樣，根據(jù)地震波的大小進(jìn)行劃分，可以將其分為高頻、中頻、低頻地震波三種，其中在工程地質(zhì)的勘察中，屬高頻地震波應(yīng)用尤為普遍，它主要可以就巖石的性質(zhì)、斷層情況以及巖體風(fēng)化帶等內(nèi)容予以探測。對于中頻地震波來說，常常被應(yīng)用于較大區(qū)域的構(gòu)造探測中［3］。對于地震勘察方法來說，比較適用于地質(zhì)接口平坦且地形變化小、波速差異大的工程中。

3　鉆探技術(shù)工程地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

鉆探技術(shù)作為一種有效的勘察手段，無論是對于何種建筑物還是哪一個勘察階段，都可以使用到鉆探技術(shù)。鉆探技術(shù)有其獨(dú)特性所在，除了會較少受到自然因素的影響、鉆孔目的具有綜合性以及鉆進(jìn)深度較小之外，其對鉆進(jìn)結(jié)構(gòu)及方法提出的特殊要求主要包括以下幾個方面：

首先，對巖心獲取率提出了很高要求，要求巖層必須在80%以上，對于較難獲取巖心的斷層帶或者是軟弱夾層來說要求也必須要高于60%［4］。

其次，針對不同的對象必須采用相適應(yīng)的鉆進(jìn)方法，提高巖心獲取有效率。

第三，涉及到水文地質(zhì)或者是地下水位的勘察時，首先需要保證鉆孔結(jié)構(gòu)符合含水層位置要求，再符合其它相關(guān)要求。

第四，在鉆進(jìn)工作的過程中，要以干鉆為主，盡量縮短鉆程與物探技術(shù)相比，鉆探技術(shù)具有很大的使用優(yōu)勢，它不會受到較大環(huán)境及地質(zhì)的影響，勘探深度較大，速度較快。但是，鉆探技術(shù)的使用也具有一些難度，尤其是對于一些地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工程來說，無法實(shí)現(xiàn)較為直接的勘察，難以獲得巖心，不利于鉆探精準(zhǔn)性的提高［5］。

鉆探技術(shù)在工程地質(zhì)的勘察中也有許多表現(xiàn)方法，包括振動、沖擊、沖擊回轉(zhuǎn)以及回轉(zhuǎn)鉆探。在工程地質(zhì)的勘察中沖擊鉆探與回轉(zhuǎn)鉆探的應(yīng)用較為普遍，而且鉆探方法的選擇非常重要，直接決定著工程地質(zhì)勘察的效率高低。另外，鉆探設(shè)備的選擇也同樣重要，如果說鉆探方法指的是取土，那么設(shè)備就是指取土器。取土器的種類多種多樣，像水壓活塞式、限制球閥式等等，每一種取土器都有自己的應(yīng)用優(yōu)勢，一般來說對于粘性土比較適用于取土器，如果遇到土質(zhì)較堅(jiān)硬的比如說像沙類則就需要使用特制取土器，所以必須要嚴(yán)格根據(jù)地質(zhì)的實(shí)際情況進(jìn)行取土器的選擇［4］。確定取土器的選擇之后，就是對取土方法的確定，一般使用較為廣泛的有振動法、壓入法等等。在工程地質(zhì)勘察工作中，除了對上述幾個問題予以確定之外，還需要把握的一個問題就是鉆孔類型，也就是指鉆孔的方向與角度。應(yīng)用較為普遍的鉆孔類型有斜孔、直孔、水平孔等等，這些鉆孔類型的選擇也都要以實(shí)際的地質(zhì)條件作為依據(jù)［1］。

4　物探與鉆探技術(shù)在工程地質(zhì)勘察中的結(jié)合應(yīng)用

4.1地質(zhì)雷達(dá)與鉆探技術(shù)

地質(zhì)雷達(dá)以分辨率比其他的物探方法高、抗干擾性能強(qiáng)以及輕便等特點(diǎn)，在文物考古、公路質(zhì)量檢測、地質(zhì)勘探等一些領(lǐng)域廣泛地應(yīng)用。地質(zhì)雷達(dá)的分辨率以及探測深度大部分都是和天線的偶極方向、天線距離以及中心頻率等設(shè)備參數(shù)及其電磁波在地下介質(zhì)中、地下介質(zhì)電性傳播速度等巖土層物理性質(zhì)相關(guān)。現(xiàn)在的雙天線地質(zhì)雷達(dá)的觀測方式主要是有兩種方法：一個是剖面法和寬角法。其中寬角法的觀測則是把一個天線固定不動，而另外的一個天線沿測線進(jìn)行移動，通過記錄地下不同層面反射波的雙程走時而求取地下介質(zhì)的電磁波傳播速度以及地下介質(zhì)的電性參數(shù)。另外的剖面法就是發(fā)射天線以及接收天線以固定間隔沿測線同步移動，每移動一步便得到一個記錄，整條測線的記錄就是地質(zhì)雷達(dá)的對地下探測的時間剖面圖像，這種記錄可以準(zhǔn)確的反映正對測線下方的地下物體變化情況［5］。

通過高頻電磁波的利用，在巖體傳播中進(jìn)行地質(zhì)勘察，這就是地質(zhì)雷達(dá)物探方法。它在實(shí)際的工程地質(zhì)勘察中有著較為普遍的使用，相較于其它物探方法，其具有高強(qiáng)度的抗干擾能力及分辨率。它的主要工作原理是：通過發(fā)射機(jī)將電磁波訊號發(fā)射到巖層中去，遇到探測目標(biāo)后產(chǎn)生反射訊號，再從示波器中顯示出來［1］。工作人員只需要根據(jù)示波器中的顯示情況就可以對勘察目標(biāo)的存在進(jìn)行判斷，并計(jì)算出較為精準(zhǔn)的距離。將地質(zhì)雷達(dá)物探法與鉆探技術(shù)相結(jié)合在一起應(yīng)用可以起到非常好的勘察效果，比如說河南地球物理協(xié)會，就將地質(zhì)雷達(dá)物探法進(jìn)行對地質(zhì)的探測，并通過獲取的曲線進(jìn)行對物體位置與深度的判斷，再結(jié)合鉆探方法，確定溶洞位置，最終順利的完成地質(zhì)勘察工作［4］。

4.2瞬變電磁側(cè)探與鉆探技術(shù)的結(jié)合

當(dāng)前，瞬變電磁法有了相當(dāng)快速的發(fā)展，就隱伏探測以及深部探測方面來看具有很好的效果，它主要是通過人工操作產(chǎn)生瞬變電磁場［3］。雖然它具有勘察信息最為完整的優(yōu)點(diǎn)，但是也具有一定的使用局限性，比如說在勘察中遇到大金屬結(jié)構(gòu)，就無法獲得精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，只能與其它物探方法一同使用。將瞬變電磁法與鉆探技術(shù)相結(jié)合使用，實(shí)現(xiàn)鉆探技術(shù)對瞬變電磁法使用效果的有力證實(shí)。就結(jié)合某個例子來說，某企業(yè)在進(jìn)行對地下水位的勘察時，使用瞬變電磁法與鉆探技術(shù)的結(jié)合，將最后得到的結(jié)果進(jìn)行對比之后，發(fā)現(xiàn)差異不明顯，說明瞬變電磁法具有較高的精準(zhǔn)性［1］。

5　結(jié)束語

綜上所述，工程地質(zhì)勘察工作是確保建筑物牢固的基礎(chǔ)，勘察結(jié)果是否準(zhǔn)確直接決定了建筑物的使用安全性。因此，為了提高地質(zhì)勘察的精準(zhǔn)度，必須要深入研究物探法與鉆探技術(shù)，熟悉兩者在地質(zhì)勘察中的實(shí)際應(yīng)用，并進(jìn)一步將兩者相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)兩者的互為補(bǔ)充作用，進(jìn)一步提高工程地質(zhì)勘察的精準(zhǔn)性。

［1］胡爾曼.地震勘探法在某市巖溶勘察的應(yīng)用［J］.新疆有色金屬，2015（08）：78～85.

［2］李立.關(guān)于地質(zhì)勘察中鉆探技術(shù)的應(yīng)用［J］.中國房地產(chǎn)業(yè)，2015（07）：55～58.

［3］程全.工程地質(zhì)勘探中的鉆探技術(shù)應(yīng)用［J］.科技資訊，2015（06）：21～23.

［4］譚振東.勘探技術(shù)在巖土工程施工中的應(yīng)用探析［J］.四川水泥，2015（10）：28～33.

［5］于江源，董峰.基礎(chǔ)地質(zhì)工程與地質(zhì)勘查應(yīng)用探討［J］.黑龍江科技信息，2015 （10）：58～61.

P621[文獻(xiàn)碼]B

1000～405X（2016）～4～309～1