水利工程物探技術方法及其應用概述

李啟磊

摘 要 本文針對水利工程物探的技術方法分類展開分析，包括電法勘察法、探地雷達法、彈性波測試法、層析成像法等，通過研究水利工程物探技術在覆蓋層探測、隧洞混凝土襯砌質量檢測、隱伏破碎帶檢測、基礎結構檢測中的具體應用，其目的在于提高水利工程施工活動開展的有序性，提高水利工程項目的施工質量。

關鍵詞 水利工程;物探技術方法;電法勘察法

水利工程作為一項惠民基礎工程，隨著建筑技術體系的不斷成熟，其建設規模也在不斷擴大。與此同時，水利工程所處區域的地質條件會呈現出一定的差異性，傳統勘察手段不便實施、成本較高。對此，需要借助相應的物探技術來完成地質勘察，結合勘察結果制定相應的施工方案，以提高水利工程的建設速度，延長水利工程的使用壽命。

1水利工程物探的技術方法分類

1.1 電法勘察法

在水利工程物探技術分類中，電法勘察法屬于常用的應用方法，其主要的作用原理是在待測區域構建電場，將電極插入到地質結構中，以大地為通電介質，在設備釋放出電能之后，電能會在地質結構中傳輸，根據地質中不同的金屬介質分布情況產生不同的反饋電場，對此類情況進行客觀分析，從而確定地質結構的基本情況。結合以往的應用經驗，目前常用的電法勘察法有電測探法、自然電場法、充電分析法、瞬變電磁法等。

1.2 探地雷達法

在物探技術方法中，探地雷達法的勘察速度非常快，同時勘察結果的準確性非常高，也是目前很多水利工程建設過程中，常用的勘察方法之一。該方法的作用原理在于借助電磁波發出設備，在待測區域釋放出電磁波，同時在區域內設置電磁波接收設備，電磁波對于不同地質介質，其傳輸速度與反饋信號強度存在不同，對接收器采集的反饋波長進行分析，剔除掉一些干擾項，從而得出目前區域的地質組成情況。目前常用的探地雷達法包括透射法、單孔法、多剖面法等[1]。

1.3 彈性波測試法

與探地雷達法類似，彈性波測試法的工作原理是借助儀器設備模擬出地震波，在進入到地表深處之后，地震波會隨著地表介質的變化，發生傳播速度的變化，如地殼的古登堡面、莫霍面對于橫縱電地震波的吸收情況存在著較大差異。利用地震波的這一特性可以對區域地質結構的基本情況進行簡單了解，為后續施工方案的制定提供科學性的數據支持。目前在水利工程物探方法中，常用的彈性波測試法包括穿透聲波法、表面聲波法、連續地震波法等[2]。

1.4 層析成像法

除了上述應用分析法以外，層析成像法也是水利工程物探過程中常用的方法之一。該方法的應用原理是將儀器設備與成像設備進行關聯，在聲波、地震波或地震波傳輸的過程中，可以利用成像技術對其進行客觀分析，并且可以直觀的展示出來，增加了檢測數據的可視化特征。結合已有的數據信息，可以對其進行綜合分析，從而提高整個監測過程的有效性。目前常用的層析成像法有聲波層析成像法、電磁波吸收系數成像法、地震波層析成像法等[3]。

2水利工程物探技術方法的具體應用

2.1 覆蓋層探測

水利工程所在的施工區域通常情況下，會在距離的水體資源較近的區域進行，為了確保工程的順利推進，需要對區域覆蓋層相關信息進行采集。其主要采集的內容包括區域覆蓋層的厚度、基巖頂板目前的變形情況、覆蓋層的相關物性參數、地層內天然建筑材料位置和數量、古河道遺跡的的規模和相對位置等。這些數據信息將決定后續工程推進時所采用的施工技術和施工材料投入量。通常在對覆蓋層參數進行采集時，經常使用的探測方法為大地電磁測探法，在待測區域搭建電磁波發出設備和信號接收設備，在選定測量點后，開始進行數據采集，為確保測量結果準確性，應進行多次采集抵消干擾數據，從而提高探測結果的準確性[4]。

2.2 隧洞混凝土襯砌質量檢測

在水里工程建設過程中，有時需要應用到隧道結構，因此隧道混凝土襯砌質量也是檢測的重要內容之一，在具體的勘測過程中，需要對該區域進行全面檢測。例如，某勘察團隊對隧道混凝土襯砌進行了全面檢測。檢測結果如下：在混凝土襯砌的縱向剖面中，防水墊層和土工布之間的分界線較為明確，且混凝土材料分布較為均勻;在混凝土襯砌的橫向剖面中，如在深度小于45cm的位置處觀察到界面，說明隧道混凝土襯砌存在厚度不足且沒有進行回填灌漿的問題。如觀察到了回填泥漿和混凝土襯砌之間存在界面，說明兩者結合位置處的射波能量被大部分吸收。如果回填泥漿和混凝土襯砌之間的連接較為緊密，且射波能量能夠穿過兩者的結合位置并返回，此時界面的深度應當包括回填泥漿部分的厚度和混凝土襯砌的厚度。

2.3 隱伏破碎帶檢測

受到地殼活動的影響，在水利工程地質結構中，會存在著隱伏破碎帶的情況，此類結構的存在也將直接影響到水利工程竣工后的使用壽命。因此，隱伏破碎帶也屬于檢測工作中的 重點內容，在對此類內容進行客觀分析時，可以利用多種探測方式進行資料采集，如某水電站在建立時所選用的探測方法為高密度電法與剖面法，從而確定了地下破碎帶所在位置、范圍、穩定性等參數，為后續施工活動的順利開展奠定了堅實的基礎。

2.4 基礎結構檢測

在水利工程施工之前，需要對基礎結構的相關情況進行了解，其內容包括基礎結構的綜合強度、結構分層情況、結構分層厚度等。結合相關數據來確定具體的施工方案，例如，某水利工程項目借助是三維雷達檢測法和取樣分析法來完成基礎結構檢測，若兩者差別較大，則需要找出問題原因所在，制定相應的解決措施，及時進行問題處理，為提高檢測結果準確性奠定堅實的基礎。

3結束語

綜上所述，在水利工程勘察及施工過程中，如何制定科學有效的勘察設計與施工方案是需要重點考量的問題。結合以往的應用經驗，目前常用的技術手段為工程物探技術，結合不同作業區域的基本情況，選擇相應的檢測技術，對于提高勘察設計質量和施工方案可操作性有著積極作用。

參考文獻

[1] 張華青.探析工程物探檢測方法技術應用與展望[J].智能城市，2019，5（19）：178-179.

[2] 田增彪.探析工程物探檢測方法技術應用與展望[J].中國金屬通報，2019，（3）：287，289.

[3] 王增.工程物探檢測方法技術應用[J].資源信息與工程，2018，33（2）：11-12.

[4] 王?？?，劉凱.淺議水利工程中工程物探技術的應用[J].內蒙古水利，2018，（2）：116.