工程物探
綜合物探的意義和作用
文章來(lái)源:地大熱能 發(fā)布作者: 發(fā)表時(shí)間:2021-10-29 10:07:46瀏覽次數(shù):2462
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?yàn)樗綔y(cè)的地質(zhì)對(duì)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(duì)象之間的關(guān)系,達(dá)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(jù)的原理和使用的儀器設(shè)備也各有不同,隨著科學(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(xiàn),幾年前還認(rèn)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(xiàn)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(yīng)用與發(fā)展已成為衡量地質(zhì)勘察現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。
根據(jù)水利水電系統(tǒng)的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平,按其研究及服務(wù)對(duì)象的不同,物探技術(shù)的應(yīng)用基本上可分為五個(gè)方面:
通過(guò)物探測(cè)試,可以查明一定的地質(zhì)單元的空間結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和狀態(tài)。如工程區(qū)覆蓋層探測(cè)、基巖風(fēng)化層探測(cè)、地質(zhì)構(gòu)造探測(cè)、軟弱夾層探測(cè)等。物探工作的先行,對(duì)指導(dǎo)合理布置勘探工程,減少勘探工作量,加速地質(zhì)調(diào)查速度,降低勘探成本,提高地質(zhì)勘探質(zhì)量等已為
2 很多工程實(shí)例所證實(shí)。
1.2 災(zāi)害及環(huán)境地質(zhì)調(diào)查
包括評(píng)價(jià)工程場(chǎng)區(qū)初始地震危險(xiǎn)性的地震影響參數(shù)的測(cè)定;邊坡蠕變特性的監(jiān)測(cè);滑坡體探測(cè)以及隧道、涵洞和地下洞室開(kāi)挖的超前預(yù)報(bào)和監(jiān)測(cè)等。
1.3 工程質(zhì)量檢測(cè)
包括查明施工基礎(chǔ)剝掘參數(shù),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(cè)定;檢測(cè)灌漿質(zhì)量;查明混凝土澆筑和樁基質(zhì)量等。
1.4 工程運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè) 研究建筑物和水庫(kù)在施工及運(yùn)行期間巖體的動(dòng)態(tài)及隱患,測(cè)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(jī)械與沖擊荷載下振動(dòng)測(cè)量以監(jiān)視壩體和其它水工建筑物的穩(wěn)定性。另外,還可以研究堤壩、庫(kù)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(cè)
包括古文化遺址的研究與發(fā)掘,文物表面腐蝕程度評(píng)價(jià)以及古代人文活動(dòng)規(guī)律的評(píng)定等;地下管線(xiàn)探測(cè)應(yīng)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(shù)的確定。
由于水利水電工程物探技術(shù)實(shí)際應(yīng)用時(shí)是測(cè)量地質(zhì)體或探測(cè)對(duì)象與周?chē)橘|(zhì)的某一物理特征參數(shù)(如電阻率、彈性波速、電磁波速、密度、放射性等),因此按其測(cè)試參數(shù)的不同,物探技術(shù)大致可分為以下幾種探測(cè)方法:①電法勘探;②地震勘探;③彈性波測(cè)試;④物探測(cè)井;⑤層析成像;⑥地質(zhì)雷達(dá)技術(shù);⑦放射性勘探;⑧水聲勘探;⑨綜合測(cè)井等。 綜合物探就是以這些物探方法為基礎(chǔ),把二種或二種以上的物探方法有效地組合起來(lái),達(dá)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(jì)效益,滿(mǎn)足工程建設(shè)的需要。
2 工程效用
由于各種物探方法的應(yīng)用都依據(jù)一定的物理前提,且地質(zhì)、地球物理?xiàng)l件和邊界特征對(duì)測(cè)試成果具有較大的影響,使得這些方法技術(shù)存在著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(fù)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(yīng)考慮綜合物探進(jìn)行施測(cè),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(qū)的物探測(cè)試中,采用了小地震法、地震CT技術(shù)、聲波測(cè)試等彈性波測(cè)試技術(shù)有效地解決了壩基巖體質(zhì)量的評(píng)價(jià)問(wèn)題,提供了大量的數(shù)據(jù),積累了豐富的經(jīng)驗(yàn);又應(yīng)用高密度電法、電測(cè)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(wěn)定性評(píng)價(jià)提供了科學(xué)依據(jù),發(fā)揮了物探技術(shù)的快速、經(jīng)濟(jì)、便于大面積測(cè)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(cè)深法聯(lián)合探測(cè)下伏的強(qiáng)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(yīng)用效果。
在南水北調(diào)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(cè)試,從獲得的物探資料來(lái)看,其成果亦滿(mǎn)足了水工設(shè)計(jì)、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,隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展,工程建設(shè)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(fù)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(yīng)在詳細(xì)分析已有勘察資料(區(qū)域性和地區(qū)性)的基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)實(shí)地踏勘和現(xiàn)場(chǎng)方法試驗(yàn)來(lái)選擇多種物探方法投入施測(cè),以達(dá)到最佳的測(cè)試成果,多快好省地進(jìn)行工程建設(shè),發(fā)揮物探技術(shù)的先進(jìn)作用。
3 認(rèn)識(shí)
隨著電子和數(shù)據(jù)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(qiáng)大的生命力而不斷的發(fā)展完善,應(yīng)用范圍也不斷拓寬;如地質(zhì)雷達(dá)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(yīng)用效果,發(fā)揮著愈來(lái)愈重要的作用;同時(shí),常規(guī)物探方法的應(yīng)用范圍和數(shù)據(jù)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(yīng)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(píng)判,無(wú)論哪一種先進(jìn)的物探技術(shù)方法,由于它們所測(cè)試的物性特征參數(shù)各異,往往也只是其它方法的補(bǔ)充和印證,而不是對(duì)常規(guī)物探方法的取代或覆蓋。許多常規(guī)的物探方法,如電測(cè)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(zhǎng)補(bǔ)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(yīng)是最佳方法或手段的優(yōu)化組合,使其達(dá)到“技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理”,達(dá)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。
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