楊 甦 （安徽省地球物理地球化學(xué)勘查技術(shù)院，安徽 合肥 230022）

1 引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步增長(zhǎng)，城市中在建工程的數(shù)量不斷增加，作為建設(shè)工程項(xiàng)目的基礎(chǔ)性準(zhǔn)備工作，巖土工程勘察工作質(zhì)量的好壞將會(huì)對(duì)后續(xù)的設(shè)計(jì)和施工工作帶來(lái)直接影響。以往的實(shí)踐表明[1-2]，工程失事的原因大多是由于前期的巖土勘察工作得出的結(jié)果不夠準(zhǔn)確，導(dǎo)致了后續(xù)的設(shè)計(jì)工作出現(xiàn)偏差，實(shí)際施工中出現(xiàn)無(wú)法按照設(shè)計(jì)圖紙施工的情況，或者即使最后勉強(qiáng)能按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工，也會(huì)出現(xiàn)很多工程質(zhì)量問(wèn)題。因此，做好建設(shè)工程項(xiàng)目前期的巖土工程勘察工作顯得尤為重要。與傳統(tǒng)的勘察手段相比，使用物探技術(shù)進(jìn)行勘察具備速度快、設(shè)備簡(jiǎn)單便攜以及費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，因而在巖土工程的勘察領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用[3]。同時(shí)，物探技術(shù)可以對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行連續(xù)勘探，其最終所生成的地質(zhì)剖面圖的圖像具備直觀、清晰等優(yōu)點(diǎn)，能幫助勘察人員較好的判斷場(chǎng)地的地質(zhì)構(gòu)造及分布情況。由此可知，在建設(shè)工程的巖土工程勘察階段中合理使用物探技術(shù)能夠節(jié)約較多的時(shí)間和成本，提高勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2 物探技術(shù)簡(jiǎn)介

由于組成地層的不同巖土層間在物理性質(zhì)方面（導(dǎo)電性、磁性等）存在差異性，這些差異性會(huì)引起地球物理場(chǎng)的變化。物探技術(shù)就是利用相關(guān)儀器設(shè)備來(lái)研究和分析地球物理場(chǎng)的變化，進(jìn)而探測(cè)地層的地質(zhì)構(gòu)造情況，從而為工程建設(shè)的設(shè)計(jì)和施工提供相應(yīng)的依據(jù)[4]。目前，隨著勘察技術(shù)的不斷快速發(fā)展，物探方法的種類(lèi)也在不斷增加，主要分為電法勘探、電磁勘探和地震勘探三大類(lèi)，每種方法的適用范圍和條件如圖1所示。其中，電法勘探是以巖、礦石之間電磁學(xué)性質(zhì)及電化學(xué)性質(zhì)差異為基礎(chǔ)，通過(guò)觀測(cè)和研究電（磁）場(chǎng)在地下的分布規(guī)律；電磁勘探是通過(guò)分析巖、礦石之間的電（磁）差異，探究天然電（磁）場(chǎng)和人工電（磁）場(chǎng)之間的差異（電磁差異），探查地質(zhì)結(jié)構(gòu)；地震勘探是通過(guò)分析巖、礦石之間彈性差異，通過(guò)觀察和分析地震波在地下的傳播特性來(lái)探查地質(zhì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造情況，地震勘探與其他勘探方法相比，具有高精度、高分辨率、大穿透深度等特點(diǎn)。在實(shí)際的巖土工程勘察過(guò)程中，可根據(jù)場(chǎng)地條件的不同，將普通的鉆探技術(shù)與物探技術(shù)相結(jié)合，發(fā)揮每種勘察手段的優(yōu)點(diǎn)，從而提高巖土勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性。

物探方法及其適用范圍

3 工程案例

3.1 項(xiàng)目概述

該工程選取國(guó)內(nèi)某工業(yè)園區(qū)道路為勘測(cè)對(duì)象，從項(xiàng)目所處的區(qū)域地質(zhì)特征來(lái)看，本項(xiàng)目地貌為溶蝕峰從與溶蝕緩丘洼地。線路總體走向北東向，整個(gè)區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)溫暖濕潤(rùn)氣候，氣候溫和，夏無(wú)酷暑，冬無(wú)嚴(yán)寒，雨量充沛，年均氣溫14.5℃。該區(qū)出露的巖層主要為三疊系大冶組、安順組灰?guī)r及白云巖。該項(xiàng)目所處的地區(qū)地下水類(lèi)型較為單一，基巖為巖溶含水層，巖溶裂隙水存在于灰?guī)r與白云巖裂隙中，無(wú)統(tǒng)一的地下水位，分散出露與巖溶洼地邊緣。本次物探工作的目標(biāo)是利用高密度電法來(lái)勘察園區(qū)道路覆蓋層厚度和巖溶發(fā)育等狀況，為該園區(qū)道路的設(shè)計(jì)和施工提供相應(yīng)的參考資料。本次物探工作主要依據(jù)的技術(shù)規(guī)程為《公路工程物探規(guī)程》(JTG/T C22-2009)[5]。

3.2 準(zhǔn)備工作

3.2.1 勘探方法

本次勘探采用高密度電法，其基本原理同常規(guī)的直流電法相同，均是以巖、礦石之間的電性差異為基礎(chǔ)，通過(guò)觀察和分析電場(chǎng)在地層下的分布規(guī)律來(lái)查明地層的地質(zhì)構(gòu)造狀況的地球物理方法。高密度電法具備數(shù)據(jù)采集量大以及智能化等優(yōu)點(diǎn)，其生成的地層剖面圖分辨率較高。在使用高密度電法勘探之前，應(yīng)盡可能的清除電極處表層的雜草，使用澆水的方法減少接地電阻，使用絕緣膠帶包裹電纜與電極的接口連接處，確保漏電等情況不會(huì)發(fā)生，保證勘探的質(zhì)量。

3.2.2 勘探設(shè)備

本次勘探使用的儀器為WDJD-3多功能數(shù)字直流激電儀。

3.3 勘察結(jié)果

利用surfer軟件和二維電阻率反演成像軟件RES2DINV中的數(shù)據(jù)處理功能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，然后輸入測(cè)線地面的高程數(shù)據(jù)對(duì)地形作校正，最后在根據(jù)經(jīng)驗(yàn)輸入軟件解釋需要的一些必需參數(shù)。上述工作完成后，運(yùn)行軟件對(duì)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行反演解釋?zhuān)枰⒁獾氖牵跀?shù)據(jù)解釋過(guò)程中應(yīng)注意隨時(shí)調(diào)整參數(shù)，以便使得解釋的結(jié)果更加真實(shí)合理。最終的勘察結(jié)果顯示線路巖溶裂隙相對(duì)不發(fā)育，但局部段相對(duì)發(fā)育深，道路覆蓋層厚度變化大。

4 物探技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用前景

物探技術(shù)的發(fā)展給巖土工程勘察準(zhǔn)確性的提高做出了重要的貢獻(xiàn)，同時(shí)也節(jié)約了勘察的成本。在未來(lái)應(yīng)加大對(duì)新型物探技術(shù)的投入和研發(fā)力度，加快物探技術(shù)的發(fā)展速度，為建設(shè)工程項(xiàng)目的安全提供保障。未來(lái)的物探技術(shù)應(yīng)該要向著更加精密化的方向發(fā)展。目前物探技術(shù)仍存在勘測(cè)深度小、干擾因素較多等弊端，為了適應(yīng)巖土勘察工程的復(fù)雜環(huán)境，應(yīng)提高物探設(shè)備的精密性、抗干擾性以及智能性。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的需要，工程物探在逐步擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域，具體包括公路、鐵路、橋梁、隧道、電力、通信、地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查和治理等各個(gè)行業(yè)，工程物探技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)代科技進(jìn)步密切相關(guān)，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，工程物探技術(shù)的發(fā)展日趨成熟。

5 結(jié)論

巖土工程勘察是建設(shè)工程的基礎(chǔ)性準(zhǔn)備工作，目前巖土勘察工作中常用的鉆探技術(shù)在區(qū)域劃分中存在以點(diǎn)代面的問(wèn)題，造成劃分的區(qū)域與實(shí)際的區(qū)域存在較大差異。和早期的鉆探技術(shù)相比，物探技術(shù)在勘察工作過(guò)程中效率高。在實(shí)際的巖土勘察工作中，應(yīng)將兩種方法相結(jié)合，做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，從而使得巖土勘察的結(jié)果更加準(zhǔn)確，提高勘察質(zhì)量。