王刚 韩雪萍
陕西华实地质勘探有限公司 陕西 西安 710021
摘要：综合物探技术是信息化技术在建筑行业的一种应用方式，但目前在轨道交通工程勘察中运用较少。轨道交通工程一般会延伸数十千米，工程沿线地质条件变化大。现有的勘察成果大多是二维勘察报告，如果业主、设计、施工人员对勘察报告中提示的工程地质风险缺乏直观的认知，很可能造成重大生产安全事故。基于此，本篇文章对综合物探技术在城市轨道交通勘察中的应用进行研究，以供参考。
关键词：综合物探技术；城市轨道；交通勘察；应用
引言
随着我国一线、二线城市的高速发展，城市轨道交通工程不断涌现，面临的工程条件也愈加复杂。破碎带和岩溶作为常见的不良地质现象，对城市轨道交通工程设计和施工有着严重的影响。更加深入地了解物探方法在城市轨道交通工程中运用，是工程师们针对不同工程选择相应物探方法所必须面对的问题。
1综合物探方法
1.1地质雷达
地质雷达是一种无损检测工程物探方法，具有高效、便捷等特点。利用地下介质之间的介电常数差异，通过发射天线向地下发射宽频脉冲电磁波，电磁波在地下传播过程中遇到介电差异明显的界面或目标体时（例如空洞），电磁波反射回地面，接收天线接收反射电磁波，分析接收到的电磁波走时、波形、频率、同相轴特征等信息，推断地面塌陷隐患位置、埋深等情况。城市电磁干扰复杂，通过滤波等数据处理提高信噪比，突出异常特征，用专业数据处理软件对采集的数据进行时间零时校正、背景去除、噪音带去除、距离归一化调整、增益调整、偏移等处理，目的在于压制干扰信号，突出目标体反射电磁波波形、频率、振幅、同相轴异常特征，便于分析识别异常体，输出地质雷达波形图。
1.2瑞雷面波法
瑞雷波常称为面波，具有传播速度低、水平方向衰减小、抗干扰强等特点，方法操作简单，利用低频检波器拾取波形记录，文件记录中包含多种波信息，对于瑞雷面波勘探法，除了面波其他波为干扰波。根据瑞雷面波产生方式，分为瞬态面波法、稳态面波法。塌陷探测中，一般采用稳态面波法，利用锤击震源在地下介质中激发具有一定频带宽度的地震波，干扰波与面波之间的速度差异，利用频谱分析技术，设置窗口提取面波，分析瑞雷面波的传播速度和频散特征，获得与深度有关的面波速度分布，得到面波速度与深度的变化关系，绘制面波频散曲线，分析频散曲线瑞雷波速度分布，推断地下空洞塌陷隐患情况。
1.3浅层地震探测
水域地震反射资料成果解释工作以反射波时间剖面为基础，结合工区实际地质情况，绘制水域地震反射综合地质解释剖面。各反射波的时序分布关系与形态特征是地层地质现象的客观反映，综合地质解释剖面是解释人员对客观反映的认识。物探剖面反映的是场地内的地层界面信息，通过结合钻孔地层信息比对来进行地层的定性划分。
1.4瞬变电磁技术
瞬变电磁技术是一种利用电磁原理来探测地质异常区的一种方法，它在测试中不需要连接相关的线路或者其他接地线的形式向被探测区域发射一次脉冲磁场。当进行一次脉冲磁场后，在脉冲磁场的间歇阶段会形成二次感应涡流场，利用形成的这种涡流场能够探测岩层的电阻率变化特征，利用不同的电阻率变化特征来判定被探测介质的构造特性。
1.5无线电波透视技术
无线电波透视技术也是一种利用电磁波探测构造的一种方法。该方法是通过仪器发射电磁波，电磁波在被探测介质中进行传播，传播的过程中会发生电磁波能量的衰减，遇到不同的岩性及构造其能量衰减是不同的，因而在介质中传播其能量存在着较大的变化，在工作面的两条巷道中放置发射仪器和接收器，覆盖整个工作面进行CT扫描，在介质传播过程中能量衰减变化异常的区域会形成明显阴影区，通过分析能量异常阴影区的特点，分析异常区的范围及富水特性。
2工程地质条件概况
2.1工程概况
以某市地铁工程为例，通过已完成的钻孔揭示，拟建场地基岩埋深为2．0m～31．0m，场区上覆土层以人工填土、粉质黏土为主，下伏基岩以侏罗系象山组泥岩、粉砂岩和砂岩，以及白云质角砾岩为主，局部为角砾灰岩，风化度不等，局部有溶洞发育。
结合工程地质条件，根据物探的任务要求，同时兼顾勘探深度以及分辨率，本次物探作业采用地质雷达法综合进行地球物理勘探。地质雷达法探测深度较浅，但是对溶洞发育的规模比较敏感。因此，本次利用地质雷达法探测复勘，可以更好地控制岩溶位置、规模及大小。
根据钻孔资料，岩溶发育区位于CK28+425～CK28+470段。本次物探探测从电性和介电常数差异入手，结合场地条件，布置地质雷达测线进行探测，测线图如图1所示。
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2.2方法
地质雷达:在推断的岩溶发育区及两侧、左右隧洞地面投影上方各布置1条雷达测线(L1和L2，测线长度分别为360m，270m)，对岩溶发育情况进行初步探测，进一步确定岩溶的发育范围及埋藏深度。
3结果分析
雷达测线L1位于隧洞右侧，勘察结果如图2所示L1线推断溶蚀区横向范围为150m～200m之间，对应里程右CK28+418．86～右CK28+469．21，中心位置右CK28+443．28，标高约8m。L1测线推断100～120范围内为泥岩与角砾状灰岩接触带，泥岩覆盖于灰岩之上，左分界线位置左CK28+393．15、右CK28+369．58，右分界线位置左CK28+414．95、右CK28+390．3。
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雷达测线L2位于隧洞左侧，勘察结果如图3所示。L2线推断溶蚀区在70m～100m之间，对应里程左CK28+435～左CK28+475，中心位置左CK28+455，标高约10m。L2测线推断30m～50m范围内为泥岩与角砾状灰岩接触带，中心位置左CK28+396．41。结G1线，推断出角砾状灰岩与泥岩分界线中心位置(左CK28+517．97，右CK28+510．54)。
基于物探测线解释结果，结合钻孔资料分析，该标段工区隧洞右侧岩溶发育区域主要在里程右CK28+418．68～右CK28+458．68之间，往左侧方向岩溶发育越来越少，至高密度测线G2位置未见明显岩溶异常。本次实例中岩溶区物探综合解释图如图4所示。本文以某市地铁为例，结合地质雷达法可以较为准确的对岩溶进行定位。
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结束语
对于城市轨道交通勘察，综合物探方法是可行的。由于地质钻孔空间上不连续，这决定了破碎带和岩溶发育情况不能完全探测清楚，因此在实际工程中，应根据实际情况选择切实可行的物探方法，也可综合采用取长补短、对比验证，提高物探探测的准确性，减少单一方法的局限性。本次测试结果分析：(1)应充分结合地质条件、环境干扰及各物探方法适用条件等因素，合理选择物探方法，以期获得良好的应用效果。(2)应结合钻探对物探资料进行综合解释分析，以建立动态异常解释评价系统，提高数据可靠性。(3)综合物探技术可节省大量的钻孔，提高了工作效率和勘察精度。
参考文献
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