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摘要：随着我国改革开放的不断深入和国民经济快速发展，在大批国家重点工程项目建设的实施过程中，随时都会出现各种地质疑难问题。严重影响着重点工程的顺利进行，这给综合物探技术在工程勘察中的应用提供了机遇和挑战。
关键词：物探技术，工程勘察，应用
中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
引言：上世纪八十年代中期以来,经过二十年努力,物探技术在工程勘察领域中应用广度和深度有了长足的进步,并使之逐步成为与工程勘察市场密切结合、其他方法难以替代的技术。工程勘察市场的需要及更高的技术要求,为工程物探技术发展提供了机遇和挑战。工程物探必须采用综合物探技术,并与计算机、测绘等技术结合才有可能接受市场挑战并谋求新的发展。
在路桥工程勘察中的应用
1.1勘察任务及技术思路
本工程包括海堤道路、单塔斜拉桥及内海围填。勘察任务为:查明覆盖层结构、基岩岩性、垂向风化分带、断裂位置及特征和围填区海底电缆及异物分布,并在得江寻找围填区所需的海沙及其储量估算。据此结合区内地质条件分析,拟采用综合物探技术相互补充印证。
1.2方法技术
水域纵波反射:仪器为R一24浅层地震仪,震源为高频空气枪,接收为水上漂浮电缆(24道,道距Zem,主频100Hz),偏移距10m,激发气压为7劫甲a-9仪任、,激发间隔75,震源使电缆人深1.Zm一l.sm,4次覆盖。滩涂纵波反射:仪器同上,震源为震源枪(药量49),接收为100Hz纵波检波器,偏移距16m,24道,道距Zm,炮间距4m,六次覆盖。面波:仪器同上,震源采用18磅大錘锤击,接收采用4.5Hz检波器,偏移距4m,12道,道距lm,点距25m。浅地层剖面:仪器为Gl〕Y高分辨率浅剖仪,主频3500Hz,收发换能器同侧舷挂,间距1.gm,人水深0.7m,发射能量160)。电测深:仪器为WDJD一1多功能数字直流电测仪,应用对称四极测深技术,AB/2max取190m-260m,电源为发电机供电。电磁感应:仪器为SUBsITE75管线仪,应用磁偶极感应技术,频率为29KHz。
2、铁路隧道地下暗河勘察
某铁路隧道全长8km，其中探测段80m。根据地面物探资料推断在该段可能存在地下暗河。为了进一步了解该段埋深60m以内岩溶发育情况和确定有否地下暗河及其位置，在该段布置了4个钻孔进行钻孔电磁波CT勘查。该段的基岩为中厚层灰岩。电磁波CT勘查采用了JWQ3A型轻便单双孔电磁波仪。具体工作中进行了跨孔CT测量和单孔电磁波法测井，工作频率为32MHz。跨孔测量和单孔测井结果表明该区灰岩的吸收系数不大，而溶洞的吸收系数明显大于灰岩，说明该区存在开展钻孔电磁波CT勘查的物性前提。通过CT勘查，采用相对衰减层析成像。成像结果表明该区未发现有规模的地下暗河和溶洞，仅发现两处延伸规模不大的溶洞。
水库坝基勘察
某水库为河北省在建水库，为了确保大坝的安全，对水库大坝的坝基进行物探勘查。主要任务是工作区埋深10m内松散覆盖层中细砂、土软层的厚度、深度和平面分布情况。松散覆盖层中如存在中、细砂及粉砂或土层，其电性与砂卵石层会有较大的差异。根据这一特定的地球物理特性采用了直流高密度电阻率测深法和探地雷达法相结合布置了测网。根据勘查结果绘制了各剖面的剖面图和中、细砂层、粉砂层及卵石层等不良地质体平面投影图，并由此推断工作区内存在分布不规则的三种类型软质层位，分别为：泥卵石层、中细砂层和粉砂层。
在地质灾害勘查中的应用
4.1方法组合及作用:
以瞬变电磁为主,横波反射及高密度电法与之配合,前者直接探测岩溶分布,后两者分别了解基岩面形态、埋深及基岩不均匀特征。
4.2成果
基岩为中三叠统周冲村组角砾状灰岩,属岩溶发育地层。由横波反射地震时间剖面作基岩等深线图,北东侧基岩面隆起,往南东侧呈单斜倾伏,标高10m一25m。瞬变电磁发现两条低阻异常带,一条呈北北东向,位于基岩斜坡上,推测为浅部岩溶带,宽3.4m一14m,XDNn孔所见溶洞属该带范围,岩溶连通性为管道(相对低阻段)一渗透(相对高阻段)流,流向南西。另一条呈北北西向,位于基岩隆起部位,也为浅部岩溶带,ZND14孔所见溶洞属该带范围,以渗透流为主,流向北。两带流向与同位素示踪技术所测岩溶水流向吻合。在两带间,高密度电法揭示浅部存在高阻团块区,呈北西向展布,推测为完整灰岩段,它阻隔了上述两个浅部岩溶带间的水力联系,两带的抽水试验结果验证了上述推断,表明浅部岩溶水力联系微弱。
在地下管线探测中的应用
5.1简要说明
该项目是物探技术与测绘、计算机技术密切结合提高物探高新技术含量的典型实例。探测方法以电磁感应(包括充电、夹钳)为主,技术有压线、隔离和移位等,以充分发挥其探测效能而灵活择用为原则,以管线仪探测为主,配以地质雷达对复杂多管线区和非金属管道分布进行攻关。在建立管理系统上颇有特色,在全国同行业中率先作了网络版的开发研制。
5.2成果
本项目探测面积10.455km2,涉及1:500地形,探明地下管线七大类(电缆、供水、排水、热力、风、油品、废弃)共31.种,定特征点31443个,管线长646.71km。使用管线仪以RD系列为主。
在水底异物探测中的应用
6.1简要说明
“DQ243”轮沉没于长江龙潭水道2、3号锚地间,该船经多次爆破解体并打捞,主要进行了3次大规模打捞,每次打捞后作了物探勘查,结果表明残船体未打捞干净。
6.2方法组合及作用
采用浅层剖面(Geopulse浅剖仪)、高精度磁测(MP一4质子磁力仪)综合物探技术确定残船体位置、埋深、打捞情况及江底地形,定位采用GPS(徕卡3405)。
6.3成果
分别于2000年1月、12月、2002年3月对打捞后的“DQ243”轮沉船残体作了综合物探勘查。前两次浅剖反映江底地形平坦,起伏变化不足lm,表明打捞仅局限于浅表,后一次江底出现明显凹槽,深约4m,表明打捞已达一定深度。浅剖在沉船残体上出现多组绕射波,波顶为残船体顶部;反映淤泥与亚砂上间的界面在绕射波范围内突然缺失,表明残船体对声波强烈的屏蔽作用;藉此确定残船体顶深及分布范围,前两次顶深0.sm一lm,后一次0.sm一1m,,最大宽度依次为30m、26m、22m。磁测异常等值线表明3次形态基本相似,总异常长度基本一致,约140m,总体呈东、西两个异常。东侧异常规模相对较大,强度依次为7500onT、34000nT、24000nT,表明每次打捞量较大,西侧异常规模相对较小,强度依次为40000nT、1600onT、13500nT,表明第二次打捞量较大,第三次明显减小,从江底地形看,打捞深度已达3m一4m,因此该异常反映大块残船体已基本打捞干净,剩下的仅以碎体为主,埋深已相对较大。
结语：
针对不同工程问题,在考虑工作条件同时,既应选用新的方法技术及组合,也应重视新、老方法技术的结合,并在应用中探索实践与总结归纳,为完善和发展工程物探技术提供新的经验。工程物探技术需要在应用中不断发展,使其逐步走向成熟。积极引进新技术,加强与其他学科技术的渗透结合,增强高科技含量,开拓更广的工程市场。
参考文献：
[1]包振杰.测绘技术在地质勘查中的应用及发展方向研究[J].黑龙江科技信息，2011（35）
[2]律德军.信息化测绘中城市勘测单位发展策略[J].测绘与空间地理信息，2009（6）
关键词：物探技术，工程勘察，应用
中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
引言：上世纪八十年代中期以来,经过二十年努力,物探技术在工程勘察领域中应用广度和深度有了长足的进步,并使之逐步成为与工程勘察市场密切结合、其他方法难以替代的技术。工程勘察市场的需要及更高的技术要求,为工程物探技术发展提供了机遇和挑战。工程物探必须采用综合物探技术,并与计算机、测绘等技术结合才有可能接受市场挑战并谋求新的发展。
在路桥工程勘察中的应用
1.1勘察任务及技术思路
本工程包括海堤道路、单塔斜拉桥及内海围填。勘察任务为:查明覆盖层结构、基岩岩性、垂向风化分带、断裂位置及特征和围填区海底电缆及异物分布,并在得江寻找围填区所需的海沙及其储量估算。据此结合区内地质条件分析,拟采用综合物探技术相互补充印证。
1.2方法技术
水域纵波反射:仪器为R一24浅层地震仪,震源为高频空气枪,接收为水上漂浮电缆(24道,道距Zem,主频100Hz),偏移距10m,激发气压为7劫甲a-9仪任、,激发间隔75,震源使电缆人深1.Zm一l.sm,4次覆盖。滩涂纵波反射:仪器同上,震源为震源枪(药量49),接收为100Hz纵波检波器,偏移距16m,24道,道距Zm,炮间距4m,六次覆盖。面波:仪器同上,震源采用18磅大錘锤击,接收采用4.5Hz检波器,偏移距4m,12道,道距lm,点距25m。浅地层剖面:仪器为Gl〕Y高分辨率浅剖仪,主频3500Hz,收发换能器同侧舷挂,间距1.gm,人水深0.7m,发射能量160)。电测深:仪器为WDJD一1多功能数字直流电测仪,应用对称四极测深技术,AB/2max取190m-260m,电源为发电机供电。电磁感应:仪器为SUBsITE75管线仪,应用磁偶极感应技术,频率为29KHz。
2、铁路隧道地下暗河勘察
某铁路隧道全长8km，其中探测段80m。根据地面物探资料推断在该段可能存在地下暗河。为了进一步了解该段埋深60m以内岩溶发育情况和确定有否地下暗河及其位置，在该段布置了4个钻孔进行钻孔电磁波CT勘查。该段的基岩为中厚层灰岩。电磁波CT勘查采用了JWQ3A型轻便单双孔电磁波仪。具体工作中进行了跨孔CT测量和单孔电磁波法测井，工作频率为32MHz。跨孔测量和单孔测井结果表明该区灰岩的吸收系数不大，而溶洞的吸收系数明显大于灰岩，说明该区存在开展钻孔电磁波CT勘查的物性前提。通过CT勘查，采用相对衰减层析成像。成像结果表明该区未发现有规模的地下暗河和溶洞，仅发现两处延伸规模不大的溶洞。
水库坝基勘察
某水库为河北省在建水库，为了确保大坝的安全，对水库大坝的坝基进行物探勘查。主要任务是工作区埋深10m内松散覆盖层中细砂、土软层的厚度、深度和平面分布情况。松散覆盖层中如存在中、细砂及粉砂或土层，其电性与砂卵石层会有较大的差异。根据这一特定的地球物理特性采用了直流高密度电阻率测深法和探地雷达法相结合布置了测网。根据勘查结果绘制了各剖面的剖面图和中、细砂层、粉砂层及卵石层等不良地质体平面投影图，并由此推断工作区内存在分布不规则的三种类型软质层位，分别为：泥卵石层、中细砂层和粉砂层。
在地质灾害勘查中的应用
4.1方法组合及作用:
以瞬变电磁为主,横波反射及高密度电法与之配合,前者直接探测岩溶分布,后两者分别了解基岩面形态、埋深及基岩不均匀特征。
4.2成果
基岩为中三叠统周冲村组角砾状灰岩,属岩溶发育地层。由横波反射地震时间剖面作基岩等深线图,北东侧基岩面隆起,往南东侧呈单斜倾伏,标高10m一25m。瞬变电磁发现两条低阻异常带,一条呈北北东向,位于基岩斜坡上,推测为浅部岩溶带,宽3.4m一14m,XDNn孔所见溶洞属该带范围,岩溶连通性为管道(相对低阻段)一渗透(相对高阻段)流,流向南西。另一条呈北北西向,位于基岩隆起部位,也为浅部岩溶带,ZND14孔所见溶洞属该带范围,以渗透流为主,流向北。两带流向与同位素示踪技术所测岩溶水流向吻合。在两带间,高密度电法揭示浅部存在高阻团块区,呈北西向展布,推测为完整灰岩段,它阻隔了上述两个浅部岩溶带间的水力联系,两带的抽水试验结果验证了上述推断,表明浅部岩溶水力联系微弱。
在地下管线探测中的应用
5.1简要说明
该项目是物探技术与测绘、计算机技术密切结合提高物探高新技术含量的典型实例。探测方法以电磁感应(包括充电、夹钳)为主,技术有压线、隔离和移位等,以充分发挥其探测效能而灵活择用为原则,以管线仪探测为主,配以地质雷达对复杂多管线区和非金属管道分布进行攻关。在建立管理系统上颇有特色,在全国同行业中率先作了网络版的开发研制。
5.2成果
本项目探测面积10.455km2,涉及1:500地形,探明地下管线七大类(电缆、供水、排水、热力、风、油品、废弃)共31.种,定特征点31443个,管线长646.71km。使用管线仪以RD系列为主。
在水底异物探测中的应用
6.1简要说明
“DQ243”轮沉没于长江龙潭水道2、3号锚地间,该船经多次爆破解体并打捞,主要进行了3次大规模打捞,每次打捞后作了物探勘查,结果表明残船体未打捞干净。
6.2方法组合及作用
采用浅层剖面(Geopulse浅剖仪)、高精度磁测(MP一4质子磁力仪)综合物探技术确定残船体位置、埋深、打捞情况及江底地形,定位采用GPS(徕卡3405)。
6.3成果
分别于2000年1月、12月、2002年3月对打捞后的“DQ243”轮沉船残体作了综合物探勘查。前两次浅剖反映江底地形平坦,起伏变化不足lm,表明打捞仅局限于浅表,后一次江底出现明显凹槽,深约4m,表明打捞已达一定深度。浅剖在沉船残体上出现多组绕射波,波顶为残船体顶部;反映淤泥与亚砂上间的界面在绕射波范围内突然缺失,表明残船体对声波强烈的屏蔽作用;藉此确定残船体顶深及分布范围,前两次顶深0.sm一lm,后一次0.sm一1m,,最大宽度依次为30m、26m、22m。磁测异常等值线表明3次形态基本相似,总异常长度基本一致,约140m,总体呈东、西两个异常。东侧异常规模相对较大,强度依次为7500onT、34000nT、24000nT,表明每次打捞量较大,西侧异常规模相对较小,强度依次为40000nT、1600onT、13500nT,表明第二次打捞量较大,第三次明显减小,从江底地形看,打捞深度已达3m一4m,因此该异常反映大块残船体已基本打捞干净,剩下的仅以碎体为主,埋深已相对较大。
结语：
针对不同工程问题,在考虑工作条件同时,既应选用新的方法技术及组合,也应重视新、老方法技术的结合,并在应用中探索实践与总结归纳,为完善和发展工程物探技术提供新的经验。工程物探技术需要在应用中不断发展,使其逐步走向成熟。积极引进新技术,加强与其他学科技术的渗透结合,增强高科技含量,开拓更广的工程市场。
参考文献：
[1]包振杰.测绘技术在地质勘查中的应用及发展方向研究[J].黑龙江科技信息，2011（35）
[2]律德军.信息化测绘中城市勘测单位发展策略[J].测绘与空间地理信息，2009（6）