徐樹斌，武殷曦

為推動交通行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，其建設(shè)不僅重視地面交通設(shè)施的構(gòu)建，針對西部地區(qū)的地理形勢來看，除了地鐵建設(shè)以外，在公路建設(shè)方面也設(shè)計到地質(zhì)調(diào)查的工作，要想順利開展隧道及橋梁等工程項目，就要以地質(zhì)調(diào)查為基準(zhǔn)，通過進(jìn)一步了解施工地區(qū)的地質(zhì)情況，才能為后續(xù)施工工作的開展提供保障，這是地質(zhì)調(diào)查工作的意義及價值體現(xiàn)。為獲取豐富的地質(zhì)信息與相關(guān)數(shù)據(jù)，可通過使用物探技術(shù)來實現(xiàn)，以此來提高地質(zhì)調(diào)查工作效率極其質(zhì)量水平，通過研究物探技術(shù)方法在某隧道工程中地質(zhì)調(diào)查的效能及作用，進(jìn)而豐富其實踐應(yīng)用及發(fā)展趨勢的相關(guān)情況，提供具備實質(zhì)性的參考依據(jù)。

1 某隧道工程的基本情況

工程概況。

工點位于云南省境內(nèi)，進(jìn)口位于永善縣細(xì)沙鄉(xiāng)河口上村大魚孔小河旁，出口位于鹽津縣普洱正溝村田頭組北西側(cè)沖溝旁，隧道全長4352.86m，起訖里程K37 ＋742-K42 ＋094.860m，洞身均位于基巖中。隧道路面經(jīng)常出現(xiàn)積水，邊墻及仰拱多處滲水，隧道涌水量大，故委托作本次地質(zhì)調(diào)查及物探工作。本工程于2021 年6 月～8 月進(jìn)行了補充定測工作，首先利用物探技術(shù)中的電法、電磁法進(jìn)行綜合勘察，同時還開展了全面野外地質(zhì)調(diào)繪、地表水流量測量、隧道排水溝流量監(jiān)測、連通試驗，水文地質(zhì)抽水試驗等，最終解決了隧道水文地質(zhì)和工程地質(zhì)問題。下圖1 為永善縣局部山地圖，圖2 為隧道工程隧道工程地質(zhì)調(diào)查工作圖。

圖1 永善縣局部山地圖

圖2 隧道工程地質(zhì)調(diào)查工作圖

2 地質(zhì)調(diào)查中物探技術(shù)種類分析

2.1 電法

在物探技術(shù)中，電法包括電阻率法、激發(fā)極化法，此類方法重點應(yīng)用在地下水勘查，以此來深入了解調(diào)查區(qū)域地下水的具體結(jié)構(gòu)與其活動規(guī)律。在具體應(yīng)用中，是根據(jù)地下介質(zhì)的導(dǎo)電性信息的差異性，重點劃分調(diào)查區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)分布情況。隨著物探技術(shù)中電法勘探的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，其可應(yīng)用的領(lǐng)域逐漸拓展，不僅能夠解決地質(zhì)調(diào)查中出現(xiàn)的構(gòu)造地質(zhì)問題，還能在近地表尺度解決工程勘察中遇到的實際問題。結(jié)合實際應(yīng)用成效來看，電法勘探在我國西部多個地區(qū)都得到了廣泛應(yīng)用，已成為這些地理環(huán)境復(fù)雜，構(gòu)造多樣地質(zhì)調(diào)查應(yīng)用的主要技術(shù)之一。

2.2 磁法

該項技術(shù)具備較強的針對性，其優(yōu)勢和特性都體現(xiàn)在較高精確度的地下磁性介質(zhì)探測方面，這一方面的精準(zhǔn)探測是其他物探技術(shù)無法實現(xiàn)的技術(shù)應(yīng)用成效與特性，由于其地面磁梯度測量的方式能夠精準(zhǔn)探測地下磁性物質(zhì)，特別是找礦地質(zhì)中鐵磁性礦體的探測，以及城市地質(zhì)中地下管線與構(gòu)筑物的探測來說，準(zhǔn)確性方面有所保障，能夠?qū)崿F(xiàn)高效化、有效性的地質(zhì)調(diào)查和勘探。

2.3 地震波法

研究指出淺層地震是地面勘察工作中比較常見的技術(shù)，但是這種技術(shù)體現(xiàn)出施工現(xiàn)場條件要求比較高的特點，所以只能在施工條件較好的巖土工程中開展地面條件的勘察工作。這種技術(shù)具備探測精準(zhǔn)度比較高的優(yōu)勢，能收獲更好的地質(zhì)條件勘察效果。所以，在煤礦勘探中逐漸運用分辨率比較高的反射波方法，這樣能通過反射波對煤炭層進(jìn)行比較精準(zhǔn)的測量，確定煤礦采空區(qū)的具體分布。

3 地質(zhì)調(diào)查中物探技術(shù)的實踐應(yīng)用

本次研究是在隧道工程地質(zhì)調(diào)查工作中開展，通過運用物探技術(shù)進(jìn)行探測，進(jìn)而獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息，從而來確定破碎帶的位置及其寬度，對隧道巖體及構(gòu)造的富水性也作出了定性評價。從探測結(jié)果分析來看，檢測出隧道工程路段中的地質(zhì)結(jié)構(gòu)易受構(gòu)造影響，節(jié)理、裂隙較為發(fā)育，巖體較為破碎，基巖裂隙水發(fā)育且隧道施工路段地質(zhì)結(jié)構(gòu)中的砂巖含水性較好，局部巖體較破碎。以此作為依據(jù)進(jìn)而能夠為隧道工程施工后續(xù)工作的開展提供保障，通過深入分析工程地段的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)而能夠合理選擇相關(guān)施工技術(shù)進(jìn)行運用。下圖3 和圖4 為物探技術(shù)在工程施工中實際應(yīng)用的工作圖。

圖3 物探技術(shù)應(yīng)用實際工作圖

圖4 物探技術(shù)應(yīng)用實際工作圖

本次隧道工程物探技術(shù)的應(yīng)用起到了關(guān)鍵性作用，以其在地質(zhì)調(diào)查中巖土探測為例，物探技術(shù)的運用體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）隧道工程施工整體平面結(jié)構(gòu)圖，設(shè)計結(jié)構(gòu)圖時應(yīng)當(dāng)考慮其地形和坐標(biāo)，要根據(jù)不同的地質(zhì)類型，將地質(zhì)情況進(jìn)行標(biāo)注，之后要采取相關(guān)措施進(jìn)行評價，通過物探方法結(jié)合相關(guān)資料對地質(zhì)問題進(jìn)行深入研究，從而規(guī)避隧道工程因地質(zhì)問題帶來的風(fēng)險。

（2）物探電法和地震波法很容易獲取相應(yīng)的巖土物性參數(shù)，這項數(shù)據(jù)能夠計算樁基的穩(wěn)定性和安全性，目的在于為開挖深基坑工作提供有效保障。

（3）分析施工區(qū)域的地下水，要對整體隧道工程的提下水進(jìn)行研究分析，從而能夠更好的檢測施工區(qū)域地下水情況。電磁類物探方法能夠較準(zhǔn)確的判斷水的存在與否。

（4）隧道工程防震能力，天然災(zāi)害是隧道工程要考慮的重點因素，設(shè)置地震設(shè)防區(qū)是必不可少的環(huán)節(jié)，想要使這項工作達(dá)到最佳效果，在開展過程中就要對區(qū)域附近的場地類別和土體類別進(jìn)行實地物探技術(shù)勘察。

總的來看，由于施工地段巖土自身性質(zhì)存在較強的不穩(wěn)定性，所以周圍環(huán)境條件會對巖土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生和性能造成一定程度的影響，且富水區(qū)域的存在將嚴(yán)重影響到設(shè)計和施工，運用相關(guān)物探技術(shù)可以實時高效的對上述問題進(jìn)行探測與分析。在物探技術(shù)具體應(yīng)用情況來看，這種方式一次性探測的范圍有限，且往往受到作業(yè)條件的限制，進(jìn)而影響施工效率。同時，物探只能大致判斷出場地內(nèi)巖土性質(zhì)，若出現(xiàn)巖土性質(zhì)被外部環(huán)境或外界因素所改變，就會使整個地質(zhì)調(diào)查工作失去準(zhǔn)確性與真實性，最終導(dǎo)致物探技術(shù)應(yīng)用的效能及作用無法得到充分發(fā)揮。所以，在實際應(yīng)用中，物探技術(shù)的使用還需與相關(guān)施工工序相配合，可在實際施工場地中布置幾個探測點來進(jìn)行鉆孔，以此來配合物探技術(shù)的應(yīng)用，目的就是實現(xiàn)多處探測，不僅能夠更加深入了解工程設(shè)計和施工處地質(zhì)情況，還能驗證出物探技術(shù)應(yīng)用的成效。

4 隧道工程中運用物探技術(shù)的前景

4.1 TSP 方法

隧道工程施工應(yīng)該做好前期的地質(zhì)調(diào)查工作，并借助多種物探技術(shù)對工程施工條件和地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的勘察，通過不同物探技術(shù)的合理使用可以形成直觀性的地質(zhì)剖面圖，這樣能給勘察人員提供更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)判斷支持。TSP 一種超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)，該方法在巖土工程勘察中體現(xiàn)出比較強的技術(shù)應(yīng)用價值，具備較好的運用前景。和其他勘察方法相比，TSP 方法體現(xiàn)出探測距離比較遠(yuǎn)的特點，也具備比較高的分辨效果，同時也呈現(xiàn)出較強的抗干擾性能，不會對巖土工程的施工建設(shè)造成影響?？梢哉fTSP 方法是一種新型的物探方法，通過深度偏移成像的方式提高地質(zhì)條件預(yù)報的準(zhǔn)確度，所以體現(xiàn)出比較強的技術(shù)應(yīng)用前景。

4.2 地震波層析成像技術(shù)

此項技術(shù)的運用是建立在淺層地震走時觀測的基礎(chǔ)上，通過反演得到地下介質(zhì)的二維或三維速度圖像，在地質(zhì)勘察中得到較為廣泛的應(yīng)用。通過這項技術(shù)的合理運用，可以勘察排除風(fēng)化層對勘察數(shù)據(jù)造成的影響，也能排除地表障礙物對勘查質(zhì)量造成的負(fù)面影響，在已有的地質(zhì)鉆探資料基礎(chǔ)上對地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行更好的探測。但是此項技術(shù)的合理運用受到井深以及電纜質(zhì)量等因素的制約，如果井深越深且電纜長度越大就能更好地體現(xiàn)出技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢?？梢哉f這項技術(shù)具備簡單直觀以及成像效果比較好的特點，在地質(zhì)調(diào)查中逐漸發(fā)揮著重要作用。

5 地質(zhì)調(diào)查中物探技術(shù)的發(fā)展趨勢

5.1 探測技術(shù)的創(chuàng)新

隨著社會的發(fā)展和工程勘察設(shè)計的需求，對于探測方法技術(shù)要求越來越高，因此進(jìn)一步加強物探技術(shù)的研究非常有必要。在進(jìn)行地震類物探技術(shù)研究中可以選擇使用多波理論，從而能夠不斷拓寬物理波的頻譜范圍。同時還可以將計算機技術(shù)和電子信息技術(shù)引入到工程物探技術(shù)中，從而能夠進(jìn)一步實現(xiàn)高度自動化，甚至是人工智能解譯識別。本文以某隧道工程為例具體分析了地質(zhì)調(diào)查中物探技術(shù)的應(yīng)用，從中能夠看出，在該項技術(shù)的加持下，能夠發(fā)現(xiàn)該工程地下水的疏排和地表水的漏失兩個問題，隧道中部地帶對地表生態(tài)環(huán)境影響較小，在隧道進(jìn)口地段芭蕉灣至河口上一帶以及出口段河壩一帶，泉水疏干，溝水漏失，影響村民用水，新設(shè)泄水孔可能會加劇地表疏干。隧道通過存在突涌水嚴(yán)重，盲溝排水大，大量水漏至路面，路面積水嚴(yán)重，隧道邊墻及仰拱多處滲水嚴(yán)重影響隧道內(nèi)車輛通行。建議疏排結(jié)合的工程措施處理隧道涌水。進(jìn)而體現(xiàn)出通過物探技術(shù)的應(yīng)用，能夠為與地質(zhì)工作相關(guān)工程項目建設(shè)工作的開展提供保障，這正是該項技術(shù)目前得到大力推廣及應(yīng)用的原因所在。未來，物探技術(shù)仍是地質(zhì)調(diào)查中主要應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)，會逐漸成為隧道工程施工不可或缺的科學(xué)技術(shù)。在技術(shù)不斷創(chuàng)新的今天，專家學(xué)者們?nèi)孕璩掷m(xù)對其進(jìn)行研究，以求物探技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用更加成熟。

5.2 對物探工程技術(shù)的處理

工程物探的數(shù)據(jù)采集與解譯工作也是施工過程的重難點，首先，就前者來說，在進(jìn)行野外采集工作時，必須要能敏銳的捕捉到一些重要的數(shù)據(jù)情況，一旦出任何偏差，都會威脅到后續(xù)的施工質(zhì)量；對后者來說，將原始數(shù)據(jù)解譯為工程地質(zhì)資料是每一個物探技術(shù)人員必須具備的技能。只有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持才能合理應(yīng)對巖土工程問題，以及合理選擇出工程處理方案，是施工各環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)保障。因此，物探解譯必須要扎實巖土工程專業(yè)知識以及工程物探理論知識，以良好的素養(yǎng)積極應(yīng)對各種地質(zhì)問題，保證施工質(zhì)量。比如，應(yīng)用彈性波勘探方法來進(jìn)一步分析工程物探資料時，必須要對干擾波進(jìn)行準(zhǔn)確的分離和壓制。一般來講，軟件和硬件技術(shù)的共同作用是可以實現(xiàn)這一過程的。但是在實際工作過程中，由于種種因素的限制，對其的分離效率并不高，必須對測試結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步的處理分析，才能得到理想的效果。此外，由于物探方法可以從多個角度進(jìn)行解釋，所以開展物探工作時必須要對原始數(shù)據(jù)和實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行比對處理，最終得出合理準(zhǔn)確的解釋。

6 結(jié)語

結(jié)合上述研究分析來看，通過物探技術(shù)的合理運用可以對施工現(xiàn)場的地質(zhì)環(huán)境以及條件進(jìn)行較為全面的勘察，也能發(fā)現(xiàn)對施工建設(shè)造成影響的地質(zhì)因素，體現(xiàn)出比較強的技術(shù)應(yīng)用價值。技術(shù)人員應(yīng)該做好施工前期的勘查工作，借助多種物探技術(shù)對工程施工條件和地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的勘察，保障勘察數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。同時，通過先進(jìn)技術(shù)的合理使用可以形成直觀性的物探解釋剖面圖，給巖土工程施工提供更好的勘察數(shù)據(jù)支持，及時發(fā)現(xiàn)施工中可能遇到的問題。這樣可以對工程施工的地質(zhì)情況進(jìn)行更好的勘察，給圖紙設(shè)計和后期的施工建設(shè)提供更好的勘察技術(shù)支持。地質(zhì)調(diào)查中，需要大力推廣物探技術(shù)，使其得到廣泛應(yīng)用，讓其更好的服務(wù)于國民經(jīng)濟建設(shè)。