综合物探在城市地质勘查中的应用

王文文

（河北省地矿局第九地质大队，河北 邢台 054000）

在城市的发展和建设过程中，开展城市地质勘查工作，具有一定的现实意义，是促进城市科学规划和发展的重要工程。在城市发展和管理工作中，需要管理人员全面的掌握城市的基本状况，综合评价城市资源的承载力情况，对一些不利于城市发展的因素进行掌握，避免城市发展遭受地质灾害的影响，有利于促进城市的健康和安全发展。物探方法的种类很多，包括大地电磁法、瞬变电磁法、高密度法、浅层地震反射法等等。以河北省某市寻找地面裂缝为例，谈谈综合物探在城市地质中的应用，主要的技术种类分为高密度法和浅层地震反射法[1]。

1 在城市地质勘查中综合物探方法分析

地球物理勘探方法作为地质灾害调查一种常用手段，实质上是通过研究大地物理场的变化特征（物性差异），借以达到解决隐伏地裂缝、地下空洞的地质调查。城市地质物探工作主要存在以下几个特点：工程的探测深度比较低；受到外界干扰的情况比较多；探测的精度相对比较高。在本次工作中，物探技术人员通过实际情况，主要采用了高密度电法和浅层地震反射法。

1.1 高密度电法

高密度电法主要探测地下不同的电性层的电阻率差异，集中了电剖面法和电测深法，电阻率是进行地质解释的主要物理量。它以岩、土导电性的差异为基础，研究人工施加稳定电流场的作用下地中传导电流分布规律。将电剖面面探测技术和电探测技术相结合，可以有效的弥补不同探测技术应用的不足，使城市勘探工作效率和效果有所提高。由于高密度电法在项目实施过程中成本低，效率高，信息丰富，解释方便等优点，近年来该方法先后在重大场地的工程地质调查、坝基及桥墩选址、地裂缝探测等众多工程勘查领域取得了明显的地质效果和显著的社会经济效益。

1.2 浅层地震反射法

浅层地震反射法主要是通过激发震源，地震波在不同介质体中反射后被检波器接收，地震波属于弹性波在不同介质中传播速度不同，区分各个地质体和地质结构。通过人工行为，激发弹性波，并透通过传输功能作用于地表岩石结构中，结合具体的传输情况，有利于技术人员深入的分析和研究地下地质结构情况，掌握更多岩层数据和信息。

2 综合物探技术在城市地质勘查工作的应用分析

以河北省某市寻找地面裂缝为例，谈谈高密度电法、浅层地震反射法在城市地质中的应用[2-4]。

2.1 在城市地质勘查中综合物探方法分析

测区范围内控制地层的岩性主要为第四系粘土、亚粘土、砂层等。一般情况下沿水平方向上地层沉积相对稳定，一般情况下横向电性差异不大。

表1 物性统计表

资料显示，黏土、亚黏土呈现低阻，电阻率一般在5Ω•m~35Ω•m；介电常数较小，变化范围3~16，波速范围为75mm/ns~173mm/ns；砂层呈现高阻，电阻率一般在15Ω•m~100Ω•m；介电常数较大，变化范围25~30，波速范围为55mm/ns~60mm/ns；各地层岩性具有较明显的电性差异，能够开展高密度电法、浅层地震反射法。

2.2 综合物探方法在城市地质勘查工作中应用分析

2.2.1 高密度电法、浅层地震反射法工作原理

（1）高密度电法兼具剖面法与电测深法的效果，并具有点距小、数据采集密度大的特点，它彻底地抛弃了视电阻率的概念，将所测得的大量数据利用现代的反演技术直接反演成真电阻率剖面图，此图可直接用于地下岩土分布的分析和解释，能反映岩、土体与管线的位置和走向，高密度电法测量的二维地电断面能较直观的反映不同性质岩、土体管线的界限情况及异常体的位置、埋深等地质信息。

（2）本次选用浅层地震反射法。反射法就是利用在地面布置炮点，通过放炮形成震源，激发能量，产生地震波；同时在测线上布置检波点，安装检波器，接收信号。

在反射法测量中，当地下存在裂缝、断层等不良地质体时，地震波发生间断及不连续反射信号,利用该原理达到探测地面裂缝、断层等不良地质体的目的。

2.2.2 高密度电法、浅层地震反射法工作效果

图1 浅层地震剖面图

图2 高密度电法反演剖面图

在某位置进行了浅层地震反射法和5m极距的高密度电法测量，经数据处理反演后生成浅层地震反射波剖面图和高密度电法反演剖面图，见图1、图2。图1可看出，在12道浅层波形不连续，推断地表裂缝向下延深约48m，裂缝宽度50cm左右；图2可看出，电阻率由浅至深呈高－低－高的层状分布，地表裂缝由33号电极向下延深至48m左右。

通过综合物探工作对该区地灾情况进行了解译，地裂缝走向近东西，长度约50m，宽度约50cm，推断向下最大延深48m，地裂缝中间向北有分支。通过实地踏勘及有关方的后续跟进，在该处发现了地面裂缝存在。这两种物探方法在城市地质调查中发挥了重要作用，指导了城市建设的下一步工作。

3 结论

通过以上关于综合物探技术在城市地质勘查工作的应用情况分析，我们了解到，随着科学技术的发展，物探技术已经实现了广泛的应用和普及，在不同的勘测工程中成为重要的技术手段，综合物探技术的种类和技术覆盖范围广泛，并在地质科学研究工作中得到了巨大的技术提升和优化，有效的提升了地质勘测工作的质量和速度。也是地质勘查工作现代化进程的表现，城市地质勘测工作中，综合物探技术的应用优势十分明显，可以为相关工程解决很多实际问题，技术人员应该不断的进行技术提升和优化，综合物探技术的应用，为我国城市地质勘查工作的进一步发展提供重要的技术支持[5,6]。