水利工程物探技术方法及其应用概述

李启磊

摘 要 本文针对水利工程物探的技术方法分类展开分析，包括电法勘察法、探地雷达法、弹性波测试法、层析成像法等，通过研究水利工程物探技术在覆盖层探测、隧洞混凝土衬砌质量检测、隐伏破碎带检测、基础结构检测中的具体应用，其目的在于提高水利工程施工活动开展的有序性，提高水利工程项目的施工质量。

关键词 水利工程;物探技术方法;电法勘察法

水利工程作为一项惠民基础工程，随着建筑技术体系的不断成熟，其建设规模也在不断扩大。与此同时，水利工程所处区域的地质条件会呈现出一定的差异性，传统勘察手段不便实施、成本较高。对此，需要借助相应的物探技术来完成地质勘察，结合勘察结果制定相应的施工方案，以提高水利工程的建设速度，延长水利工程的使用寿命。

1水利工程物探的技术方法分类

1.1 电法勘察法

在水利工程物探技术分类中，电法勘察法属于常用的应用方法，其主要的作用原理是在待测区域构建电场，将电极插入到地质结构中，以大地为通电介质，在设备释放出电能之后，电能会在地质结构中传输，根据地质中不同的金属介质分布情况产生不同的反馈电场，对此类情况进行客观分析，从而确定地质结构的基本情况。结合以往的应用经验，目前常用的电法勘察法有电测探法、自然电场法、充电分析法、瞬变电磁法等。

1.2 探地雷达法

在物探技术方法中，探地雷达法的勘察速度非常快，同时勘察结果的准确性非常高，也是目前很多水利工程建设过程中，常用的勘察方法之一。该方法的作用原理在于借助电磁波发出设备，在待测区域释放出电磁波，同时在区域内设置电磁波接收设备，电磁波对于不同地质介质，其传输速度与反馈信号强度存在不同，对接收器采集的反馈波长进行分析，剔除掉一些干扰项，从而得出目前区域的地质组成情况。目前常用的探地雷达法包括透射法、单孔法、多剖面法等[1]。

1.3 弹性波测试法

与探地雷达法类似，弹性波测试法的工作原理是借助仪器设备模拟出地震波，在进入到地表深处之后，地震波会随着地表介质的变化，发生传播速度的变化，如地壳的古登堡面、莫霍面对于横纵电地震波的吸收情况存在着较大差异。利用地震波的这一特性可以对区域地质结构的基本情况进行简单了解，为后续施工方案的制定提供科学性的数据支持。目前在水利工程物探方法中，常用的弹性波测试法包括穿透声波法、表面声波法、连续地震波法等[2]。

1.4 层析成像法

除了上述应用分析法以外，层析成像法也是水利工程物探过程中常用的方法之一。该方法的应用原理是将仪器设备与成像设备进行关联，在声波、地震波或地震波传输的过程中，可以利用成像技术对其进行客观分析，并且可以直观的展示出来，增加了检测数据的可视化特征。结合已有的数据信息，可以对其进行综合分析，从而提高整个监测过程的有效性。目前常用的层析成像法有声波层析成像法、电磁波吸收系数成像法、地震波层析成像法等[3]。

2水利工程物探技术方法的具体应用

2.1 覆盖层探测

水利工程所在的施工区域通常情况下，会在距离的水体资源较近的区域进行，为了确保工程的顺利推进，需要对区域覆盖层相关信息进行采集。其主要采集的内容包括区域覆盖层的厚度、基岩顶板目前的变形情况、覆盖层的相关物性参数、地层内天然建筑材料位置和数量、古河道遗迹的的规模和相对位置等。这些数据信息将决定后续工程推进时所采用的施工技术和施工材料投入量。通常在对覆盖层参数进行采集时，经常使用的探测方法为大地电磁测探法，在待测区域搭建电磁波发出设备和信号接收设备，在选定测量点后，开始进行数据采集，为确保测量结果准确性，应进行多次采集抵消干扰数据，从而提高探测结果的准确性[4]。

2.2 隧洞混凝土衬砌质量检测

在水里工程建设过程中，有时需要应用到隧道结构，因此隧道混凝土衬砌质量也是检测的重要内容之一，在具体的勘测过程中，需要对该区域进行全面检测。例如，某勘察团队对隧道混凝土衬砌进行了全面检测。检测结果如下：在混凝土衬砌的纵向剖面中，防水垫层和土工布之间的分界线较为明确，且混凝土材料分布较为均匀;在混凝土衬砌的横向剖面中，如在深度小于45cm的位置处观察到界面，说明隧道混凝土衬砌存在厚度不足且没有进行回填灌浆的问题。如观察到了回填泥浆和混凝土衬砌之间存在界面，说明两者结合位置处的射波能量被大部分吸收。如果回填泥浆和混凝土衬砌之间的连接较为紧密，且射波能量能够穿过两者的结合位置并返回，此时界面的深度应当包括回填泥浆部分的厚度和混凝土衬砌的厚度。

2.3 隐伏破碎带检测

受到地壳活动的影响，在水利工程地质结构中，会存在着隐伏破碎带的情况，此类结构的存在也将直接影响到水利工程竣工后的使用寿命。因此，隐伏破碎带也属于检测工作中的 重点内容，在对此类内容进行客观分析時，可以利用多种探测方式进行资料采集，如某水电站在建立时所选用的探测方法为高密度电法与剖面法，从而确定了地下破碎带所在位置、范围、稳定性等参数，为后续施工活动的顺利开展奠定了坚实的基础。

2.4 基础结构检测

在水利工程施工之前，需要对基础结构的相关情况进行了解，其内容包括基础结构的综合强度、结构分层情况、结构分层厚度等。结合相关数据来确定具体的施工方案，例如，某水利工程项目借助是三维雷达检测法和取样分析法来完成基础结构检测，若两者差别较大，则需要找出问题原因所在，制定相应的解决措施，及时进行问题处理，为提高检测结果准确性奠定坚实的基础。

3结束语

综上所述，在水利工程勘察及施工过程中，如何制定科学有效的勘察设计与施工方案是需要重点考量的问题。结合以往的应用经验，目前常用的技术手段为工程物探技术，结合不同作业区域的基本情况，选择相应的检测技术，对于提高勘察设计质量和施工方案可操作性有着积极作用。

参考文献

[1] 张华青.探析工程物探检测方法技术应用与展望[J].智能城市，2019，5（19）：178-179.

[2] 田增彪.探析工程物探检测方法技术应用与展望[J].中国金属通报，2019，（3）：287，289.

[3] 王增.工程物探检测方法技术应用[J].资源信息与工程，2018，33（2）：11-12.

[4] 王希科，刘凯.浅议水利工程中工程物探技术的应用[J].内蒙古水利，2018，（2）：116.