工程物探在地質勘查中的應用

李躍民

（河北省地礦局第四水文工程地質大隊，河北 滄州 061000）

工程地質鉆探是工程地質勘查中應用最為廣泛的傳統手段；其主要優勢是：能夠直觀、準確地判定地層結構，且可以通過孔中原位測試和巖（土）樣的土工試驗直接獲得地層的巖土工程參數；其缺點是每個鉆孔只能獲取該點垂直方向一維空間地質信息，要完成對擬勘查場地三維空間的綜合地質評價，鉆探手段成本高、效率低。地球物理勘探一般是對地下三維半空間地球物理場的測量，通過對物探數據的綜合分析，可以經濟高效的獲得擬勘查場地三維空間的地質信息；相對傳統勘查手段工程物探有著更高的效率、更低的成本以及更全面客觀的地質信息等多種優點。

1 工程地質勘查

工程地質勘查主要是針對即將開工進行建設的地點或需要進行開發的區域當中存在的各種地質問題進行全面的分析，為擬開發區域的規劃布局或工程項目的選址以及施工圖設計等提供工程地質依據和巖土工程參數。為了經濟高效的取得準確可靠的工程地質勘查成果，相關工作人員需做以下幾方面工作。一是盡量全面的收集本區域的水文地質、工程地質等相關資料，并對其進行綜合分析，以便對工作區的水文地質和工程地質條件、地層結構、主要地質構造分布、可能影響場地穩定性的不良地質作用等有一全面系統的初步認識，結合擬建工程特點和具體要求，提出明確的勘查目的和任務，在此基礎上有針對性地確定合理有效的勘查方法和工作布置，編寫可行的勘查設計或綱要。二是相關工作人員在進行選擇施工地點以后，進一步并針對所設計的施工方案與場地進行比較，確認其是否合理，其所使用的技術與方法及后期可能發生的問題因素全部考慮在其中。三是在工程施工的過程當中，很可能因為周圍環境及場地自身地質等因素的復雜多變[1]。

2 工程物探技術在地質勘查當中的應用方法

2.1 高密度電法

高密度電法這一技術是將常規的電法作為基礎，在此基礎上逐漸完善形成的新型勘探技術。此技術是有效的利用地下巖土介質自身所擁有的電性差異所進行勘查的，在相關技術工作人員進行勘查的過程當中，現有其工作人員針對所需進行勘查的位置進行施加點差，通過所進行檢測傳導電流當中的變化與分布的實況，以此來判斷出巖土當中的性質。高密度電法這一技術可以全面的進行測量裝置所在的位置、排列及形狀大小等，相關工作人員可以通過地下電流所進行分布的情況來精準的探測地面電場所產生變化的規律，能夠精準的計算得到地層電阻率，進而由相關工作人員根據地下巖土體電阻率的變化及規律，來判斷出巖土所擁有的性質[2]。

2.2 大地電磁測探法

此種勘查技術簡稱MT，是全面的使用天然電磁場場源，通過觀測不同頻率電磁場的變化規律來進行研究分析地中電性結構、進而推斷地層巖土特性的勘探技術。根據地球內部電磁波趨膚效應這一原理，電磁波在地下介質中傳播時，其自身所展現出高頻成分衰減快，穿透的深度較小，低頻成分衰減慢，穿透的深度較大。在不同的頻率當中所使用的電磁波，帶有地質當中各種不同深度上所帶有的電性信息，通過有相關工作人員進行合理的改變頻率從而達到最終的勘探目的。

2.3 淺層地震反射波法

通過相關研究證實，相關工作人員使用各種不同的介質波可以獲取到不同程度的阻抗差異。這也就是說，反射波在進入地下介質中以后會產生明顯的改變，尤其是在反射波進行傳播時遇到相對較大的介質時，這種改變極為明顯，會產生大程度的降低振幅。隨后，再由相關工作人員根據已獲取的資料針對其所得到的波幅進行精準的分析與計算便可以直接的確定出各種不同反射層所在的層次。當反射波不斷向下傳送的過程當中，會不斷地產生反射這一波動，這些反射的波動可以使用相關專業設備或勘查儀器等進行收集與記錄。當該波動經過各種不同的介質時，所產生的反射波動及傳播的途徑會產生不同的變化，通過全面細致的分析這些變化，可以直接的進行判斷出巖土當中的性質[3]。

3 工程物探的應用

地質勘探工程所進行檢測的相關工作人員，多數都是選擇使用工程物探這一技術進行檢測的，主要針對地基自身加固的效果進行檢測與勘查，大壩進行碾壓后的密度、路基的密度、混凝土當中的構件、基樁自身的質量進行全面的檢測與精準的評價。

檢測這一技術工作，主要是由相關工作人員有效的利用地質雷達、彈性波速度、瞬態面波法等方式進行測試的。主要利用了電磁波與彈性波的速度與原位測試當中所得到的實驗值及密度所建立起的關系，通過進行施工前與完工后的檢測結果進行相互對比及分析的方式。從而全面的了解裂縫產生的實際情況，并且進行估算出該裂縫的產生是否存在隱藏性的危害或意外，從而進一步的采取相應的有效措施進行補救解決問題，以此來有效的將發生意外的可能扼殺在搖籃里。

地質雷達這一勘測方法技術，主要應用在隧道的檢測當中。對于所進行測試的路段或隧道高鐵等，相關工作人員應選擇使用中心頻率為400MHz=f，掃描當中最大的頻率為312線每秒，采樣的過程當中最小的間隔為5ps=t針對所進行測試的隧道進行反復檢測，當進行反腐持續監測的過程當中，因各種地質條件的不同，所以雷達信號所反射的波形會呈現出各種不同的狀態情況。

4 結語

綜上所述，工程地質勘查技術當中所使用的探測方式，要全面的針對地形地勢以及施工項目等因素通過判斷，選擇最為優勢的勘查技術，有效的提高我國工程地質勘查這項工作的整體水平。目前為止，其所使用的主要物探方法有高密度電法、大地電磁測探法及淺層分辨反射波技術等，能夠有效地提高相關工作人員進行勘探的水平，從而全面的促進我國現代社會經濟與當代科學技術的不斷提升及快速發展。