物探技术在城市地下空间开发中的应用探析

王志一

摘 要： 随着时代发展，城市化进程也逐步加快，导致城市可提供的地面资源越来越匮乏，形成了非良性的城市化形态，于是催生城市化向地下资源转移，地下资源的城市化开发，带来了新的地下自然资源，也为城市化提供了新的交通和人口分流渠道。在地下空间的不断开发中，我们时刻秉持着良性开发和合理使用的原则，但是我们对于地下空间的不可掌控性，逐渐地创造了良性的地下空间开发技术——物探技术，本文就在城市地下空间开发的物探技术进行多方面分析。

关键词： 物探技术;城市地下空间开发;测井

【中图分类号】P631     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）17-0002-01

物探技术是在城市化进程中，产生于时代发展需求的一门重要技术。城市化建设由于地面资源不足，逐步转移到地下资源开发，为了避免地下资源的胡乱开发，也为了更好地掌握地下的空间布局、地理信息、地质分布，物探技术应运而生成为城市地下空间开发的新一把好手。在谈及物探技术的应用前，我们先来简单分析物探技术的概念、分类，国内物探技术的发展情况。

1 物探技术的概念

物探的实际全称应该是“地球物理勘探”，在科普中国的概念解释来说，物探是它是指通过研究和观测各种地球物理场的变化来探测地层岩性、地质构造等地质条件，通过量测不同物理场的分布和变化特征，结合已知地质资料进行分析研究，就可以达到推断地质性状的目的。简而言之，物探实际上就是运用物理学方法，探测、观测地球的未知地质信息。运用于城市地下空间开发中，是地下开发的最佳“探测仪”。

2 物探技术的优势

2.1 轻简便捷

以往的地下开发技术，多以钻探为主。钻探一般需要的工具搭配，是体积较大，占地面积非常大的大型钻机，虽然能够达到较深的钻孔，但是却不易移动、缺乏灵活度。而新型的物探所用到的探测工具，多为地下金属管线探测、辐射仪和探地雷达为主，相较于钻探，金属管线、辐射仪和雷达都是轻便的仪器，能够在及时转移、方便移动中获取高精准度的探测结果。物探仪器的轻简便捷，也同时有着另外一层好处，那就是消耗成本低。大型的钻探钻机，不但需要高额的钻机制作成本，并且在多次钻探后容易损伤钻体钻头，维修成本也很高。但是能够随意移动、便捷携带的金属管线、辐射仪和雷达，都是重复使用率高，且不易机体损伤的仪器，维修成本低，性价比高。

2.2 探测区广

钻探的探测范围，只能在所选定的小范围固定进行钻孔探测，一次所能探测到的区域非常有限狭小。但是物探的长线金属，加上覆盖面极广的雷达扫描和辐射仪，一次所能探测到的区域就非常广阔，这样能够提高探测的效率、避免误区的重复误探。

2.3 精准度高

由于上面提到的探测区域的有限性，也同时局限了钻探的精准度生成。所探测的区域很小，只有小片的固定区域，精准度不高;再加上钻探本身的纯钻的不可直接观察的“盲点”，就更加降低精准度的输出。而物探的仪器探测区域广，且能够直接观察、感应、辐射地下空间信息的功能，大大保证了超高的精准度，形成的信息数据自然精确可靠。

3 国内物探技术的发展情况

3.1 主要的城市物探方法

现在国内的城市地下开发，所用到的物探方法，大致是两类主导，一是弹性波方法;二是电磁波方法。两类主导方法都是波动类方法，波动类方法在国内的地下工程和环境物探中应用最为得心应手和广泛。

第一，弹性波方法。包括地震波、声波和超声三类。以弹性波的传播规律为标准，向仪器反射、散射、折射所感知产生的表面波。例如地震散射波法作为近年兴起的物探法，是勘察多山、地质特殊的城市隧道建设的新型超前技术，成功地将特殊地质城市的隧道开发的难题解决。

第二，电磁波方法。包括高密度电法、瞬变电磁、地质雷达三种。同样该提及的是第一类高密度电法，这也是推进特殊地质城市的隧道开发的一大“功臣”，也是最常见的隧道开发的电磁波类型的物探方法。高压供电和多点供电的方式，带来多数电极数反馈和极深勘探深度，达到超前的预报勘察，有利于隧道开发的安全性能。

3.2 仪器国产化

在往前的时间内，国内的物探技术还不够先进和发达，依靠学习国外的先进物探技术，同时也购买使用国外配套先进物探仪器。而随着物探技术的不断发展，国内的物探研究逐步获得新的成就和突破，实验生产物探仪器的厂家、企业也逐渐变多，能够基本满足现在的城市地下勘察工程的需求，也就一步步地实现物探仪器的国产化。了解了以上基本的物探技术的概念、优势、发展情况，我们接下来就该探讨时下最常见的新兴的物探技术在城市地下空间开发中的应用。

4 物探技术在城市地下空间开发中的应用

我们要说到的物探技术应用，就是“物探测井结合”。

城市的地下空间开发，最该提及的就是我们最熟悉的——石油气开采。物探在测井中的融合，能够达到高度的岩石信息的精确反馈，实现有用矿产、详细提供计算储量所必需数据的探测，如油层的有效厚度、孔隙度、含油气饱和度和渗透率等，同时优化研究钻孔技术情况、任务的安排布局。两者的紧密结合，实现了城市油气勘探开发的新飞跃。

物探与测井的结合，同时也是城市地下水文地质勘探开发的突破，采用先进的电子及传感器、计算机信息论、层析成像和数据处理等技术，借助专门的探测仪器设备，能够计算出近乎精确无误的水层孔隙度、渗透率。同时根据所得到反馈的渗透率、地质地层，有利于预测和监测地层压力、破裂压力，推算出精确的地下开发建设的压力值范围，对于后期的城市地下地铁、商城开发建设是功不可没的。物探测井获取规定地下开发建設区域的油气分布信息、水文分层特质，为城市各种地下开发工程打下了勘探地质的基础，不断实现地下开发工程的最优化。

5 结束语

物探技术的发展，为城市化的进程提供了新的方向，也提供了科学的开发工程方案，在保证地下资源的完整、保护生态、合理开发地下资源、空间的原则下，同时也推进了城市化的脚步，是城市化的“绿色使者”。

参考文献

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