工程地質勘查中物探方法的應用

高超 周佳 牛淑敏 高瑞

摘 要：在現代化的礦山工程建設中，我國增加了中大型礦山地質物探建設的工程項目數量。地質物探是一個礦山工程建設發展的重要環節之一。我國礦山工程建設的水平在快速提高，同時，工程項目對地質勘查要求越加嚴格，也是工程地質勘查當中的重要環節，對工程質量產生很大影響。物探工作和地質工作緊密聯系到一起，這樣才能保證地質物探工作的順利完成，也是對地質工作方式的擴展，傳統的地質工作方法是通過對地質資料的研究來進行勘查，但對地質深層次的參考數據分析不夠精準，這就需要利用精密儀器來進行勘測，保證地質的勘測質量，提高整體地質勘測水平。隨著近幾年來科學技術的大力發展，給物探方法在工程地質勘查中的應用帶來了理論知識和實際操作規范。

關鍵詞：工程地質勘查;物探方法;應用

1 工程地質和物探技術二者之間的關系

實際上，物探技術就是地球物理勘探技術的簡稱。這項技術主要被廣泛應用于工程勘查，環境勘查和資源勘查。傳統的工程地質勘查方法主要包括雙橋靜力觸探法，標準貫入實驗和鉆探等方法。這三種工程地質勘查方法分別對應了上述三種工程地質勘查類型項目。也就是說這三種工程地質勘查方法之間的應用范圍是不同的，應用技術和應用手段也存在著一定的差別。所以在應用這三種地質勘探方法的時候，必須要結合項目工程的實際情況來進行選擇和分析。實際上，隨著我國近幾年社會經濟的快速發展，我國工程地質勘探項目的建設數量越來越多，涉及到的工程地質勘探類型也愈來愈加豐富。工程數量的增多并不意味著工程質量的下降，反而正是由于工程地質勘探項目數量的增加，對于每一項工程地質勘探項目質量的要求也越來越高。質量其實是一項工程項目建設的基本內容，只有對工程質量進行保障，才能夠保證工程地質勘查項目的可持續發展。談到物探方法與工程地質勘查二者之間的關系，實際上他們是相輔相成的。例如，在傳統的地質勘查項目中，如果要想獲得地質信息，就必須要使用鉆探技術對地質體進行勘查。但是，這項工作并沒有說起來那么簡單，所以在實際操作過程中會結合其他兩種工程地質勘探方式進行聯合應用，采取適宜的物探設備對傳統的單項勘探方式的不足進行一定程度的彌補，從而提升工程地質勘查方式的可靠性，也提升了物探方法在工程地質勘查中的實際應用質量。現代工程地質勘查項目中比較常用的幾種物探方法，包括電法勘探法，電剖面法，地震勘探法，探地雷達法，重力勘探法等等。工程地質勘查的手段有很多，但是以上提到的幾種手段是優勢大于劣勢的幾種手段，他們也會受到現實因素的影響，也會有觸及不到的環節，但是相對來說其勘探結果比較精準、操作手法也較為簡單。所以被列為現代工程地質勘查中最為常用的幾種勘查手段。

2 物探方法在工程地質勘查中的應用

2.1 電法勘探法

在工程地質勘查所應用的物探方法中，電法勘探法較為常見且應用較廣。電法勘探技術在應用中，要先確定觀測點的位置，然后再對所在區域的地質情況進行勘查，獲得地質所在區域的深度和電阻變化。工程地質勘查的主要目的是獲得該區域巖層的分布，為此，需要了解供電電極的距離和電阻率的差異數據，根據這些數據，才能偵測巖層深度，保證偵測數據的準確性。根據此項特點，電法勘探在地質勘查工作中，多應用于巖層較厚且分布復雜的地質情況。

2.2 電剖面法

人工電場類項目是工程地質勘查的一種，在這類項目中應用最多的是電剖面技術。電剖面法通過特定的技術手段，勘查到地質基巖面起伏的規律以及斷裂帶的規律，并獲得較為準確的數據信息。在勘查工作中，電剖面法和電測深法可以相互結合，完成對基巖面起伏規律的勘查。電剖面法通常也被稱作聯合剖面法或對稱四極法，主要是對沉積巖進行勘探。電剖面法的物理性質比較特殊，因此，能獲得不同巖層間的電性特點。在此需要特別注意，電阻率的一個重要影響因素，是巖層的含水率。

2.3 重力勘探法

重力勘探技術的基礎是牛頓的萬有引力定律，應用較多的領域是擬定工程項目建設區的勘查。在該區域中，重力勘探的優勢能夠得到較為明顯顯著的發揮，將勘探結果和已有的地質物探資料進行對比，最終獲得對后續勘探工作有利的工程地質數據。在重力勘探法應用中，地質勘查所在區域的礦體分布狀況、礦體性質都能夠被獲知，且以此而推斷出的結果準確性比較高。重力勘探法能夠為勘察工作提供更多幫助，掌握完整的工程地質結構和分布詳情，為后續地質勘查工作打好基礎，節省了大量的時間。

2.4 地震勘探法

在地質勘查技術中，地震勘探法比較常見。地震勘探法有兩種形式， 分別為折射波法和反射波法。地震勘探法可以較為精準地對巖土形成條件以及深度地質進行更準確地判斷。由于介質在不同地下環境中，呈現出不同的密度和彈性，所以在應用地震勘探時，在不同介質下，地震波的折射和反射會出現不同的反應。從折射波和反射波反饋的信息中，我們能夠確定地下巖層的具體特征和性質。

2.5 探地雷達法

探地雷達要在天線的輔助下，才能發射高頻寬帶電磁波以及接受反射波。此項技術的優勢主要有三點：第一，應用探地雷達能夠得到比較準確且分辨率更高的結果，然后結合勘測現場的實際情況，進而得到含有二維坐標的剖面圖;第二，探地雷達設備結構簡單，所以勘查人員的工作強度不會太大，這有利于提高勘查工作的效率和質量;第三，此項技術的應用不會破壞地質狀況，安全系數較高，在已經完工的場地可以放心使用。同時，與其他技術手段相比，具有更強的抗干擾能力。

2.6 瑞雷波法

對于瑞雷波法，可分為瞬態瑞雷波以及穩態瑞雷波法兩種，其中， 穩態瑞雷波法在實際應用中所需要應用的設備體積較大，并且應用成本較高，因此沒有得到推廣應用。與穩態瑞雷波法相比，瞬態瑞雷波法的使用方式簡單，勘查速度較快，并且勘查結果分辨率比較高，被廣泛應用于工程地質勘查、環境災害調查評估中，主要被應用于層狀巖土體的識別與探測中。在瞬態雷波法的實際應用中，可采用一個與地面保持垂直的沖擊震源發出信號，然后再結合實際情況利用多個檢波器，沿測線垂直方向布置支線，對一定頻率范圍內的瑞利波信號進行收集以及記錄，在數據處理方面，可提取出有效信息，然后再利用相關軟件進行正演或者反演。

結束語：總而言之，改革開放以來，我國的經濟已經在多個領域實現了飛速的發展，其中礦產資源在整個經濟發展的過程中具有至關重要的作用。由于需求量不斷增加，礦產資源短缺的問題開始凸顯出來。為保障未來我國工業的發展，就需要對地質礦產勘探進行不斷的優化以及完善，針對其中存在的不足提出相應的解決措施，為我國工業的發展保駕護航。

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