李 璐 彭文涛 张 民 山东中建联岩土工程有限公司

1 前言

在岩土工程勘察期间，工作人员运用物探技术，收集大量的工程地质资料和有关的数据资料，基于此，利用先进的技术，进行人工分析研判，对岩土工程的规划、施工做出更加合理科学的方案设计、施工安排和安全措施，既能提高工程施工质量，还能确保工程安全，实现质量和效益双提升。

2 工程物探技术概述

第一，在工程物探技术中综合了多种现代化的科技，包括了高度电法、电磁波、钻孔声波探测技术，把相关技术进行整合应用，有利于对复杂的地质条件进行探究。例如，那些岩土较为疏松的区域或是岩溶缝隙较大的地质。因为这部分地质较为特殊、复杂，所以必须针对工程地质进行更为精准化的勘查。第二，不同的工程在对物探技术进行应用时存有一定的差异。各项技术均拥有自己的优势和劣势，在运用期间必须综合具体的运用标准和实际情况对该技术进行科学合理的运用。如此便可以在最大程度上确保勘查技术的应用成效。第三，在勘查活动实施以前，事先做好预备工作，可首先利用实验对其进行分析，选取出科学化的实验采集规划和施工设施，如此便可以有效提升勘查成果的精准度和及时性。第四，在对工程物探技术进行应用期间，针对获取到的信息数据还需要实施再次对比与核实工作。经过健全工作标准，定量分析成果，进而推动该项技术的有效运用，而后把所得信息数据运用于工程施工中，确保工程后续工作正常开展。

3 物探方式的基本原则

首先是已知指导未知的原则。物探工作本身就是探索未知的过程，必须遵循从已知到未知这个最基本的原则。从简单到复杂这一系列的过程来逐渐进行，并可以在此前提下充分有效地利用相应的地质材料，对不同类型的技术参数进行科学合理的选取。同时还可以适当建立一个地质地球的物理模型，正确指导最终的物探数据，从而可以保证数据得到正确无误的处理。通过这个过程不断分析，在开始进行物探工作之前，就需要充分的利用手中所有的地质资料。

其次是优化组合的原则。着手于物性存在的差异性，可以在已知的地质区域来对误差方式进行不同状况的选择，并且开展一系列的实验和实践活动。之后进一步比较实验的结果，其中非常关键的就是可以查清楚其中存在的问题，同时还需要做到适当的节约资金，并且在合理选取相应的督查方式之后能够对组合的原则进一步优化，促使勘察效果以及经济效益在很大程度上得以有效地提高。

4 物探技术在岩土工程勘察中的应用

4.1 物探技术在地质状况与资源勘察中的应用

首先是面波。通过仪器当中所发出来的信号环进一步传播地质层，如果传播介质当中发生不均匀状况时，可能会促使面波信号呈现一种频散的状态，如果面波形式频散，主要可能在以下两个方面可以体现。一方面体现在面波本身速度上的变化。如果信号本身的频率发生相应的变化，就可能会促使面波速率，所以虽然发生相应的转变，如果勘探本身的深度有所变化，就可能会促使面波的速度发生一系列的变化，从而对勘探信号的准确性有一定的促进作用。另一方面体现在拐点移动上的变化。如果低层厚度的速度出现变化，就可能会进一步促使频散曲线当中所对应的拐点位置随之而发生相应的变化。我们可以从中分析得出拐点的位置以及地层厚度之间存在的联系是非常密切的。其次是体波。首先是波速，如果下覆层大于上覆层，就可能会促使相关信号在传播的过程中体现出比较明显的折射现象。第二是波抗，对于折射波来讲，其中还包含初至折射波以及对比折射波这两种形式。初至折射波相当于是跟踪初至区域的折射波，一般情况下，人们很难对其进行辨认和识别，它的识别率是相当高的。但是对比折射波是跟踪处置区与续至区这两个区域的折射波，因此它本身探测能力是相对较弱的，同时对于探测逆转层是不符合的。当前社会经济正在逐渐地发展和进步，我国的地质勘探工作也取得了比较显著的发展和进步。在地质状况以及资源勘查的过程中，物探技术在其中发挥着获取的作用和影响，同时还特别需要勘探单位的重视。比如辽宁铁矿，在矿带的铁矿地区当中，分布着大量的金属，其中包括铁、铜等，其中还划分着古生界及中生界，而主要的构造物是碳酸盐。在矿体自身附近的无烟当中，逐渐发生了热液蚀变状况。铁山铁矿本身就是大型的矿床，一般情况下它处于-400m的位置，其中分布着六大主体，而矿体本身的长度保持在4300m左右。

4.2 物探技术在岩溶勘察中的应用

岩溶溶蚀现象导致基岩面起伏较大，且溶洞发育严重影响了城市轨道交通施工建设的安全。因此，必须查明轨道交通线路范围内的岩溶发育情况，为设计提供准确的地质资料。常规的钻探手段很难查清岩溶的分布。由于岩溶溶洞内充填物与周围岩体之间存在明显的物性差异，因此可以利用高密度电法、地质雷达等物探技术来探测岩溶的分布范围、发育程度及形态特征等情况。由于岩溶发育具有随机性、隐蔽性及不确定性等特点，如果采用传统的工程地质钻探，技术水平难以掌握工作区域的整体情况，并且还将花费巨大的人力、财力，效益比还是达不到最优的。目前，大多采用物探方法，充分发挥了经济花费少、勘探速度快、设备轻便的物探方法优势，而且可以对线和面的工程地质情况进行连续的勘探，多种地球物理方法得到了广泛的应用，并且取得了较好的探测效果。岩溶复杂的成因导致了溶洞探测的困难，而不同类型的溶洞会与周围围岩表现出明显不同的物性差异（包括电阻率、波速、波阻抗、密度、磁化率、电磁波等），这些差异都是开展地球物理勘探工作的前提工作。目前，进行岩溶探测的主要地球物理方法有:高密度电阻率法、超高密度电法、地质雷达、浅层地震、声波透视CT、瞬变电磁、跨孔波速和微动等。根据需要解决的主要地质问题并且结合地球物理方法的适用性、应用条件及效果，选择相应的地球物理方法进行勘探。但由于岩溶的复杂性，单一物探方法不能解决所有的岩溶探测问题，因此，多种地球物理方法的相互结合、优势互补使得岩溶探测结果更加准确。由于城市轨道交通工程结构、施工工艺及周边环境的复杂性，对于城市轨道交通工程中对岩溶勘察方法，通常多种地球物理方法，配合钻孔资料进行对比解释。因此，应考虑综合物探方法技术，充分发挥物探技术经济、方便快捷、可以连续测量的优点。特别是综合物探更加准确、可靠，可以以最小的代价达到最优的目的，完成勘探工程的需要。

4.3 中国煤矿资源勘察及开采过程中的物探技术应用

中国是一个煤炭大国，同时也是最大的煤炭消耗国，煤炭大量消耗的同时需要煤层的大量回采，随着煤炭资源的大量回采，优势地质条件下的煤炭资源趋于殆尽。煤炭企业不得不开采劣势条件下的煤炭资源，特别是构造区下的煤炭资源。煤矿开采过程中面对的地质条件具有很大的不确定性，在一些复杂的地质构造区开采煤炭资源易引起煤矿灾害。例如，突水、瓦斯事故、冲击地压、顶板事故等。严重威胁煤矿安全生产。特别是煤矿事故发生时，不但造成大量的经济损失，而且人员伤亡惨重，增加社会动荡。物探是很好的探测构造区的有效手段，对于预防煤矿事故具有重要意义。首先是瞬变电磁。瞬变电磁法也被称为时间域电磁法，它属于半空间瞬变电磁法。它是通过不接地回线或者是接入地线源向地下发射脉冲磁场，在第一次发射期间利用磁探头观测地下介质引起的二次感应涡流场，通过瞬变电磁观测的数据获得整个地层的电阻率，该设备主要探测地下构造及地质特征。其次是地质雷达。地质雷达是一种高频率电磁波探测地质构造的勘探方法。其电磁波可以穿透一定的深度，属于探地雷达。其频率多为25MHz～250MHz。其组成主要分为两部分，地下部分由发射天线以及接收天线和放大器组成，地面部分由信号触发主机以及控制装置组成。其系统由天线、三脚架、主机、电缆、显示装置组成。其工作方式是向地下发射电磁波，利用电磁波在不同介质中传播的速度不同获取地层信息，从而解释地下构造。

5 物探技术在岩土工程中的应用前景

物探技术的发展延伸了多种类型的新兴技术，地质雷达就是其中一种，在现阶段也得到了很多的应用，具有一定的监测效果。地质雷达的使用具有一定局限性，多数用于隧道、涵洞等工程项目中。在岩土工程勘察中采用物探技术可以对工程项目中的施工问题和隐患进行及时的察觉、反馈和处理。由于，岩土工程勘察工程是不断推进的，推进的距离越多，进行勘测的雷达电磁波越弱，其勘察数据的精准性更无法进行保障，为提高数据勘测的精准性和科学性，以及勘测工作的施工效率，要对雷达电磁波的工作效率进行一定的调改，确保电磁波工作效率在适合的范围内可以有效对数据勘测数据进行保障。

6 结束语

综上所述，通过物探技术的合理运用可以对施工现场的地质环境以及条件进行较为全面的勘察，也能发现对施工建设造成影响的地质因素，体现出比较强的技术应用价值。技术人员应该做好施工前期的勘查工作，借助多种物探技术对工程施工条件和地质数据进行有效的勘察，保障勘察数据的精准性。同时，通过先进技术的合理使用可以形成直观性的地质剖面图，给岩土工程施工提供更好的勘察数据支持，及时发现施工中可能遇到的问题。这样可以对工程施工的地质情况进行更好的勘察，给图纸设计和后期的施工建设提供更好的勘察技术支持。

综上所述，本文对工程物探技术的涵义、工作原则及物探技术在岩土工程勘察中的应用进行了探讨分析，特别是对物探技术在地质状况与资源勘察、在岩溶勘察、煤矿资源勘察及开采过程中的应用进行了分析，最后对物探技术在岩土工程中的应用前景进行了展望，对提高岩土工程施工质量和效益有一定的参考价值。