物探檢測(cè)技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用

史武強(qiáng)

摘要：工程物探技術(shù)起源于上個(gè)世紀(jì)50年代，主要服務(wù)于水文地質(zhì)和工程地質(zhì)檢測(cè)。在80年代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的開發(fā)，已經(jīng)逐漸與檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合，使工程物探向著工程檢測(cè)及測(cè)試等方向轉(zhuǎn)型。因此，探究工程物探技術(shù)的應(yīng)用具有重要的意義。鑒于此，本文主要分析探討了物探檢測(cè)技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用情況，以供參閱。

關(guān)鍵詞：物探檢測(cè)技術(shù)；公路工程；應(yīng)用

隨著世界一體化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我們正面臨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和科技市場(chǎng)的各種挑戰(zhàn)，要在技術(shù)經(jīng)濟(jì)改革開放的新形勢(shì)下求生存，求發(fā)展，最大限度地解放和發(fā)展生產(chǎn)力并提高生產(chǎn)水平，關(guān)鍵在于堅(jiān)信科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，地球物理勘查市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，強(qiáng)烈反映著科技水平的競(jìng)爭(zhēng)。地球物理勘查的技術(shù)性很強(qiáng)，離開了基礎(chǔ)科學(xué)和新興技術(shù)的有機(jī)應(yīng)用就談不上發(fā)展，所以必須依靠科技進(jìn)步和新興技術(shù)方法的開發(fā)或引進(jìn)，使其直接服務(wù)于生產(chǎn)，為工程勘察提供重要的探測(cè)信息，創(chuàng)造出較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1工程物探技術(shù)原理

（1）工程物探技術(shù)的原理。工程物探技術(shù)的原理主要是根據(jù)地震波、電磁波和聲波等人工震源傳播特性找出地質(zhì)體的異常部位。其方法有淺層地震折射法、地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)法、聲波檢測(cè)法等多種方法。其主要根據(jù)地震波、電磁波、電阻率等來探測(cè)地質(zhì)的深度、斷層、巖溶以及密度等特性。（2）工程物探技術(shù)的作用。工程物探技術(shù)對(duì)于現(xiàn)代地質(zhì)勘測(cè)而言，具有較強(qiáng)的便利性意義，其主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，在工程勘察中，通過物探技術(shù)，可以對(duì)地質(zhì)災(zāi)害及地下地質(zhì)進(jìn)行勘測(cè)，可以發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害原因或者地質(zhì)特點(diǎn)，繼而可以針對(duì)性的預(yù)防或者工程改造。第二，在水文監(jiān)測(cè)中，可以用于尋找資源，探索構(gòu)造，為水文治理提供便利的條件。第三，在環(huán)境及地質(zhì)檢測(cè)中，可以調(diào)查古環(huán)境和氣候的變化，有利于豐富地質(zhì)文化資源。（3）工程物探技術(shù)的特點(diǎn)。工程物探技術(shù)具有較多的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，其主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：首先，周期短，可以縮短工程物探的周期；其次，成本低，相比于傳統(tǒng)的物探技術(shù)，工程物探以及低人力及資源的優(yōu)勢(shì)降低了成本；再次，信息量大，工程物探技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)與水文等多項(xiàng)檢測(cè)，具有較大的信息量；最后，無損檢測(cè)。

2物探在公路勘察中的作用

物探在公路工程勘察中的應(yīng)用，可從公路工程的特殊性和物探的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)出來。公路工程是帶狀工程，逢山開道，遇水架橋，地形復(fù)雜，交通不便；地層巖性多變，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地質(zhì)病害及不良地質(zhì)問題多；工程建設(shè)要求勘察的水平要高，質(zhì)量要好，工程要短，費(fèi)用要低。從公路工程的特點(diǎn)不難看出，要準(zhǔn)確查明公路沿線的地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)、地質(zhì)病害的分布、類型、危害等工程地質(zhì)條件以及勘測(cè)人工構(gòu)造物基礎(chǔ)地層巖土的物理力學(xué)參數(shù)，單一運(yùn)用常規(guī)的工程地質(zhì)勘察方法是十分困難的，如工程地質(zhì)調(diào)繪，雖工期短，方法簡(jiǎn)便，但提供的資料遠(yuǎn)不能滿足設(shè)計(jì)的要求；鉆探，試驗(yàn)（包括原位測(cè)試，室內(nèi)試驗(yàn)），雖比較直觀，且能提供滿足設(shè)計(jì)需要的資料，但因受地形、交通、工期、費(fèi)用等條件限制，工作量很難做夠，勘察深度難予保證。物探具有設(shè)備輕便、勘察速度快、投入人力財(cái)力小，且能連續(xù)勘測(cè)建筑場(chǎng)地面和線的工程地質(zhì)情況的優(yōu)勢(shì)。工程物探的這些優(yōu)勢(shì)，正好彌補(bǔ)了公路工程常規(guī)的勘察方法之不足。如果將工程物探與常規(guī)的工程地質(zhì)勘察手段相結(jié)合，就可提高公路工程勘察水平，確?？辈熨|(zhì)量，縮短勘察周期，降低勘察成本，滿足工程建設(shè)對(duì)勘察的高水平、高質(zhì)量、高效率的要求，適應(yīng)公路基本建設(shè)發(fā)展形勢(shì)的需要。

3檢測(cè)效果分析

目前，在許多高速公路建設(shè)中，根據(jù)實(shí)際需要選取了三個(gè)試驗(yàn)段，有針對(duì)性地選取淺層地震反射波法、瑞雷面波法、地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)，并進(jìn)行了開挖或取樣驗(yàn)證。現(xiàn)將此三種方法在某高速公路檢測(cè)中的檢測(cè)效果分析如下：（1）淺層地震反射法。主要用該方法對(duì)地下異常體的空間分布及埋藏深度進(jìn)行了檢測(cè)?？梢钥吹接袃商幟黠@異常體.其頂部埋深分別為6.6m和1.8m左右，沿測(cè)線方向的分布范圍為8m和7m左右，其波組特征為同相軸錯(cuò)斷和呈眼球狀，異常2反射能量較異常1強(qiáng)，說明異常2與圍土間物性差異與異常1大。經(jīng)開挖驗(yàn)證，均為墓穴。（2）瑞雷面波法。首先，用該方法進(jìn)行了面波速度檢測(cè)。該段剖面與上述淺層地震反射波法檢測(cè)的位置相同。異常2處面波速度明顯偏低，表明該處充填程度較差，與反射波法相吻合，異常1處表現(xiàn)不太明顯。其次，用該方法對(duì)路基土碾壓過程中密實(shí)度的變化進(jìn)行了實(shí)進(jìn)檢測(cè)。常規(guī)碾壓后表層密實(shí)度仍存在不均勻性，密宴度為91%的等值線在深度方向變化也較大，振沖碾壓后，表層密實(shí)度提高較大，密實(shí)度為91%的等值線明顯下移，在深度方向變化較平緩。表層密實(shí)度明顯增大，且較均勻。經(jīng)人工取樣驗(yàn)證，瑞雷面波法獲取的密實(shí)度較為準(zhǔn)確，可見該法是一種無損檢測(cè)路基回填土密實(shí)度的新方法，在公路路基修建的過程中可進(jìn)行實(shí)時(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)，具有推廣價(jià)值。（3）地質(zhì)雷達(dá)法。地質(zhì)雷達(dá)也可準(zhǔn)確檢測(cè)地基含水量的變化情況。正常地基剖面同相軸均勻連續(xù)，當(dāng)?shù)鼗枯^大時(shí)剖面上淺層波的頻率明顯提高，且同相軸出現(xiàn)錯(cuò)位。反映其含水量明顯提高。經(jīng)鉆孔取芯、十字板剪切試驗(yàn)證明為軟基，需要進(jìn)行存救處理。在淺層地震反射法試驗(yàn)地段也做了地質(zhì)雷檢測(cè)剖面。異常1和異常2均有明顯顯示，異常2深部振蕩同相軸能量比異常1強(qiáng)，相位個(gè)數(shù)明顯增多，這與反射波法結(jié)果—致。另外在稍淺部門還發(fā)現(xiàn)了多處異常體，這是另外兩種方法解釋沒有發(fā)現(xiàn)的，經(jīng)開挖驗(yàn)證為厚度7-8的空洞。可見地質(zhì)雷達(dá)在檢測(cè)地下異常體方面是簡(jiǎn)便、快捷、效果好，且分辨率高。

4結(jié)束語

綜上所述，工程物探技術(shù)在我國高速公路工程勘察中的應(yīng)用具有重要的作用，最大限度地縮短了工程勘察的時(shí)間，提高了工作效率，同時(shí)也增強(qiáng)了實(shí)際公路勘察成果的質(zhì)量，也大大地降低了實(shí)際的工程勘察成本。物探工程技術(shù)的應(yīng)用，根據(jù)不同的地況和物況選擇不同的物探方法，徹底突破了高速公路建設(shè)受地形、地貌、地質(zhì)等綜合地理因素的限制，在高速公路的工程勘察過程中具有良好的發(fā)展前景。

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（作者單位：中國建筑土木建設(shè)有限公司）