综合物探方法在工程地质勘察中的应用

丁剑

摘 要：物探方法是目前勘察工作中必不可缺的一部分，拥有高效、成本低等特点，因此得以广泛的使用，在地质勘察工作中发挥的作用日益增长。在我国早期，地质勘察工作中使用的物探方法过于单一，并且每种使用方式都存在一定的局限性，并且导致勘察数据准确性不高。为此，我国研发出了综合物探方法，综合以往各个单一物探方法的优势，从而在很大程度上提高了地质勘察数据准确性。本文将重点对综合物探方法进行分析，探究其实用性等。

关键词：综合物探方法；工程地质勘察；应用

伴随我国的经济实力日益增长，我国也一直在大力推行现代化经济建设，为了满足我国经济发展的资源需求，提高矿产等资源的开发非常必要，而加强地质勘察技术是提高矿产资源开采工作质量和效率的有效途径。勘察技术随着物探方法的加入取得了突破性进展，极大的提高了勘查效率和质量，随着物探方法的不断发展，已经慢慢成为勘察技术中使用最多的方式之一。虽然物探方法使用初期遇到了一系列的难题，伴随着我国科学实力的增长以及经验的累积，我国在物探方法的使用上已经比较成熟，为了进一步发挥出物探方法的作用，加大对其的研究力度是必要的。

1 综合物探方法的具体内容

1）选择合适的物探方法。地质勘察工作人员需要根据勘察目标进行信息的收集和梳理，在此基础上进行几类较为合适的物探方法的试验，同时要充分考虑各种物探方法的优缺点。

2）确定需要使用的物探方法。经过初步的试验之后，数据分析人员在到勘查地点进行详细的勘察，需要时可以进行小规模的现场试验，然后对比各种物探方法的数据，从而选定最为合适的物探方法。

3）使用选定的物探方法进行勘察工作。

4）在关键位置布置钻孔。在勘察工作进行到一定时期，需要在勘察现场发现异常或正常的位置布置适量的地质钻孔，方便后面工作人员进行各项工作。

5）补充性工作。补充性工作主要针对的异常位置，带目的的对异常位置开展补充和加密工作。

2 综合物探方法在工程地质勘察中的应用

本文以某大桥桥址区的工程地质勘察为例，对综合物探方法的应用及其效果进行分析。

该大桥桥址区覆盖层由粘性土和砂土组成，前者主要分布在覆盖层上部，后者则主要在下部，基岩的主要组成成分为砂岩和砾岩。从物性条件分析，覆盖层与基岩间存在着不同程度的电性和波阻抗差异，因此可以采用的勘测方法有直流电测深法、浅层地震反射波法、水域浅地层剖面法等。但这些方法的优点、效果、对勘测现场要求各不相同。直流电测深法的特点是适应性强，垂直勘探距离长，设备轻便，勘测速度快，对不同岩性的区分效果好，但定量精度差，特定地段布线困难。

浅层地震反射波法所用设备可以自动采集数据并对数据进行处理，其规律性强，定量精度高，并且可以提供弹性力学参数，但其对不同岩性的区分度低，设备的布置随着现场地形的变化会有很大差异。水域浅地层剖面法在涉水工程中被广泛应用，其特点是勘探迅速，不影响正常水上活动及水域生产工作，勘探结果能够直观地反映水中地质及河床蔓延趋势。

根据以上分析结果，该工程在勘察中选用直流电测深法、浅层地震反射波法、水域浅地层剖面法三种物探方法，并在桥址区对相关设备进行合理布设。直流电测深法主要用于勘测桥址区岩性分界线、确定岩性类型、探测桥址区地质构造等，因此其所用设备的主要布置地点为桥址区的陆地；淺层地震反射波法的目的是定量解释桥址区基岩起伏情况和地质构造，与直流电测深法的结果相结合，进行综合比对，因此相关设备布置在在陆地的特定地段；水域浅地层剖面法的目的是查明水底河床的基岩起伏情况和地质构造，因此主要布置在水域

3 综合物探方法的应用效果

3.1 直流电测深法

直流电测深法所用设备为某单位生产的ZWD-2型数字电法仪，因该工程实际条件的限制，在使用该型号设备进行室外勘测时没有采用常用的四级装置，而采用了适应性更强的三极装置进行勘测。

由于地质条件较复杂，整个区域的实测电测探曲线类型较多，主要有“D”、“G”、“H”、“K”、“HK”五种，对应的基岩尾支曲线分为上升和下降两种类型。对实际测得的电测深曲线图及地质钻孔结果进行分析，结果如下：

1）泥质砂岩具有较低的电阻率，平均电阻率为18Ω·m，实际电测深曲线的尾支曲线为下降型。

2）砾岩具有较高的电阻率，平均电阻率为680Ω·m，实际电测深曲线的尾支曲线为上升型。

3）地质钻孔ZK1和ZK2证实了电测深曲线的探测结果，同时证明了通过对基岩电测深曲线的尾支曲线类型的分析，可以较为准确地判断出基岩岩性。

3.2 浅层地震反射波法

浅层地震反射波法所用设备为某公司生产的数字地震仪，设备内置了高频检波器，以落锤震源为主要内置震源。在实际操作前首先通过试验确定所用系统和仪器的相关参数，采用迭加法获得地震波反射数据并用计算机进行处理，形成浅层地震波反射时间剖面图，对该图形进行时深转换便可推算出基岩埋深和地质构造。

通过对地震反射双程时间剖面图（图1）的分析，可以看出基岩反射波组较为清晰，说明该图反映了所在测线基岩起伏情况，对应的覆盖层波速为1300～1400m/s。ZK1钻孔的基岩为泥质砂岩，埋深为71.6m，震探解释深度为71.4m；ZK2钻孔的基岩为砾岩，埋深为51.9m，震探解释深度为52.1m，两者结果一致。ZK1钻孔和ZK2钻孔的电探、震探反映出基岩埋深由深变浅，90～1O0号桩尤为明显，与此处是泥质砂岩与砾岩的分界线的电探结果吻合。实测电测深曲线的尾支曲线按以下顺序呈现明显变化趋势：“下降型”“缓慢下降型”“平缓型”“缓慢上升型”“上升型”，该变化实际上正反映了基岩的过渡。在确定岩性类型、划分岩性界线时主要根据直流电测深的结果，而在确定基岩起伏情况和埋深时主要根据浅层地震反射波法的结果，两种方法互相补充，使探测结果更加准确。从图1还可看出，基岩反射波组较为连续，但52～62号桩对应的基岩反射波组缺失，对应的电测深曲线的尾支曲线分别为“下降型”和“上升型”，80号桩钻孔表明此处的基岩为硅质岩，对应电测深曲线的尾支曲线为“上升型”，综合上述结果，可以推断出58号桩附近存在断层。

3.3 水域浅地层剖面法

水域浅地层剖面法的设备为美国MEP-3O5系列浅地层剖面仪，从时间剖面图及对地质断面图的分析可知，水底反射波组和基岩反射波组较为连续，有很高的分辨度。河床有较为明显的起伏，反射波较强，基岩界面的起伏则较为平缓。经观测，1～16号测试点的水域基岩埋深逐渐变浅，依据钻孔结果分析得出，水的波速大约为1500m/s，

覆盖层的波速为1750m/s。

4 结语

综上所述，地质勘探对于我国的经济发展来说有着重要作用，地质勘探行业的发展有利于我国社会主义现代化建设的进行，单一的物探方法不能满足日益复杂的地质勘察工作的需要。在工程地质勘察中，综合物探方法有着明显优势，能够应对大范围的地下勘察工作，提高勘察效率，降低勘察成本。在进行工程地质勘察工作时应合理选用不同的物探方法，将各种方法的优点结合起来，以提高工程勘察的质量。

参考文献

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