工程物探技術在城市建設中的應用分析

李慧琪++高濤

【摘要】隨著我國社會經濟的不斷發展，城市建設行業也得到了快速發展，而今傳統的城市建設工程技術已經無法與社會發展保持高度一致，不少新技術開始應用于城市建設當中。各種勘探技術開始在建設工程中嶄露頭角，而工程物探技術作為較為先進的、對工程建設無傷害的技術，近年來在工程中的應用頻率呈上升趨勢。對此，本文將從現階段的工程物探常用技術出發，結合實例闡述了該技術在工程中的應用途徑，并且對該技術的發展作出了展望。

【關鍵詞】建設；工程；物探技術；應用；發展

縱觀工程建設項目，可以看到工程物探技術是許多工程較為青睞的一種技術，工程物探技術的應用促進工程建設工作能夠按照工程設計人員預期的方向進行，保證工程建設工作項目有條不紊的進行，可以保證所有工程施工任務不出現任何損傷意外，無疑是工程建設領域最具市場應用前景的工程技術。基于這種技術的重要性，筆者將從工程物探理論為切入點展開如下探討。

1. 工程物探概述

簡而言之，工程物探技術就是借助于不同性質的地質、土層，可以依靠先進探測工具對現場實施觀察，通過觀察發現它們之間的不同，從而得出不同地質的分布情況，不同土層的歷史、厚度及形態。此外，通過探測還可以看出地質巖土中存在的問題。物探技術面向的對象不一樣，因此不同工程所選擇的物探途徑也不一樣，通常情況下工程物探技術的應用頻率相對較高。因為工程屬性分類較多，所以現階段投入應用的工程物探技術也很多，工程物探在城市建設中的應用也是近兩年才興起的，算是在工程建設領域較為常用的技術，對此，下文將從工程物探不同技術特點出發，闡述工程物探最常見的基本途徑。

2. 工程物探基本途徑

城市建設工程對物探技術有一定要求，同時不同建設方面需要依靠不同物探方法加以支撐。歸納的來說，常用的工程物探方法主要有以下幾種：

（1）電法。該種方法主要包括電剖面技術、瞬變電磁技術等，利用這些技術來實現勘探目標。

（2）地震勘探。該種方法主要是通過反射波等來達到勘探的目的，為勘探提供各種反射波技術支撐。

（3）探地雷達。該種方法的種類比較多，有寬角技術、投射技術等方面，在工程勘探中的應用范圍通常也比較廣泛。

（4）彈性波勘探。該種方法包括地震波及聲波，且兩種方法的各個技術層面各不相同，而且應用的選擇也要視情況而定。

（5）層析成像。該種方法基于聲波、地震波等之上形成的成像方法，通過成像對所要勘探對象進行分析。

3. 工程物探技術應用分析

3.1地質構造的探查定位。 在城市規劃過程中，遠離重大地震帶是城市規劃建設者的一個重大課題。而解決這個課題的第一步就是對地質構造進行探查定位。對地質構造探查較為有效的物探技術有：淺層地震勘探、瞬變電磁法、高密度電阻率法、瑞雷面波等。經過地學領域研究者的不斷努力，現有的區域構造地質圖基本上已經勾畫出重大地質構造帶。但是由于以往技術、經費等因素的制約，有許多構造帶的勾畫僅依據當時資料與工作人員的實踐經驗，其實際位置可能差別數百米甚至上千米。雖然這個差別在區域構造分析中并沒有太大影響，但是在城市規劃及場地建筑的設計中，影響卻十分嚴重。例如，某市計劃建設一個大型火電發電廠，在初始規劃時，定址在某江入海口的一個小島上。從表面上看來，這個地理位置對火電廠而言是十分理想的。但是在地質技術人員對區域地質構造進行探查時，發現該區域周邊經過了一條較大的斷裂帶，盡管在區域構造地質圖中，標識的斷裂帶位置在小島對岸，但是技術人員十分重視資料準確度對于電力建設的安全重要性，因此認真開展物探工作，采用高密度電阻率法和淺層地震兩種物探技術進行探測，最終發現斷裂帶的實際位置竟然是小島中央，于是該火電廠立即移址別處建設。

3.2地質災害的調查。

（1）在自然或者人為因素作用下形成的，并對人類生命財產、環境等造成破壞和損失的地質現象被稱為地質災害，地質災害的主要形式有滑坡、泥石流、坍塌、地面塌陷等。隨著現代化城市的不斷發展，地質災害的調查與防治工作已經成為了城市規劃建設中的重要工作之一。對地質災害調查較為有效的物探技術有：高密度電阻率法、地質雷達、淺層地震等。城市規劃建設者必須重視地質災害，防患于未然。在地質災害調查與防治工作中，物探技術起到了十分重要的作用，尤其是邊坡的調查與治理。例如，香港屬于多邊坡城市，該市的許多建筑物都坐落在山上、海邊，邊坡周邊建設著許多房屋與街道，因此對于香港而言，地質災害的防治工作是至關重要的。據相關資料統計，香港政府每年投入到邊坡、擋土墻的監測與探查工作中的經費數以千萬元計。

（2）邊坡穩定性較低，容易引起滑坡，因此在邊坡失穩之前要及時進行勘查工作，采用護坡擋土的方法可以有效防止滑坡災害的發生。在對邊坡區域進行物探工作之前，要充分掌握區內巖土層劃分、裂縫、滑動面等相關資料，確定滑坡性質，然后進行相應的護坡擋土工作。在采用物探技術時，要盡可能的少鉆孔，避免破壞擋土墻厚度、護坡分層及厚度等支護體結構，為驗收、維護、改建等提供有效依據。

3.3不良地質體的探測。

（1）在城市規劃建設中，巖溶、軟化體、空洞、孤石等不良地質體都是施工建設人員難以解決的問題，其中最為常見的不良地質體就是巖溶。巖溶是灰巖區特有的地質現象，而廣州市北部的灰巖分布較廣，因此在工程建設中，巖溶的探查任務至始至終都不容忽視。

（2）在城市建設規劃中，許多重要建筑選址都要盡量避開巖溶區，尤其是巖溶發育地區，否則將造成無法挽回的損失。例如某市在建設移民安置小區時，定址在巖溶發育區，結果不久之后地面出現塌陷，導致損失慘重。因此為避免工程事故、地面塌陷等情況的發生，工程建設在進行規劃設計時要詳細探測巖溶發育情況。傳統的鉆探方法采用點狀勘探方式，所得出的結論并不全面，巖溶發育的規律性不明顯，地下形態極不規則，鉆探方法容易出現較大的判斷誤差。而物探技術具有連續性、范圍廣等勘探特點，與傳統鉆探方法相結合，對巖溶發育情況的探測有明顯效果。對巖溶探測較為有效的物探技術有：高密度電阻率法、瞬變電磁法、地質雷達、淺層地震勘探等。正常情況下的基巖電阻率會明顯比表層高，但是當基巖中的巖溶發育時，其電阻率會明顯降低。

3.4地下管線的探測。 城市的地下管線相當于城市的“血脈”，對于城市建設而言至關重要。早在上世紀90年代，許多城市就開始進行全面的地下管線普查工作，并且持續開展管線工程的測量工作，這些都為城市規劃建設工作提供了大量的有效信息與技術發展空間。由于工程建設的著重點有所不容，地下管線的數據信息要具體到每一建設地塊時，都無法完全滿足施工要求的詳細度與準確度。因此，對于城市規劃建設者而言，探測清楚具體場地范圍內的地下管線分布情況是確保施工安全和管道安全的重要任務。具體場地的地下管線分布有所不同，管線探測技術也有所差異，許多建設工程中除了采用金屬管線探測儀之外，還會采用地質雷達、高密度電阻率法、磁法勘探等物探技術。

3.5地下構筑物的探測。 許多城市在城市規劃建設中通常會遇到地下建筑物存在的情況，例如建筑物基礎、地下防空洞、防汛墻、地下車庫等。在規劃設計時，許多地下構筑物的資料并不健全，必須將其地理位置、地下深度等相關數據調查清楚才能采取相應措施進行保護或清除工作。根據場地條件及地下構筑物的性質不同，對地下構筑物探測可選用的物探技術有：高密度電阻率法、淺層地震勘探、地質雷達、瑞雷面波等。如圖所示為利用高密度電阻率法探測地下防空洞的成果圖，在剖面18m、32m以及頂部深度4m左右的地方，都有明顯的低阻異常，且較為規則，這表示區內有兩條防空洞。而該防空洞建設時間較為長遠，許多區段嚴重滲水，從而在成果圖中表現出低阻形態。該成果圖形象的反映出地下防空洞的實際形態，屬于物探技術中防空洞探測的典型案例。

4. 總結及前景展望

總之，現階段的物探技術在各工程的廣泛應用不僅僅能夠保護工程建設施工現場，還能夠保證工程建設不破壞施工地下的結構和文物古跡。從工程物探技術在上述管道工程建設施工各方面的應用可以看出，該技術擁有十分可觀的發展前景。除了在工程上的應用以外，物探技術還有許多發展方向，筆者就物探技術應用現狀來說從以下三方面對其發展進行展望。

（1）首先，物探理論的發展方面。隨著物力技術的研發，許多含有全新物力參數的理論正在進一步研究當中，因此，不久的將來會有許多全新的物探方法基于物探理論之上被發明出來，并應用到水陸空工程當中。

（2）其次，物探技術的發展方面。工程建設與地質有著密切聯系，因此，今后物探技術應該會面向地質方向，精細化分析工程地質信息，從地質物質分析和結構分析入手來提高更加精確的工程地質數據資料。

（3）再次，物探技術的整合方面。今后的物探技術會超出物理、地質研究方面，與工程管理財務數據及庫存技術相結合，以工程建設的所有需求為主，在工程施工、工程管理、工程進度方面提供更綜合完整的勘測技術。

參考文獻

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