工程物探在地質(zhì)災害勘查中的應用分析

唐帥

山東萊克工程設計有限公司 山東 東營 257000

引言

隨著科學技術的不斷發(fā)展，勘探方法也越來越多。因地制宜，選擇合適的綜合物探方法，不僅可以保證地質(zhì)勘探的效率和質(zhì)量，還能有效推動我國礦業(yè)工程的不斷發(fā)展。本文論述了綜合物探在地質(zhì)災害勘查中的應用。

1 物探技術概述

1.1 物探方法在礦山地質(zhì)災害勘查中的意義

地球物理勘探技術是一種間接勘探技術，利用各種地球物理技術對人類居住的家園進行探測。檢測方法有很多種，如重力、磁力、地震、電法、聲波、放射性等。利用物理原理勘探地下礦物和研究地質(zhì)構(gòu)造的理論和方法。簡單來說就是地球物理勘探，廣泛應用于建筑、環(huán)保等領域。利用現(xiàn)代計算機技術，進一步加強了解譯，減少了地質(zhì)情況對物探技術的干擾，增強了分辨率，獲得了更多的有用信息，發(fā)展了反演的理論和技術，解釋和推斷了各種地質(zhì)問題，不斷提高了物探數(shù)據(jù)的處理效率和圖像處理技術。地質(zhì)勘探儀器應向輕量化和高精度方向發(fā)展。隨著現(xiàn)代地質(zhì)學的不斷發(fā)展，深部地質(zhì)問題的研究越來越受到重視。在這一領域，利用地熱等地球物理技術顯示了其潛在的優(yōu)勢。我國地質(zhì)條件優(yōu)越，開采規(guī)模大，但經(jīng)過長時間的開采，周邊地質(zhì)環(huán)境必然受到影響，發(fā)生地質(zhì)災害的概率大大增加，難以從根本上保證施工安全，開采工作無法順利進行。這里需要指出的是，常見的地質(zhì)災害有泥石流、地面塌陷、滑坡等。如果不及時處理，施工人員和周邊居民的安全自然會受到影響。從企業(yè)的角度來說，要想保證開采的安全，就必須及時發(fā)現(xiàn)隱患，通過可行的措施消除不利因素。相關人員要從具體的地質(zhì)條件出發(fā)，找到可行的應對方案，確保真正做到綜合防治。施工企業(yè)在組織開采過程中，要以人員安全為重點，尋找切實可行的措施，確保安全生產(chǎn)。要達到這個目的，就要合理應用物探方法，順利獲取相關數(shù)據(jù)和圖像，對其進行綜合分析，對礦區(qū)進行合理規(guī)劃，大面積塌陷的概率就會降低很多。這項技術的合理應用可以大大提高人員的安全性，保護生態(tài)環(huán)境。

1.2 物探技術在地質(zhì)災害勘查中的價值

地質(zhì)災害是一個非常復雜的過程，應依次進行調(diào)查、監(jiān)測、控制和評估。目前，地球物理勘探技術用于準確預測地質(zhì)災害的類型，達到防治的目的，減少各種地質(zhì)災害對環(huán)境的破壞。隨著科學技術的發(fā)展，人們可以利用各種先進的技術來預測地質(zhì)災害，如遠程控制技術。在滑坡和巖溶災害中，地質(zhì)災害調(diào)查已顯示出良好的效果，具有很大的發(fā)展空間和潛力。此外，物探技術可以有效促進城市防災減災的發(fā)展，為城市公共空間的安全提供有力保障。可以識別重點勘探區(qū)域，實時監(jiān)控，增強勘探的針對性，取得更好的勘探效果。同時，物探技術可以使人們對地層情況有更清晰的認識，獲得地層的動態(tài)變化，分析各種地貌的成因，從而有效地預防各種險情，減少重大地質(zhì)災害的發(fā)生。地質(zhì)災害的處理過程極其復雜，需要依次完成調(diào)查、監(jiān)測、治理和評估。目前，地球物理勘探技術可以準確預測地質(zhì)災害的類型，達到有效預防的目的，降低各種地質(zhì)災害對環(huán)境的破壞程度。隨著現(xiàn)代社會技術水平的不斷提高，各種先進技術可以應用于地質(zhì)災害的預測，如遙感控制方法。地質(zhì)災害勘查為評價提供了有力的科學依據(jù)，在防治各種地質(zhì)災害中顯示出良好的效果，如滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂縫、水土流失、土地沙漠化、巖溶災害等。它具有巨大的發(fā)展空間和潛力，必須加大創(chuàng)新和應用力度，才能充分顯示其良好的預測效果。此外，物探技術可以提高防災減災的效率，為災害提供強有力的保障措施，提高公共區(qū)域的內(nèi)部安全性。

1.3 地質(zhì)災害勘查過程中地球物理勘查技術需要達到的目標

首先，在地質(zhì)災害發(fā)生之前，我們可以利用適當?shù)氖侄魏拖冗M的技術，制造出精確的物質(zhì)探測裝置，來完成收集和處理地質(zhì)信息的任務。獲取海量數(shù)據(jù)信息后，需要利用深度學習、大數(shù)據(jù)分析技術等先進技術，挖掘出有價值的信息，充分發(fā)揮物探技術獲取數(shù)據(jù)的價值，準確估計地質(zhì)災害發(fā)生的概率和可能性[1]。其次，在地質(zhì)災害發(fā)生過程中，需要對周邊數(shù)據(jù)進行長時間的監(jiān)測，以保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性。利用各種制圖軟件可以直觀地顯示各種數(shù)據(jù)信息，并制定相應的防治方法和防治策略，達到全方位、全過程、多角度的監(jiān)測目標，有效避免同類型地質(zhì)災害的二次發(fā)生。最后，地質(zhì)災害發(fā)生后，要應用地球物理技術檢測災害對工程項目造成的破壞，及時完成無損檢測項目。專業(yè)的檢測儀器可以獲得準確的檢測數(shù)據(jù)，可以促進工程項目朝著長期、穩(wěn)定、安全的方向不斷發(fā)展。

2 物探技術在地質(zhì)災害勘查過程中需要遵循的原則

2.1 大信息量綜合原則

不同地區(qū)地質(zhì)條件存在差異，需要相關人員對相關數(shù)據(jù)進行綜合分析。在地質(zhì)勘探過程中，要靈活運用地球物理方法，獲取更多的參數(shù)，綜合分析研究到位，才能對導致地質(zhì)災害的因素有清晰的認識，了解災害發(fā)生的條件和特征，從而保證物探過程中異?，F(xiàn)象的有效排除。

2.2 未知的原理被已知所引導

在應用物探方法時，一定要注意布置方法，已知引導未知的原則一定要落實到位。在進行勘探時，要充分利用現(xiàn)有的資料，特別要注意地質(zhì)災害多發(fā)的地區(qū)，在此基礎上，找到最合適的勘探方法，明確相關的技術參數(shù)，從而完成地質(zhì)模型的構(gòu)建，使指導作用真正發(fā)揮出來。

2.3 優(yōu)化組合的原則

從目前的地質(zhì)物探現(xiàn)狀來看，每個地區(qū)的地質(zhì)條件有明顯的差異，在物探過程中要選擇合適的物探方法，使結(jié)果更加準確。這里需要強調(diào)的是資源、物力、財力等。應加以考慮，優(yōu)化物探方法，使勘探效果達到預期，才能真正實現(xiàn)經(jīng)濟效益的最大化。

3 勘查地質(zhì)災害的原因分析

地質(zhì)災害主要是由于地球內(nèi)外的作用力差異和人為操作等因素造成的?？赡軙霈F(xiàn)能量差、地質(zhì)板塊異常運動、巖層變形等情況。

對環(huán)境質(zhì)量有重大影響的地質(zhì)作用和現(xiàn)象，有必要利用先進技術進行調(diào)查，估計其發(fā)生的可能性，并采取積極措施加以預防。過度開墾、亂砍濫伐等行為造成水土流失后，地質(zhì)環(huán)境會發(fā)生很大變化。在降水量大幅度變化的作用下，土地將呈現(xiàn)嚴重的荒漠化趨勢，為地質(zhì)災害的發(fā)生創(chuàng)造了條件。因此，規(guī)范人類行為，積極完成地質(zhì)勘探任務，可以提高生存環(huán)境的安全性，降低各種地質(zhì)災害發(fā)生的可能性，從源頭上避免災害的再次發(fā)生。

4 物探技術在地質(zhì)災害勘查中的應用

4.1 應用淺層地震映象法發(fā)出的地震波勘查地質(zhì)災害

可以利用人工淺層地震設備向巖層發(fā)射地震波，根據(jù)這一過程的傳播規(guī)律識別相關地質(zhì)問題，并制定相應的解決方案。工作人員可用落錘法或敲擊法激發(fā)地震波，并仔細觀察這一過程中產(chǎn)生的波形信息，詳細記錄其接收情況和炮檢距信息。在這個過程中，如果時間信息發(fā)生了顯著變化，就要考慮地質(zhì)層信息的異常情況，可以用上面的數(shù)據(jù)分析過程來解釋。不同狀態(tài)下地質(zhì)層的密度等特征不同，地震波在穿過巖層邊界時可能會發(fā)生折射或反射?？梢越栌孟嚓P儀器設備分析地震波的變化規(guī)律和傳播時間信息，通過其變化規(guī)律推斷地質(zhì)災害發(fā)生的可能性。數(shù)據(jù)分析過程完成后，可以獲得巖石結(jié)構(gòu)和形態(tài)狀態(tài)的實時信息，完成地質(zhì)災害勘查工作。

4.2 利用GIS地球物理技術探索地質(zhì)災害

地球物理勘探技術操作過程簡單，可以獲得非常準確的地質(zhì)勘探結(jié)果，對預測重大災害發(fā)生的概率有非常重要的作用[2]。該技術應用范圍廣，不受外界環(huán)境因素干擾，發(fā)展空間大，可以實現(xiàn)對目標的全方位實時監(jiān)控，可以獲取大量準確數(shù)據(jù)，具有很好的借鑒意義。通過對距離、探測時間和精度的分析，可以大大提高測量的精度，從而準確預測地震災害。

4.3 利用高密度電阻率法勘探地質(zhì)災害

高密度電阻率法必須用直流電實現(xiàn)，才能得到三維電阻率的阻擋層，從而實現(xiàn)地質(zhì)災害勘查的可視化。該方法適用于地質(zhì)條件相對較好、執(zhí)行效率高、數(shù)據(jù)密度大的特點。在地質(zhì)災害勘探中，該技術可用于獲取電性異常信息。通過分析不同地質(zhì)層的電導率差異，可以發(fā)現(xiàn)不同的地形條件，并通過反演處理實現(xiàn)電極設置，從而有效降低各種干擾因素對測量結(jié)果的影響，提高勘探結(jié)果的準確性。

4.4 面波法

面波法是一種新的地球物理勘探技術，是多道瞬態(tài)面波法的簡稱。傳播速度、傳播的分散形式和巖石性質(zhì)都是相互關聯(lián)的。通過這3種方法的結(jié)合，可以解決當前的工程地質(zhì)問題?，F(xiàn)在，面波物探技術最重要的應用是在公路建設中，特別是在惡劣的地質(zhì)環(huán)境中，如滑坡。

4.5 地質(zhì)構(gòu)造在勘探定位中的實際應用

通過對礦業(yè)現(xiàn)狀的分析可知，要保證礦業(yè)的順利發(fā)展，就要保證地質(zhì)災害易發(fā)區(qū)能夠得到有效避開。要解決這個問題，就要根據(jù)地質(zhì)框架進行勘探，使定位更加準確。目前常用的地球物理技術有淺層地震探測技術、瞬變電磁探測技術等。國內(nèi)的區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)圖中已經(jīng)明確標注了關鍵地質(zhì)構(gòu)造的位置，但傳統(tǒng)技術的應用效果并不理想。相關人員在完成評卷工作時多是根據(jù)自己的經(jīng)驗，但偏差的概率較大。如果這個問題得不到解決，就很難保證礦山生產(chǎn)的安全。合理應用物探方法可以幫助我們了解土壤流動和地質(zhì)構(gòu)造的實際情況，企業(yè)在開發(fā)礦山時可以獲得必要的數(shù)據(jù)參考。

4.6 在礦山地質(zhì)災害勘查和防治中的實際應用

當自然環(huán)境發(fā)生變化，或者出現(xiàn)人為失誤時，必然會在一定程度上影響社會環(huán)境，甚至導致施工人員的安全。在礦山地質(zhì)災害勘探中，高密度電阻率探測技術和探地雷達探測號的應用較為普遍，取得的效果較為理想。從邊坡勘探和防治的角度來看，如果邊坡不夠穩(wěn)定，發(fā)生滑坡災害的概率會大大增加[3]。要想確保礦山地質(zhì)災害的勘查和防治能夠真正實現(xiàn)，就必須充分發(fā)揮物探方法的作用。在礦山邊坡預處理過程中，穩(wěn)定性應作為關注的重點。如果檢測后穩(wěn)定性不能滿足要求，應采取防護、擋土等手段進行處理，以保證問題的順利解決。從事現(xiàn)場勘測的相關人員必須完成地質(zhì)層的劃分，根據(jù)實際需要選擇合適的材料，同時確定滑坡的位置。只有這樣，才能保證護坡和擋墻真正到位，鉆孔數(shù)量才能大大減少，擋墻厚度才能控制在合理的范圍內(nèi)。只有這樣，礦山邊坡才能更加穩(wěn)定，地質(zhì)災害的發(fā)生概率才能降低很多。

4.7 在不良地質(zhì)層勘探中的實際應用

在礦山建設過程中，可能會遇到許多問題，如巖溶、孔洞、軟化體等需要注意的。要想保證巖溶位置真的可以避開，就必須確定巖溶發(fā)育位置。否則，地下開采必然受到影響，礦山企業(yè)遭受的經(jīng)濟損失也將大幅增加。當項目正式開始時，企業(yè)必須完成勘探工作，以確保清楚地了解巖溶地質(zhì)問題。在過去很長一段時間里，鉆探測量采用點探測法。這種方法的缺點是顯而易見的，勘察結(jié)果不全面，特別是不能明確巖溶發(fā)育位置的規(guī)律，判斷的準確性達不到預期。物探方法實用性強，在連續(xù)性上有明顯的優(yōu)勢，可以應用的范圍更廣，特別是對于巖溶發(fā)育。一般來說，基巖的電阻率會超過表層。因此，如果基巖中存在巖溶問題，其電阻率將明顯降低，從而可以準確判斷巖溶問題，確保礦井建設的安全。

5 結(jié)束語

綜上所述，物探技術是地質(zhì)災害勘查的重要手段。造成地質(zhì)災害的原因很多，必須從實際出發(fā)，選擇科學的物探技術，保證勘探的精度和質(zhì)量。利用GIS技術可以有效提高勘查效率，預防各種類型的地質(zhì)災害，并做好相應的測試工作，使其指標滿足地質(zhì)找礦和資源勘查的要求。