李國營
摘要:近些年,隨著我國建筑工程的不斷進步,工程地球物理勘探是應(yīng)用地球物理學(xué)的一個重要分支,20世紀90年代以來,隨著地球物理勘探技術(shù)、計算機及信息技術(shù)的發(fā)展,在工程建設(shè)需求的強力推動下,得到了迅猛的發(fā)展.目前已在工程建設(shè)前期、施工期、運行期,地質(zhì)、水文、環(huán)境等的地球物理問題探測或檢測中發(fā)揮著重要的作用.本文簡述了國內(nèi)外工程物探檢測方法技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀,列舉了長江物探公司及相關(guān)單位在工程物探檢測應(yīng)用中取得的典型成果,從而說明目前我國工程物探檢測技術(shù)水平,最后對工程物探檢測技術(shù)的發(fā)展作了展望。
關(guān)鍵詞:工程物探;檢測方法;應(yīng)用展望
工程物探技術(shù)在城市建設(shè)、資源勘測以及水利工程等大型工程領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用,其檢測效果還直接影響到工程的后續(xù)建設(shè)。因此,各施工單位需要加強對工程物探檢測技術(shù)的重視力度,在結(jié)合具體施工情況基礎(chǔ)上,進行工程物探檢測方法的合理選擇跟應(yīng)用。隨著我國的工程物探檢測方法技術(shù)的不斷更新,數(shù)據(jù)處理精度也隨之提升,對探測人員也提出了更高的要求。
1工程物探技術(shù)分析
工程物探技術(shù)主要是根據(jù)地下巖土層在物理性質(zhì)方面的差異性,借助于相關(guān)檢測儀器對勘查區(qū)域內(nèi)的巖土工程物性參數(shù)進行測量,進而為工程建設(shè)的規(guī)劃、設(shè)計、施工提供理論依據(jù),工程物探技術(shù)在具體應(yīng)用過程中具有以下特點:①具體勘查中需要綜合多種方法,從而保證勘察的準確性,比如:高密度電法、鉆孔聲波測試、地質(zhì)雷達、電磁波CT等,綜合不同物探方法,可對地質(zhì)條件較為復(fù)雜的巖溶發(fā)育地帶、巖土軟弱帶等進行鑒別區(qū)分;②物探技術(shù)在應(yīng)用過程中應(yīng)根據(jù)勘察目的、物探方法的適用條件、優(yōu)缺點、勘察經(jīng)濟性等多項因素綜合后,確定出最佳的工程物探方法;③在正式進行巖土勘察前,需要做好充足的前期準備工作以及基本試驗,確保勘察技術(shù)方案的可行性和合理性;④在實踐應(yīng)用中,可將物探技術(shù)勘察結(jié)果和其它勘察技術(shù)進行比較,從而不斷積累經(jīng)驗,通過理論分析和實踐相結(jié)合,促進物探技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。使其能在巖土勘察中發(fā)揮更好的應(yīng)用效果。
2工程物探檢測方法技術(shù)的具體應(yīng)用
2.1巖土工程檢測
在進行巖土工程檢測工作中,采用工程物探技術(shù)能夠?qū)Φ鼗募庸绦ЧM行合理評價,并且能夠檢測基樁施工質(zhì)量以及路基密實度。工程建設(shè)質(zhì)量作為工程施工中的重要環(huán)節(jié),采用工程物探技術(shù)可以保障工程質(zhì)量檢測結(jié)果的準確性,保障工程項目的整體施工質(zhì)量。此外,通過工程物探技術(shù)能夠檢測出建筑工程中可能出現(xiàn)的裂縫,因為電磁波在不同介質(zhì)中傳播速度有差異性,通過檢測電磁波在工程項目中傳播速度的模式,來對裂縫情況進行分析與評價工作,能夠?qū)σ恍┕こ滩『M行針對性解決,促進工程整體施工質(zhì)量的提升,有效避免工程事故的發(fā)生。除了電磁波檢測方式之外,還可以采用聲波法進行工程裂縫的勘探工作。通過彈性波在不同介質(zhì)中傳播速度不同的特點,利用分析傳播速度的模式來對工程質(zhì)量進行評價。該方法操作簡單、實施方便、勘探面積大、施工質(zhì)量高,能夠有效節(jié)約工程的施工成本,在現(xiàn)階段的工程施工項目中也得到廣泛的應(yīng)用,通過圖像特征分析的模式對工程質(zhì)量狀態(tài)進行判斷。
2.2工程物探技術(shù)在工程勘察中的應(yīng)用
工程物探技術(shù)的使用可以彌補傳統(tǒng)鉆探技術(shù)的不足,比如:在工程勘察劃分中采用以點帶面,會造成實際劃分結(jié)果存在較大偏差,而采用工程物探技術(shù)可以獲得地質(zhì)界面,這樣可為傳統(tǒng)鉆探過程中區(qū)域的劃分提供參考,保證了劃分的準確性。和早期鉆探技術(shù)相比較,工程物探技術(shù)應(yīng)用更加廣泛、勘察過程中工作效率較高、需要的時間較少。在實際應(yīng)用過程中可將工程物探技術(shù)和傳統(tǒng)工程勘察技術(shù)相結(jié)合,從而發(fā)揮不同勘察方法的優(yōu)勢,達到優(yōu)勢互補的目的。比如在工程勘察中將鉆探技術(shù)和彈性波技術(shù)相結(jié)合,能夠進一步提升工程勘察中不同區(qū)域存在的差異性,提高勘察質(zhì)量。
3工程物探技術(shù)的應(yīng)用前景分析
3.1勘探類物探方法技術(shù)
工程物探方法會朝著三維化的方向進行發(fā)展。采用電法勘探技術(shù),結(jié)合不同巖石、礦體以及地質(zhì)構(gòu)造中導(dǎo)電性不同的特征,推斷礦體以及地質(zhì)結(jié)構(gòu),隨后采用三維立體化的方式來展示地質(zhì)剖面情況,為后續(xù)的工程施工提供便利性。三維地震勘探模式近年來也取得了良好的發(fā)展,但是在具體應(yīng)用過程中依舊存在較多問題,難以獲得良好的地震預(yù)測效果。技術(shù)人員需要加大重視力度,對現(xiàn)有的地震預(yù)測模式進行優(yōu)化完善,并且朝著高靈敏度、高精度的方向進行發(fā)展。多波速測深系統(tǒng)也是常見的勘探類物測方法之一,有著范圍大、測量速度快、精準度高的特點,未來發(fā)展方向是朝著全方位無死角以及三維測量的方向發(fā)展。就儀器設(shè)備而言,隨著我國工程技術(shù)的不斷發(fā)展,對測量結(jié)果的精準度以及靈敏度也提出了更高的要求。在工程技術(shù)方面,勘探設(shè)備需要朝著多功能化的方向發(fā)展,并且能夠進行多種相關(guān)參數(shù)的同時測量。在結(jié)合多個學(xué)科基礎(chǔ)上進行多個參數(shù)的綜合分析工作,提升整體監(jiān)測結(jié)果。比如,為了提高地層的探測精準度,可以對電阻率、磁化率、密度以及縱波速度等多個參數(shù)測量,通過綜合分析的模式來進行結(jié)果的判定與分析。再比如,通過醫(yī)學(xué)診斷上常用的CT測量技術(shù),可以為工程物探工作提供新的思路,進一步提升物探水平,朝著三維化的方向發(fā)展,對工程施工設(shè)計人員給予更為直觀的幫助。
3.2地質(zhì)雷達
地質(zhì)雷達技術(shù)在工程物探技術(shù)中應(yīng)用較多,尤其是對于一些大型鐵道工程中的隧道巖土勘測,采用地質(zhì)雷達能夠取得較好的效果。比如在某一鐵道工程隧道施工中,采用了地質(zhì)勘查技術(shù),通過具體的應(yīng)用過程,發(fā)現(xiàn)了在實際勘察中存在的問題有:①探測過程中的深度問題,在隧道巖土勘察中,隨著深度的變化,在勘察過程中的地質(zhì)雷達發(fā)射的電磁波以及電磁波頻率都會表現(xiàn)出衰減,最終造成了地質(zhì)雷達技術(shù)在應(yīng)用過程中檢測分辨率較低,這一問題的出現(xiàn)要求在實際的勘察中在某些參數(shù)確定的情況下,應(yīng)該增加勘察過程中的地質(zhì)雷達發(fā)射功率以及分辨率;②地質(zhì)雷達實際勘察中會受到地面金屬體的影響,一定程度上會對實際勘察結(jié)果產(chǎn)生影響,從這個角度分析,在應(yīng)用地質(zhì)雷達技術(shù)進行巖土工程勘察中需要采取相關(guān)的保護措施,消除檢測區(qū)域周邊某些金屬體對實際檢測結(jié)果的影響,這些都是在后期需要進一步研究和分析。
4?結(jié)語
今后相當長一段時期里,我國的工程建設(shè)仍將處在高峰期,工程物探檢測方法技術(shù)的應(yīng)用也將越來越廣泛.隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)物探檢測技術(shù)的更新、新型技術(shù)的興起、新的應(yīng)用領(lǐng)域的拓展也是必然的發(fā)展趨勢.針對目前工程物探檢測技術(shù)的發(fā)展和新的要求,對物探檢測方法技術(shù)發(fā)展提出了一些新的設(shè)想和展望。
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(作者單位:黑龍江省第六地質(zhì)勘查院)