工程物探技术在城市建设中的应用分析

李慧琪++高涛

【摘要】随着我国社会经济的不断发展，城市建设行业也得到了快速发展，而今传统的城市建设工程技术已经无法与社会发展保持高度一致，不少新技术开始应用于城市建设当中。各种勘探技术开始在建设工程中崭露头角，而工程物探技术作为较为先进的、对工程建设无伤害的技术，近年来在工程中的应用频率呈上升趋势。对此，本文将从现阶段的工程物探常用技术出发，结合实例阐述了该技术在工程中的应用途径，并且对该技术的发展作出了展望。

【关键词】建设；工程；物探技术；应用；发展

纵观工程建设项目，可以看到工程物探技术是许多工程较为青睐的一种技术，工程物探技术的应用促进工程建设工作能够按照工程设计人员预期的方向进行，保证工程建设工作项目有条不紊的进行，可以保证所有工程施工任务不出现任何损伤意外，无疑是工程建设领域最具市场应用前景的工程技术。基于这种技术的重要性，笔者将从工程物探理论为切入点展开如下探讨。

1. 工程物探概述

简而言之，工程物探技术就是借助于不同性质的地质、土层，可以依靠先进探测工具对现场实施观察，通过观察发现它们之间的不同，从而得出不同地质的分布情况，不同土层的历史、厚度及形态。此外，通过探测还可以看出地质岩土中存在的问题。物探技术面向的对象不一样，因此不同工程所选择的物探途径也不一样，通常情况下工程物探技术的应用频率相对较高。因为工程属性分类较多，所以现阶段投入应用的工程物探技术也很多，工程物探在城市建设中的应用也是近两年才兴起的，算是在工程建设领域较为常用的技术，对此，下文将从工程物探不同技术特点出发，阐述工程物探最常见的基本途径。

2. 工程物探基本途径

城市建设工程对物探技术有一定要求，同时不同建设方面需要依靠不同物探方法加以支撑。归纳的来说，常用的工程物探方法主要有以下几种：

（1）电法。该种方法主要包括电剖面技术、瞬变电磁技术等，利用这些技术来实现勘探目标。

（2）地震勘探。该种方法主要是通过反射波等来达到勘探的目的，为勘探提供各种反射波技术支撑。

（3）探地雷达。该种方法的种类比较多，有宽角技术、投射技术等方面，在工程勘探中的应用范围通常也比较广泛。

（4）弹性波勘探。该种方法包括地震波及声波，且两种方法的各个技术层面各不相同，而且应用的选择也要视情况而定。

（5）层析成像。该种方法基于声波、地震波等之上形成的成像方法，通过成像对所要勘探对象进行分析。

3. 工程物探技术应用分析

3.1地质构造的探查定位。 在城市规划过程中，远离重大地震带是城市规划建设者的一个重大课题。而解决这个课题的第一步就是对地质构造进行探查定位。对地质构造探查较为有效的物探技术有：浅层地震勘探、瞬变电磁法、高密度电阻率法、瑞雷面波等。经过地学领域研究者的不断努力，现有的区域构造地质图基本上已经勾画出重大地质构造带。但是由于以往技术、经费等因素的制约，有许多构造带的勾画仅依据当时资料与工作人员的实践经验，其实际位置可能差别数百米甚至上千米。虽然这个差别在区域构造分析中并没有太大影响，但是在城市规划及场地建筑的设计中，影响却十分严重。例如，某市计划建设一个大型火电发电厂，在初始规划时，定址在某江入海口的一个小岛上。从表面上看来，这个地理位置对火电厂而言是十分理想的。但是在地质技术人员对区域地质构造进行探查时，发现该区域周边经过了一条较大的断裂带，尽管在区域构造地质图中，标识的断裂带位置在小岛对岸，但是技术人员十分重视资料准确度对于电力建设的安全重要性，因此认真开展物探工作，采用高密度电阻率法和浅层地震两种物探技术进行探测，最终发现断裂带的实际位置竟然是小岛中央，于是该火电厂立即移址别处建设。

3.2地质灾害的调查。

（1）在自然或者人为因素作用下形成的，并对人类生命财产、环境等造成破坏和损失的地质现象被称为地质灾害，地质灾害的主要形式有滑坡、泥石流、坍塌、地面塌陷等。随着现代化城市的不断发展，地质灾害的调查与防治工作已经成为了城市规划建设中的重要工作之一。对地质灾害调查较为有效的物探技术有：高密度电阻率法、地质雷达、浅层地震等。城市规划建设者必须重视地质灾害，防患于未然。在地质灾害调查与防治工作中，物探技术起到了十分重要的作用，尤其是边坡的调查与治理。例如，香港属于多边坡城市，该市的许多建筑物都坐落在山上、海边，边坡周边建设着许多房屋与街道，因此对于香港而言，地质灾害的防治工作是至关重要的。据相关资料统计，香港政府每年投入到边坡、挡土墙的监测与探查工作中的经费数以千万元计。

（2）边坡稳定性较低，容易引起滑坡，因此在边坡失稳之前要及时进行勘查工作，采用护坡挡土的方法可以有效防止滑坡灾害的发生。在对边坡区域进行物探工作之前，要充分掌握区内岩土层划分、裂缝、滑动面等相关资料，确定滑坡性质，然后进行相应的护坡挡土工作。在采用物探技术时，要尽可能的少钻孔，避免破坏挡土墙厚度、护坡分层及厚度等支护体结构，为验收、维护、改建等提供有效依据。

3.3不良地质体的探测。

（1）在城市规划建设中，岩溶、软化体、空洞、孤石等不良地质体都是施工建设人员难以解决的问题，其中最为常见的不良地质体就是岩溶。岩溶是灰岩区特有的地质现象，而广州市北部的灰岩分布较广，因此在工程建设中，岩溶的探查任务至始至终都不容忽视。

（2）在城市建设规划中，许多重要建筑选址都要尽量避开岩溶区，尤其是岩溶发育地区，否则将造成无法挽回的损失。例如某市在建设移民安置小区时，定址在岩溶发育区，结果不久之后地面出现塌陷，导致损失惨重。因此为避免工程事故、地面塌陷等情况的发生，工程建设在进行规划设计时要详细探测岩溶发育情况。传统的钻探方法采用点状勘探方式，所得出的结论并不全面，岩溶发育的规律性不明显，地下形态极不规则，钻探方法容易出现较大的判断误差。而物探技术具有连续性、范围广等勘探特点，与传统钻探方法相结合，对岩溶发育情况的探测有明显效果。对岩溶探测较为有效的物探技术有：高密度电阻率法、瞬变电磁法、地质雷达、浅层地震勘探等。正常情况下的基岩电阻率会明显比表层高，但是当基岩中的岩溶发育时，其电阻率会明显降低。

3.4地下管线的探测。 城市的地下管线相当于城市的“血脉”，对于城市建设而言至关重要。早在上世纪90年代，许多城市就开始进行全面的地下管线普查工作，并且持续开展管线工程的测量工作，这些都为城市规划建设工作提供了大量的有效信息与技术发展空间。由于工程建设的着重点有所不容，地下管线的数据信息要具体到每一建设地块时，都无法完全满足施工要求的详细度与准确度。因此，对于城市规划建设者而言，探测清楚具体场地范围内的地下管线分布情况是确保施工安全和管道安全的重要任务。具体场地的地下管线分布有所不同，管线探测技术也有所差异，许多建设工程中除了采用金属管线探测仪之外，还会采用地质雷达、高密度电阻率法、磁法勘探等物探技术。

3.5地下构筑物的探测。 许多城市在城市规划建设中通常会遇到地下建筑物存在的情况，例如建筑物基础、地下防空洞、防汛墙、地下车库等。在规划设计时，许多地下构筑物的资料并不健全，必须将其地理位置、地下深度等相关数据调查清楚才能采取相应措施进行保护或清除工作。根据场地条件及地下构筑物的性质不同，对地下构筑物探测可选用的物探技术有：高密度电阻率法、浅层地震勘探、地质雷达、瑞雷面波等。如图所示为利用高密度电阻率法探测地下防空洞的成果图，在剖面18m、32m以及顶部深度4m左右的地方，都有明显的低阻异常，且较为规则，这表示区内有两条防空洞。而该防空洞建设时间较为长远，许多区段严重渗水，从而在成果图中表现出低阻形态。该成果图形象的反映出地下防空洞的实际形态，属于物探技术中防空洞探测的典型案例。

4. 总结及前景展望

总之，现阶段的物探技术在各工程的广泛应用不仅仅能够保护工程建设施工现场，还能够保证工程建设不破坏施工地下的结构和文物古迹。从工程物探技术在上述管道工程建设施工各方面的应用可以看出，该技术拥有十分可观的发展前景。除了在工程上的应用以外，物探技术还有许多发展方向，笔者就物探技术应用现状来说从以下三方面对其发展进行展望。

（1）首先，物探理论的发展方面。随着物力技术的研发，许多含有全新物力参数的理论正在进一步研究当中，因此，不久的将来会有许多全新的物探方法基于物探理论之上被发明出来，并应用到水陆空工程当中。

（2）其次，物探技术的发展方面。工程建设与地质有着密切联系，因此，今后物探技术应该会面向地质方向，精细化分析工程地质信息，从地质物质分析和结构分析入手来提高更加精确的工程地质数据资料。

（3）再次，物探技术的整合方面。今后的物探技术会超出物理、地质研究方面，与工程管理财务数据及库存技术相结合，以工程建设的所有需求为主，在工程施工、工程管理、工程进度方面提供更综合完整的勘测技术。

参考文献

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