补家炎
（湖南化工地质工程勘察院，湖南长沙410004）
摘 要：随着岩土工程的发展，物探技术在岩土工程勘察中的应用也越来越广泛，提高了岩土工程的施工效率。在岩土工程中，常用的工程物探技术有电法勘探、浅层地震法以及高密度磁法等，在不同的岩土工程中需要根据工程的实际情况，选择合适的物探技术。本文结合笔者多年工作经验，阐述了工程物探技术原理及其在岩土工程中的应用。
关键词：工程物探技术；岩土工程；实际应用
工程物探技术全称是工程地球物理探测技术，在建筑领域应用十分广泛，根据原理及技术特点，可以将工程物探技术分为以下几种。
1.1 电法勘探
地壳中不同物质的成分不同，电磁学性质也存在差异。电法勘探就是利用这一特性，通过检测地壳中不同区域的电磁学性质，地壳结构进行勘探。电法勘探是以介质的电性差异为基础，通过分析地壳磁场特性以及分布规律来实现当地地质结构的勘探。在工程勘察中，需根据当地的地质特征选择不同的电法勘探方法，常用的电法勘探方法有瞬变电磁法、可控源音频大地电磁法以及高密度电法等。其中高密度电阻率法勘探的系统结构示意图如图1所示。
图1 高密度电阻率法勘探系统结构示意图
1.2 浅层地震法
浅层地震法是一种常用的地面探测技术，对工程的现场条件要求较高，因此更多的是应用于施工条件较好的地面探测工程中。浅层地震法具有探测精度高、勘探效果好的优点。近年来，高分辨率地震反射波法在煤矿采空区勘探中的应用十分广泛，在勘探中是利用煤炭层对发射波的反射来确定采空区的分布，勘探人员通过追踪反射波来定位采空区，确定采空区的边界。
1.3 高精度磁法
高精度磁法是利用不同物质成分不同磁性不同的特性进行地质勘探。在勘探过程中，需分析磁场的结构特征，总结地质构造以及矿产资源分布对当地磁场的影响规律。地下结构具有明显的磁性特点，因此在进行地下探测时，利用高精度磁法能提高勘察精度。在工程勘察中，磁法勘探广泛应用在地面勘探、空中勘探、海洋勘探以及地下勘探中，需根据工程的特点选择合适的勘探方法，以确保勘探精度。
物探技术在岩土工程中的应用十分广泛，主要应用在以下几个方面：
2.1 界面划分
应用物探技术划分界面能确定勘探区域的地质构造，并准确划分一些不良体的地质界面。例如在某桥梁工程选址时，为了探明当地的地质构造，选用了浅孔小药量炸药震源，利用多道瞬态瑞雷波法来勘察地质构造，准确探明当地的地质构造，为桥梁的选址提供地质信息。
2.2 形态判断
在岩土工程中，利用工程物探技术能准确判断地下形态，主要包括地下物体形态、地下界面形态以及地下物体埋藏深度的判断等。在某长江岸边工程勘察中，勘察人员利用探地雷达法勘察当地的地质构造，探地雷达主要是利用不同地质结构反射的雷达波形式不同实现对地质结构的勘察，在该工程勘察的过程中，底层上部以砂土层为主，砂土层下面是杂填土，在探测的过程中检测到雷达波同相轴存在间断，说明填土层中存在大量的碎石。下部的软土层在填土挤压作用下，导致了软土的分布极不均匀，反射的雷达波形也十分不均匀。
2.3 参数测试
在岩土工程勘察中，利用物探技术能够全面勘察工程区域，从而为工程的施工提供地质资料，为项目的施工提供大量的数据，有效地确保施工的顺利进行。
2.4 质量检测
在岩土工程施工过程中，很多项目都属于隐蔽工程，在完工以后很难通过常规的方法来检测工程施工质量，而工程物探技术能对隐蔽工程的施工质量进行全面的检测，以保证工程的施工质量。在某电厂扩建施工的过程中，项目所在地原始地貌为丘陵、沙滩以及海积阶地，地基进行了夯击加固，为了确保项目的施工质量，需要检测工程地基的稳定性。对此，综合应用了瑞雷波法与平板载荷试验法，利用夯前夯后的瑞雷波速度对比，夯后瑞雷波速度提高约30%，瑞雷波频散曲线表明，该区不同部位回填厚度不同。在岩土工程施工的过程中，应用单一的勘探技术存在不足，综合应用工程物探技术能够实现技术互补，提高岩土工程的勘察质量。综合工程物探技术的处理流程如图2所示。
图2 综合工程物探技术的流程图
工程物探技术在岩土工程中的应用前景十分广泛，具有勘察精度高、成本低以及效率高等一系列优点。近年来，随着计算机技术的进步，工程物探技术的应用得到了进一步的发展，目前，工程物探技术在岩土工中主要具有以下应用前景。
3.1 地震波层析成像技术
地震波层析成像技术是一种先进的工程物探技术，主要是通过浅层地震仪对工程地质进行全面勘察。地震波层析成像技术不仅能够准确排除地表的障碍，还能全面分析地层中风化层。勘察人员可以利用地质钻探技术实现对地层的深层次剖面探测。一是电缆长度的限制，另一方面是钻井深度，限制了地震波层析成像技术的发展，对地层进行深层次的勘察，就必须要进行深部钻井，这就要求较深的钻井以及较长的电缆，而一旦钻井深度过大就无法保证电缆传输的稳定，会影响到成像的清晰度，影响勘察精度。近年来，随着钻井施工技术以及远距离输电技术的发展，制约地震波层析成像技术发展的因素影响也越来越小，地震波层析成像技术的应用前景也越来越广阔。
3.2 地质雷达
地质雷达广泛应用在隧道工程的岩土勘察中。地质雷达技术提高了工程的勘察效率和精度。但在多年的应用中发现，地质雷达技术首先是探测的深度不够深，其次是在探测的过程中容易受到金属物体的干扰。
3.3 隧道地震勘探法
TSP测量系统是一个优化包括硬件和软件的测量系统，它利用高灵敏度的地震检波接收器，收集由布置在隧道单侧壁上多个地震激发点产生的地震波，及其在围岩传播中遇到不同反射界面时的反射波，对经过反射界面的数据进行全面的处理和解译，结合具体的地质情况，预测影响施工的断层、岩石破碎带，系统探测原理如图3所示。
图3 TSP203系统探测原理图
隧道地震勘探法是一种近几年来发展起来的新技术，广泛应用在隧道工程中，近年来逐渐地应用到了煤矿井下断层的探测中，勘察效果良好。
本文分析了工程物探技术的应用，进一步明确了岩土工程中物探技术的应用价值与发展前景。应加强工程物探技术的研究，不断地更新技术，完善现有的工程物探技术体系，提高工程的施工质量。
参考文献：
［1］ 高英龙，宋 亮.试述工程物探技术在岩土工程中的应用及前景［J］.工程技术：引文版，2016（4）：139.
［2］ 李江昌.工程物探技术在岩土工程中的应用及前景［J］.技术与市场，2015（5）：72－73.
［3］ 杨富治，陶礼春，张锡忠.工程物探技术在岩土工程勘察中的应用［J］.有色金属文摘，2016（3）：111.
中图分类号：TU195
文献标识码：A
文章编号：2096－2339（2017）05－0104－02
作者简介：补家炎（1982－），男，湖南长沙人，本科，工程师，主要从事岩土工程勘察，岩土实验，基桩检测工作。
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