試析綜合物探的意義和作用

  摘要：概述了地球物理勘探的原理和方法，說(shuō)明了經(jīng)濟、合理地應用綜合物探，可提高物探成果的解釋精度，并取得最佳的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益，滿(mǎn)足工程建設之需。

 

  關(guān)鍵詞：綜合物探 工程勘察 水利水電工程應用

 

  1 綜述

 

  物探——地球物理勘探的簡(jiǎn)稱(chēng)，它之所以能夠解決或查明有關(guān)地質(zhì)和工程問(wèn)題，是因為所要探測的地質(zhì)對象與周?chē)橘|(zhì)間存在某種物性差異。而這種物性差異可影響被尋找地質(zhì)體周?chē)撤N天然或人工物理場(chǎng)的分布特征。物探技術(shù)就是利用先進(jìn)的物探儀器來(lái)攝取這些物理場(chǎng)的分布并與均質(zhì)條件下的物理場(chǎng)相比較，找出差異的部分來(lái)研究與勘探對象之間的關(guān)系，達到解決地質(zhì)問(wèn)題或工程問(wèn)題之目的。

 

  物探技術(shù)方法門(mén)類(lèi)眾多，它們依據的原理和使用的儀器設備也各有不同，隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，物探技術(shù)的發(fā)展日趨成熟，而且新的方法技術(shù)不斷涌現，幾年前還認為無(wú)法解決的問(wèn)題，幾年后由于某種新方法、新技術(shù)、新儀器的出現迎刃而解的實(shí)例是常見(jiàn)的。它是地質(zhì)科學(xué)中一門(mén)新興的、十分活躍、發(fā)展很快的學(xué)科，它又是工程勘察的重要方法之一，在某種程度上講，它的應用與發(fā)展已成為衡量地質(zhì)勘察現代化水平的重要標志。

 

  根據水利水電系統的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗和技術(shù)水平，按其研究及服務(wù)對象的不同，物探技術(shù)的應用基本上可分為五個(gè)方面：

 

  1.1 水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察  通過(guò)物探測試，可以查明一定的地質(zhì)單元的空間結構、性質(zhì)和狀態(tài)。如工程區覆蓋層探測、基巖風(fēng)化層探測、地質(zhì)構造探測、軟弱夾層探測等。物探工作的先行，對指導合理布置勘探工程，減少勘探工作量，加速地質(zhì)調查速度，降低勘探成本，提高地質(zhì)勘探質(zhì)量等已為很多工程實(shí)例所證實(shí)。

 

  1.2 災害及環(huán)境地質(zhì)調查   包括評價(jià)工程場(chǎng)區初始地震危險性的地震影響參數的測定；邊坡蠕變特性的監測；滑坡體探測以及隧道、涵洞和地下洞室開(kāi)挖的超前預報和監測等。

 

  1.3 工程質(zhì)量檢測  包括查明施工基礎剝掘參數，確定開(kāi)挖界線(xiàn)；隧道洞室高壓噴漿質(zhì)量和襯砌厚度測定；檢測灌漿質(zhì)量；查明混凝土澆筑和樁基質(zhì)量等。

 

  1.4 工程運行動(dòng)態(tài)監測  研究建筑物和水庫在施工及運行期間巖體的動(dòng)態(tài)及隱患，測定大壩自振頻率和壩體的振動(dòng)、位移以及諧振的可能；進(jìn)行動(dòng)力機械與沖擊荷載下振動(dòng)測量以監視壩體和其它水工建筑物的穩定性。另外，還可以研究堤壩、庫岸的各種隱患，如堤壩裂縫、集中滲漏、管涌通道等。

 

  1.5 考古研究與地下管線(xiàn)探測   包括古文化遺址的研究與發(fā)掘，文物表面腐蝕程度評價(jià)以及古代人文活動(dòng)規律的評定等；地下管線(xiàn)探測應包括埋藏的通訊、電力電纜，各種金屬和非金屬管道的走向、埋深、位置等參數的確定。  由于水利水電工程物探技術(shù)實(shí)際應用時(shí)是測量地質(zhì)體或探測對象與周?chē)橘|(zhì)的某一物理特征參數（如電阻率、彈性波速、電磁波速、密度、放射性等），因此按其測試參數的不同，物探技術(shù)大致可分為以下幾種探測方法：①電法勘探；②地震勘探；③彈性波測試；④物探測井；⑤層析成像；⑥地質(zhì)雷達技術(shù)；⑦放射性勘探；⑧水聲勘探；⑨綜合測井等。  綜合物探就是以這些物探方法為基礎，把二種或二種以上的物探方法有效地組合起來(lái)，達到共同完成或解決某一地質(zhì)或工程問(wèn)題的目的，取得最佳的地質(zhì)效果和社會(huì )、經(jīng)濟效益，滿(mǎn)足工程建設的需要。

 

  2 工程效用

 

  由于各種物探方法的應用都依據一定的物理前提，且地質(zhì)、地球物理條件和邊界特征對測試成果具有較大的影響，使得這些方法技術(shù)存在著(zhù)一定的條件性和局限性，加之大中型重點(diǎn)工程大多具有比較復雜的地質(zhì)和工程問(wèn)題，所以采用單一的物探方法一般難以查明或解決有關(guān)地質(zhì)和工程問(wèn)題，此時(shí)應考慮綜合物探進(jìn)行施測，以提高物探成果的地質(zhì)解釋精度和成果分析質(zhì)量，滿(mǎn)足工程勘察之需。如在黃河大柳樹(shù)水利樞紐壩址區的物探測試中，采用了小地震法、地震CT技術(shù)、聲波測試等彈性波測試技術(shù)有效地解決了壩基巖體質(zhì)量的評價(jià)問(wèn)題，提供了大量的數據，積累了豐富的經(jīng)驗；又應用高密度電法、電測深法和聯(lián)合剖面法查明了壩址南700米處的F3斷層為高傾角斷層，近乎直立,為壩基的穩定性評價(jià)提供了科學(xué)依據，發(fā)揮了物探技術(shù)的快速、經(jīng)濟、便于大面積測試等優(yōu)點(diǎn)。

 

  又如桃花寺抽水蓄能電站輸水洞線(xiàn)的物探工作中采用了地震折射、淺層反射和電測深法聯(lián)合探測下伏的強風(fēng)化白云巖層，查明了起伏形態(tài)和埋藏深度，取得了很好的應用效果。

 

  在南水北調中線(xiàn)工程引水線(xiàn)路的地球物理勘探中，也采用了多種物探技術(shù)方法聯(lián)合測試，從獲得的物探資料來(lái)看，其成果亦滿(mǎn)足了水工設計、地質(zhì)勘察和任務(wù)書(shū)的技術(shù)要求。綜合物探的工程實(shí)例很多在此不一一列舉。

 

  總之，隨著(zhù)國民經(jīng)濟建設的飛速發(fā)展，工程建設場(chǎng)地（尤其是水利水電工程）的選址和開(kāi)發(fā)也向縱深處發(fā)展，其場(chǎng)地的各種自然條件(包括地質(zhì)、交通、環(huán)境等)大多較為復雜，給前期勘察工作帶來(lái)諸多困難，此時(shí)均要求采用物探技術(shù)解決或了解地質(zhì)和工程中遇到的難題。而作為物探技術(shù)人員應在詳細分析已有勘察資料(區域性和地區性)的基礎上，經(jīng)過(guò)實(shí)地踏勘和現場(chǎng)方法試驗來(lái)選擇多種物探方法投入施測，以達到最佳的測試成果，多快好省地進(jìn)行工程建設，發(fā)揮物探技術(shù)的先進(jìn)作用。

 

  3 認識

 

  隨著(zhù)電子和數據處理技術(shù)的發(fā)展，水利水電工程物探技術(shù)也隨之提高和拓寬，許多新技術(shù)、新方法在生產(chǎn)實(shí)踐中顯示出強大的生命力而不斷的發(fā)展完善，應用范圍也不斷拓寬；如地質(zhì)雷達技術(shù)、面波勘探技術(shù)、電阻率層析成像和地震(聲波)CT技術(shù)等都在工程實(shí)踐中取得了良好地應用效果，發(fā)揮著(zhù)愈來(lái)愈重要的作用；同時(shí)，常規物探方法的應用范圍和數據處理技術(shù)也不斷進(jìn)展，所取得的成功實(shí)例枚不勝舉，此不贅述。

 

  然而就某種物探技術(shù)方法的作用而言，應視其解決具體地質(zhì)或工程問(wèn)題的適宜性和效果進(jìn)行評判，無(wú)論哪一種先進(jìn)的物探技術(shù)方法，由于它們所測試的物性特征參數各異，往往也只是其它方法的補充和印證，而不是對常規物探方法的取代或覆蓋。許多常規的物探方法，如電測深法、聯(lián)合剖面法、地震折射法等，其作用和效果仍不可忽視和低估，事實(shí)表明，采用綜合物探技術(shù)和綜合分析解釋?zhuān)垢鞣椒ǔ晒嗷プ糇C，取長(cháng)補短是提高物探資料解釋精度和可靠性的必由之路。

 

  無(wú)論綜合物探或綜合勘探?jīng)Q不是多種方法和手段的任意羅列，也不是投入的方法和手段越多越好，而應是最佳方法或手段的優(yōu)化組合，使其達到“技術(shù)可靠、經(jīng)濟合理”，達不到這一要求的地質(zhì)勘探和物探，決不能說(shuō)是真正的綜合勘探和綜合物探。