浅析物探技术在城市地下工程中的应用

石长印

【摘要】综合物探技术可以应用于城市工程建设各个阶段中，在不同的建设阶段，选择不同的物探技术，能够更好的为城市工程建设提供依据，本文根据城市地下工程建设的阶段介绍不同的物探技术，指出在城市地下工程建设中的各个阶段，利用不同的物探技术准确探测地下空间信息，能够为城市地下工程中的建设提供科学依据，是解决问题的关键，具有重要的现实意义。

【关键词】物探技术； 城市地下工程；电磁感应法； 探地雷达法； 高密度电阻率法

1引言

城市地下工程建设中，需要对地面下的东西进行详细的勘探，城市地下工程在建设中出现的大面积地表沉陷，会使得地面建构筑物、交通设施、生活基础设施、土地等遭受到严重破坏， ，不但影响着当地居民生产和生活，而且严重影响区域内经济可持续发展和社会稳定。因此，随着地下工程的建设越来越多，对于地下空间的探测也越来越重要，物探技术凭借高效、 经济、施工灵活、信息丰富，探测效果好等优点在工程地质勘查中应用广泛。

2城市地下工程建设的规划

地下空间的合理开发离不开科学的规划指导，而实现科学规划的第一步就是要获取地下空间现状信息。通过调查分析现有的地下管线，能够为城市地下工程的的建设提供依据。城市地下建设的第二步就是对城市工程作业的地基进行勘察，地基勘查是城市工程建设中不可缺少的一环，城市地下建设中，第三步是对导致城市次生地质灾害进行勘查。

3 城市地下工程建设的物探技术应用

3.1地下管线探测的应用

城市地下管线是指城市范围内供水、排水、燃气、热力、电力、通信、广播电视、工业等管线及其附属设施，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”地下管线的材质各不相同，即使是同一种管线，材质也有多种，如：铸铁、钢、混凝土、塑料、铜、光纤等目前每条高架桥、地铁、隧道、高速公路以及各类非开挖施工的第一步就是开展地下管线探测。

3.2电磁感应法

电磁感应法是以岩（矿）石的导电性、导磁性和介电性的差异为物质基础，应用电磁感应原理，通过观测和研究人工或天然源形成的电磁场的空间分布和时间（或频率）的变化规律，从而寻找良导矿床或解决有关的各类地质问题的一组电法勘查的重要分支方法。电磁感应法是目前探测地下管线最成熟、操作最方便的方法，管线探测仪能基本准确定位地下金属管线，但对于非金属管线没有探测效果，尽管管线探测仪生产商配备探测非金属管道的示踪探头，但在一些非金属给水、高压污水和燃气管道缺乏应用条件。由于城市大部分区域缺乏开挖、打样洞探查条件，使用探地雷达进行无损探查成为唯一有效方法。实验研究表明应用探地雷达可以获取地下管线的断面尺寸、材质以及其中的充填物和其他信息

3.3城市工程地质勘查的应用

工程地质勘查是城市建设的基础，地下空间的工程地质勘查工作在城市建设中的地位日益重要。城市工程地质勘查包括探测地下管线、人防工程、地基检测等。

3.4探地雷达法

探地雷达方法是通过发射天线向地下发射高频电磁波，通过接收天线接收反射回地面的电磁波，电磁波在地下介质中传播时遇到存在电性差异的分界面时发生反射，根据接收到的电磁波的波形、振幅强度和时间的变化等特征推断地下介质的空间位置、结构、形态和埋藏深度。探地雷达可用于检测各种材料，如岩石、泥土、砾石，以及人造材料如混凝土、砖、沥青等的组成。雷达可确定金属或非金属管道、下水道、缆线、缆线管道、孔洞、基础层、混凝土中的钢筋及其它地下埋件的位置。它还可检测不同岩层的深度和厚度，并常用于地面作业开工前对地面作一个广泛的调查。

探地雷达技术能反映和区分不同地下介质层的界面，指出其精确深度、厚度和介质性质；同时其探测结果能反映与实际连续变化的地下剖面相符的图像。大量实践表明应用探地雷达进行地基勘查可以缩短工作周期甚至不施钻孔达到满意效果。例如：利用探地雷达探测浅埋人防工程对于高层建筑地基危害性，探地雷达剖面不仅能精确显示人防工程的平面边界位置，而且能够有效的提供快速无损、分辨率高、实时剖面记录图像清晰直观和受外界干扰影响小的人防工程的内部结构图。

3.5城市工程建设次生地质灾害勘察的应用

城市建设中，不合理开发易导致城市次生地质灾害如地面沉降、地裂缝、岩溶塌陷的形成，严重危害到人民的生命和财产安全。地面沉降波及范围广，下沉速率缓慢，往往不易察觉，对建筑物、城市建设危害极大。地裂缝宽度极小，埋深变化大，延伸较长，严重破坏地面及地下各种建筑设施。

3.6高密度电阻率法

高密度电法实际上是集中了电剖面法和电测深法。其原理与普通电阻率法相同.所不同的是在观测中设置了高密度的观测点。是一种阵列勘探方法。高密度电阻率法与常规的电阻率法相比，它在野外信息采集过程中可组合使用多种装置形式，在电性不均匀的探测中取得了良好的地质效果。一次布极，可以完成纵、横向二维勘探过程，既能反映地下某一深度沿水平方向岩土体的电性变化，同时又能提供沿纵向岩层的电性变化情况，具备点剖面和电测深两种方法的综合勘探能力。高密度电阻率法则能够快速查明地面沉降的诱发机制。利用高密度电阻率法可以探测城市工程次生地质灾害易发生的位置，不仅效率高，耗资小，而且分辨率高。

物探技术在城市地下工程建设中，地位已越来越重要，许多探测成果可以直接为城市工程设计提供依据。但物探技术也有局限性，实际工作中要因地制宜，合理选择物探方法，使物探技术更好地，更准确地为城市规划建设服务。

4总结

綜合物探技术可以应用于城市工程建设各个阶段中，在不同的建设阶段，选择不同的物探技术，能够更好的为城市工程建设提供依据，笔者认为在城市工程建设中，大多存在比较复杂的地质和工程问题，采用单一的物探方法一般难以查明或解决有关地质和工程问题。实际时应采用综合探测方法互相佐证，并紧密结合相关资料综合分析，提高探测结果精度和成果可靠性。

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