海南省环境地质勘察院 海南三亚 572000
摘要:工程基础勘探往往要借助于物探方法来获取工程地质的实际情况,运用综合物探方法能够提升勘探的准确性,提升勘探效果。本文简要分析了综合物探方法及其勘探特点,并对综合物探方法在工程基础勘探中的应用进行了分析。
关键词:综合物探方法;工程基础勘探;应用
工程基础勘探是一项综合性较强的工程项目,具有一定的复杂性,其中涉及多方面的内容。在进行勘探工作时需要使用多种勘探方式,获得最佳的地质情况。单一的勘探方式容易受到地球物理条件和地质构造等因素的影响,难以保证勘探的精确性。综合物探法是比单一勘探方式更加高效的勘探方法,有着高效率、低成本的特点,并且精确度相对较高,在目前的工程基础勘探中发挥着重要的作用。
一、综合物探方法及其勘探特点
(一)综合物探方法
工程基础勘探中包含非常复杂的因素,不仅要考察温度、重力、磁场等因素,还要结合勘探的不同环境,如巷道、水域、陆地等,进行综合性的考察。在实际勘探中,不同环境的物化特点、埋藏物、断层、滑坡、地质构造、地下水资源也都要进行综合性的考察。综合物探方法能够灵活的处理各种因素,获得良好的探测效果。综合物探方法通过在发现勘探目标之后,会向其发射信号,并且通过专业的设备接收返回的异常信号,再对这些信号进行分析,同时,还要对接收到信号的介质进行分析[1]。
(二)综合物探方法的特点与优势
相对于传统的地质勘探技术,综合物探方法具有很高的勘探效率。综合物探方法的综合性可以使其参与到其它工程任务中,不局限于地质勘探,在工程中能够极大的节省时间,非常符合目前工程对时间和效率的高要求。传统的勘探技术如果想要获得更加准确的勘探数据,就必须要深入到超过地下100米的环境中进行勘探,这样也就增加勘探的难度和勘探的成本。综合物探方法不需要在过深的环境,通常探入到几十米就能够获得准确的探测数据,勘探难度和成本都能降低。我国工程建设对工程地质的要求不断提升,在同一平面位置展开勘探工作时,综合物探方法可以将误差控制在最小几厘米以内,最大限度的保证勘探准确性。
二、综合物探方法在工程基础勘探中的应用
(一)高密度电阻率法
高密度电阻率法是分析地球上不同地质成分介质间导电性能的一种方法,这种方式将电剖面法和电探测法有机的结合在一起,发挥各自的优势。在使用这种方式时,需要对地质成分进行分析,从而得到电阻率数据,分析得到地质条件的改变情况,从而帮助实现地质勘探。高密度电阻率法在使用时需要使用一些辅助性的工具,如温纳三级装置、温纳对称四级装置、温纳微分装置等等。选取不同的辅助装置时要综合的考虑实际工程情况,尤其是工程的环境条件,选择合理的辅助装置,保证勘探的准确性。高密度电阻率法在设置时是一次设置完成的,能够有效减少外部的干扰,保证数据准确。目前这种方式已经实现了半自动化和自动化操作,降低了人工操作产生误差的可能性,进一步提升了勘探准确度。另外,这种方式的成本比较低,应用性比较高。
(二)浅层地震反射法
浅层地震反射法的应用原理来源于地理和物理理论知识,利用浅层地表的轻微振动,获取震动的幅度波频实现勘探目的。浅层地表数据能够有效的反映出地质情况,包括地下震动波幅和地面起伏形态等因素,保证数据准确可靠,为工程勘探提供准确的数据支持,实现准确测量。浅层地震反射法能够得到理想的数据,从而分析出地下震动波频,获取准确的地面起伏形态。这种方式对施工环境的要求比较大,在具体应用中,可以利用人工爆破等方式来引起地表震动,注意要选择适合的爆破地点,保证在不影响周边环境的前提下最大化的开展爆破,实现勘探任务[2]。
(三)探测雷达法
探测雷达法是在科学技术手段不断发展的前提下实现的探测技术。探测雷达法具有一定的导航作用,利用这一特点对地质情况实行勘探。其勘探的原理主要就是通过分析电磁波段来实现的,不同的物质会产生不同的电磁波段,探测雷达法通过捕捉这些不同的电磁波段实现数据分析,获取地质勘探数据,得到准确勘探的目的。在开展勘探工作时,探测雷达法首先通过电高频电磁波形成脉冲,这些脉冲沿天线进入到地下,这些信号在地下会受到不同物质的反射作用,反射回来不同的信号,然后雷达再对这些不同的信号进行接收,通过处理这些接收到的信号信息来获取地下结构和地质成分。探测雷达法具有更高的准确性,但对技术的人员的专业性要求比较高。
(四)地震勘探法
地震勘探法是一项具有较长应用历史的勘探方式,在19世纪中叶就开始使用,在之后的勘探工作中一直得到广泛的应用。利用相关专业设备对地下投入射波,获取不同的波形数据,分析其折射的时间和分布规律,从而确定产生这种波形的地下反射面、地下构造形态、地质特点等等,主要有反射波法和折射波法两种不同方式。地震勘探法能深入到十米到十几千米之间,地震勘探法相比于传统的勘探方式有着高精确性的优势,同时这种方式对工程企业来说有着较高的回报率,应用性比较强[3]。
三、综合物探方法在工程基础勘探中的应用实例
某一山坡斜面有三层不同高度的台阶,原台阶下为鱼塘,但后来将鱼塘填平压实,现将在这一地就建一厂房,因此,要对这一地进行地质情况勘探。此地土质上层多为砖块、瓦砾等填充废料,下层为黏土层、卵石层和风化壳等物质。如表1所示,该工程区地质分成比较明了,比较适合开展物探工作,可使用高密度电法、浅层地震反射法、探地雷达的物探方法来全面的了解该地区的地质情况。
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表1:工程区各介质物性参数表
电密度电法仪使用E60M电阻率法勘探仪,浅层地震反射仪使用Miniseis24工程地震仪,探地雷达使用sir-20探地雷达仪,并且选择测向相同、位置相近的测线进行分析说明。
高密度电法使用α和β的电极布置方法,保持3米的电极距离。当深度在8米以内时,电阻率为30-80Ω·m,可以推断其为卵石层;当深度在8-18米时,电阻率为10-30Ω·m,可以推断其为强风化带泥岩;当深度超过18米时,电阻率为20-50Ω·m,可以推断其为中风化带泥岩。浅层地震勘探法以20kg铁锤为震源,移居为12米,道间距为2m,共进行了6次覆盖。勘探结果显示,该地区同相轴连续,反射能量比较强,有着非常明显的地层界限。因此可以推测该地没有断层和地下洞穴等不良工程造成的不良地质条件。探测雷达法进行了35MHz、100MHz和80MHz天线三组试验,选择了更为有效的80MHz天线,时间为200ns,保持1m的测点距离。勘探结果显示,电磁波频率在8米的深度时发生了比较强烈的变化,上层介质的反射波能量比较弱,频率比较低,下层垂向电磁参数差异比较大,可以分析该层为卵石层和强风化层的分界层。由此,可以推断,该地地质没有较为明显的地质问题,没有受到不良工程的破坏,整个基岩面走势比较平缓。高密度电法、浅层地震反射法、探地雷达在其中得到了良好的运用,发挥了重要的价值。
四、结束语
综上所述,综合物探方法作为一种综合性的勘探方式,具有传统单一勘探方式无法相比的优越性,能够极大的提升勘探效果,并且能够保证勘探的准确性[4]。随着综合物探方法的应用,已经发展出多种不同的方式,但每一种方式都有着自身的特点和适用性,在实际应用中,应该结合工程情况、地质特点等多方面的因素选择最佳的勘探技术,最大程度的发挥勘探技术优势。
参考文献:
[1]俞仁泉.综合物探方法在工程基础勘探中的应用[J].黑龙江交通科技,2018,41(2):45-46.
[2]李峰.综合物探方法在滑坡体勘察中的应用探析[J].工程建设与设计,2019,(12):33-34.
[3]李雪娇,陈哲.综合物探方法在地质勘查中的应用[J].建筑工程技术与设计,2018,(2):1976-1976.
[4]张皓.综合物探方法在工程地质勘查与检测中的应用研究[J].华东科技(综合),2019(3):13-13.