田增彪

（河北九華勘查測(cè)繪有限責(zé)任公司，河北 保定 071051）

工程物探檢測(cè)方法是我國(guó)地理勘察物理學(xué)中的一個(gè)重要分支，自上世紀(jì)90年代以來隨著地理勘察技術(shù)的不斷提高，將計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)充分的應(yīng)用到地理勘察技術(shù)中使得工程物探檢測(cè)方法技術(shù)得到了有效的發(fā)展與進(jìn)步。工程物探檢測(cè)主要服務(wù)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)建設(shè)，因此作用和重要意義非常顯著。近幾年來隨著我國(guó)工程建設(shè)以及各種基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷發(fā)展和完善，使得工程物探檢測(cè)技術(shù)也得到了顯著的提高。國(guó)內(nèi)外針對(duì)工程物探檢測(cè)技術(shù)紛紛結(jié)合計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，使得工程物探技的應(yīng)用效果得到了顯著的提高[1]。

1 工程物探檢測(cè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

在區(qū)域針對(duì)建設(shè)工程以及環(huán)境進(jìn)行工程物探檢測(cè)，已經(jīng)成為了現(xiàn)階段工程質(zhì)量鑒定和監(jiān)測(cè)的重要步驟。在進(jìn)行工程物探檢測(cè)的過程中主要包括對(duì)覆蓋層風(fēng)化帶基巖面的起伏形態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)所在區(qū)域的隱伏斷層破碎帶以及裂隙密集帶等探測(cè)，同時(shí)對(duì)于的地下管線、地下工程、古墓以及其他埋藏物進(jìn)行探測(cè)，對(duì)于鐵路、公路、機(jī)場(chǎng)基礎(chǔ)探測(cè)以及質(zhì)量檢測(cè)。因此工程物探檢測(cè)技術(shù)在工程物探檢測(cè)的過程中可以針對(duì)工程質(zhì)量多方面的檢測(cè)，其檢測(cè)的重要性和應(yīng)用效果也越來越受到重視[2-4]。

在發(fā)達(dá)國(guó)家，由于其國(guó)家的大規(guī)模工程建設(shè)相比于中國(guó)比較早，因此物探工程技術(shù)的發(fā)展比中國(guó)更為成熟?，F(xiàn)階段國(guó)國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用工程物探檢測(cè)技術(shù)主要是針對(duì)工程病害進(jìn)行診斷。而且隨著經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)觀念，國(guó)外很多國(guó)家紛紛應(yīng)用工程物探技術(shù)對(duì)環(huán)境問題進(jìn)行檢測(cè)，比如通過工程物探檢測(cè)技術(shù)探測(cè)核廢料的污染范圍，運(yùn)用工程物探檢測(cè)技術(shù)針對(duì)油庫泄漏的污染帶進(jìn)行檢測(cè)與分析。例如日本對(duì)物探工程檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展就較為成熟，該國(guó)家的工程檢測(cè)技術(shù)是現(xiàn)階段發(fā)展較為全面的國(guó)家之一，而且在工程檢測(cè)方面的應(yīng)用也較為普遍，紛紛取得了良好的工程物探檢測(cè)效果，值得其他國(guó)家學(xué)習(xí)。

2 工程物探以及工程物探檢測(cè)方法

2.1 工程物探方法

工程物探方法主要包括電法勘探、雷達(dá)勘探、彈性波測(cè)試、地震勘探、層析成像幾種常用的工程物探方法，電法勘探按照方法分主要包括自然電場(chǎng)法、音頻大地電磁測(cè)深法、瞬變電磁法等；按照裝置形式分主要包括,中間梯度法、電測(cè)深法、電剖面法、高密度電法等。地震物探主要包括淺層折射波法、淺層反射波法以及瑞雷波法，彈性波測(cè)試主要包括聲波法、地震波法、在聲波法中可選用的單孔聲波、穿透聲波、聲波反射等等，而地震波法可選用的主要由穿透地震波速測(cè)試、連續(xù)地震波速測(cè)試、地震測(cè)井等等。此外層析成像主要包括聲聲波層析成像、電磁波吸收系數(shù)存析成像以及電磁波速度層析成像等相關(guān)方法。

2.2 工程物探檢測(cè)方法

根據(jù)我國(guó)工程物探技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)階段在進(jìn)行工程物探技術(shù)檢測(cè)時(shí)常用的成熟方法主要有彈性波類、電磁波類、影像類三大類別，針對(duì)彈性波類工程物探檢測(cè)技術(shù)主要與分析彈性波在所探測(cè)嚴(yán)禁內(nèi)的傳播特征作為檢測(cè)基礎(chǔ)，通過這種方法針對(duì)聲波類和地震波類的工程物探技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)這兩種探測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，但是并不能單獨(dú)使用從而具有兩者不可互相代替的特點(diǎn)。而電磁波類工程物探檢測(cè)技術(shù)主要是針對(duì)判定雷達(dá)和電磁波CT探測(cè)技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)，通過探井雷達(dá)可以針對(duì)隧道施工掌子面進(jìn)行超前探測(cè)預(yù)報(bào)，還可以結(jié)合道路工程的施工質(zhì)量，地下水道的圍巖與混凝土結(jié)合部相關(guān)狀況，對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過程中的混凝土內(nèi)部缺陷進(jìn)行有效的檢測(cè)。而電磁波CT檢測(cè)技術(shù)通過電磁波吸收系數(shù)成像，根據(jù)電信差異和規(guī)模的地質(zhì)體，為工程基礎(chǔ)灌漿做出有效的指導(dǎo)，可以為工程建設(shè)的灌漿效果進(jìn)行有效的檢測(cè)。而影像類檢測(cè)主要是針對(duì)物體本體顏色和環(huán)境光照顏色疊加而成的物體顏色應(yīng)用電視、錄像設(shè)備對(duì)被檢測(cè)對(duì)象在一定光照條件下的圖像進(jìn)行采集，從而對(duì)相關(guān)圖像進(jìn)行有效的分析來判斷被檢測(cè)對(duì)象的。

3 工程物探檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

圖1 高精度磁法探測(cè)的地下障礙物實(shí)例

隨著我國(guó)基礎(chǔ)工程設(shè)施建設(shè)的不斷完善，近幾年來水上大型工程建設(shè)越來越多，而淺層反射法對(duì)于水上大型工程的選址勘察檢測(cè)應(yīng)用可以解決很多其他鉆探方法無法解決的時(shí)間問題，例如在進(jìn)行水上大型工程選址勘探的過程中，采用水上地震影像法針對(duì)海底的輸液工程影響管道通過的障礙物進(jìn)行檢測(cè)和檢查，從而為水上工程的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)選址，提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)指導(dǎo)和依據(jù)。

此外我國(guó)很多在進(jìn)行大型工程建設(shè)的過程中面臨著地下水或者是地下文物的影響，因?yàn)椴荒軐?duì)地下水和地下文物進(jìn)行破壞，因此破壞性較強(qiáng)的勘探手段在進(jìn)行工程物探檢測(cè)的過程中不允許應(yīng)用，而應(yīng)用綜合物理地球探測(cè)方法就可以實(shí)現(xiàn)在不破壞地下水以及地下文物的情況下，應(yīng)用高精度的磁測(cè)方法探地雷達(dá)方法對(duì)地下工程進(jìn)行勘測(cè)，從而大型工程建設(shè)的選址任務(wù)。如下圖1所示為高精度磁法探測(cè)的地下障礙物實(shí)例。

圖2 過江線路段地下管道探測(cè)雷達(dá)圖像

此外我國(guó)很多大型工程在進(jìn)行選址的過程中面臨著非常復(fù)雜的地址與工程問題，在針對(duì)大型工程的地質(zhì)進(jìn)行勘測(cè)時(shí)為了提高探測(cè)成果以及質(zhì)量，使得探測(cè)的結(jié)果具有更高的可靠性，常常選用綜合探測(cè)方法。例如在京滬新鐵路干線南京上元門過江線路勘察的相關(guān)工作中，就是通過水下管線探查方法以及高密度地震影像技術(shù)，針對(duì)跨江沿線的線路地層分布和過江電纜進(jìn)行準(zhǔn)確位置的勘測(cè)，從而為京滬新鐵路干線的過江線路選址提供了理論依據(jù)與基礎(chǔ)。例如下圖2所示就是針對(duì)京滬鐵路干線南京上元門過江線路段，地下管道探測(cè)的雷達(dá)圖像[5-8]。

4 工程物探檢測(cè)方法技術(shù)的應(yīng)用展望

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，結(jié)合我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的現(xiàn)代化步伐，在此后工程建設(shè)的過程中，我國(guó)仍將處于工程建設(shè)的高峰階段，因此工程物探檢測(cè)方法以及相關(guān)技術(shù)在工程建設(shè)過程中的應(yīng)用，也將會(huì)越來越廣泛，而且隨著電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，將更多的應(yīng)用到工程物探檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，從而使工程物探檢測(cè)技術(shù)更加智能化，使探測(cè)的結(jié)果將更加準(zhǔn)確化，有效的提高我國(guó)工程物探檢測(cè)的質(zhì)量，例如在物探可視圖方面將向三維發(fā)展，實(shí)現(xiàn)三維電法剖面可視化，從而使得工程物探檢測(cè)技術(shù)在應(yīng)用的過程中能夠?qū)崿F(xiàn)全覆蓋、無遺漏的大范圍掃描，并得到詳細(xì)準(zhǔn)確的三維圖像從而為數(shù)據(jù)的提取和分析提供更可靠的依據(jù)。而在儀器設(shè)備方面也將繼續(xù)向“三高”目標(biāo)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)工程物探檢測(cè)儀器的高靈敏度、高分辨率以及高精度。