綜合物探方法在工程地質勘察中的應用

丁劍

摘 要：物探方法是目前勘察工作中必不可缺的一部分，擁有高效、成本低等特點，因此得以廣泛的使用，在地質勘察工作中發揮的作用日益增長。在我國早期，地質勘察工作中使用的物探方法過于單一，并且每種使用方式都存在一定的局限性，并且導致勘察數據準確性不高。為此，我國研發出了綜合物探方法，綜合以往各個單一物探方法的優勢，從而在很大程度上提高了地質勘察數據準確性。本文將重點對綜合物探方法進行分析，探究其實用性等。

關鍵詞：綜合物探方法；工程地質勘察；應用

伴隨我國的經濟實力日益增長，我國也一直在大力推行現代化經濟建設，為了滿足我國經濟發展的資源需求，提高礦產等資源的開發非常必要，而加強地質勘察技術是提高礦產資源開采工作質量和效率的有效途徑。勘察技術隨著物探方法的加入取得了突破性進展，極大的提高了勘查效率和質量，隨著物探方法的不斷發展，已經慢慢成為勘察技術中使用最多的方式之一。雖然物探方法使用初期遇到了一系列的難題，伴隨著我國科學實力的增長以及經驗的累積，我國在物探方法的使用上已經比較成熟，為了進一步發揮出物探方法的作用，加大對其的研究力度是必要的。

1 綜合物探方法的具體內容

1）選擇合適的物探方法。地質勘察工作人員需要根據勘察目標進行信息的收集和梳理，在此基礎上進行幾類較為合適的物探方法的試驗，同時要充分考慮各種物探方法的優缺點。

2）確定需要使用的物探方法。經過初步的試驗之后，數據分析人員在到勘查地點進行詳細的勘察，需要時可以進行小規模的現場試驗，然后對比各種物探方法的數據，從而選定最為合適的物探方法。

3）使用選定的物探方法進行勘察工作。

4）在關鍵位置布置鉆孔。在勘察工作進行到一定時期，需要在勘察現場發現異常或正常的位置布置適量的地質鉆孔，方便后面工作人員進行各項工作。

5）補充性工作。補充性工作主要針對的異常位置，帶目的的對異常位置開展補充和加密工作。

2 綜合物探方法在工程地質勘察中的應用

本文以某大橋橋址區的工程地質勘察為例，對綜合物探方法的應用及其效果進行分析。

該大橋橋址區覆蓋層由粘性土和砂土組成，前者主要分布在覆蓋層上部，后者則主要在下部，基巖的主要組成成分為砂巖和礫巖。從物性條件分析，覆蓋層與基巖間存在著不同程度的電性和波阻抗差異，因此可以采用的勘測方法有直流電測深法、淺層地震反射波法、水域淺地層剖面法等。但這些方法的優點、效果、對勘測現場要求各不相同。直流電測深法的特點是適應性強，垂直勘探距離長，設備輕便，勘測速度快，對不同巖性的區分效果好，但定量精度差，特定地段布線困難。

淺層地震反射波法所用設備可以自動采集數據并對數據進行處理，其規律性強，定量精度高，并且可以提供彈性力學參數，但其對不同巖性的區分度低，設備的布置隨著現場地形的變化會有很大差異。水域淺地層剖面法在涉水工程中被廣泛應用，其特點是勘探迅速，不影響正常水上活動及水域生產工作，勘探結果能夠直觀地反映水中地質及河床蔓延趨勢。

根據以上分析結果，該工程在勘察中選用直流電測深法、淺層地震反射波法、水域淺地層剖面法三種物探方法，并在橋址區對相關設備進行合理布設。直流電測深法主要用于勘測橋址區巖性分界線、確定巖性類型、探測橋址區地質構造等，因此其所用設備的主要布置地點為橋址區的陸地；淺層地震反射波法的目的是定量解釋橋址區基巖起伏情況和地質構造，與直流電測深法的結果相結合，進行綜合比對，因此相關設備布置在在陸地的特定地段；水域淺地層剖面法的目的是查明水底河床的基巖起伏情況和地質構造，因此主要布置在水域

3 綜合物探方法的應用效果

3.1 直流電測深法

直流電測深法所用設備為某單位生產的ZWD-2型數字電法儀，因該工程實際條件的限制，在使用該型號設備進行室外勘測時沒有采用常用的四級裝置，而采用了適應性更強的三極裝置進行勘測。

由于地質條件較復雜，整個區域的實測電測探曲線類型較多，主要有“D”、“G”、“H”、“K”、“HK”五種，對應的基巖尾支曲線分為上升和下降兩種類型。對實際測得的電測深曲線圖及地質鉆孔結果進行分析，結果如下：

1）泥質砂巖具有較低的電阻率，平均電阻率為18Ω·m，實際電測深曲線的尾支曲線為下降型。

2）礫巖具有較高的電阻率，平均電阻率為680Ω·m，實際電測深曲線的尾支曲線為上升型。

3）地質鉆孔ZK1和ZK2證實了電測深曲線的探測結果，同時證明了通過對基巖電測深曲線的尾支曲線類型的分析，可以較為準確地判斷出基巖巖性。

3.2 淺層地震反射波法

淺層地震反射波法所用設備為某公司生產的數字地震儀，設備內置了高頻檢波器，以落錘震源為主要內置震源。在實際操作前首先通過試驗確定所用系統和儀器的相關參數，采用迭加法獲得地震波反射數據并用計算機進行處理，形成淺層地震波反射時間剖面圖，對該圖形進行時深轉換便可推算出基巖埋深和地質構造。

通過對地震反射雙程時間剖面圖（圖1）的分析，可以看出基巖反射波組較為清晰，說明該圖反映了所在測線基巖起伏情況，對應的覆蓋層波速為1300～1400m/s。ZK1鉆孔的基巖為泥質砂巖，埋深為71.6m，震探解釋深度為71.4m；ZK2鉆孔的基巖為礫巖，埋深為51.9m，震探解釋深度為52.1m，兩者結果一致。ZK1鉆孔和ZK2鉆孔的電探、震探反映出基巖埋深由深變淺，90～1O0號樁尤為明顯，與此處是泥質砂巖與礫巖的分界線的電探結果吻合。實測電測深曲線的尾支曲線按以下順序呈現明顯變化趨勢：“下降型”“緩慢下降型”“平緩型”“緩慢上升型”“上升型”，該變化實際上正反映了基巖的過渡。在確定巖性類型、劃分巖性界線時主要根據直流電測深的結果，而在確定基巖起伏情況和埋深時主要根據淺層地震反射波法的結果，兩種方法互相補充，使探測結果更加準確。從圖1還可看出，基巖反射波組較為連續，但52～62號樁對應的基巖反射波組缺失，對應的電測深曲線的尾支曲線分別為“下降型”和“上升型”，80號樁鉆孔表明此處的基巖為硅質巖，對應電測深曲線的尾支曲線為“上升型”，綜合上述結果，可以推斷出58號樁附近存在斷層。

3.3 水域淺地層剖面法

水域淺地層剖面法的設備為美國MEP-3O5系列淺地層剖面儀，從時間剖面圖及對地質斷面圖的分析可知，水底反射波組和基巖反射波組較為連續，有很高的分辨度。河床有較為明顯的起伏，反射波較強，基巖界面的起伏則較為平緩。經觀測，1～16號測試點的水域基巖埋深逐漸變淺，依據鉆孔結果分析得出，水的波速大約為1500m/s，

覆蓋層的波速為1750m/s。

4 結語

綜上所述，地質勘探對于我國的經濟發展來說有著重要作用，地質勘探行業的發展有利于我國社會主義現代化建設的進行，單一的物探方法不能滿足日益復雜的地質勘察工作的需要。在工程地質勘察中，綜合物探方法有著明顯優勢，能夠應對大范圍的地下勘察工作，提高勘察效率，降低勘察成本。在進行工程地質勘察工作時應合理選用不同的物探方法，將各種方法的優點結合起來，以提高工程勘察的質量。

參考文獻

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