楊振杰

（貴州正業(yè)工程技術(shù)投資有限公司 貴州貴陽 550000）

1 引言

工程物探方法作為工程地質(zhì)勘察的重要手段之一，在大型工程或地質(zhì)構(gòu)成復(fù)雜的地段勘察工作中扮演著必不可少的角色，在工程設(shè)計和現(xiàn)場施工工作中也發(fā)揮著一定作用。工程物探方法的應(yīng)用能夠達(dá)到節(jié)省資金、加快進(jìn)度、提高質(zhì)量。并在大面積、長距離勘察工作中有著突出作用。我國十分重視工程物探方法的利用和發(fā)展，通過引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備、培訓(xùn)專業(yè)人員等方法提高我國工程建設(shè)的效率和質(zhì)量。不同的物探方法有著各自的局限性，因此僅使用一種物探方法難以得到理想的勘察結(jié)果。在實(shí)際工程地質(zhì)勘察中必須積極、合理地使用不同物探方法，重視綜合物探方法的利用，才能取得較為理想的地質(zhì)勘察效果。

2 綜合物探方法的總體思路

綜合物探就是根據(jù)勘測地點(diǎn)的地質(zhì)情況、物理特性，地形等條件，以工程勘察、設(shè)計的要求為基礎(chǔ)，合理利用多種物探方法并將其進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，從而完成工程勘察任務(wù)，為工程設(shè)計提供理論依據(jù)，其步驟如下：

（1）物探方法的初選。首先，應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)勘察任務(wù)的目標(biāo)對當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)資料和物探信息進(jìn)行收集，結(jié)合各種勘探方法的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)初步選取幾種物探方法。

（2）物探方法的正式確定。按照初步選定的物探方法，在工程現(xiàn)場進(jìn)行嚴(yán)格、仔細(xì)的勘察，并對典型地段進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果選出適合該工程的最佳勘探方法。

（3）正式開始物探工作，并對測試結(jié)果進(jìn)行分析及解釋。

（4）在關(guān)鍵部位布置鉆孔。根據(jù)初步物探成果，在現(xiàn)場的異常、正常部位布置適量地質(zhì)鉆孔，為定量解釋勘察成果提供數(shù)據(jù)參數(shù)，提供代表巖性，驗(yàn)證和修改物探資料對現(xiàn)場地質(zhì)的解釋。

（5）補(bǔ)充性工作。在必要時，可根據(jù)物探工作和鉆孔結(jié)果有目的地在異常地段進(jìn)行補(bǔ)充或加密工作。

3 綜合物探方法在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用

本文以某大橋橋址區(qū)的工程地質(zhì)勘察為例，對綜合物探方法的應(yīng)用及其效果進(jìn)行分析。

該大橋橋址區(qū)覆蓋層由粘性土和砂土組成，前者主要分布在覆蓋層上部，后者則主要在下部，基巖的主要組成成分為砂巖和礫巖。從物性條件分析，覆蓋層與基巖間存在著不同程度的電性和波阻抗差異，因此可以采用的勘測方法有直流電測深法、淺層地震反射波法、水域淺地層剖面法等。但這些方法的優(yōu)點(diǎn)、效果、對勘測現(xiàn)場要求各不相同。直流電測深法的特點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)，垂直勘探距離長，設(shè)備輕便，勘測速度快，對不同巖性的區(qū)分效果好，但定量精度差，特定地段布線困難。淺層地震反射波法所用設(shè)備可以自動采集數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其規(guī)律性強(qiáng)，定量精度高，并且可以提供彈性力學(xué)參數(shù)，但其對不同巖性的區(qū)分度低，設(shè)備的布置隨著現(xiàn)場地形的變化會有很大差異。水域淺地層剖面法在涉水工程中被廣泛應(yīng)用，其特點(diǎn)是勘探迅速，不影響正常水上活動及水域生產(chǎn)工作，勘探結(jié)果能夠直觀地反映水中地質(zhì)及河床蔓延趨勢。

根據(jù)以上分析結(jié)果，該工程在勘察中選用直流電測深法、淺層地震反射波法、水域淺地層剖面法三種物探方法，并在橋址區(qū)對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行合理布設(shè)。直流電測深法主要用于勘測橋址區(qū)巖性分界線、確定巖性類型、探測橋址區(qū)地質(zhì)構(gòu)造等，因此其所用設(shè)備的主要布置地點(diǎn)為橋址區(qū)的陸地；淺層地震反射波法的目的是定量解釋橋址區(qū)基巖起伏情況和地質(zhì)構(gòu)造，與直流電測深法的結(jié)果相結(jié)合，進(jìn)行綜合比對，因此相關(guān)設(shè)備布置在在陸地的特定地段；水域淺地層剖面法的目的是查明水底河床的基巖起伏情況和地質(zhì)構(gòu)造，因此主要布置在水域

4 綜合物探方法的應(yīng)用效果

4.1 直流電測深法

直流電測深法所用設(shè)備為某單位生產(chǎn)的ZWD-2型數(shù)字電法儀，因該工程實(shí)際條件的限制，在使用該型號設(shè)備進(jìn)行室外勘測時沒有采用常用的四級裝置，而采用了適應(yīng)性更強(qiáng)的三極裝置進(jìn)行勘測。

由于地質(zhì)條件較復(fù)雜，整個區(qū)域的實(shí)測電測探曲線類型較多，主要有“D”、“G”、“H”、“K”、“HK”五種，對應(yīng)的基巖尾支曲線分為上升和下降兩種類型。對實(shí)際測得的電測深曲線圖及地質(zhì)鉆孔結(jié)果進(jìn)行分析，結(jié)果如下：

（1）泥質(zhì)砂巖具有較低的電阻率，平均電阻率為18Ω·m，實(shí)際電測深曲線的尾支曲線為下降型。

（2）礫巖具有較高的電阻率，平均電阻率為680Ω·m，實(shí)際電測深曲線的尾支曲線為上升型。

（3）地質(zhì)鉆孔ZK1和ZK2證實(shí)了電測深曲線的探測結(jié)果，同時證明了通過對基巖電測深曲線的尾支曲線類型的分析，可以較為準(zhǔn)確地判斷出基巖巖性。

4.2 淺層地震反射波法

淺層地震反射波法所用設(shè)備為某公司生產(chǎn)的數(shù)字地震儀，設(shè)備內(nèi)置了高頻檢波器，以落錘震源為主要內(nèi)置震源。在實(shí)際操作前首先通過試驗(yàn)確定所用系統(tǒng)和儀器的相關(guān)參數(shù)，采用迭加法獲得地震波反射數(shù)據(jù)并用計算機(jī)進(jìn)行處理，形成淺層地震波反射時間剖面圖，對該圖形進(jìn)行時深轉(zhuǎn)換便可推算出基巖埋深和地質(zhì)構(gòu)造。

通過對地震反射雙程時間剖面圖（圖1）的分析，可以看出基巖反射波組較為清晰，說明該圖反映了所在測線基巖起伏情況，對應(yīng)的覆蓋層波速為1300～1400m/s。ZK1鉆孔的基巖為泥質(zhì)砂巖，埋深為71.6m，震探解釋深度為71.4m；ZK2鉆孔的基巖為礫巖，埋深為51.9m，震探解釋深度為52.1m，兩者結(jié)果一致。

ZK1鉆孔和ZK2鉆孔的電探、震探反映出基巖埋深由深變淺，90～1O0號樁尤為明顯，與此處是泥質(zhì)砂巖與礫巖的分界線的電探結(jié)果吻合。實(shí)測電測深曲線的尾支曲線按以下順序呈現(xiàn)明顯變化趨勢：“下降型”、“緩慢下降型”、“平緩型”、“緩慢上升型”、“上升型”，該變化實(shí)際上正反映了基巖的過渡。在確定巖性類型、劃分巖性界線時主要根據(jù)直流電測深的結(jié)果，而在確定基巖起伏情況和埋深時主要根據(jù)淺層地震反射波法的結(jié)果，兩種方法互相補(bǔ)充，使探測結(jié)果更加準(zhǔn)確。

圖1 地震反射雙程時間剖面圖

從圖1還可看出，基巖反射波組較為連續(xù)，但52～62號樁對應(yīng)的基巖反射波組缺失，對應(yīng)的電測深曲線的尾支曲線分別為“下降型”和“上升型”，80號樁鉆孔表明此處的基巖為硅質(zhì)巖，對應(yīng)電測深曲線的尾支曲線為“上升型”，綜合上述結(jié)果，可以推斷出58號樁附近存在斷層。

4.3 水域淺地層剖面法

水域淺地層剖面法的設(shè)備為美國MEP-3O5系列淺地層剖面儀，從時間剖面圖及對地質(zhì)斷面圖的分析可知，水底反射波組和基巖反射波組較為連續(xù)，有很高的分辨度。河床有較為明顯的起伏，反射波較強(qiáng)，基巖界面的起伏則較為平緩。經(jīng)觀測，1～16號測試點(diǎn)的水域基巖埋深逐漸變淺，依據(jù)鉆孔結(jié)果分析得出，水的波速大約為1500m/s，覆蓋層的波速為1750m/s。

5 結(jié)束語

地質(zhì)勘探對于我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展來說有著重要作用，地質(zhì)勘探行業(yè)的發(fā)展有利于我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的進(jìn)行，單一的物探方法不能滿足日益復(fù)雜的地質(zhì)勘察工作的需要。在工程地質(zhì)勘察中，綜合物探方法有著明顯優(yōu)勢，能夠應(yīng)對大范圍的地下勘察工作，提高勘察效率，降低勘察成本。在進(jìn)行工程地質(zhì)勘察工作時應(yīng)合理選用不同的物探方法，將各種方法的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，以提高工程勘察的質(zhì)量。