物探技術在巖土工程勘察中的應用及前景探析

覃富皓

（廣西金盛交通勘察設計有限公司，廣西 南寧 530000）

查明場區巖土工程條件是施工的前提，可結合勘察成果針對不同的工程地質條件有效防止施工過程中的地質災害并杜絕后期的地基失穩等安全隱患，進而提高施工質量和效率。物探技術是屬于勘察檢測技術。主要通過物理勘探手段了解工程地質條件并為設計、施工提供地質依據。其應用可有效提高工程勘察水平并也保證施工質量。結合勘察地質資料，設計、施工工作人員經過分析可得出更為科學的判斷，以此實現合理規劃、優化設計、解決地層存在問題，從勘測方面來看，使結果變的更準確、過程變得更簡單、資金投入變得更少。

1 物探技術原理

（1）物探技術概述。物探技術原理是通過儀器對人工或自然空間進行測量，了解地下巖土層的地質情況和差異，其了解內容包括大小、形狀和埋深等相關信息，最后處理這些地質問題。因此在應用上物探技術特點包括以下幾點：一是在勘探過程中利用多種技術和方法，不同方法如地質雷達、鉆探技術、室內試驗等、不同技術如高密度電法、鉆孔聲波測試、電磁波CT等[1]。二是在應用中，物探技術存在局限性，需要結合多種技術增加靈活性。勘探對象不同和勘探成果不同，針對需求選擇勘探技術并結合其它勘察技術。三是在應用前，現場勘察試驗十分重要，比較不同設計方案，選出最合理方案和采集設備，力求勘探效果最好。四是綜合三方面結論與物探后的結果進行對比，三部分為鉆探、原位測試和試驗，根據以往經驗，建立一套全面包含定量分析的應用體系和勘察判斷標準，保證結果的準確和精確。

（2）物探技術詳細介紹。在我國，巖土工程物探方法較多。下文詳細分析七種較常用方法的優缺點：①高密度電阻率法。這種方法主要根據不同巖土介質產生的電導率不同，通過測量和分析人工穩定流場的分布規律，解決出現的問題。從這角度說，可以通過直流測量確定特定的地質密度和結構組成，從而可以更清楚地理解地下的地質結構，并在實施該項目時可以進行有針對性的開挖和基礎施工。同時，這種方法特別適合對滑坡、斷層等地質構造的勘察，其測量結果準確且穩定，這為今后的工程規劃起到幫助。但這種方法的缺點為：一測量方法復雜，二對電流要求高，因此在測量過程中對外界電流水平提出高的要求。②淺層地震反射波技術。這種方法是根據不同的地質構造對地震波反射不同，利用頻率和振幅開展地質勘探。通過分析每個部位的反射時間和頻率，可以了解地質資料，如地層、斷層和空曠區等情況。這種方法的優點是易于掌握和數字靈敏度高，即使地下幾千米的深度也能分析其地質條件。③雷達探測技術。這種技術是利用雷達傳輸的脈沖來進行勘察，不同地質構造引起的脈沖不同，通過脈沖差確定分布規律。該技術的優點是不用進行地下鉆探，通過信號反射結果就能得出結論。因其強的分辨率和抗干擾力，周圍噪聲不能對其產生干擾，更有利于城市環境的地質勘察。④微重力法。微重力是通過檢測碳酸鹽巖的重力分布差異，進行快速方便的勘測。該方法比較適合開闊平坦的地方。如果有洞穴存在平坦地區地下，無論洞穴里存在那種物質，如空氣、水或沉積物，該區域的密度都會變小，進行檢測碳酸鹽巖的重力檢測，洞穴位置很快被發現。在使用微重力儀時，可以校正對地形的影響。⑤高精度磁法。高精度磁法是根據不同巖層對于磁性反應不同進行勘探的方法。利用這種方法可以掌握各類巖石的成分，進行勘探時，技術人員要到巖土工程礦區實地調研，找到磁場位置和對整個勘探區產生的影響。并且，地下巖土工程受到磁性作用影響較大，所以，整個勘探工作效率較高，同時工程人員的安全也得到了保障。⑥電法勘探。該技術原理是利用不同物質對于磁力的反應不同，以此把地層內的物質成分成功展現出來，為工作人員了解地質內部結構提供技術支持。所以受到較多勘探企業的歡迎。為了保證在勘探過程中該技術的科學性，在具體的施工時，技術人員要全面細致檢查施工現場。該項技術比較適合對電力工程進行勘探，在進行電力工程時，根據整個地質結構的分布進行合理規劃，在分析各類信息的后，利用每種勘探方法的優點保證勘探質量。⑦計算機技術應用。經濟的發展帶動科學和信息技術的發展，促使計算機技術的應用變得廣泛。計算機技術應用到勘探領域后，勘探結果變得更精確，技術人員對地址信息了解的更全面，在勘探過程中發現漏洞并提出解決方案。

（3）巖土工程勘察特征分析。在進行巖土工程勘察施工時，所處區域和環境不同決定其地質情況也不同，因此，運用哪種勘察技術需要結合實際的地質情況。巖土工程勘察相對其它工程主要特點有：第一，在勘察時，其平面上呈帶狀分布的特點，寬度低、延伸性高，對大部分的地勢和地貌都較合適，對地質環境適應性強；第二，在路基上進行勘察時，具有承受的荷載量不高的缺點，但在一些級別高的工程中進行勘察時，根據不均勻沉降現象提出更高的標準。因此，在勘察開始之前，按照勘測項目具體實際情況和施工標準合理分析。

（4）工程物探技術和巖土工程的關系。工程物探技術是一種對專業技術要求高的技術，這種技術在對巖土工程方面進行勘探發揮作用較大，可以有效解決工程中遇到的地質問題。巖土工程自身的特點決定很容易出現很多問題，在應用該技術之前，首先要對工程內出現的實際問題進行分析，針對問題找到其根本原因，并積極主動的采取合理的處理方案。另外還有，對于勘察所得的信息數據方面的處理，相關工作人員經過整理后認真開始分析，采取行之有效的方案解決出現的問題。進行巖土工程勘察工作時，其技術重點是圍繞巖土工程勘察工作中需要解決的某些實際問題，針對這些問題找到原因后，采用積極有利方案進行解決。巖土工程開展施工期時，技術工作者一定要關注以下幾方面內容：①在應用工程物探技術時，合理處理各種參數問題。在進行巖土工程勘察時，能夠獲取到數量巨大數據，數據就是信息，所以要對這些數據進行有效的處理和分析，研究得出結論為工程建設進行指導。②在對工程界面上，要合理劃分出現的問題，在進行勘察工作時，對于地質的構造和截面方面，如果劃分不合理，在進行工作是極易產生很多問題。③從地質形態出現的問題看。在進行巖土工程施工時，各類截面和地質情況都有可能會出現，這些都對施工的正常開展產生較大影響。④在對巖土工程的地質狀態進行勘探時，要以科學性、合理性為前提。在實際的工作中，要不斷進行整合，如巖土工程施工技術和物探技術兩者之間的整合，這樣才能保障施工的安全性和施工的質量性。

2 工程勘察中物探技術的具體應用

（1）應用物探技術到巖土工程勘察。物探技術在巖土工程檢測中地位不容忽視無可替代。此技術還可以應用在其它方面，如通過檢查地基的密實度，了解地基加固效果是否良好。或基樁的質量能否合格。通常用到的技術手段包括地質雷達和彈性波速測試。其工作原理是進行電磁波和彈性波速測量、利用原位測試值得到其和地基壓實度之間的數據。然后比較在施工前獲得具體數據，評價地基及基樁質量的過程。目前在進行巖土工程施工時，這種無損檢測技術是較有效的質量控制方法。現在主要有以下兩種：聲波和動力測樁法。它們利用的原理是波在傳播過程中，其速度和反射狀況會因為遇到物質不同會有差異，可以靈敏反應出來并能容易被捕捉到，以此變化判斷混凝土的質量如何。

（2）提高物探技術到巖土工程當中的措施合理。在進行施工時，工程物探資料也會有重點和難點，其重點和難點包括采集和翻譯。首先，對于采集來說，在野外工作中，對部分很重要的數據一定要采集清楚準確。如果出現偏差，將對后續的施工造成影響，使施工質量無法得到保障。對于翻譯來說，對每一位物探工程師提出的要求較高，其必須有能力高質量地完成轉化工作，即原始數據轉化成工程地質資料。只有這些準確全面的數據，才能為工程出現的問題提供支持，才能選擇合理的處理方案，也是保障各施工環節安全進行的基礎。所以，物探工程師一定要具備全面的理論知識，不僅包括巖土工程和工程物探方面知識，還要能快速的處理每種地質問題，進而確保施工質量不受影響。如，當利用彈性波勘探法時，物探工程師要做到分離和抑制干擾波的影響。準確獲取物探資料。一般來看，軟硬件技術相互配合才能完成。

（3）在巖溶發育地區環境保護和災害防治中的應用。物探方法還可以應用在其它很多方面，如環境保護方面、進行旅游開發、預測和預防災害。從環境保護方面看，如在巖溶地區，監測巖溶發育的變化、進行生態環境保護，預防其各種地質災害和其它污染。在20世紀前，蘇聯曾經發生過類似的案例。在奧卡河岸有一座大型化工廠，由于管理不慎，導致一些高濃度硫酸滲入地下溶洞里，促使地下碳酸鹽巖腐蝕加劇。不知不覺中地下溶洞不斷擴大后相互連通，這樣在地下巖溶通道變得越來越多，影響了地上建筑物的穩固，同時當溶蝕流入河水還污染了水源。蘇聯的工作人員通過測量發現了巖溶變化過程，在測量時，出現低阻異常，隨著時間的流失情況嚴重，說明巖溶隧道增多導致斷面面積增加。從河流電阻率來看，不斷增多的溶解物質進入河流中破壞了生態環境[2]。所以，鑒于這些測量結果采取措施，一邊，地面上的工廠和建筑對地基進行加固處理，避免因為地基承載力變差導致倒塌；另一邊，對環境進行保護，由環境治理小組消除污染包括河道和周邊地區。

3 結束語

綜上所述，物探技術應用價值大，該技術除了在勘察方面，如對施工地質環境條件進行勘測，還能發現影響施工建設的地質因素。所以在施工前進行勘察工作時，技術人員要利用每種物探技術的優點對施工條件和地質數據有效勘察，以確保數據精準。另外，利用先進技術可以較容易完成地質剖面圖，可快速為施工提供準確的數據依據，并及時發現遇到的地質問題，摸清場區工程地質條件，提高巖土工程勘察質量，為后續設計、施工建設保駕護航。