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        物探方法在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用探析

        2014-08-30 19:14:27嚴(yán)根苗
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2014年27期
        關(guān)鍵詞:勘察任務(wù)工程地質(zhì)

        嚴(yán)根苗

        摘 要:隨著社會(huì)的快速發(fā)展,工程地質(zhì)勘察中先進(jìn)技術(shù)和理論層出不窮。在現(xiàn)代工程地質(zhì)勘察中,物探方法是應(yīng)用廣泛且實(shí)用性高的方法,能有效解決工程地質(zhì)中存在的問(wèn)題,該方法的應(yīng)用,顯著的提高了我國(guó)工程地質(zhì)勘察水平。但是,為了進(jìn)一步提高工程地質(zhì)勘察質(zhì)量和效率,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)物探方法的研究力度。文章以工程地質(zhì)勘察概析作為切入點(diǎn),分析了工程地質(zhì)勘察中常應(yīng)用的物探方法,以利于提高工程地質(zhì)勘察質(zhì)量和效率,為工程建設(shè)提供切實(shí)依據(jù)。

        關(guān)鍵詞:工程地質(zhì);物探方法;勘察;任務(wù);特點(diǎn)

        引言

        隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐的加快,我國(guó)經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)高速發(fā)展趨勢(shì),而在經(jīng)濟(jì)建設(shè)過(guò)程中,工程地質(zhì)勘察具有重要的作用,促進(jìn)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和能源資源開(kāi)發(fā),尤其是工程建設(shè)。近年來(lái),科學(xué)技術(shù)日新月異,各種勘察方法廣泛應(yīng)用于工程地質(zhì)勘察中,如物探方法,這些技術(shù)的應(yīng)用,大幅度提高了現(xiàn)代工程地質(zhì)勘察水平,從而促進(jìn)了工程地質(zhì)勘察工作的順利進(jìn)行[1]。物探方法是現(xiàn)代工程地質(zhì)勘察中的常用方法,也是提高勘察水平的重要手段,具有準(zhǔn)確、快速、不損傷探測(cè)等特點(diǎn),所以,必須加大物探方法研究力度,從而有效促進(jìn)工程地質(zhì)勘察和我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。

        1 工程地質(zhì)勘察概析

        1.1 具體任務(wù)

        建筑工程建設(shè)前,需全面考慮擬建區(qū)一系列地質(zhì)問(wèn)題,如地基選擇、周邊地質(zhì)情況、后續(xù)安全防護(hù)等,并且需要提供詳盡的工程地質(zhì)資料,以利于科學(xué)合理的規(guī)劃、設(shè)計(jì)工程施工方案[2]。為保證工程地質(zhì)勘察資料的科學(xué)性、實(shí)用性、合理性,在工程地質(zhì)勘察中,必須做好以下任務(wù),即:(1)概查全工區(qū),以掌握地面地質(zhì)資料、地質(zhì)構(gòu)造形成過(guò)程等地質(zhì)情況,通過(guò)分析有利和不利因素,擇優(yōu)選擇建筑擬建場(chǎng)地,并根據(jù)所選場(chǎng)地地質(zhì)條件,科學(xué)合理的規(guī)劃建筑,從而有效減少施工難度、工期、建筑成本等。(2)選定建筑擬建場(chǎng)地后,進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘察,并結(jié)合建筑物規(guī)模、類(lèi)型、結(jié)構(gòu)、施工方法等,制定科學(xué)合理的施工方案,方案內(nèi)容需包括解決不良地質(zhì)可能造成影響的措施。(3)建筑物的建設(shè),在一定程度上會(huì)影響擬建場(chǎng)地和周?chē)刭|(zhì)環(huán)境,例如可能會(huì)導(dǎo)致地面塌陷。所以,未來(lái)確保工程施工安全、經(jīng)濟(jì),必須詳盡的預(yù)測(cè)施工時(shí)和施工后地質(zhì)條件改變,并制定出有效的應(yīng)對(duì)措施。

        1.2 物探方法研究概述

        物探是地球物理勘探的簡(jiǎn)稱(chēng),可為資源開(kāi)發(fā)與環(huán)境保護(hù)提供借鑒。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,物探方法取得了巨大突破,并逐漸廣泛的應(yīng)用于工程地質(zhì)勘察,在一定程度上促進(jìn)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。鉆探取土、雙橋靜力觸探等是傳統(tǒng)工程地質(zhì)勘察的主要方法,這些方法雖然在一定程度上促進(jìn)了各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展,但若采用一種勘察方法,無(wú)法滿(mǎn)足工程地質(zhì)勘察需求,且作用有限,需結(jié)合多種勘察方法,以提高勘察質(zhì)量。近年來(lái),我國(guó)工程建設(shè)水平不斷提高,對(duì)地質(zhì)勘察要求也越來(lái)越高。作為工程建設(shè)的重要環(huán)節(jié),工程地質(zhì)勘察對(duì)工程質(zhì)量具有直接的影響作用,所有必須結(jié)合物探和地質(zhì)工作,切實(shí)提高工程地質(zhì)勘察質(zhì)量和效率[3]。一般情況下,以往通過(guò)研究分析地質(zhì)資料勘察工程地質(zhì),缺乏準(zhǔn)確的工程地質(zhì)深層次資料,為確??辈熨|(zhì)量,并在一定程度上提高工程地質(zhì)勘察水平,需采用諸多精密儀器進(jìn)行勘察。

        1.3 工程物探勘察特點(diǎn)

        地質(zhì)條件多變會(huì)引起物理場(chǎng)變化,如電場(chǎng)、地震波場(chǎng)、重力場(chǎng)、磁場(chǎng)等,采用電法、地震法、重力、磁法勘探等物探方法,可有效探測(cè)工程地質(zhì)存在的問(wèn)題,原因在于物探方法具有高效、準(zhǔn)確、信息豐富、應(yīng)用靈活等優(yōu)點(diǎn)。在工程地質(zhì)勘察中,物探方法的特點(diǎn)如下:(1)探測(cè)深度淺。在工程設(shè)計(jì)探測(cè)中,通常在淺層發(fā)生地質(zhì)問(wèn)題,而物探方法的探測(cè)深度也在一定范圍內(nèi),即幾米至幾十米,最深不超過(guò)百米,因此探測(cè)深度淺。(2)探測(cè)精度高。一般情況下,工程建設(shè)單位要求物探方法精度高,探測(cè)深度和地表位置不能存在較大誤差,需將誤差控制在厘米以?xún)?nèi)。(3)施工場(chǎng)地要求低。物探方法主要的工作內(nèi)容是勘察工程地質(zhì),以及分析地質(zhì)資料,這些工作通常需在幾天至十幾天內(nèi)完成,而分析工程危險(xiǎn)程度,則需在一天以?xún)?nèi)得出探測(cè)結(jié)果。

        2 工程地質(zhì)勘察中常應(yīng)用的物探方法

        2.1 電法勘探

        電法勘探通常觀察觀測(cè)點(diǎn)深度和電阻率變化,進(jìn)而分析出巖層分布規(guī)律,普遍應(yīng)用于勘測(cè)較厚巖層[4]。近年來(lái),很多城市應(yīng)用了相對(duì)靈活的高密度電阻率法,該法能詳細(xì)的對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類(lèi),有效勘測(cè)地下管道。一般勘測(cè)方法難以分清巖層分布規(guī)律,但電法勘探可通過(guò)電極裝置勘測(cè)到大范圍巖石分布規(guī)律,并分清巖層是否水平或輕微傾斜。此外,根據(jù)供電電極間的距離差異,可勘測(cè)不同深度巖層,而且通過(guò)不同電阻率,能了解不同巖層中詳細(xì)的分布情況。目前,在實(shí)際地質(zhì)勘察中,電法勘探已取得了一定效果,尤其是工程建設(shè),而且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,電法勘探在工程地質(zhì)勘察中將會(huì)充分發(fā)揮應(yīng)有的作用。

        2.2 地震勘探

        地震勘探主要有兩種方法,即反射波法和折射波法,其原理是通過(guò)觀測(cè)反射波或折射波時(shí)間場(chǎng)沿測(cè)線方向的時(shí)空分布規(guī)律,明確地下反射面或折射面的深度與地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)、性質(zhì)等,即利用地下介質(zhì)彈性和密度差異,根據(jù)大地對(duì)地震波的響應(yīng),有效推斷地下巖層的形態(tài)和性質(zhì)。與其他物探方法對(duì)比,地震勘探精度高,深度可達(dá)數(shù)十米到數(shù)十千米,而且解釋成果單一,但需要較高的成本。在覆蓋層探測(cè)中,淺層折射波法具有一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì),能有效勘探隱伏構(gòu)造、空洞等,并已取得良好的應(yīng)用效果,但該方法極易受工程施工場(chǎng)地影響。此外,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,地震勘探分辨率逐漸提高,更加有助于精細(xì)研究地下構(gòu)造,詳細(xì)了解地層構(gòu)造和分布,進(jìn)而為工程建設(shè)提供有價(jià)值的參考依據(jù)。

        2.3 重力勘探

        重力勘探是物探方法之一,指的是根據(jù)地殼各種巖體、礦體間的密度差異,通過(guò)地表變化對(duì)地質(zhì)進(jìn)行勘察的方法。該方法以牛頓萬(wàn)有引力定律為基礎(chǔ),具有受干擾小、精度高等特點(diǎn),只要勘探地質(zhì)體和周?chē)鷰r體的密度差異,就能利用精密儀器明確重力異常,如重力儀、扭秤等重力測(cè)量?jī)x器。目前,重力勘探已在工程地質(zhì)勘察中廣泛應(yīng)用,并取得了良好的勘察效果,而且結(jié)合擬建區(qū)地質(zhì)和其他相關(guān)物探資料,可有效推斷覆蓋層下的礦體性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造情況,從而為工程建設(shè)提供切實(shí)依據(jù)。但是為了確??辈煨Ч目茖W(xué)性、準(zhǔn)確性,應(yīng)用該方法時(shí)必須全面考慮擬建區(qū)天氣、地形和振動(dòng)情況。

        2.4 磁法勘探

        在自然界中,巖石和礦石具有一定的磁性,可產(chǎn)生使局部地區(qū)發(fā)生變化的磁場(chǎng),即出現(xiàn)地磁異常現(xiàn)象。通過(guò)采用相應(yīng)的儀器可發(fā)現(xiàn)和研究地磁異常,從而有效研究該地地質(zhì)構(gòu)造,這種方法稱(chēng)為磁法勘探。磁法勘探是常應(yīng)用的物探方法之一,可用于勘探礦產(chǎn)、工程地質(zhì)等,目前該勘探方法已廣泛應(yīng)用于工程地質(zhì)勘察,并取得了良好的地質(zhì)勘察效果。在工程地質(zhì)勘察中,磁法勘探的應(yīng)用主要包括:進(jìn)行地質(zhì)構(gòu)造分區(qū),研究并確定斷裂帶、基底構(gòu)造、破碎帶等;劃分各種巖土分布范圍,如沉積巖、侵入巖、噴出巖、變質(zhì)巖等,并進(jìn)行區(qū)域地質(zhì)填圖。

        3 結(jié)束語(yǔ)

        總之,物探方法在工程地質(zhì)勘察中應(yīng)用,具有探測(cè)深度淺、探測(cè)精度高、施工場(chǎng)地要求低等特點(diǎn),能切實(shí)提高我國(guó)工程地質(zhì)勘察水平。目前,常應(yīng)用于工程地質(zhì)勘察的物探方法主要有電法勘探、地震勘探、重力勘探、磁法勘探,深入分析這些方法在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用,能有效提高工程地質(zhì)勘察水平,促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展。

        參考文獻(xiàn)

        [1]馮啉.對(duì)工程地質(zhì)勘察工作的幾點(diǎn)探討[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā),2014,33(6):166-168.

        [2]李創(chuàng).工程勘察中物探方法的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技(上旬刊),2009(9):255-256.

        [3]程耀榮.物探與鉆探在工程地質(zhì)勘察中的具體應(yīng)用[J].河南科技,2013(4):70.

        [4]王俊,雷宛,李星.綜合物探方法在工程基礎(chǔ)勘探中的應(yīng)用[J].物探化探計(jì)算技術(shù),2013,35(2):215-220.

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