馮達(dá)福

（柳州市勘察測繪研究院有限公司，廣西柳州 545000）

0 引言

近幾年，我國科學(xué)技術(shù)得到了飛速發(fā)展，其在許多領(lǐng)域中都得到了廣泛應(yīng)用，而工程物探技術(shù)在巖土工程領(lǐng)域中的應(yīng)用備受關(guān)注，該項技術(shù)在具體應(yīng)用過程中中取得了不錯的效果，因此，深得人們青睞。將工程物探技術(shù)應(yīng)用在巖土工程中，能夠同時解決不同類型問題，而且能夠完成各項任務(wù)。工程物探技術(shù)與其他勘探技術(shù)相比，操作簡單，應(yīng)用效果良好。在具體工作開展時，受外界地形因素影響較小，而且能夠降低作業(yè)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

1 采用工程物探技術(shù)的意義

工程物探技術(shù)在巖土工程中應(yīng)用意義重大，其占據(jù)著重要位置。在開展巖土工程勘查施工期間，施工人員需要提前進(jìn)入到新工程所在區(qū)域現(xiàn)場，對巖土工程情況進(jìn)行合理分析，通過勘查作業(yè)，掌握場地工程地質(zhì)等情況，進(jìn)而為后續(xù)施工作業(yè)開展提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持[1]。巖土工程勘查是一項復(fù)雜且對技術(shù)要求較高的工作，具體工作開展會受到地質(zhì)環(huán)境、勘查設(shè)備精度、勘查技術(shù)等各項內(nèi)容約束，最終通過勘查獲取到的數(shù)據(jù)與實際情況可能會存在一定差異，如果沒有準(zhǔn)確數(shù)據(jù)支持，則無法有效促進(jìn)巖土工程施工作業(yè)的開展。隨著人們對巖土工程物探技術(shù)研究的不斷深入，技術(shù)體系也得到了完善，出現(xiàn)了大量新技術(shù)，這些技術(shù)都被合理應(yīng)用到了巖土工程中，這可以使巖土工程勘查作業(yè)更加便捷，也提高了勘查結(jié)果精準(zhǔn)性，這能夠為巖土工程帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益[2]。

在巖土工程勘查作業(yè)開展期間，通過對現(xiàn)代化勘查設(shè)備，以及先進(jìn)勘查技術(shù)的應(yīng)用，能夠全面掌握巖土工程所在區(qū)域的具體情況，能夠為巖土工程施工提供具有價值的數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)對巖土工程施工作業(yè)的合理指導(dǎo)。通過對勘查獲取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行合理應(yīng)用，可以采取靈活方式對施工作業(yè)開展方案進(jìn)行適當(dāng)指導(dǎo)，采用先進(jìn)施工技術(shù)開展，提高施工效率，確保施工安全[3]。總而言之，巖土工程具體施工期間，要全面結(jié)合巖土工程具體地質(zhì)因素，做好全面考量工作，進(jìn)而給出與實際情況相符的勘查方案，對收集到的勘查數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行全面應(yīng)用，制定合理勘查表格，從而指導(dǎo)巖土工程勘查作業(yè)順利進(jìn)行。通過對各項數(shù)據(jù)的合理應(yīng)用，確保施工技術(shù)作用能夠得到合理發(fā)揮，進(jìn)而為巖土工程施工作業(yè)開展提供保障。

2 巖土工程中常用的幾種工程物探技術(shù)

工程物探技術(shù)實際上就是通過對相關(guān)儀器進(jìn)行合理應(yīng)用，在人工物理場及自然物理場開展勘查技術(shù)，在具體作業(yè)開展時，將該項技術(shù)合理應(yīng)用到地質(zhì)物體和地下巖層中，通過對其的合理應(yīng)用，能夠幫助相關(guān)工作人員全面掌握巖土工程所在區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況和空間信息，進(jìn)而為相關(guān)工作提供所在區(qū)域的全面的地質(zhì)空間信息，對土質(zhì)的性質(zhì)，以及相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行合理判斷，快速發(fā)現(xiàn)問題，采取合理措施解決問題，為巖土工程勘查作業(yè)的順利開展提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持[4]。從目前我國巖土工程中采用的工程物探技術(shù)來看，依據(jù)巖土工程的具體特點與應(yīng)用原理，可以將物探技術(shù)分為以下3種。

2.1 高精度磁法

該項技術(shù)在具體應(yīng)用期間就是通過對不同物質(zhì)的成分具有不同的磁性特性，從而實現(xiàn)對地質(zhì)情況的合理勘查。具體勘查期間，要分析磁場結(jié)構(gòu)特點，在對區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定的基礎(chǔ)上，對區(qū)域各項因素對磁場的規(guī)律的影響進(jìn)行確定。通過分析可知地下結(jié)構(gòu)磁性特征明顯，在進(jìn)行地下情況勘查時，通過對高精度磁法進(jìn)行合理應(yīng)用，能夠得到高精度勘查數(shù)據(jù)，可以為后續(xù)巖土工程相關(guān)工作開展提供支持[5]。高精度磁法適合應(yīng)用在地面勘查、地下勘查等方面，在對其進(jìn)行應(yīng)用時，需要全面結(jié)合巖土工程具體特點情況，確定是否適需要采用這一技術(shù)，從而保證獲取到的勘查結(jié)果能夠達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 淺層地震法

該方法是目前常用的一種地質(zhì)勘查技術(shù)，需要注意的是在巖土工程中對淺層地震法進(jìn)行應(yīng)用，對施工現(xiàn)場條件要求較高，因此，該項技術(shù)需要應(yīng)用在具有良好施工條件工程中，只有這樣才能確保技術(shù)作用能夠得到合理發(fā)揮。對于巖土工程來說，如果工程場地能夠滿足淺層地震法的應(yīng)用需求，其在具體應(yīng)用時的優(yōu)勢十分顯著，主要體現(xiàn)在勘查效果好，而且精度高等多個方面。目前，高分辨率地震反射波法已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，在具體作業(yè)開展時，通過地層對發(fā)射波的具體干涉，以確定地層分布情況。

2.3 電法勘查

地殼中的物質(zhì)成分會存在一定差異，這一差異性也決定了電磁性質(zhì)會有所不同，而電法勘查在具體應(yīng)用過程中就是以此作為依據(jù)，而開展勘查的一項工程物探技術(shù)。通過對該方法進(jìn)行應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對地殼結(jié)構(gòu)，以及各個部分電磁學(xué)性能檢測，對地殼磁性分布的具體規(guī)律和磁場特性進(jìn)行明確，進(jìn)而幫助工作人員能夠精準(zhǔn)掌握地殼結(jié)構(gòu)。電法勘查包括瞬變電磁法、可控源音頻大地電磁法等，每一種方法的特點都不同。在具體作業(yè)開展時，要依據(jù)地質(zhì)的具體特性，選擇合理的方法開展相應(yīng)工作，對其進(jìn)行應(yīng)用，確保工作質(zhì)量達(dá)到預(yù)期。

3 巖土工程中對工程物探技術(shù)的應(yīng)用

3.1 工程物探技術(shù)的應(yīng)用流程

在某橋梁工程建設(shè)中，為了保證整個建設(shè)作業(yè)順利開展，相關(guān)工作單位決定利用物探技術(shù)對橋梁的軸線及鉆孔間影響范圍中巖土結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面勘查，利用地層物性的差異，獲取地質(zhì)信息。在施工作業(yè)開展中，要利用不同方法完成相應(yīng)作業(yè)，全面掌握工程所在區(qū)域的構(gòu)造破碎帶、深部巖溶、巖土結(jié)構(gòu)，以及軟弱夾層等內(nèi)容的具體分布情況，從而為后續(xù)工程的有效開展提供相應(yīng)的支持。技術(shù)的應(yīng)用流程如下。

3.1.1 施工作業(yè)部署

針對該橋梁工程的具體情況進(jìn)行分析，最終決定采用高密度電法進(jìn)行應(yīng)用，完成相應(yīng)勘查作業(yè)。具體勘查作業(yè)如下：①全面結(jié)合工程物探技術(shù)具體情況，準(zhǔn)備好相應(yīng)設(shè)備資料，從而為相應(yīng)技術(shù)的具體應(yīng)用提供強(qiáng)有力的支持。②科學(xué)設(shè)置電極線與平軸線[6]。該工程一共設(shè)置了11條長度為9.5m的電極線，其中8條線與橋軸線垂直布置，而對于施工現(xiàn)場的測線，需要將間距控制在40~112m之間，而其余3條則與橋軸線相平行布置，間距需要控制在21m左右。而布置的6條長度為6.2m的電極線，與橋軸線平行和垂直的電極線各3條。

3.1.2 鉆探驗證

與相應(yīng)技術(shù)要求進(jìn)行適當(dāng)結(jié)合，在開展鉆孔作業(yè)時，終孔深度需要達(dá)到設(shè)計要求，而且要依據(jù)具體鉆探結(jié)果，全面分析巖體完整性，依據(jù)分析結(jié)果，開展相應(yīng)施工作業(yè)。在具體作業(yè)開展時，施工人員在完成鉆孔作業(yè)后，需要對鉆孔的具體情況進(jìn)行合理的測試，而且，在整個作業(yè)開展期間，要保證測試作業(yè)能夠順利進(jìn)行。需要工作人員注意的是，如果要利用電磁波CT開展測試鉆孔，要完成測試作業(yè)后，將直徑5cm的PVC管放入，保證孔壁不會遭受破壞，保證孔壁完整，進(jìn)而為相應(yīng)測試作業(yè)開展提供足夠的空間。

3.1.3 現(xiàn)場試驗作業(yè)

該試驗是分析區(qū)域巖土條件的一項重要內(nèi)容，試樣采集要在工程所在區(qū)域范圍內(nèi)開展，同時，還要利用專業(yè)人員或?qū)嶒炇议_展分析工作，從而對巖土承載力、巖土屬性各項內(nèi)容進(jìn)行合理判斷。需要注意的是，除了分析巖土性能外，還要檢查工程所在區(qū)域的水樣，主要包括地下水、地表水水質(zhì)，這些內(nèi)容都會對工程土質(zhì)造成影響，因此，要對水樣進(jìn)行分析，確定其具體成分，從而為后續(xù)相應(yīng)工作的開展提供支持。在對工程所在區(qū)域巖土采樣方面，在工程案例中一共取樣360份，通過詳細(xì)分析可以發(fā)現(xiàn)，工程區(qū)域內(nèi)的第四系覆蓋層總體薄，而且分布不均勻。進(jìn)行水樣采樣方面，針對工程所在區(qū)域的水文地質(zhì)單元和河水情況進(jìn)行分析，做好取樣分析，對分析結(jié)果進(jìn)行應(yīng)用，從而為工程后續(xù)建設(shè)作業(yè)開展提供相應(yīng)的參考依據(jù)。

3.2 工程物探技術(shù)的實際應(yīng)用分析

工程物探技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用十分廣泛，主要體現(xiàn)在以下4個方面。

3.2.1 合理劃分界面

采用工程物探技術(shù)合理劃分界面，可以幫助相關(guān)工作人員全面掌握勘察區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造，精準(zhǔn)區(qū)分不良地質(zhì)界面。例如，在巖土工程選址時，為了能夠全面掌握區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造情況，需要設(shè)置淺孔，要將少量炸藥填入到該區(qū)域，將其作為震源，再利用多道瞬態(tài)瑞雷波法，完成對地質(zhì)結(jié)構(gòu)的勘查，確定探明區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造情況，為工程選址提供精準(zhǔn)地質(zhì)信息。

3.2.2 精準(zhǔn)判斷形態(tài)

將工程物探技術(shù)應(yīng)用在巖土工程中，能夠精準(zhǔn)判斷地下形態(tài)，主要包括的內(nèi)容有地下物理埋深、地下物體形態(tài)、地下界面形態(tài)等各項內(nèi)容。例如，通過對探地雷達(dá)法進(jìn)行應(yīng)用，勘查工程區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造情況，而且利用不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)射的雷達(dá)波差異性，分析地質(zhì)結(jié)構(gòu)。若在勘查期間，發(fā)現(xiàn)某一層雷達(dá)波相同軸，發(fā)生了間斷現(xiàn)象，可以確定勘查區(qū)域存在大量碎石，而且存在的碎石對于地層下部土層會造成一定擠壓，這會對土層分布情況造成不良影響，導(dǎo)致土層分布不均勻，這也是導(dǎo)致反射雷達(dá)波出現(xiàn)不均勻的主要原因。

3.2.3 參數(shù)測試

巖土工程勘查期間，利用工程物探技術(shù)能夠完成對工程區(qū)域情況的勘查，通過勘查可以使施工人員得到細(xì)致、全面、準(zhǔn)確的地質(zhì)資料，在大量數(shù)據(jù)支持下，可以為巖土工程規(guī)劃設(shè)計、施工組織等各項工作開展提供強(qiáng)有力支持，保證各項工作順利開展。

3.2.4 質(zhì)量檢測

巖土工程施工中存在大量隱蔽工程，對于工程的質(zhì)量要求高，而且控制起來難度較大，工程竣工后，需要采取合理措施對工程情況進(jìn)行檢測，這也會對工程質(zhì)量控制造成一定影響。利用工程物探技術(shù)，可以完成對巖土工程中各項工程質(zhì)量情況進(jìn)行全面檢測，落實好巖土質(zhì)量控制工作。例如，在改建某電廠擴(kuò)建中，考慮到該項目區(qū)域內(nèi)涉及沙灘、海積階地、丘陵等，具體施工開展時，為了提高工程質(zhì)量，要采取加固方式對工程地基進(jìn)行處理，為了提升工程質(zhì)量，確保其能夠滿足應(yīng)用需求，工程竣工后，要檢測地基穩(wěn)定性[7]。具體檢測時需要采用瑞雷波法和平板荷載試驗法進(jìn)行檢測，對比分析加固前后的瑞雷波速度，一般來說，加固后瑞雷波法速度要高出加固前很多，同時，依據(jù)瑞雷波頻散曲線，對回填厚度進(jìn)行確定。需要注意的是，針對巖土工程來說，如果僅采用一種工程物探技術(shù)，獲取到的成果可能會存在一定不足，因此，在具體工作開展時，要采用綜合物探技術(shù)，提高巖土工程勘查質(zhì)量。

4 工程物探技術(shù)的應(yīng)用前景

4.1 地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)

目前，地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)已經(jīng)十分成熟，其被廣泛應(yīng)用到了巖土勘查中，通過對地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，能夠使工程勘查精度和效率都能夠得到進(jìn)一步提高。但是，從實際情況來看，采用地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)，其在應(yīng)用期間的勘測深度不夠，而且在探測期間，容易受到金屬物體的影響，這也是后續(xù)研究的主要方向。

4.2 地震波層析成像技術(shù)

該項技術(shù)在具體應(yīng)用過程中主要是通過對淺層地震儀進(jìn)行應(yīng)用，完成對工程地質(zhì)情況的勘查。采用該項技術(shù)，一方面能夠排除地面上的各種障礙物，另一方面也能夠完成對地層中風(fēng)化層的分析。勘查人員通過對地質(zhì)鉆探技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，探測地層深層次剖面的具體情況。地震波層析成像技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，主要受電纜長度和鉆探深度的約束，針對地層的深層次勘查，要加深鉆探深度，采用較長的電纜，如果鉆探過深，難以確保電纜傳輸穩(wěn)定，這會對成像清晰度造成影響，導(dǎo)致最終勘察精度無法滿足需求。而隨著鉆探施工技術(shù)，以及遠(yuǎn)距離傳輸技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，地震波層析成像技術(shù)受到的制約因素越來越小，其應(yīng)用范圍也更加廣泛。

4.3 隧道地震勘探法

該方法是近幾年發(fā)展而來的一項新技術(shù)，其被合理應(yīng)用在不同類型的隧道工程中，同時，也被廣泛應(yīng)用到煤礦井下斷層探測中，取得了不錯勘查效果。在具體作業(yè)開展時，通過對高靈敏度地震檢波接收器進(jìn)行應(yīng)用，收集隧道單側(cè)壁上多個地震激發(fā)點形成的地震波，以及在圍巖傳播中遇到不同反射界面后發(fā)生的發(fā)射波，合理處理和解釋發(fā)射波截面數(shù)據(jù)，然后依據(jù)地質(zhì)情況，對斷面、巖石破碎帶情況進(jìn)行合理預(yù)測。

5 結(jié)語

將工程物探技術(shù)合理應(yīng)用在巖土工程中，一方面能夠落實好相應(yīng)的勘查作業(yè)，另一方面也能夠為后續(xù)巖土工程建設(shè)提供支持。因此，相關(guān)單位需要提高對工程物探技術(shù)的重視，加強(qiáng)對該項技術(shù)應(yīng)用與分析，從而使其作用能夠得到合理發(fā)揮。