綜合物探的意義和作用

  1 綜述

 

  物探——地球物理勘探的簡稱，它之所以能夠解決或查明有關地質和工程問題，是因為所要探測的地質對象與周圍介質間存在某種物性差異。而這種物性差異可影響被尋找地質體周圍某種天然或人工物理場的分布特征。物探技術就是利用先進的物探儀器來攝取這些物理場的分布并與均質條件下的物理場相比較，找出差異的部分來研究與勘探對象之間的關系，達到解決地質問題或工程問題之目的。

 

  物探技術方法門類眾多，它們依據的原理和使用的儀器設備也各有不同，隨著科學技術的進步，物探技術的發展日趨成熟，而且新的方法技術不斷涌現，幾年前還認為無法解決的問題，幾年后由于某種新方法、新技術、新儀器的出現迎刃而解的實例是常見的。它是地質科學中一門新興的、十分活躍、發展很快的學科，它又是工程勘察的重要方法之一，在某種程度上講，它的應用與發展已成為衡量地質勘察現代化水平的重要標志。

 

  根據水利水電系統的生產實踐經驗和技術水平，按其研究及服務對象的不同，物探技術的應用基本上可分為五個方面：

 

  1.1 水文地質工程地質勘察

 

  通過物探測試，可以查明一定的地質單元的空間結構、性質和狀態。如工程區覆蓋層探測、基巖風化層探測、地質構造探測、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，加速地質調查速度，降低勘探成本，提高地質勘探質量等已為

 

  2  很多工程實例所證實。

 

  1.2 災害及環境地質調查

 

  包括評價工程場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、涵洞和地下洞室開挖的超前預報和監測等。

 

  1.3 工程質量檢測

 

  包括查明施工基礎剝掘參數，確定開挖界線；隧道洞室高壓噴漿質量和襯砌厚度測定；檢測灌漿質量；查明混凝土澆筑和樁基質量等。

 

  1.4 工程運行動態監測  研究建筑物和水庫在施工及運行期間巖體的動態及隱患，測定大壩自振頻率和壩體的振動、位移以及諧振的可能；進行動力機械與沖擊荷載下振動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探測

 

  包括古文化遺址的研究與發掘，文物表面腐蝕程度評價以及古代人文活動規律的評定等；地下管線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實際應用時是測量地質體或探測對象與周圍介質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地質雷達技術；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，達到共同完成或解決某一地質或工程問題的目的，取得最佳的地質效果和社會、經濟效益，滿足工程建設的需要。

 

  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、地球物理條件和邊界特征對測試成果具有較大的影響，使得這些方法技術存在著一定的條件性和局限性，加之大中型重點工程大多具有比較復雜的地質和工程問題，所以采用單一的物探方法一般難以查明或解決有關地質和工程問題，此時應考慮綜合物探進行施測，以提高物探成果的地質解釋精度和成果分析質量，滿足工程勘察之需。如在黃河大柳樹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、聲波測試等彈性波測試技術有效地解決了壩基巖體質量的評價問題，提供了大量的數據，積累了豐富的經驗；又應用高密度電法、電測深法和聯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提供了科學依據，發揮了物探技術的快速、經濟、便于大面積測試等優點。

 

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

 

  在南水北調中線工程引水線路的地球物理勘探中，也采用了多種物探技術方法聯合測試，從獲得的物探資料來看，其成果亦滿足了水工設計、地質勘察和任務書的技術要求。綜合物探的工程實例很多在此不一一列舉。

 

  總之，隨著國民經濟建設的飛速發展，工程建設場地（尤其是水利水電工程）的選址和開發也向縱深處發展，其場地的各種自然條件(包括地質、交通、環境等)大多較為復雜，給前期勘察工作帶來諸多困難，此時均要求采用物探技術解決或了解地質和工程中遇到的難題。而作為物探技術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，經過實地踏勘和現場方法試驗來選擇多種物探方法投入施測，以達到最佳的測試成果，多快好省地進行工程建設，發揮物探技術的先進作用。

 

  3 認識

 

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

 

  然而就某種物探技術方法的作用而言，應視其解決具體地質或工程問題的適宜性和效果進行評判，無論哪一種先進的物探技術方法，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，事實表明，采用綜合物探技術和綜合分析解釋，使各方法成果相互佐證，取長補短是提高物探資料解釋精度和可靠性的必由之路。

 

  無論綜合物探或綜合勘探決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化組合，使其達到“技術可靠、經濟合理”，達不到這一要求的地質勘探和物探，決不能說是真正的綜合勘探和綜合物探。