淺談提高工程地質問題的方法

  前言

 

  任何工程都追求經濟、效率、質量三者的統一。工程地質勘察也不例外，一些大的工程地質勘察項目工期短、任務重，如果只是傳統的勘探方法，不僅投資大，而且延誤工期，甚至有時因場地無法布置鉆探而影響勘探精度。

 

  物探技術最明顯的優點是工作場地要求低、周期短、耗資小、效果直觀。鉆探資料是反映點上的地質情況，而物探成果資料是反應線上的地質情況，并且有連續性和直觀性。因此物探技術有著極大的推廣應用價值和前景。物探勘察方法很多，包括電法、磁法、地震法等。

 

  根據不同的勘察目的和各種物探方法的適用條件，在實際勘察工作中選擇最佳的物探勘察手段，以達到勘察目的。

 

  1、電法勘察工程實例

 

  高密度電法是電法勘察中比較常用的一種方法，此方法應用的前提條件是：測量的目的層和周圍的物質必須存在明顯的電性差異，通過一定的電極裝置測得不均地質體的視電阻率，通過分析視電阻率的分布規律，達到認識地質體電性結構的目的。

 

  首先為了確定工區物性參數，我們選取具有代表性的地段，依據《水利水電工程物探規程 和《巖土工程勘察規范》，在橋樁基處做了一條高密度電法剖線，長度300m，采用某廠生產的DUK-一1高密度直流電法儀、溫納裝置、電極60根/排、5m極間距、最小隔離系數1。

 

  物探分析成果如下：表層高阻體是松散干燥的覆蓋層，下方低阻體為潮濕的泥土，深度約27m，低阻體呈倒三角狀。在距零點90、深度約束36m處分界線為基巖面，分界線的起伏情況是基巖面起伏情況的反映。

 

  通過上述物探險資料與地質資料與地質資料的綜合分析，確定了工區物性參數(表1)表1物性參數表區域 電阻P(0)較干燥覆蓋層 250650潮濕泥土 50-150覆蓋層與基巖接觸帶 250-450基巖 >450從上述可知：從物探資料上只能看出地質體電阻率的變化趨勢，不能判定其所代表的巖性屬性，只有結合已知點的地質資料，才能確定物探資料所代表的不同巖性屙眭，再用這點的物性屬性推演整個物探剖面，解譯出合理、正確的地質資料，才能得到本工區的物性參數。

 

  這說明工區物性參數的確定是物探資料與已知地質資料的結合產物。其次在確定滑坡體情況方面，在工區物性參數確定后，用試驗階段的布置方法，在滑坡體上沿滑動主軸、垂直滑動方向、不同高程布置多條物探測線，用已確定的物性參數，取得多條物探測線資料。已知滑坡體為土體，滑動面為基巖面，下覆基巖為灰巖。通過物探圖2 物探解譯地質剖面圖電阻率較高為松散土體;底層高阻體為基巖，夾在中間的低阻體為潮濕的土體，厚度約l5～18m。低阻體與底層高阻體的分界面為基巖面，埋深約18-20m，推斷此面為滑動面。

 

  從圖止可以很直觀的看出滑坡體橫截面情況及基巖面連續變化的趨勢。通過沿滑動主軸方向不同高程的測試成果，可以清晰直觀地得到滑坡體的厚度、分布及基巖面的起伏情況，從而為解決滑坡問題提供科學、可靠的地質參數依據。

 

  2、地震勘察工程實例

 

  地震勘察中面波勘察是比較常用的一種勘察手段，此方法工作效率高、成果直觀、內容豐富，適用于物性差異明顯的淺層地質體。

 

  利用瑞雷波進行地質勘探基于如下特征：在分層介質中，瑞雷波具有頻散特性，即在分層介質中瑞雷波波速(V )與頻率(f)存在著函數關系，V。值隨頻率f變化而變化;波的波長不同，穿透深度也不同;瑞雷波傳播速度與橫波傳播速度具有相關性。前兩種特性為瑞雷波勘探提供了充分的理論依據，后一種為該方法的應用開拓了廣闊的前景，可利用瑞雷波頻散特性和傳播速度與巖土物理力學性質的相關性來解決一些地質問題。

 

  在某工程治理中，方涵長492m，寬6m，地面高程45.37-46.02m。均為新近沉積土及一般第四系沖洪積物，工區地層巖性地表為雜填土，其下依次為粘性土、砂及砂卵礫石。由于方涵長，鉆孔少，地層變化情況需進一步查清。又因為工期和場地的原因已無法布置鉆探，場區的地質結構較簡單，且物性差異明顯，勘察深度淺，為瑞雷波應用提供了前提條件，因此運用了面波勘察手段，在沒打鉆位置用瑞雷波資料來獲得地質資料，以滿足勘察要求。在場區內布置了3個面波點，經過實踐證明面波勘察應用效果良好。同時在整個勘察過程中也充分體現了物探與地質的關系。上圖左側是鉆孔柱狀圖，右側是面波頻散曲線圖。通過與鉆孔資料對比取得工區物性參數。

 

  物性參數表巖性 雜填土 粘質粉土 細砂 砂卵礫石瑞雷波波速可知：從物探資料上只能看出地質體在深度變化上與波速的關系，不能判定哪個波速范圍所代表的巖性屬性，只有結合已知點的地質資料，才能知道不同巖性所對應的不同波速范圍，進而得到適合本工區的物性參數。

 

  在確定工區物性參數后，為了進一步查清場區土層分布情況，依據試驗參數在缺乏鉆探資料的位置布置了3個面波測試點，用物探資料繪制出面波等速度分布。

 

  從中可知：橫向為水平距離，垂直為高程，從整體看，場區地層上面波速度分布平穩有序，說明地層性質穩定不存在明顯的差異，只在MB03面波點附近中下部速度等值線有下凹，說明此處地層速度相對較低，但不能確定不同速度所對應的具體巖性。

 

  用上述確定的土層物性參數，對3個面波測試資料進行解譯，每個面波點資料都解譯出格式一樣的成果資料，并結合已知鉆孔FZK4的地質資料，最終繪制出物探解譯地質剖面。可知物探測試點下不同巖性的分布規律。在速度分布圖中，面波點附近中下部有些下凹，說明此處地層速度相對較低，其密度也相對較小，對應的地層巖性為砂卵礫石，從而為準確進行工程地質評價提供了充分依據。

 

  3、結語

 

  綜上所述，在一定的地質條W F物探技術有著強大的優勢，但這種優勢是基于與地質資料相結合的基礎之上的，沒有與地質資料的結合物探資料就沒有了根基，更談不上優勢。反之物探資料又能為解決工程地質問題補充豐富、直觀的地質資料。充分證明地質資料是物探資料的基礎，物探資料又是地質資料的有力補充，兩者相互依靠、不可分割。