物探方法和鉆探方法在地質(zhì)勘查中的應(yīng)用探析

陶?qǐng)@ 墨彥榮 賈文香

摘 要：在地質(zhì)學(xué)中，地質(zhì)勘查技術(shù)非常重要，而且這種技術(shù)在很多行業(yè)也被廣泛運(yùn)用。目前在很多地質(zhì)工程勘察過(guò)程中，都運(yùn)用了許多高科技技術(shù)提高地質(zhì)勘查水平，這其中最為重要的是鉆探和物探兩種。文章對(duì)于在地質(zhì)勘察工程中運(yùn)用非常多的這兩種技術(shù)進(jìn)行了深入分析，同時(shí)希望對(duì)于該行業(yè)的勘查水平能夠起到一定的作用。

關(guān)鍵詞：工程地質(zhì)勘察；物探方法；鉆探方法

前言

在對(duì)地下進(jìn)行勘測(cè)的過(guò)程中，工程勘查很多時(shí)候都會(huì)應(yīng)有鉆探技術(shù)。比如：工程勘察主要對(duì)擬建場(chǎng)地的地下結(jié)構(gòu)進(jìn)行勘查，以此來(lái)得到詳細(xì)的分析報(bào)告，最終精確掌握地下巖層結(jié)構(gòu)，為施工部門(mén)和設(shè)計(jì)部門(mén)提供一手的可靠資料。這其中包括不明物體的分布、地下巖層或者土質(zhì)構(gòu)造、地下水分布等內(nèi)容。要想獲得這些資料，就必須使用鉆探技術(shù)，因?yàn)橥ㄟ^(guò)這種技術(shù)獲得的資料往往比較客觀和直接，其可靠性較高。雖然存在著上述優(yōu)點(diǎn)，但是其使用也有一定的局限性，因?yàn)槠渲荒軌蛲ㄟ^(guò)點(diǎn)線(xiàn)的方式接觸物質(zhì)，這種局限性的存在導(dǎo)致勘查過(guò)程中不可能僅僅依靠這一種技術(shù)就能夠達(dá)到目的。因?yàn)?，單純依靠這種技術(shù)，無(wú)法得到詳細(xì)的資料，同時(shí)其準(zhǔn)確性也會(huì)降低，工程勘查效率下降，無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)今的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

隨著科技的發(fā)展，地質(zhì)勘查過(guò)程中還是不斷引進(jìn)高科技，進(jìn)而為物探技術(shù)的運(yùn)用提供了條件。并詳細(xì)分析地下巖體的分布，比如巖體的大小、形狀等。然而，也同樣存在無(wú)法通過(guò)這一種方式完全掌握下地情況，因?yàn)槲锾郊夹g(shù)本身的復(fù)雜性決定了其運(yùn)用的局限性。那么，針對(duì)上述情況，就需要將這兩種技術(shù)結(jié)合起來(lái)，在工程勘查中進(jìn)行運(yùn)用，這樣才能夠得到準(zhǔn)確的地下巖體分布情況。文章對(duì)目前比較常用的勘查技術(shù)進(jìn)行了介紹，同時(shí)也分析了鉆探和物探結(jié)合勘查的有效性。

1 直流電阻勘查技術(shù)在工程地質(zhì)勘查工作中的應(yīng)用

直流電阻電測(cè)探法是通過(guò)相關(guān)設(shè)備，從觀測(cè)點(diǎn)入手直達(dá)地下的方式，同時(shí)通過(guò)電阻率的現(xiàn)實(shí)情況，對(duì)地下巖體進(jìn)行了解的一種方式。因?yàn)檫@種情況在一定程度上可以清晰了解地下巖體的分布情況和規(guī)模，進(jìn)而在很多勘查技術(shù)中都得到了廣泛運(yùn)用。最近幾年，高密度電阻率的勘查方式取得了飛躍性的發(fā)展，特別是在城市建設(shè)中，對(duì)淺層地下物質(zhì)的勘測(cè)更是充當(dāng)了主流力量。在對(duì)地下巖層進(jìn)行勘查的過(guò)程中，對(duì)于地下垂直距離或者比較小傾角的范圍內(nèi)，都可以進(jìn)行良好的勘測(cè)，但是一旦傾斜角度加大，就會(huì)增加電測(cè)探的難度。由此可知，通過(guò)前期的探測(cè)確定了地下物質(zhì)在物理性質(zhì)方面有很大差異，而且已經(jīng)了解巖層分布情況的條件，可以通過(guò)電測(cè)探的方式為中小型工程項(xiàng)目服務(wù)。

2 地震波勘測(cè)技術(shù)在工程地質(zhì)勘查工作中的應(yīng)用

地震波的基本原理是通過(guò)地波的方式探測(cè)地下物體，主要的方法有折射波和反射波兩種。主要原理是根據(jù)對(duì)反射波或折射波時(shí)間場(chǎng)沿測(cè)線(xiàn)方向的時(shí)空分布規(guī)律的觀測(cè)確定地下反射面或折射面深度及構(gòu)造形態(tài)及性質(zhì)。這種物探方式具有非常高的準(zhǔn)確性，而且得到的成果也非常單一，然而存在著成本高的缺點(diǎn)。這種技術(shù)是上世紀(jì)中葉開(kāi)始發(fā)展，最終取得成功的。其主要是在石油勘查中得到運(yùn)用，后來(lái)隨著信息技術(shù)的發(fā)展，在很多工程勘察領(lǐng)域都得到了運(yùn)用。尤其是CT技術(shù)的運(yùn)用，更是讓地震波成為了勘查的重要手段，而且還可以通過(guò)勘查對(duì)地下巖體進(jìn)行成像處理。比如，在水利工程中，可以通過(guò)這種技術(shù)分析船閘周?chē)牡叵聨r層分布，進(jìn)而可以對(duì)坡體的抗壓能力進(jìn)行預(yù)測(cè)，這對(duì)于設(shè)計(jì)水利工程者來(lái)說(shuō)具有非常大的幫助。由此可見(jiàn)，引進(jìn)了CT技術(shù)的地震波勘查技術(shù)已經(jīng)可以為場(chǎng)地動(dòng)力學(xué)提供實(shí)際的參數(shù)資料作為參考，是一次質(zhì)的飛躍。

3 瑞雷波技術(shù)在工程地質(zhì)勘查工作中的應(yīng)用

瑞雷波技術(shù)相對(duì)而言還比較新，不過(guò)期在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中所取得的成績(jī)得到了許多人的認(rèn)同，這種技術(shù)是通過(guò)瞬時(shí)狀態(tài)和穩(wěn)定狀態(tài)相機(jī)和的方式進(jìn)行觀測(cè)。但是，在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，其設(shè)備體積大，資金耗費(fèi)貴，因此在實(shí)際并沒(méi)有得到廣泛運(yùn)用。相對(duì)而言，瞬時(shí)狀態(tài)的瑞雷技術(shù)操作簡(jiǎn)單、設(shè)備要求不高、測(cè)定效率高等優(yōu)點(diǎn)，所以在工程中運(yùn)用很多。瞬態(tài)瑞雷波測(cè)試的信號(hào)主要是來(lái)源與垂直作用在地面上的沖擊地震波，在其影響的范圍內(nèi)可以將瑞利波信號(hào)進(jìn)行集中，并利用其反射波來(lái)實(shí)現(xiàn)正演和反演，而且這種技術(shù)的兼容性比較強(qiáng)，技術(shù)智能化程度相對(duì)較高。利用瑞雷波法可以測(cè)定在深度改變的同時(shí)其面波速度和實(shí)際鉆孔深度測(cè)定的巖層情況，經(jīng)過(guò)比對(duì)可以發(fā)現(xiàn)在頻散曲線(xiàn)的之字形拐點(diǎn)和鉆孔分層的位置是一致的，所以在實(shí)際的礦山勘測(cè)中與測(cè)量、鉆探資料的相互結(jié)合可以清晰的描述鉆孔結(jié)構(gòu)和巖層走向。

4 地質(zhì)雷達(dá)勘測(cè)技術(shù)在工程地質(zhì)勘查工作中的應(yīng)用

地質(zhì)雷達(dá)的勘測(cè)技術(shù)較為復(fù)雜，其勘測(cè)深度、分辨率等會(huì)受到技術(shù)措施的影響，如天線(xiàn)的方向、距離、電磁波功率等。目前工程中常用的為剖面法和寬角法構(gòu)成的雙天線(xiàn)地質(zhì)雷達(dá)的觀測(cè)方法。所謂寬角法測(cè)量就是在一個(gè)天線(xiàn)沿著測(cè)線(xiàn)移動(dòng)而另一個(gè)則固定不變，利用地下不同地層對(duì)雷達(dá)波的反射率不同來(lái)進(jìn)行測(cè)量與分析，計(jì)算獲得地下不同介質(zhì)的分布情況。剖面法的定義就是發(fā)射和接受天線(xiàn)在勘測(cè)是進(jìn)行同步的移動(dòng)并保持間距相同。在勘測(cè)中做好相關(guān)記錄就可獲得雷達(dá)對(duì)地下探測(cè)時(shí)間剖面圖像，體現(xiàn)出測(cè)線(xiàn)下方的目標(biāo)物的改變。地質(zhì)雷達(dá)的資料分析與地震波的數(shù)據(jù)處理類(lèi)似，利用專(zhuān)業(yè)的軟件可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)化的觀測(cè)與分析，利用多次疊加、數(shù)字濾波等技術(shù)可以獲得不同的分析效果。

在實(shí)際工程運(yùn)用中，地質(zhì)雷達(dá)具有操作簡(jiǎn)單，攜帶方便的特點(diǎn)，而且具有非常強(qiáng)的抗干擾性能，能夠得到較高分辨率的圖像資料。其應(yīng)用的范圍也十分廣泛，如地質(zhì)勘測(cè)、公路質(zhì)量控制、考古發(fā)掘等。其應(yīng)用廣泛，也是物探和鉆頭技術(shù)相結(jié)合的典型技術(shù)形式。如在某個(gè)工程中地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)地下溶洞的案例就可說(shuō)明其應(yīng)用價(jià)值。在某個(gè)工程中為了勘察地下的溶洞情況，并在施工中有效躲避溶洞影響，就采用了地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)，然而，在對(duì)地下物還沒(méi)有明確的情況下，不能夠僅僅使用物探技術(shù)進(jìn)行分析，因?yàn)檫@種技術(shù)具有正對(duì)性較低的特點(diǎn)，而且每次使用的成本不低，因此采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行勘測(cè)溶洞，并進(jìn)行了灌漿處理，最終才完成了工程勘測(cè)，可見(jiàn)利用地質(zhì)雷達(dá)配合鉆探技術(shù)可以獲得高效率的勘測(cè)，并獲得準(zhǔn)確的勘測(cè)結(jié)果。

5 結(jié)束語(yǔ)

單純運(yùn)用鉆探技術(shù)對(duì)地下巖層進(jìn)行勘查，由于其技術(shù)的局限性導(dǎo)致了無(wú)法得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)資料，物探技術(shù)又從宏觀的方向?qū)r層進(jìn)行分析，得到較為準(zhǔn)確的大致巖體分布情況。所以，可以將兩種技術(shù)結(jié)合起來(lái)，得到的資料進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，進(jìn)而就可以得到比較準(zhǔn)確的地下分布資料，為后續(xù)工作的展開(kāi)提供條件。

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