【摘要】隨著科學(xué)發(fā)展，我國的地質(zhì)勘查技術(shù)取得了較大進(jìn)步，物探技術(shù)也成為工程建設(shè)項(xiàng)目中地質(zhì)條件勘查的重要手段，其作用愈加受到人們的重視，尤其是在地質(zhì)條件復(fù)雜地區(qū)，使用越來越廣泛。

【關(guān)鍵詞】地質(zhì) 物探 地基處理

地質(zhì)勘探時(shí)通過各種手段與方法對(duì)地質(zhì)進(jìn)行勘查、探測(cè)的活動(dòng)，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷發(fā)展的今天，將科學(xué)技術(shù)與勘探技術(shù)完美結(jié)合是實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘探現(xiàn)代化的重要舉措，下面結(jié)合相關(guān)項(xiàng)目實(shí)際情況，分析網(wǎng)絡(luò)并行直流點(diǎn)法和瞬變電磁法在工程建設(shè)中的應(yīng)用。

一、項(xiàng)目概況

和平村棚戶區(qū)改造建設(shè)工程位于淮南市八公山區(qū)，西面為八公山風(fēng)景區(qū)，東側(cè)為新莊孜煤礦，和平村項(xiàng)目位于淮南市八公山區(qū)，小區(qū)規(guī)劃總用地面積約38.6公頃。淮南市八公山區(qū)為巖溶災(zāi)害高發(fā)區(qū)域，經(jīng)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估和分析，規(guī)劃區(qū)有巖溶塌陷、膨脹土變形二種地質(zhì)災(zāi)害。整個(gè)小區(qū)劃分為地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性大區(qū)和中等區(qū)，建設(shè)用地適宜性為事宜性差和基本適宜。

為確保工程建設(shè)安全，在工程設(shè)計(jì)前，對(duì)該評(píng)估區(qū)進(jìn)行詳細(xì)的工程地質(zhì)勘查，進(jìn)一步查明建筑物下巖溶的發(fā)育情況，以便采取合適的防治措施。根據(jù)規(guī)劃情況，初步確定探查區(qū)域?yàn)橐?guī)劃布置的高層區(qū)域，主要探查內(nèi)容如下：采用高密度電阻率法和瞬變電磁法探查該區(qū)巖溶發(fā)育情況，由于本區(qū)住戶密集，對(duì)于不適宜采用高密度電阻率法的區(qū)域重點(diǎn)選用瞬變電磁方法；探查地表以下深度為50m以上的巖溶發(fā)育情況。

二、選擇物探方法的探測(cè)原理

1、網(wǎng)絡(luò)并行直流電法探測(cè)原理

電法探測(cè)擬采用網(wǎng)絡(luò)并行電法進(jìn)行探測(cè)。探測(cè)使用的儀器為并行網(wǎng)絡(luò)電法儀，該儀器的最大優(yōu)勢(shì)在于任一電極供電，可在其余所有電極同時(shí)進(jìn)行電位測(cè)量，可清楚地反映探測(cè)區(qū)域的自然電位、一次供電場(chǎng)電位的變化情況，采集數(shù)據(jù)效率比傳統(tǒng)的高密度電法儀又大大提高，是電法勘探技術(shù)的又一次飛躍，是國內(nèi)率先使用的方法。

2、瞬變電磁探測(cè)原理

瞬變電磁法屬時(shí)間域電磁感應(yīng)方法。其探測(cè)原理是：在發(fā)送回線上供一個(gè)電流脈沖方波，在方波后沿下降的瞬間，產(chǎn)生一個(gè)向回線法線方向傳播的一次磁場(chǎng)，在一次磁場(chǎng)的激勵(lì)下，地質(zhì)體將產(chǎn)生渦流，其大小取決于地質(zhì)體的導(dǎo)電程度，在一次場(chǎng)消失后，該渦流不會(huì)立即消失，它將有一個(gè)過渡（衰減）過程。該過渡過程又產(chǎn)生一個(gè)衰減的二次磁場(chǎng)向地下傳播，由接收回線接收二次磁場(chǎng)，該二次磁場(chǎng)的變化將反映地質(zhì)體的電性分布情況。如按不同的延遲時(shí)間測(cè)量二次感生電動(dòng)勢(shì)V（t），就得到了二次磁場(chǎng)隨時(shí)間衰減的特性曲線。如果沒有良導(dǎo)體存在時(shí)，將觀測(cè)到快速衰減的過渡過程；當(dāng)存在良導(dǎo)體時(shí)，由于電源切斷的一瞬間，在導(dǎo)體內(nèi)部將產(chǎn)生渦流以維持一次場(chǎng)的切斷，所觀測(cè)到的過渡過程衰變速度將變慢，從而發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體的存在。

三、探測(cè)技術(shù)應(yīng)用

1、兩種物探方法的應(yīng)用

（1）電法勘探

根據(jù)地殼中各類巖石或礦體的電磁學(xué)性質(zhì)和電化學(xué)特性的差異，通過對(duì)人工或天然電場(chǎng)、電磁場(chǎng)或電化學(xué)場(chǎng)的空間分布規(guī)律和時(shí)間特性的觀測(cè)和研究，尋找不同類型有用礦床和查明地質(zhì)構(gòu)造及解決地質(zhì)問題的地球物理勘探方法。

主要的應(yīng)用范圍：廣泛應(yīng)用于提防隱患探測(cè)；用于水文、工程、環(huán)境的地質(zhì)勘探及高分辨率電阻法工程地質(zhì)勘探；用于煤礦采空區(qū)、人防工程及卡薩特地區(qū)溶洞等勘探；用于金屬和非金屬礦產(chǎn)資源的勘探和地?zé)峥碧健?/p>

（2）瞬變電磁法

瞬變電磁法也稱時(shí)間域電磁法，簡稱TEM，它是利用不接地回線或接地線源向地下發(fā)射一次脈沖磁場(chǎng)，在一次脈沖磁場(chǎng)間歇期間，利用線圈或接地電極觀測(cè)二次渦流場(chǎng)的方法。簡單地說，瞬變電磁法的基本原理就是電磁感應(yīng)定律。

瞬變電磁法探測(cè)具有如下優(yōu)點(diǎn)：由于施工效率高，純二次場(chǎng)觀測(cè)以及對(duì)低阻體敏感；無地形影響；異常響應(yīng)強(qiáng)，形態(tài)簡單，分辨能力強(qiáng)；剖面測(cè)量和測(cè)深工作同時(shí)完成，提供更多有用信息；不受高阻層的屏蔽影響，能穿透高阻層，并采用空間多次覆蓋技術(shù)，提高信噪比和觀測(cè)精度；剖面測(cè)量和測(cè)深工作同時(shí)完成，提供更多有用信息，減少多解性。

2、探測(cè)方案設(shè)計(jì)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，共設(shè)計(jì)10條電法測(cè)線，橫測(cè)線（東西方向）編號(hào)為Res-Y1～Res-Y4，縱測(cè)線（南北方向上）編號(hào)為Res-X1～Res-X6，電法點(diǎn)距5.5m；全區(qū)電法測(cè)線共10條，測(cè)線總長為2955.5m，測(cè)點(diǎn)總數(shù)為576個(gè)點(diǎn)

瞬變電磁測(cè)線布置11條測(cè)線，其中縱測(cè)線5條，編號(hào)為TEM-X1～TEM-X5，橫測(cè)線6條，編號(hào)為TEMY1～TEMY6。測(cè)線總長為3104m，測(cè)點(diǎn)總數(shù)為307個(gè)點(diǎn)。

3、數(shù)據(jù)處理與解釋

由于網(wǎng)絡(luò)并行電法數(shù)據(jù)采集方式和常規(guī)電法數(shù)據(jù)有一定區(qū)別，因此在數(shù)據(jù)處理技術(shù)與處理流程上有獨(dú)特的特點(diǎn)。本次數(shù)據(jù)的預(yù)處理在本物探中心和東華測(cè)試有限公司聯(lián)合編制“網(wǎng)絡(luò)并行電法解析系統(tǒng)”處理平臺(tái)上進(jìn)行。數(shù)據(jù)處理的重點(diǎn)為三維電阻率反演，直接利用地面不規(guī)則測(cè)線的空間坐標(biāo)建立三維反演模型，選用EarthImager 3D軟件平臺(tái)，可獲得測(cè)區(qū)范圍內(nèi)三維電阻率數(shù)據(jù)體，成果圖選用了surf8.0和AtuoCAD軟件進(jìn)行輔助成圖。處理步驟為：數(shù)據(jù)解編——突變電位、電流剔除——AGI格式導(dǎo)出——三維建模——3D電阻率反演——結(jié)果成圖。

瞬變電磁數(shù)據(jù)處理在MSD平臺(tái)上進(jìn)行，處理流程為：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換-數(shù)據(jù)點(diǎn)平滑-測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)校正-晚期視電阻率計(jì)算-時(shí)深轉(zhuǎn)換-剖面成圖。

4、數(shù)據(jù)分析解釋

從地質(zhì)條件上分析地下溶蝕地質(zhì)條件的存在使得灰?guī)r地層的電性發(fā)生明顯變化，電性的變化不僅與溶洞的溶蝕程度及范圍有關(guān)同時(shí)也受溶洞充填物影響。即灰?guī)r溶洞在充水或充泥條件時(shí)阻值較低，而充填物較少或溶洞空腔則為高阻反映，在雨季表現(xiàn)低陰，在枯水期又表現(xiàn)出高阻。由于溶洞、風(fēng)化程度的差異使得灰?guī)r具有很強(qiáng)的結(jié)構(gòu)不均性一，因此在介質(zhì)彈性上具有很強(qiáng)的波阻抗差異，并且表現(xiàn)出低頻，衰減變慢等特征?；谏鲜鏊治龅娜芪g區(qū)地球物理?xiàng)l件，以此為解釋原則結(jié)合本工程地質(zhì)條件對(duì)本次巖溶探查結(jié)果進(jìn)行初步分析解釋。

本次綜合物探勘查根據(jù)電法、瞬變電磁法電阻率在平面和剖面上分布的均一程度將探查區(qū)劃分為1區(qū)、2區(qū)和3區(qū)共三個(gè)區(qū)，在平面位置上1區(qū)位于探查區(qū)西南，2區(qū)位于泄洪溝兩側(cè)，3區(qū)位于探查區(qū)東北，在電阻率分布上1區(qū)和3區(qū)均一性差，2區(qū)均一程度相對(duì)較好。三個(gè)分帶區(qū)同本區(qū)的地質(zhì)層位基本對(duì)應(yīng)，由于不同年代灰?guī)r差異風(fēng)化等因素使得1區(qū)和3區(qū)溶蝕程度較高，基巖界面處溶溝、石芽等溶蝕地貌發(fā)育，2區(qū)溶蝕程度相對(duì)低，灰?guī)r完整性相對(duì)較好。通過物探勘察，查出了部分異常情況，基本探明地下巖溶分布，為降低受測(cè)區(qū)建筑物及其他設(shè)施的影響，對(duì)本次物探異常點(diǎn)加強(qiáng)巖土工程勘察驗(yàn)證，進(jìn)一步探明異常區(qū)的具體工程地質(zhì)特征，以便采取更加得當(dāng)?shù)牡鼗幚泶胧?/p>

四、結(jié)束語：

實(shí)踐表明，在工程地質(zhì)勘察中，尤其是在地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)域進(jìn)行工程建設(shè)時(shí)，單純利用一種勘探手段，往往不能取得良好的勘查效果，而多種勘探手段有機(jī)的綜合使用，往往可取得事半功倍的效果?；茨鲜袑儆趲r溶多發(fā)區(qū)，利用工程物探手段，提前探明規(guī)劃區(qū)地質(zhì)條件，尤其是斷層以及巖溶分布情況，對(duì)下步工程鉆探具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義，避免了工作的盲目性。

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