物探与钻探在工程地质勘察中的具体应用

李登云

内蒙古乌兰察布市012000

摘要：物探与钻探方法是工程地质勘察中常用探测方法，钻探及物探方法的有机结合，可经加强工程地质勘察工作中二者所表现的优势特征进行，提高工程地质勘察工作质量。对于地质工程勘察人员，在自身技术水平不断提高基础上，从不同工程实际情况出发，灵活使用勘测方法，能有效提升科学的勘测工作。

关键词：物探；钻探；工程地质勘察

随着国民经济建设的不断发展，工程物探勘察及钻探技术越来越被工程界广泛采用，并取得了良好效果。钻探技术在传统工程地质勘察中占有重要地位，但由于探测方法单一，越来越局限。随着科技的进步，物探技术在工程地质中得到了应用。因此，在工程地质勘察中，物探、钻探方法都有其优缺点，钻探与物探方法的有机结合往往能取得快速、准确勘察成果。

一、工程地质勘察概述

工程地质勘察的任务总体上是勘察出一定程度上符合工程建设规划、设计、施工的可靠地质条件，以合理有效利用自然及地质条件，对不利地质因素进行及时勘察，保障建筑物安全与建设条件。勘察的总体任务可归纳为：选择地质条件优越建筑场地，核实其地质条件；对场地内地质条件进行勘察，排除崩塌、滑坡、岩溶等地质物理现象；对地基岩石的岩石年代与特性、地质构造等进行勘察；地下水类型、水质、埋深、分布的变化勘察；防范措施的提出和处理方法。对于工程项目设计的不同阶段，勘察工作也分为几个阶段，目的是逐步对复杂或特殊地质条件进行施工勘察，给出合理勘察方案。

二、瑞雷波法

瑞雷波法作为一种最新型工程地质勘察方法，一经问世就受到地质勘察者的欢迎。瑞雷波沿地面表层进行传播，其中表层厚度约为一个波长，所以相同波长的瑞利波映射出地质条件在水平方向的实际情况，同时不同波长传播特质也表现出不同深度特质，波长的控制由频率决定。瑞雷波还有另一种叫法，即面波，其在收取与辨别上较复杂，瑞雷波波速的确立对岩土力学参数作用至关重要，其当前主要用于测试及探究岩体的弹性力学数值和表面层地质组成等。瑞雷波不仅拥有很强稳定性，同时也有瞬间爆发力存在，即瞬间动态。瑞雷波分为稳定、瞬态瑞雷波，由于稳态瑞雷波设备较庞大笨重，同时成本高，因此在工程地质勘察中已被弃用；而瞬态瑞雷波则恰恰相反，瑞雷波法的瞬间动态速度快，其设备简便，因此拥有强大快捷性。露天煤矿的开挖平台常会用到瑞雷波方法，在对其应用时，勘察人员可构建一种与瑞雷波变化情况相关的实际钻探得到的钻孔柱状图。深入研究该图可发现，图表内容的“之”字形曲线观点位置和钻探钻孔分层位置维持相同的速度及方向，基于此开展线条测线观测和钻探资料校正工作，能对地下煤层的空间结构脉络有清晰了解。

三、地震波CT技术

地震波CT技术利用来自不同方向的地震波走时来探测对象内部速度结构的成像技术，其工作原理是在不同地质条件下采用恰当的激发和接收点的排列接收地震波，再利用波动走时对各单元的弹性波速进行反演，继而确定被探测地的波速分布图象，完成地质的有效勘探。

地震波CT技术是近年来发展起来的一种地球物理方法，早在上世纪石油勘探中就已获得较好的地质效果。然而由于客观技术的限制，一直未被有效推广，然而随着计算机技术的不断发展，这项技术已被应用到地质勘探工作的范畴之内，并已取得显著效果，例如，在对长江三峡永久船闸高边坡卸荷影响的探测中，地震波CT技术能帮助人们成功调查相关地质情况，为地质概化模型分析、边坡稳定性分析等首次提供了完整的力学参数“体”数据。再如，地震波CT成像技术应用于水库渗漏勘察，能帮助人们确定主要渗漏通道与渗漏点位置。由此可见，地震波CT技术分辨率高，能对岩溶及岩体破碎进行确定，还能对岩体的稳定性进行细致全面的评价，找寻出地质异常的空间位置，进而为岩体分区及波速成像开拓新的途径。

由于CT所用仪器为浅层地震仪，所以涵盖了浅层地震仪所有优点，但凡是地质钻探能达到场地，CT均可在不受文化层和地表障碍物影响情况下有效剖面测试。需注意，CT探测深度受电缆线长度及井深约束，只有确保电缆线长度及井深，才能保证剖面深度足够。CT技术不仅成图效果好，而且勘探结果直观，是值得大力推广新技术。

四、地质雷达

地质雷达的关键是探测的深度及分辨率，但影响其的因素较多，如电磁波、天线间隔距离等，会直接影响地震雷达探测结果。当前，使用较多的是双天线地质雷达的观测，双天线是由宽角法及剖面法组成。宽角法观测时，呈现的是一个天线移动，另外一个不动的状态，通过计算反射波双走势，能获取勘探对象的有关参数。剖面法观测是指不管是发射还是接收天线，在移动时其间隔相同，进而通过记录得到时间剖面图，可通过这一图像了解到勘探对象变化情况。地质雷达需对资料进行处理，地震波CT也是，而且二者技术相差无几，能供其使用软件较多。地质雷达应用简单，但抗干扰性好，分辨率高，是一种勘探效果较好的技术。

五、

瞬变电磁测深法

瞬变电磁测深技术简称为TEM，随着科技快速发展产生的技术，从属与电法勘探分支手段，瞬变电磁测深法能利用全部采集而来数据实现全方位使用，面临每一个探测点都处在不同视深度电阻率实施所得，同时制定电阻率剖面图，应用电阻率的异常情况对地下目的物展示情况和几何形态实现辨别，同时利用定位手段。这一技术具备较好分辨力，而且电磁法穿透高阻层能力高，若应用人工源就不会带来随机干扰影响，能获取较高探测效果，能直观清楚成像，另外，应用这个技术能随时随地进行方便耦合，面对来源于地形的直接影响较小。平时工作进程中，较狭窄地方，另外的物探手段无法顺利实施过程中，科学合理使用瞬变电磁法的效果更加显著。加上正因这一技术的探测属于纯二次场，因此能单纯选择较简单的加强发射功率措施，由此证明二次长信噪比逐渐提升目标，将探测的深度有效提升上去。正因这一手段具备显著优势，从而能在地质矿产及工程地质勘察中广泛使用。此技术具备较高便利性，只需在野外位置上沿着测线逐步对多个探测点进行测量，按专门软件使用针对采集获得野外数据后实现校正地形的目的，将畸点剔除后反演更加直观的反映出地下构造地电断面图。

六、高密度电阻率法

在勘察工程地质过程中，通常遇到的检测目标体埋深较大、规模不大，所以开展工作时要求高密度和小间距，若应用传统施工方法，难以达到精度要求，会降低工作效率。对此，可应用高密度电阻率法，能体现出常规剖面法及探测法具体功能。这一方法只需简单布线就能观察大量记录点数据，提高施工效率，并且收集到很多相关信息。自动采集系统对这些实时数据进行采集，使用技术软件在现场处理这些数据，进而完成自动绘制及处理结果打印等工作。这一方法的应用能将电阻率法智能化加深，对地下物体进行有效探测。高密度电法在现场需许多工作装置，根据现场实际条件及深度要求，选择电极点与总数间的距离。利用有限元法、边界元法及目标算法，反演及分析高密度电法数据，因三种方法中各具优缺点，选择时应考虑岩土层实际情况。使用高密度电法进行勘探可将数据采集质量提高，并使现有信息更加多样，加深电法勘探智能化程度。

总之，工程地质勘察对工程建设有着重要作用，是针对影响建筑物地质因素研究，其中地质因素包括地质结构、构造等。只有完成地质勘察，才能根据相关情况对建筑实施防护措施，进一步保证建筑物牢固性。工程地质勘察有很多方法，其中物探和钻探运用广泛，为进一步优化勘察方法，利用物探和钻探相结合的办法为地质勘察提供了方便。

参考文献：

[1]朱乐平.物探与钻探在工程地质勘察中的具体应用经验分析[J].智能城市,2019,5(13):112-113.

[2]张金博.物探方法和钻探方法相结合在工程地质勘察中的运用[J].工程技术研究,2020,5(01):13-14.