中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司 云南昆明 650000
摘要:当前随着科学技术水平的不断提升,物探技术得到了进一步的改进和优化,在工程勘查领域中得到了更加广泛的应用。对于工程建设项目而言,勘查工作是重要的前提和基础,而物探技术在其中起到了关键性的作用,例如对于水文地质的勘查工作,则需要使用电流法、电磁法等物探技术方法,确保地质勘查结果的准确性。现就工程地质勘查中物探方法的应用通过实例来解读。
关键词:地质勘查;物探方法;应用;分析
引言
在工程项目建设中,地质勘查至关重要,以地质勘查结果为依据制定施工方案,有利于保证工程项目建设质量。与传统的地质勘查技术相比,比如钻探技术、探井技术等,物探技术在实际应用中所受到的限制因素比较少,应用范围广泛。因此,对物探技术在工程地质勘查中的应用进行深入研究意义重大。
1物探方法在工程地质勘查中的重要意义
物探技术作为地质勘探中较为常用的勘探技术来说,在实际的勘探过程中具有极其重要的地位,进行水文探测时,通过水质的导电性以及岩石的电磁进行物探勘探。此外,物探技术在使用的过程中还可以对一些自然灾害起到预测防范的作用,在一定程度上增加了工程的安全性。在实际工程建设过程中,通过物探技术可以使工程的安全性大幅度上升,保证工程的稳定进行。大量的工程中表明,物探技术在勘探过程中发挥了不可替代的作用。通过全面准确的物探勘探,使相关工作人员可以较为准确的掌握工程周围的实际地质情况,对可能出现的地质灾害进行较为准确全面的预测,提高了工程的整体效率。
2工程地质勘查中物探方法的应用
2.1高阻、中磁组合异常
在145/19~150/23.2点一线分布着高阻、中磁组合异常,属于汤河北侧的河床中,ρsA、ρsB在联合剖面高阻测量中,表现为同步上升的异常特点,具有规则的形态,具有非常好的相邻曲线。达1600Ω·m范围的视电阻率平均峰值,两侧区域上呈现较陡的峰值梯度,同时峰值在南北向区域上呈现不断减低的特点,视电阻率在18线达到500Ω·m的相对(两侧)低阻。△Z高磁异常和高阻特征相对应,相较于高阻一查异常相对较宽,达到500r的峰值,梯度在两侧较为平缓,与较小1号一侧相比,单大号点具有陡峭的梯度。研究认为是断裂构造所引起,有北西向和近东西向两组花岗岩脉充填,主要是以蛤蟆石为焦点。位移性存在于联剖二组不同极距视电阻率曲线特征点上,研究认为构造呈现直立状态,地下水流被汤河所横切。
2.2感应类电法勘探
连续电导率剖面法可用来探测岩土电导率分层、地下水探测、基岩埋深调查以及环境调查等,其探测深度约为1000m。CSAMT探测深度最大可达2000m,在探测地热、油气藏、煤田和固体矿产深度找矿方面均发挥着积极作用。剖面法主要分为同点装置剖面法、大回线装置剖面法两种,前者主要应用于金属矿的探测与找矿,后者则主要应用于矩形回线的探测,该技术采用宽频带观测,其通常不适用于音频干扰较大的勘察工作。甚低频率法通常应用于金属矿床和水资源及地质填图工作中。地质雷达法主要用于划分花岗岩风化带,其能够相对准确地辨别表土以下的各类风化带的界面,在隧道探测中较为常见的管线探测法通常在非开挖的前提下,明确地下管线的走向与埋深,合理利用电磁感应原理探测金属管线和光缆,也被人们称为管线探测仪。另外也可采用电磁波探测不同材质的地下管线,也被人们称为管线雷达。核磁共振找水法的分辨率和高效性较强,尤其是地下淡水探测,可明确远景找水区,确定地下水三维空间分布具体情况,明确靠水井的具体位置。该方法主要应用于古河床、覆盖层、滑坡、地下暗河,可划分含水层富水带、咸水和淡水界限,检测水库的漏点,其对工程质量检测和地下管线探测也起到一定作用。电探测法具有较强的抗干扰能力,但是其会受到地形因素的限制。自然电场法便捷性较强,但其容易受到地电因素的干扰。
充电法可探测地下水的具体流向。激发极化法主要应用于地下水探测和金属矿体,会受到地形因素的影响。连续电导率剖面法的探测深度为1000m,但是其抗干扰性并不理想。CASMT的探测深度可达2-3km,不会受地形干扰,但是设备较重。TEM基本会受到地形因素的影响,探测深度与线圈长度有关,但是地电干扰的影响较大。甚低频率法可用于探测高极化体,但在应用中会受到地电因素的干扰。地质雷达的优势在于探测的精度,但是探测深度也成为应用中的不利因素。管线探测法通常可探测地下管线,但是仅限于地表浅层的管线。
2.3弹性波法
在工程探测过程中,弹性波法相对来说具有更加清晰的分辨率以及结果,在探测结果中可以清晰的区分出复杂的尤其结构以煤床结构。在进行探测的过程中被广泛运用于国内各种覆盖层厚度检测、岩体完整系数测定以及地质构造等方面的监测。还有折射波法可以有效对100m被的围岩分级以及低速带进行有效勘测。瑞雷波法相对操作较为简单,但由于其探测深度较低,使用上往往受到较多的限制。反射波在实际的勘探中一般在采空区或是断层的勘探较为多见,虽然勘探深度较大,但坡度上具有一定的限制。
2.4电剖面法
电剖面法的应用基础是人工电场中地下分布规律,在工程地质勘探中,可将电剖面法与电测深法进行有效结合,进而对工程地质的基岩面起伏规律以及断裂带分布情况进行准确勘查。对于电剖面法,可分为联合剖面法以及对称四极法,电剖面法主要被应用于沉积岩勘查中。在电法勘探的实际应用中,其物理基础为不同岩层的电性特征。岩层含水情况是影响电阻率的关键因素,同时,电阻率还会受到水溶液存在状况、水溶液矿化程度的影响。如果岩石中的水为分散状态或者不连通状态,则在电阻率方面的影响比较小,如果岩石中水为互相联通状态,则岩层中电阻率比较小。另外,如果岩石的含水状况相同,其不同的矿化程度也会造成电阻率差异。当沉积岩处于含水条件时,电阻率较大,如果岩石孔隙深度比较小,则电阻率比较大。
2.5联合剖面低阻正交点或同步下降异常
在中部,呈现规则的低阻正交点,达到500Ω·m的交点平均视电阻率。多数低阻正交点对应负磁异常,具有规律性,然而这些异常具有连续性的主要为相2根~3根测线。通过联合剖面Aо=110m以及Aо=210m获取二种极距,在幅值上视电阻率曲线有着明显的变化,但是在特征点以及形态上没有较大的位移特征,为对曲线进行对比,进行Ps比值F曲线制作,显示的特征和联剖呈现一致的特点,复杂变化曲线上有着清楚的特征点。
结语
综上所述,物探技术作为工程地质勘查中比较关键的一项技术,可以有效确保勘查结果的准确性。本次研究中场区地层存在大量的岩溶结构,通过资料收集、地质测绘以及物探测量相结合的方式,有效勘查了场区地下岩溶的类型、发育特征以及塌陷条件等,根据勘查结果制定了几方面的控制措施,包括防止地表水渗入、避免地下水开采以及相应建设的加固处理等,为区域内建筑物安全稳定提供保障。
参考文献:
[1]孙中任,杨殿臣,赵雪娟.综合物探方法寻找深部地下水[J].物探与化探,2017,41(01):52-57.
[2]崔恒哲.综合物探在地热资源勘查中的应用[D].中国地质大学(北京),2016.
[3]王平,史俊平,李云鹏,等.物探方法组合在清水河缺水地区找水勘查应用效果[J].西部资源,2013(03):159-161.
[4]吴海权,杨则东,疏浅,等.安徽省地热资源分布特征及开发利用建议[J].地质学刊,2016,40(01):171-177.
[5]王陆超.江苏连云港江宁工业园区块地热地质特征与地热远景评价研究[J].中国锰业,2018(05):81-85.