湯博

【摘 要】上世紀(jì)八十年代中期以來(lái)，經(jīng)過(guò)二十年努力，物探技術(shù)在工程勘察領(lǐng)域中應(yīng)用廣度和深度有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，并使之逐步成為與工程勘察市場(chǎng)密切結(jié)合、其他方法難以替代的技術(shù)。工程勘察市場(chǎng)的需要及更高的技術(shù)要求，為工程物探技術(shù)發(fā)展提供了機(jī)遇和挑戰(zhàn)。工程物探必須采用綜合物探技術(shù)，并與計(jì)算機(jī)、測(cè)繪等技術(shù)結(jié)合才有可能接受市場(chǎng)挑戰(zhàn)并謀求新的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】物探技術(shù)，工程勘察，應(yīng)用

一、在地質(zhì)災(zāi)害勘查中的應(yīng)用

1.1方法組合及作用：

以瞬變電磁為主，橫波反射及高密度電法與之配合，前者直接探測(cè)巖溶分布，后兩者分別了解基巖面形態(tài)、埋深及基巖不均勻特征。

1.2成果

基巖為中三疊統(tǒng)周沖村組角礫狀灰?guī)r，屬巖溶發(fā)育地層。由橫波反射地震時(shí)間剖面作基巖等深線圖，北東側(cè)基巖面隆起，往南東側(cè)呈單斜傾伏，標(biāo)高10m一25m。瞬變電磁發(fā)現(xiàn)兩條低阻異常帶，一條呈北北東向，位于基巖斜坡上，推測(cè)為淺部巖溶帶，寬3.4m一14m，XDNn孔所見(jiàn)溶洞屬該帶范圍，巖溶連通性為管道（相對(duì)低阻段）一滲透（相對(duì)高阻段）流，流向南西。另一條呈北北西向，位于基巖隆起部位，也為淺部巖溶帶，ZND14孔所見(jiàn)溶洞屬該帶范圍，以滲透流為主，流向北。兩帶流向與同位素示蹤技術(shù)所測(cè)巖溶水流向吻合。在兩帶間，高密度電法揭示淺部存在高阻團(tuán)塊區(qū)，呈北西向展布，推測(cè)為完整灰?guī)r段，它阻隔了上述兩個(gè)淺部巖溶帶間的水力聯(lián)系，兩帶的抽水試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了上述推斷，表明淺部巖溶水力聯(lián)系微弱。

二、在地下管線探測(cè)中的應(yīng)用

2.1簡(jiǎn)要說(shuō)明

該項(xiàng)目是物探技術(shù)與測(cè)繪、計(jì)算機(jī)技術(shù)密切結(jié)合提高物探高新技術(shù)含量的典型實(shí)例。探測(cè)方法以電磁感應(yīng)（包括充電、夾鉗）為主，技術(shù)有壓線、隔離和移位等，以充分發(fā)揮其探測(cè)效能而靈活擇用為原則，以管線儀探測(cè)為主，配以地質(zhì)雷達(dá)對(duì)復(fù)雜多管線區(qū)和非金屬管道分布進(jìn)行攻關(guān)。在建立管理系統(tǒng)上頗有特色，在全國(guó)同行業(yè)中率先作了網(wǎng)絡(luò)版的開(kāi)發(fā)研制。

2.2成果

本項(xiàng)目探測(cè)面積10.455km2，涉及1：500地形，探明地下管線七大類（電纜、供水、排水、熱力、風(fēng)、油品、廢棄）共31.種，定特征點(diǎn)31443個(gè)，管線長(zhǎng)646.71km。使用管線儀以RD系列為主。

三、在水底異物探測(cè)中的應(yīng)用

3.1簡(jiǎn)要說(shuō)明

“DQ243”輪沉沒(méi)于長(zhǎng)江龍?zhí)端?、3號(hào)錨地間，該船經(jīng)多次爆破解體并打撈，主要進(jìn)行了3次大規(guī)模打撈，每次打撈后作了物探勘查，結(jié)果表明殘船體未打撈干凈。

3.2方法組合及作用

采用淺層剖面（Geopulse淺剖儀）、高精度磁測(cè)（MP-4質(zhì)子磁力儀）綜合物探技術(shù)確定殘船體位置、埋深、打撈情況及江底地形，定位采用GPS（徠卡3405）。

3.3成果

分別于2000年1月、12月、2002年3月對(duì)打撈后的“DQ243”輪沉船殘?bào)w作了綜合物探勘查。前兩次淺剖反映江底地形平坦，起伏變化不足lm，表明打撈僅局限于淺表，后一次江底出現(xiàn)明顯凹槽，深約4m，表明打撈已達(dá)一定深度。淺剖在沉船殘?bào)w上出現(xiàn)多組繞射波，波頂為殘船體頂部；反映淤泥與亞砂上間的界面在繞射波范圍內(nèi)突然缺失，表明殘船體對(duì)聲波強(qiáng)烈的屏蔽作用；藉此確定殘船體頂深及分布范圍，前兩次頂深0.sm一lm，后一次0.sm一1m，，最大寬度依次為30m、26m、22m。磁測(cè)異常等值線表明3次形態(tài)基本相似，總異常長(zhǎng)度基本一致，約140m，總體呈東、西兩個(gè)異常。東側(cè)異常規(guī)模相對(duì)較大，強(qiáng)度依次為7500onT、34000nT、24000nT，表明每次打撈量較大，西側(cè)異常規(guī)模相對(duì)較小，強(qiáng)度依次為40000nT、1600onT、13500nT，表明第二次打撈量較大，第三次明顯減小，從江底地形看，打撈深度已達(dá)3m一4m，因此該異常反映大塊殘船體已基本打撈干凈，剩下的僅以碎體為主，埋深已相對(duì)較大。

四、工程物探技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用

4.1巖土工程勘察

由于工程物探技術(shù)可以利用連續(xù)加密測(cè)點(diǎn)的資料從而獲得連續(xù)的地質(zhì)界面，因此能有效地解決傳統(tǒng)鉆探手段以點(diǎn)帶面劃分地質(zhì)界面方法常帶來(lái)的漏判、劃分不準(zhǔn)確等缺點(diǎn)，并且能有效地解決傳統(tǒng)勘探手段難于解決的諸多巖土工程問(wèn)題，如地下不明物體、洞穴、滑動(dòng)面、軟弱結(jié)構(gòu)面、斷層、破碎帶等在地下的分布特征、形態(tài)、埋藏深度、位置。相對(duì)傳統(tǒng)的鉆探方法，工程物探技術(shù)的使用受場(chǎng)地、地形條件的限制較少，具有節(jié)省時(shí)間、節(jié)省費(fèi)用、勘探精度高等特點(diǎn)。合理地選擇、運(yùn)用工程物探技術(shù)與傳統(tǒng)勘探手段相結(jié)合，無(wú)疑是在激烈的勘察市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中制勝的法寶之一。在巖土工程勘察工作中應(yīng)用最為廣泛、發(fā)展最快的是彈性波技術(shù)。由于它是利用介質(zhì)傳遞彈性波的特點(diǎn)來(lái)揭示地理物體界面，當(dāng)?shù)叵挛矬w的界面物性差異較大時(shí)，彈性波就會(huì)從運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)兩個(gè)方面表現(xiàn)出異常來(lái)；其次是電磁波技術(shù)和電法技術(shù)，其主要代表是地質(zhì)雷達(dá)勘探方法和高密度電法。工程物探方法的適用范圍和適用條件在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《巖土工程勘察規(guī)范））（GB50021- 2001）的有關(guān)條文和條文說(shuō)明已有明確的規(guī)定，在此不一一贅述。

采用彈性波速度測(cè)井技術(shù)和場(chǎng)地常時(shí)微動(dòng)測(cè)試可以獲得建設(shè)工程抗震設(shè)計(jì)、建設(shè)場(chǎng)地和地基地震效應(yīng)評(píng)價(jià)所需的巖土動(dòng)力參數(shù)和設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)，如動(dòng)剪切模量、剪切波速、動(dòng)泊松比、動(dòng)彈性模量、卓越周期、結(jié)構(gòu)自振周期等。他們是建筑場(chǎng)地的類別劃分、地震作用和結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算的主要依據(jù)。

4.2巖土工程檢測(cè)

工程物探技術(shù)在巖土工程檢測(cè)方面的主要作用是地基加固效果的質(zhì)量檢測(cè)、大壩的碾壓密實(shí)度、路基的密實(shí)度、混凝土構(gòu)件、基樁的質(zhì)量檢測(cè)和評(píng)價(jià)。常用的方法有瞬態(tài)面波法、地質(zhì)雷達(dá)、彈性波速度測(cè)井等，主要通過(guò)彈性波速度和電磁波速度與原位測(cè)試試驗(yàn)值以及密實(shí)度之間建立相關(guān)關(guān)系，通過(guò)施工前后的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。此外，根據(jù)彈性波和電磁波在介質(zhì)中傳遞的速度變化可以對(duì)大壩及建（構(gòu)）筑物等混凝土構(gòu)件的裂縫進(jìn)行檢測(cè)，掌握裂縫狀況和有關(guān)參數(shù)，判斷對(duì)在建構(gòu)筑物的危害程度及研究相應(yīng)的補(bǔ)強(qiáng)措施。另外還可以檢測(cè)混凝土路面、瀝青路面、墊層的厚度等。

樁基無(wú)損檢測(cè)是工程物探技術(shù)在建設(shè)工程施工質(zhì)量控制應(yīng)用最為廣泛的一種重要技術(shù)手段。主要的測(cè)樁方法分為動(dòng)力試樁法和聲波測(cè)樁法兩種，它是根據(jù)彈性波傳遞速度變化來(lái)判斷混凝土質(zhì)量、樁身缺陷及缺陷的位置、樁的施工長(zhǎng)度和樁的形狀等，具有成本低、速度快，適合大面積檢測(cè)，并且可以隨機(jī)抽樣，而在國(guó)內(nèi)外被廣泛采用。

結(jié)語(yǔ)：

針對(duì)不同工程問(wèn)題，在考慮工作條件同時(shí)，既應(yīng)選用新的方法技術(shù)及組合，也應(yīng)重視新、老方法技術(shù)的結(jié)合，并在應(yīng)用中探索實(shí)踐與總結(jié)歸納，為完善和發(fā)展工程物探技術(shù)提供新的經(jīng)驗(yàn)。工程物探技術(shù)需要在應(yīng)用中不斷發(fā)展，使其逐步走向成熟。積極引進(jìn)新技術(shù)，加強(qiáng)與其他學(xué)科技術(shù)的滲透結(jié)合，增強(qiáng)高科技含量，開(kāi)拓更廣的工程市場(chǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]包振杰.測(cè)繪技術(shù)在地質(zhì)勘查中的應(yīng)用及發(fā)展方向研究[J].黑龍江科技信息，2011（35）

[2]律德軍.信息化測(cè)繪中城市勘測(cè)單位發(fā)展策略[J].測(cè)繪與空間地理信息，2009（6）