探析工程物探檢測方法技術(shù)應(yīng)用與展望

田增彪

（河北九華勘查測繪有限責(zé)任公司，河北 保定 071051）

工程物探檢測方法是我國地理勘察物理學(xué)中的一個重要分支，自上世紀90年代以來隨著地理勘察技術(shù)的不斷提高，將計算機與信息技術(shù)充分的應(yīng)用到地理勘察技術(shù)中使得工程物探檢測方法技術(shù)得到了有效的發(fā)展與進步。工程物探檢測主要服務(wù)于國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)建設(shè)，因此作用和重要意義非常顯著。近幾年來隨著我國工程建設(shè)以及各種基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷發(fā)展和完善，使得工程物探檢測技術(shù)也得到了顯著的提高。國內(nèi)外針對工程物探檢測技術(shù)紛紛結(jié)合計算機信息技術(shù)，使得工程物探技的應(yīng)用效果得到了顯著的提高[1]。

1 工程物探檢測技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

在區(qū)域針對建設(shè)工程以及環(huán)境進行工程物探檢測，已經(jīng)成為了現(xiàn)階段工程質(zhì)量鑒定和監(jiān)測的重要步驟。在進行工程物探檢測的過程中主要包括對覆蓋層風(fēng)化帶基巖面的起伏形態(tài)進行檢測，對所在區(qū)域的隱伏斷層破碎帶以及裂隙密集帶等探測，同時對于的地下管線、地下工程、古墓以及其他埋藏物進行探測，對于鐵路、公路、機場基礎(chǔ)探測以及質(zhì)量檢測。因此工程物探檢測技術(shù)在工程物探檢測的過程中可以針對工程質(zhì)量多方面的檢測，其檢測的重要性和應(yīng)用效果也越來越受到重視[2-4]。

在發(fā)達國家，由于其國家的大規(guī)模工程建設(shè)相比于中國比較早，因此物探工程技術(shù)的發(fā)展比中國更為成熟?，F(xiàn)階段國國外發(fā)達國家應(yīng)用工程物探檢測技術(shù)主要是針對工程病害進行診斷。而且隨著經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)觀念，國外很多國家紛紛應(yīng)用工程物探技術(shù)對環(huán)境問題進行檢測，比如通過工程物探檢測技術(shù)探測核廢料的污染范圍，運用工程物探檢測技術(shù)針對油庫泄漏的污染帶進行檢測與分析。例如日本對物探工程檢測技術(shù)的發(fā)展就較為成熟，該國家的工程檢測技術(shù)是現(xiàn)階段發(fā)展較為全面的國家之一，而且在工程檢測方面的應(yīng)用也較為普遍，紛紛取得了良好的工程物探檢測效果，值得其他國家學(xué)習(xí)。

2 工程物探以及工程物探檢測方法

2.1 工程物探方法

工程物探方法主要包括電法勘探、雷達勘探、彈性波測試、地震勘探、層析成像幾種常用的工程物探方法，電法勘探按照方法分主要包括自然電場法、音頻大地電磁測深法、瞬變電磁法等；按照裝置形式分主要包括,中間梯度法、電測深法、電剖面法、高密度電法等。地震物探主要包括淺層折射波法、淺層反射波法以及瑞雷波法，彈性波測試主要包括聲波法、地震波法、在聲波法中可選用的單孔聲波、穿透聲波、聲波反射等等，而地震波法可選用的主要由穿透地震波速測試、連續(xù)地震波速測試、地震測井等等。此外層析成像主要包括聲聲波層析成像、電磁波吸收系數(shù)存析成像以及電磁波速度層析成像等相關(guān)方法。

2.2 工程物探檢測方法

根據(jù)我國工程物探技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)階段在進行工程物探技術(shù)檢測時常用的成熟方法主要有彈性波類、電磁波類、影像類三大類別，針對彈性波類工程物探檢測技術(shù)主要與分析彈性波在所探測嚴禁內(nèi)的傳播特征作為檢測基礎(chǔ)，通過這種方法針對聲波類和地震波類的工程物探技術(shù)進行檢測，可以實現(xiàn)這兩種探測技術(shù)的優(yōu)勢互補，但是并不能單獨使用從而具有兩者不可互相代替的特點。而電磁波類工程物探檢測技術(shù)主要是針對判定雷達和電磁波CT探測技術(shù)進行檢測，通過探井雷達可以針對隧道施工掌子面進行超前探測預(yù)報，還可以結(jié)合道路工程的施工質(zhì)量，地下水道的圍巖與混凝土結(jié)合部相關(guān)狀況，對于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過程中的混凝土內(nèi)部缺陷進行有效的檢測。而電磁波CT檢測技術(shù)通過電磁波吸收系數(shù)成像，根據(jù)電信差異和規(guī)模的地質(zhì)體，為工程基礎(chǔ)灌漿做出有效的指導(dǎo)，可以為工程建設(shè)的灌漿效果進行有效的檢測。而影像類檢測主要是針對物體本體顏色和環(huán)境光照顏色疊加而成的物體顏色應(yīng)用電視、錄像設(shè)備對被檢測對象在一定光照條件下的圖像進行采集，從而對相關(guān)圖像進行有效的分析來判斷被檢測對象的。

3 工程物探檢測技術(shù)的應(yīng)用

圖1 高精度磁法探測的地下障礙物實例

隨著我國基礎(chǔ)工程設(shè)施建設(shè)的不斷完善，近幾年來水上大型工程建設(shè)越來越多，而淺層反射法對于水上大型工程的選址勘察檢測應(yīng)用可以解決很多其他鉆探方法無法解決的時間問題，例如在進行水上大型工程選址勘探的過程中，采用水上地震影像法針對海底的輸液工程影響管道通過的障礙物進行檢測和檢查，從而為水上工程的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)選址，提供詳細的數(shù)據(jù)指導(dǎo)和依據(jù)。

此外我國很多在進行大型工程建設(shè)的過程中面臨著地下水或者是地下文物的影響，因為不能對地下水和地下文物進行破壞，因此破壞性較強的勘探手段在進行工程物探檢測的過程中不允許應(yīng)用，而應(yīng)用綜合物理地球探測方法就可以實現(xiàn)在不破壞地下水以及地下文物的情況下，應(yīng)用高精度的磁測方法探地雷達方法對地下工程進行勘測，從而大型工程建設(shè)的選址任務(wù)。如下圖1所示為高精度磁法探測的地下障礙物實例。

圖2 過江線路段地下管道探測雷達圖像

此外我國很多大型工程在進行選址的過程中面臨著非常復(fù)雜的地址與工程問題，在針對大型工程的地質(zhì)進行勘測時為了提高探測成果以及質(zhì)量，使得探測的結(jié)果具有更高的可靠性，常常選用綜合探測方法。例如在京滬新鐵路干線南京上元門過江線路勘察的相關(guān)工作中，就是通過水下管線探查方法以及高密度地震影像技術(shù)，針對跨江沿線的線路地層分布和過江電纜進行準確位置的勘測，從而為京滬新鐵路干線的過江線路選址提供了理論依據(jù)與基礎(chǔ)。例如下圖2所示就是針對京滬鐵路干線南京上元門過江線路段，地下管道探測的雷達圖像[5-8]。

4 工程物探檢測方法技術(shù)的應(yīng)用展望

隨著我國經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，結(jié)合我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的現(xiàn)代化步伐，在此后工程建設(shè)的過程中，我國仍將處于工程建設(shè)的高峰階段，因此工程物探檢測方法以及相關(guān)技術(shù)在工程建設(shè)過程中的應(yīng)用，也將會越來越廣泛，而且隨著電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，將更多的應(yīng)用到工程物探檢測技術(shù)領(lǐng)域，從而使工程物探檢測技術(shù)更加智能化，使探測的結(jié)果將更加準確化，有效的提高我國工程物探檢測的質(zhì)量，例如在物探可視圖方面將向三維發(fā)展，實現(xiàn)三維電法剖面可視化，從而使得工程物探檢測技術(shù)在應(yīng)用的過程中能夠?qū)崿F(xiàn)全覆蓋、無遺漏的大范圍掃描，并得到詳細準確的三維圖像從而為數(shù)據(jù)的提取和分析提供更可靠的依據(jù)。而在儀器設(shè)備方面也將繼續(xù)向“三高”目標發(fā)展，實現(xiàn)工程物探檢測儀器的高靈敏度、高分辨率以及高精度。