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工程地质勘察方法8篇

时间:2024-01-26 14:43:27

绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇工程地质勘察方法,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!

工程地质勘察方法

篇1

关键词:地质勘察工程地质体分析选择与布置收集资料

公路工程地质勘察工作是一项前期和基础工作,通过勘察、测试,分析公路走廊带范围内的工程地质条件,评价地基的承载能力,从静力学的角度提供基础设计和施工所需要的工程地质资料,着重解决保证基础对路基和其上构造物是否有足够的承载能力的有关问题及灾害环境下重大工程安全性的时空预测与分析评估。它的优劣程度直接影响到相关项目的设计与实施,所以必须制定一套合理的流程标准来规范其行为。

公路工程地质勘察流程(见图1) 共分以下7 个步骤:收集资料、综合分析、建立地质体宏观模型、工程地质体分析、勘探方法的选择与布置、综合勘察手段的实施、归纳工程地质结论与建议。

准备阶段理论运用及初步抽象阶段理论结合实践与感性化阶段

理论联系实践的具体化阶段实践回到理论寻求指导阶段

概略工程地质测绘

实践与理论反馈过程 总结实践成果用理论表达阶段

外业的操作实施

图1 公路工程地质勘察流程

1 收集资料

收集路线通过地区既有的有关资料,是前期的重要内容,也是勘察的一种主要方法。资料是否齐全对以后的勘察效果和质量有相当大的影响。资料包括以下几部分: ①拟建公路资料,包括公路等级、路线通行方案、专家意见等。②区域地质资料,包括岩土、地质构造、筑路材料等。③地形地貌资料,主要为地形图,地形与地貌的类型、成因、特征及发展过程。④区域水文地质资料,如地表水流水文资料,地下水类型、分带及分布情况,埋藏情况、变化规律。⑤各种特殊地质地段及不良地质现象的分布与发育特征。⑥地震资料,如沿线及附近地区地震历史、地震烈度、峰值加速度及与地质构造、地貌的关系。⑦其他资料,如区内代表性工程的主要工程措施与经验、室内试验成果、气象、人文工程活动等。

2 综合分析

对收集的资料进行综合分析与研判解释是一个很重要的步骤,它可以初步掌握路线所经地区的主要工程地质条件概况和特点,如地层层序、厚度、时代、成因及其分布情况;岩性、风化破碎程度及风化层大致厚度;土石类别、工程性质及对工程的影响。根据地貌形态特征,可以推断当地岩土与水文地质等条件,各地质单元形成原因和条件;从岩石的矿物组成、显微特征、岩体结构、物理力学性质、渗透性等诸方面可研究与评价路线的工程横向分带性,系统研究各分带的工程地质特征能及早针对各带提出相应的工程对策。同时也会提出诸如以下的问题:地形是否复杂、地貌单元是否单一、岩土结构是否简单、有无特殊岩土层、基岩风化严重与否、基岩顶面起伏状况、区域地质构造发育程度、地下水对工程有无不良影响、路线走廊带是否稳定等工程地质条件的复杂程度问题。总之可以预见性地发现可能存在的主要工程地质问题,并通过对此类问题的研究、分析和工程经验的消化、吸收,减少今后工作的盲目性,对评价和合理选取岩体参数以及指导工程设计具有实际应用意义,对系统论证建在其上的构筑物的合理设计、工程措施和安全运行也具有重大意义,有一定的后果前瞻性,提高了工作效率和工作质量。

3 建立地质体宏观模型

地球在漫长的内力地质作用下构架了现有宏观地质体,形成了大量规模不等的地质结构体、结构面,同时也造就了地质灾害发生的物质基础。通过对所收集资料的综合分析,可建立一个路线走廊带的地质体宏观模型,该模型是一个由地形地质图和纵断面图相互叠加的立体。按地质体与重大工程的多尺度结构及其赋存环境多源信息综合集成的方法和技术,对地质体进行三维建模处理,并对地质结构面及其多尺度关联、地质体的差异特性和分类及相似性进行研究,进而研究区域工程地质模型。在其上可概略性地总结地形与地貌特征、岩土性质(如软质岩和硬质岩) 及散体状岩土体的分布与发育规律、不良地质现象的分布范围。然后按地貌、岩土组构与构造活动性进行初步横向分带与分段,并根据各模型段所体现的规律特征抽象成一个全线工程地质分段一览表,编制地质体宏观模型工程地质分段说明。在地质体模型上摆放路线就可充分认识到地质体与工程体接触界面分形形貌和力学机理,通过对多因素藕合的地质体与工程体进行整体稳定性分析,可选出拟用的工程大概施工方案及安全监控措施,总结各分形地质段的主要工程地质条件及其对路线与构造物的影响。建立地质体宏观模型是前期工作最重要的步骤,自此后大部分勘察工作都在计划之内,具有理论指导实践的意义。

图2 地质体宏观模型示意图

4 工程地质体分析

地质体宏观模型上摆放路线和主要构造物后就有具体的微地貌及小范围内工程地质条件的问题,也就是具有针对性的单个工程地质体的问题,这是公路工程地质勘察的重点,此步必须在野外踏勘,进行概略性工程地质测绘(踏勘) 后方有深层次的认识。首先是研究小尺度单个工程地质体的快速建模与表征方法,总结其基本模式与识别标志,并结合采用分形与随机扰动叠加的方法,用小尺度地质体基本模式,利用地质类比法重构中尺度地质体,综合分

析工程体与地质岩土体的特征及其相互关系,提出合理的原则性勘察指导思想。

工程地质测绘主要包括:土的成因、物理化学性质、工程分类及在水平与垂直方向上的变化规律;岩层的产状和接触关系,主导性软弱结构面的发育情况及对路线、路基的影响;地质构造如断裂、褶皱位置、构造线走向、产状等形态特征和地质力学特征对构造物的影响;地表水水位、流量、冲刷、洪水位与淹没情况;地下水类型、分布、循环条件对公路工程的影响;特殊地质、不良地质的分布范围、形成条件、发育程度、分布规律及对公路工程的影响。

对工程地质体的分析是动态的,应结合工程地质条件和工程体的属性、特征进行综合考虑,对象包括以下几个方面:一般路基、陡坡路堤、深路堑、高路堤、特殊路基、桥位、隧道、构造物、筑路材料等。

4.1 一般路基:其勘察重点是基底土的液塑限类型、颗粒组成类别、密实程度及含水情况;松散可压缩岩土层、可液化土层的分布范围和成因类型、位置与厚度;水位高低及路基不均匀沉降的可能性。

4.2 陡坡路堤:其勘察重点是上边坡松散岩土体的工程地质特征及稳定性、下边坡工程地质条件与防护工程类型及稳定性、整个山坡在应力改变后的稳定性,调查、评价对堆积体运动有较大影响的与坡面方向垂直的结构面,确定最佳路堑与路堤坡比,同时考虑绕避或路线高度调整带来的连锁反应。

4.3 (深) 路堑:其勘察重点是上覆土层特征及土与基岩接触面的横向坡度与稳定情况;岩石软硬及破碎程度等基本性状、风化带划分及其厚度,主导性优势软弱夹层和软弱结构面的性质及其与路线的相对关系;原有人工边坡的边坡值及其稳定性;水文地质条件和不良工程地质条件的主要特征;路堑边坡的上、下防护问题,并应确定路堑边坡比、土石工程分类及相关工程措施;对路堑开挖后果应作进一步考虑,是否有激化深层次的山体和边坡滑移或坡面失稳的潜在可能;同时利用弃方作路基填料应作相关分析评价。

4.4 (高) 路堤:其勘察重点是确定基底一定深度内各地层的厚度和物质成分特征,覆盖层与其下基岩接触面的形态和坡度,以及硬壳层、软弱土层的尺度和物理力学性质,明确有关不良现象及环境水对路堤的危害程度,并提出处理措施。同时评价堆积体是否存在垂直下陷与水平侧向位移以及路堤堆积体的防护问题,必要时还应对填料作出说明。

4.5 特殊路基:在工程地质勘察的各阶段均为重点,该类病害影响路线方案选择、路线布设与构造物设计,应查明病害类型、规模、性质、发生原因、发展趋势、危害程度,提出绕越依据或处理措施。

4.6 桥位:其勘察重点首先是要能发现深、大断裂破碎带等直接影响桥位稳定的宏观大前提,然后才是具体的桥位与墩台工程地质条件,注重岩土结构层的空间分布与岩土特征及其间的软弱层、断层面、基岩面等优势结构面,应提出合理的持力层与基础形式,同时还应考虑到环境水的影响。

4.7 隧道:应详细调查岩体裂隙的几何特征,如隙宽、粗糙度、充填情况、连通性等,及岩体裂隙剪切力学特性与地下水渗流关系;同时应评价开挖应变局部化过程及结构功能蜕化过程的时变可靠性,并提出衬砌方案及全深度、多断面、多测点的长期连续、智能化监测建议。

4.8 构造物:其勘察重点是整体稳定前提下的具体岩土、水文工程地质条件,应提出各种工程方案与力学参数及不良地质现象的处理措施。

4.9 天然筑路材料:勘察重点包括筑路材料的储量、位置、品质与性质、采运条件及用于公路工程的可能性、实用性。

5 勘探方法的选择与布置

应根据勘察阶段要求的内容和深度、所勘察的道路等级、工程规模及其工作难易程度的不同选择勘察方法,应注意运用新技术、新仪具、新设备、新方法,使工程地质勘察技术具有先进性。其要求是应编制具体工程勘察的施工组织设计,内容必须包括勘察方案说明、勘探点分布一览表与单个的勘探点设计任务书及人员、设备的组织和施工期限。

工程可行性研究阶段以地质调查为主,在路线重要控制点处可布置钻孔与物探。初勘阶段所采用的勘察方法,主要为工程地质调查与测绘及综合勘探。一般情况下,采用物探、钻探、原位测试与室内试验等,以必要的工作量完成本阶段的勘察任务。

此阶段必须对该公路工程有结论性意见,给设计方案的确定提供工程地质依据。详细阶段的勘察方法,以钻探、原位测试和室内试验为主,主要针对具体路段、桥位及构造物基础位置、形式、埋深而进行,主要是以在方案基础上的各种参数提供为主。

6 综合勘察手段的实施

此阶段的任务是具体运用前述理论成果进行勘探,要求必须按勘察方案说明、勘探点分布一览表与单个的勘探点设计任务书进行施工,各种勘察方案与勘探点的勘察必须到位,数据必须真实、准确。同时该过程也是个与理论互动反馈过程,应根据工程地质条件复杂程度的实际情况进行微调,若发现异常及遇到未考虑到的地质状况,在必要时可增加勘探手段和增加工作量。

7 工程地质评价结论与建议

工程地质评价结论与建议是工程项目的勘察成果总结,必须以定性的方式下结论。首先是路线方面的工程地质勘察评价:应对路线走廊、桥位、隧址等工程地质条件控制点、高路堤、深路堑边坡、特殊路基、比选方案及公路环境保护和文物保护做出总体科学论证,并结合全线工程地质特征,做出评价,内容主要有稳定性、经济性、适宜性等定性评价。其次是对单个工程地质体必须作定性和定量评价:岩土体的变形性状及其极限值、岩土体的强度及其稳定性与极限值(包括斜坡及地基的稳定性) 、岩土体及水体与公路工程的共同作用、岩土体后期变化的预估、对工程耐久性的影响。通过宏观力学特征和微观颗粒组构的综合分析,结合工程类比法和专家意见,提出具体的处治方案与物理力学设计参数。同时在建议方面应指出各种偶然因素造成的可能危害和相应的处理措施,以及下一阶段勘察建议。

8 结语

篇2

[关键词]物探方法;工程地质勘察;应用

中图分类号:P642;P631 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)09-0213-01

随着我国社会经济的不断发展,工程地质勘察工作越来越受到一线工作者和各国专家的重视。科学技术的进步也推动了工程地质勘察技术的发展,许多新的勘察方法逐渐应用到了现代的工程地质勘察过程中,极大的提高了我国工程地质勘察的水平和效率。所以,研究物探方法对于提升我国经济发展水平以及促进工程地质勘察有着非常重要的意义。

一、工程地质勘察

1、工程地质勘察的前期准备

建筑工程建设前,需全面考虑拟建区一系列地质问题,如地基选择、周边地质情况、后续安全防护等,并且需要提供详尽的工程地质资料,以利于科学合理的规划、设计工程施工方案[1]。为保证工程地质勘察资料的科学性、实用性、合理性,在工程地质勘察中,必须做好以下任务,即:(1)概查全工区,以掌握地面地质资料、地质构造形成过程等地质情况,通过分析有利和不利因素,择优选择建筑拟建场地,并根据所选场地地质条件,科学合理的规划建筑,从而有效减少施工难度、工期、建筑成本等。(2)选定建筑拟建场地后,进行详细的地质勘察,并结合建筑物规模、类型、结构、施工方法等,制定科学合理的施工方案,方案内容需包括解决不良地质可能造成影响的措施。(3)建筑物的建设,在一定程度上会影响拟建场地和周围地质环境,例如可能会导致地面塌陷。所以,未来确保工程施工安全、经济,必须详尽的预测施工时和施工后地质条件改变,并制定出有效的应对措施。

2、物探方法研究概述

物探是地球物理勘探的简称,可为资源开发与环境保护提供借鉴。随着科学技术的快速发展,物探方法取得了巨大突破,并逐渐广泛的应用于工程地质勘察,在一定程度上促进了我国经济发展。钻探取土、双桥静力触探等是传统工程地质勘察的主要方法,这些方法虽然在一定程度上促进了各个领域的发展,但若采用一种勘察方法,无法满足工程地质勘察需求,且作用有限,需结合多种勘察方法,以提高勘察质量。近年来,我国工程建设水平不断提高,对地质勘察要求也越来越高。作为工程建设的重要环节,工程地质勘察对工程质量具有直接的影响作用,所有必须结合物探和地质工作,切实提高工程地质勘察质量和效率[2]。一般情况下,以往通过研究分析地质资料勘察工程地质,缺乏准确的工程地质深层次资料,为确保勘察质量,并在一定程度上提高工程地质勘察水平,需采用诸多精密仪器进行勘察。

3、工程物探勘察特点

地质条件多变会引起物理场变化,如电场、地震波场、重力场、磁场等,采用电法、地震法、重力、磁法勘探等物探方法,可有效探测工程地质存在的问题,原因在于物探方法具有高效、准确、信息丰富、应用灵活等优点。在工程地质勘察中,物探方法的特点如下:(1)探测深度浅。在工程设计探测中,通常在浅层发生地质问题,而物探方法的探测深度也在一定范围内,即几米至几十米,最深不超过百米,因此探测深度浅。(2)探测精度高。一般情况下,工程建设单位要求物探方法精度高,探测深度和地表位置不能存在较大误差,需将误差控制在厘米以内。(3)施工场地要求低。物探方法主要的工作内容是勘察工程地质,以及分析地质资料,这些工作通常需在几天至十几天内完成,而分析工程危险程度,则需在一天以内得出探测结果。

二、常用的物探方法

1.电法勘探

电法勘探一般需要对观测点的深度以及电阻率的变化,进而分析出岩层存在的各种规律,大都运用在岩层较厚的勘测活动中。很多城市开始运用了密度较高的电阻率法,该种方法能够对地质结构进行紧密分析,但是,电法勘探能够通过电极装置勘测到很多岩石分布的规律,分析岩层是否出现轻微倾斜。结合供电电极间存在的距离差异,能够勘测出程度不同的岩层,利用不同的电阻率,还能够深入了解岩层的实际分布状况。在现代地质勘察过程中,电法勘探已经取得了较为显著的效果,在工程建设过程中,随着科学技术的不断发展,电法勘探在工程地质勘察中产生的作用更加明显。

2.地震勘探

地震勘探一般有两种不同的方法,分别是折射波法和反射波法,其原理就是通过对折射波和反射波的时间场沿侧线方向的实际时空分布规律,明确折射面、反射面的深度与地址构造的性质、形态等[3]。利用地下介质的密度以及弹性差异,根据地震波的响应,推断出地下岩层的性质以及形态。与另外的物探方法相比较,地震勘探精度相对较高,温度达到十米、万米,解释成果较为单一,需要更高的成本。在覆盖层探测过程中,浅层折射波法具有较为显著的有数,能够勘探出隐伏的空洞以及构造,从而取得更加显著的应用效果,但是,这种方法很容易受到施工场地各种因素的限制。随着计算机信息技术的不断发展,地质勘探分析率也开始不断提升,对于地下构造的研究产生较为显著的效果。

3.重力勘探

重力勘探作为现代物探法的一种,主要是指根据矿体间以及岩体间存在的密度差异,通过地表变化来勘察地质。这种勘探方法将牛顿万有引力作为研究基础,具有精度高、干扰小等特点,只要勘探地质体以及与四周的岩体密度差异,就需要利用精密仪器的重力异常,例如扭秤以及重力仪。重力勘探在现代工程地质勘察中运用较为普遍,并取得了显著的勘察效果,结合其他物探资料和拟建区地质的资料,有效推断出覆盖层的地质构造以及矿体性质,为工程建设提供更多的资料以及信息。为了保证勘察效果达到准确性和科学性的要求,在对这种方法进行运用过程中,还要对拟建区的地形、天气以及振动状况进行考虑。

结语

在实地的地质勘察过程中,物探方法的使用可以使勘察的精确度大大提高、探测深度更加靠前,并且它对施工场地的影响也比较小,从整体上提高了工程勘察的水平。当前,地质勘察的物探方法有很多中,比如重力勘探、地震勘探、电法勘探等,如果将这些方法进行合理的分析和应用,就可以大幅度提升工程勘察的水平和质量,从而给企业和社会带来更多的经济效益和价值。

参考文献

[1] 苏黎,杜宇,朱冰.浅谈工程物探在地质勘察中的应用[J].科技与企业,2014,10:244+246.

篇3

关键词:工程地质;物探方法;勘察;任务;特点

引言

随着经济建设步伐的加快,我国经济呈现高速发展趋势,而在经济建设过程中,工程地质勘察具有重要的作用,促进了我国经济建设和能源资源开发,尤其是工程建设。近年来,科学技术日新月异,各种勘察方法广泛应用于工程地质勘察中,如物探方法,这些技术的应用,大幅度提高了现代工程地质勘察水平,从而促进了工程地质勘察工作的顺利进行[1]。物探方法是现代工程地质勘察中的常用方法,也是提高勘察水平的重要手段,具有准确、快速、不损伤探测等特点,所以,必须加大物探方法研究力度,从而有效促进工程地质勘察和我国经济建设的发展。

1 工程地质勘察概析

1.1 具体任务

建筑工程建设前,需全面考虑拟建区一系列地质问题,如地基选择、周边地质情况、后续安全防护等,并且需要提供详尽的工程地质资料,以利于科学合理的规划、设计工程施工方案[2]。为保证工程地质勘察资料的科学性、实用性、合理性,在工程地质勘察中,必须做好以下任务,即:(1)概查全工区,以掌握地面地质资料、地质构造形成过程等地质情况,通过分析有利和不利因素,择优选择建筑拟建场地,并根据所选场地地质条件,科学合理的规划建筑,从而有效减少施工难度、工期、建筑成本等。(2)选定建筑拟建场地后,进行详细的地质勘察,并结合建筑物规模、类型、结构、施工方法等,制定科学合理的施工方案,方案内容需包括解决不良地质可能造成影响的措施。(3)建筑物的建设,在一定程度上会影响拟建场地和周围地质环境,例如可能会导致地面塌陷。所以,未来确保工程施工安全、经济,必须详尽的预测施工时和施工后地质条件改变,并制定出有效的应对措施。

1.2 物探方法研究概述

物探是地球物理勘探的简称,可为资源开发与环境保护提供借鉴。随着科学技术的快速发展,物探方法取得了巨大突破,并逐渐广泛的应用于工程地质勘察,在一定程度上促进了我国经济发展。钻探取土、双桥静力触探等是传统工程地质勘察的主要方法,这些方法虽然在一定程度上促进了各个领域的发展,但若采用一种勘察方法,无法满足工程地质勘察需求,且作用有限,需结合多种勘察方法,以提高勘察质量。近年来,我国工程建设水平不断提高,对地质勘察要求也越来越高。作为工程建设的重要环节,工程地质勘察对工程质量具有直接的影响作用,所有必须结合物探和地质工作,切实提高工程地质勘察质量和效率[3]。一般情况下,以往通过研究分析地质资料勘察工程地质,缺乏准确的工程地质深层次资料,为确保勘察质量,并在一定程度上提高工程地质勘察水平,需采用诸多精密仪器进行勘察。

1.3 工程物探勘察特点

地质条件多变会引起物理场变化,如电场、地震波场、重力场、磁场等,采用电法、地震法、重力、磁法勘探等物探方法,可有效探测工程地质存在的问题,原因在于物探方法具有高效、准确、信息丰富、应用灵活等优点。在工程地质勘察中,物探方法的特点如下:(1)探测深度浅。在工程设计探测中,通常在浅层发生地质问题,而物探方法的探测深度也在一定范围内,即几米至几十米,最深不超过百米,因此探测深度浅。(2)探测精度高。一般情况下,工程建设单位要求物探方法精度高,探测深度和地表位置不能存在较大误差,需将误差控制在厘米以内。(3)施工场地要求低。物探方法主要的工作内容是勘察工程地质,以及分析地质资料,这些工作通常需在几天至十几天内完成,而分析工程危险程度,则需在一天以内得出探测结果。

2 工程地质勘察中常应用的物探方法

2.1 电法勘探

电法勘探通常观察观测点深度和电阻率变化,进而分析出岩层分布规律,普遍应用于勘测较厚岩层[4]。近年来,很多城市应用了相对灵活的高密度电阻率法,该法能详细的对地质结构进行分类,有效勘测地下管道。一般勘测方法难以分清岩层分布规律,但电法勘探可通过电极装置勘测到大范围岩石分布规律,并分清岩层是否水平或轻微倾斜。此外,根据供电电极间的距离差异,可勘测不同深度岩层,而且通过不同电阻率,能了解不同岩层中详细的分布情况。目前,在实际地质勘察中,电法勘探已取得了一定效果,尤其是工程建设,而且随着科学技术的不断发展,电法勘探在工程地质勘察中将会充分发挥应有的作用。

2.2 地震勘探

地震勘探主要有两种方法,即反射波法和折射波法,其原理是通过观测反射波或折射波时间场沿测线方向的时空分布规律,明确地下反射面或折射面的深度与地质构造形态、性质等,即利用地下介质弹性和密度差异,根据大地对地震波的响应,有效推断地下岩层的形态和性质。与其他物探方法对比,地震勘探精度高,深度可达数十米到数十千米,而且解释成果单一,但需要较高的成本。在覆盖层探测中,浅层折射波法具有一定的技术优势,能有效勘探隐伏构造、空洞等,并已取得良好的应用效果,但该方法极易受工程施工场地影响。此外,随着科学技术的不断发展,地震勘探分辨率逐渐提高,更加有助于精细研究地下构造,详细了解地层构造和分布,进而为工程建设提供有价值的参考依据。

2.3 重力勘探

重力勘探是物探方法之一,指的是根据地壳各种岩体、矿体间的密度差异,通过地表变化对地质进行勘察的方法。该方法以牛顿万有引力定律为基础,具有受干扰小、精度高等特点,只要勘探地质体和周围岩体的密度差异,就能利用精密仪器明确重力异常,如重力仪、扭秤等重力测量仪器。目前,重力勘探已在工程地质勘察中广泛应用,并取得了良好的勘察效果,而且结合拟建区地质和其他相关物探资料,可有效推断覆盖层下的矿体性质和地质构造情况,从而为工程建设提供切实依据。但是为了确保勘察效果的科学性、准确性,应用该方法时必须全面考虑拟建区天气、地形和振动情况。

2.4 磁法勘探

在自然界中,岩石和矿石具有一定的磁性,可产生使局部地区发生变化的磁场,即出现地磁异常现象。通过采用相应的仪器可发现和研究地磁异常,从而有效研究该地地质构造,这种方法称为磁法勘探。磁法勘探是常应用的物探方法之一,可用于勘探矿产、工程地质等,目前该勘探方法已广泛应用于工程地质勘察,并取得了良好的地质勘察效果。在工程地质勘察中,磁法勘探的应用主要包括:进行地质构造分区,研究并确定断裂带、基底构造、破碎带等;划分各种岩土分布范围,如沉积岩、侵入岩、喷出岩、变质岩等,并进行区域地质填图。

3 结束语

总之,物探方法在工程地质勘察中应用,具有探测深度浅、探测精度高、施工场地要求低等特点,能切实提高我国工程地质勘察水平。目前,常应用于工程地质勘察的物探方法主要有电法勘探、地震勘探、重力勘探、磁法勘探,深入分析这些方法在工程地质勘察中的应用,能有效提高工程地质勘察水平,促进我国经济建设发展。

参考文献

[1]冯啉.对工程地质勘察工作的几点探讨[J].企业技术开发,2014,33(6):166-168.

[2]李创.工程勘察中物探方法的应用[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2009(9):255-256.

篇4

【关键词】工程地质勘察技术;存在问题;解决措施

工程地质勘察技术是工程建设过程中一个重要的环节,工程地质勘察技术作为工程建设项目选址工程地质条件的重要勘察手段,对工程建设项目质量起到至关重要的作用。

一、工程地质勘察技术的方法

工程地质勘察技术的主要方法有勘探与取样、原位测试与室内试验工程地质测绘。

1、工程地质测绘是工程勘察的基础工作,一般在勘察的初期阶段进行。这一方法的本质是运用地质、工程地质理论,对地面的地质现象进行观察和描述,分析其性质和规律,并藉以推断地下地质情况,为勘探、测试工作等其他勘察方法提供依据。在地形地貌和地质条件较复杂的场地,必须进行工程地质测绘;但对地形平坦、地质条件简单且较狭小的场地,则可采用调查代替工程地质测绘。工程地质测绘是认识场地工程地质条件最经济、最有效的方法,高质量的测绘工作能相当准确地推断地下地质情况,起到有效地指导其他勘察方法的作用。

2、勘探工作包括物探、钻探和坑探等各种方法。它是被用来调查地下地质情况的;并且可利用勘探工程取样进行原位测试和监测。应根据勘察目的及岩土的特性选用各种适当的勘探方法。钻探和坑探也称勘探工程,均是直接勘探手段,能可靠地了解地下地质情况,在岩土工程勘察中是必不可少的。其中钻探工作使用最为广泛,可根据地层类别和勘察要求选用不同的钻探方法。当钻探方法难以查明地下地质情况时,可采用坑探方法。物探是一种间接的勘探手段,它的优点较之钻探和坑探轻便、经济而迅速,能够及时解决工程地质测绘中难于推断而又急待了解的地下地质情况,常与地质测绘配合使用,也可作为钻探和坑探的先行或辅助手段。由于物探成果判释常具多解性,方法的使用又受地形条件等的限制,所以其成果需用勘探工程来验证。当钻探方法难以准确查明地下情况时,可采用探井、探槽等,就是用人工或机械方式进行挖掘坑、槽、井、洞,以便直接观察岩土层的天然状态以及各地层的地质结构,并能取出接近实际的原状结构土样。勘察方法应根据勘察要求和实际情况选用。

3、原位测试与室内试验主要是为岩土工程问题分析评价提供所需的技术参数,包括岩土的物性指标、强度参数、固结变形特性参数、渗透性参数和应力、应变时间关系的参数等。原位测试一般都借助于勘探工程进行,是详细勘察阶段主要的一种勘察方法。

二、工程地质勘察技术工作存在的问题

1、对工程地质勘察技术重要性认识不够的问题。地质勘察主要是两个方面,一是揭示地质构成,二是提供土体的力学指标; 地质构成决定基础处理方案的选择,力学指标对工程造价影响很大。众所周知,地下是看不见摸不着的,只有靠钻探勘察,建设场地是唯一性的,勘察成果也没有可比性,因此建设单位选择一家专业技术强,操作规范严谨,能准确提供成果的勘察单位相当重要,对建筑的安全、工程施工顺利进行、节约投资都有重要的意义。

2、未能认识到地质勘察质量重要性的问题。地质勘察工作包含两个方面的工作:一方面,分析场地工程地质结构,直接决定地基及基础处理方案的选择;另一方面,制定出相关合理的力学指标,指标参数的合理性直接影响项目的工程总造价。我们都知道,对于地下结构来说,我们既看不见也又摸不着,所以,只有借助一些合理的手段来进行勘察。例如:钻探勘察。由于建筑场地的唯一特性,使得勘察结果根本不存在任何可比性,这样一来,我们就必须选择一专业技能较强的施工单位,从而使操作更规范,确保勘察结果的准确性,与此同时,这对施工的顺利开展以及减少资金投入具有非常重要的现实意义。

3、勘探方法问题。一些勘察部门用所谓的静载荷试验压裂探坑两侧土层为准来确定承载力,其做法是一种误导,是不科学的。由于压裂较浅和较深的两侧土层所需的压力大小都不一样,究竟取用哪一压力定值来作为地基承载力。另外,压裂两侧土层又怎能替代或者说明该压力值就是竖直方向土层地基持力层的承载力。

4、工程地质勘察技术缺乏监管的问题。一是工程地质勘察技术在工程的前期阶段进行,由建设单位自主选择勘察单位,一般建设单位缺少这方面的专业知识,对地质勘察的重要性认识不足,因此对勘察单位要求不高,有个成果就可以,钻探费用上考虑多点,对技术的要求就轻了。二是地质勘探是野外作业、土工试验和资料整理,整个过程只有勘探单位独自完成,没有监督。现在施工图审查也对地质勘察成果进行审查,那都是事后了,只要资料造得过得去都能通过,地质构成与实际施工严重不符时有发生,力学指标的精确性更是无法判别。

三.地质勘察技术工作问题的解决措施

1、提高工程地质勘察技术质量措施。提高勘察质量我们就必须要选用最合理的勘察手段。具体可以做到以下几点:第一,事先了解场地及附近的工程地质资料、周围构造物情况等,并且及时和工程设计人员进行沟通与交流,有效解决地质问题;第二,勘察工作启动前,应根据现场实际情况,编制勘察纲要,经技术负责审核,公司总工审定后方可进行下一步工作。第三,按纲要进行井然有序的勘察工作,若发现地层异常区域,应加大勘察力度,如加密钻孔结合地调分析等综合手段,详细查明异常区地层结构。

2、要重视初级阶段的勘察工作。在地质勘察阶段,必须充分考虑到影响地质勘察的诸多影响因素,应尽量顾及建筑物配置因素与相关的施工工艺要求。对于取样工作来说,指的是采取试验的样本,并不是普通鉴别所用的岩土样。在采取样品时,均能体现出样品的真实性尤其是在选取土样时,应该要注意到土层结构特点,尽可能使平面与刨面的土层分布均匀。如果土层比较稳定且土质均匀,可以适当放宽取样的距离。

3、勘察方法不科学的解决措施。充分利用先进的技术和方法。近年来,随着科学技术的不断发展,工程勘察结合多种理论的发展,研究出了多种新型工程勘察方法,另外,又引进了多种功能为一体的勘探设备,具有很多的优点,例如:速度快、采集密度大、成本偏低等。这样一来,解决了传统的勘察手段存在的诸多缺点问题,除此之外,还可以解决当前很多岩土工程问题。由此看来,为快速解决岩土工程的技术问题,结合使用多种地质勘察手段,从而起到相互补偿各自缺点的作用。

4、加强技术管理。要提高勘察质量,必须加强技术管理:要求勘察技术人员持证上岗,上岗证分项目负责和技术员两大类,项目负责应该具备注册岩土工程师资格,或经验丰富、取得显著技术成绩的本专业工程师以上职称资格;技术员应该具有一定工程经验且经培训考核合格。项目负责主持项目勘察,编写勘察纲要、勘察报告,参加施工验槽及工程专题会议;技术员负责执行勘察纲要技术要求,进行现场编录等每个项目合同备案时,勘察单位应提供相应的项目负责和与钻机数量匹配的技术员资料同步备案。

结束语

参考文献:

[1]张倬元.工程地质勘查[J].地质信息,2008(08)

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(一)地质勘查的重要性

在山区公路隧道建造之前,对其地质勘查是一个很重要的方面,只有对其进行一个比较严密并且认真的勘查,才能够建造出让人们放心的山区公路,我国的山区公路的事业才能够得到发展,有了一条安全的公路,便会带动公路两端经济的发展,才能够让人们过上小康的生活。如果不进行良好的地质勘查,就会让山区公路的质量处在一个很低的水平,导致人们不敢去走这样的路,那如果这样的话,这条路修不修还有什么区别呢。所以说,在山区公路的建造中,地质勘查是非常重要的。

(二)地质勘查中的重点

在地质勘查中,首先要注意的问题是地形,地貌等方面,其次是注意关注他周围的环境,探究此环境是否具有稳定性,再次是要重点注意一些特殊地方的位置选择,在观察完外界环境之后,再去预测可能出现的一些问题,并提出一些具体的解决方案。

二、山区公路隧道地质勘查的具体方法

(一)收集资料

在做任何一件事情时,首先要做的就是要收集足够的资料,山区公路隧道地质勘查也是如此。在勘查中,要收集探究本地的的一些风土人情,研究当地的一些地质构造,水文地质,地质构造,地震等一些问题,对本地区地质有一个大致的了解,同时也要去寻找一些以前留下来的资料,用来更加全面的了解本地区的地质状况,也可以借助卫星等工具来进行一个总体的观察,对后期的一些工作起到一定的作用。

(二)调绘工程地质

工程地质的调绘是一项很重要的承前启后的工作,他首先要研究在之前通过各种渠道获得的资料,要对那个资料根据实际情况进行详细的记录与整理,与此同时,要通过一些遥感的资料进行探究,具体了解此处周围所有的地形及其他的构造,要探究其是否有可能出现滑坡,泥石流等情况,并根据此情况作出相应的应对方案,这一步是极其重要的,他决定着下一步应当要怎么做,同时也在一定程度上影响着山区公路的质量,所以一定要着重关注。

(三)钻探

钻探这种方法比较直白,他能够直接反映出一些具体的地质特点,很容易让工作人员根据具体的地质特点来确定相应的方案,但是钻探这种方法比较困难,因为一般在山区,道路本身就比较崎岖,人上山都会有一定的困难,更不用说是钻机这种比较大型的工具了,所以这种方法要在比较适宜的情况下进行使用,让其在应有的情况下发挥出其最大的作用,从而让测量更精密,在以后的建造过程中也会更加的顺利。

(四)物探

物探是一种需要一定的知识功底的方法,它是根据地形上面的物性差异来获得一些地质信息,这种方法成本比较低,比较适用与各种场合,会给勘探工作带来一定的方便,不会像钻探一样,出现因条件不允许而不能进行的情况发生。这种方法同时也是一种所用时间比较短的方法,这样更能够给山区公路隧道的勘查工作带来一定的方便性,更容易进行取材等方面工作,为以后的工作奠定良好的基础。

(五)测试

测试包括很多方面,其主要就是对地质进行一定的测试然后确定出更好的方案。其中有地温测试,这种的主要就是探究一些地质中岩层随着深度的增加而产生的一些温度变化的情况,同时还有通过走访等方式研究此地是否有滑坡泥石流等现象的出现,从而作出相应的应对方案。还有放射性测试,主要就是要研究地质中是否存在一些危害性的放射性物质,在很多测试都完成之后,要进行一定的讨论研究,从而确定出更好的方案。

三、山区公路隧道地质勘查的一些注意事项

在地质勘查中最重要的就是工人的安全,要着重观察周围的地质,其是否是那种滑坡和泥石流地质需要进行一定的防护措施,保障工人的安全,同时也有可能出现温度变化的情况,要注意进行预防,在建造过程中有可能会出现偏压的问题,这种情况也要做好防护,同时还有可能有放射性物质和有毒气体,相关部门要做好相应的准备。在平原上修路非常的简单,只要考虑很少的方面,但是在山区修路就变成了一种很难的事情,在期间要考虑很多问题,比如工人的日常生活保障的问题,修建过程中的安全问题等等,只有把这些问题解决了,才能够修建出能够给人们带来福祉的路。同时要做好在发生突变事件时的准备,保证工程的安全,做到有备无患。

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岩溶又名喀斯特,是可溶性岩层(石灰岩、白云岩、石膏、岩盐等)以被水溶解为主要的化学溶蚀作用,并伴随以机械作用而形成沟槽、裂隙、洞穴等一系列现象和作用的总称。我国的岩溶地区分布十分广泛,以广西、四川、云南、贵州最为发育,其余如湖南、广东、浙江、江苏、山东、山西等地均存在规模大小不同的岩溶地区。由于地表水和地下水的溶蚀作用,发育着各种类型的岩溶地貌和岩溶形态,破坏了岩石的完整性,大幅度地降低了岩石的强度和稳定性,从而影响着建筑物的安全。另外,岩溶的发育给工程建设带来了一定的复杂性。而岩溶问题与许多工程有关,诸如水利水电工程、公路和铁路工程、桥梁工程、工业与民用建筑工程、地质灾害的防治与环境保护工程、旅游资源的综合开发工程等等。例如,在水利水电建设中,因库坝位址选择不当,岩溶洞穴导致水库渗漏,影响水库的效益和正常使用;在岩溶区修建隧道、地下洞库和开采矿产,一旦揭穿高压岩溶管道水时,就会造成大量突水,有时挟有泥沙喷射,给施工带来严重困难,甚至淹没坑道,造成机毁人亡等事故;在地下洞室施工中遇到巨大溶洞时,洞中高填或桥跨施工困难,造价昂贵,有时不得不另辟新道,因而延误工期;在覆盖型岩溶区,土洞的发育及地表塌陷对农田和各种建筑物造成严重破坏。由此可见岩溶与工程建设的关系十分密切。在岩溶地区首先掌握岩溶的形态特征、发育规律及分布状况,认识不同岩溶作用的特点,以便充分利用有利条件,对不利因素采取相应的措施,确保建筑物的基础可靠地建立在岩溶体上,这是一项非常有意义的工作。

1 研究的现状

由于岩溶发育的不均一性和复杂性,随着桩基础在岩溶地区的普遍应用,使勘察、设计、施工都面临着许多新问题。有不少工作者已经在这些方面总结出很多工程建设实践经验,一些学者也做了不少的研究工作。例如,对溶洞顶板稳定性的研究,有学者提出了视溶洞顶板为梁板(悬臂梁、简支梁、两端固定梁)、塌落拱、压力拱等的溶洞顶板稳定厚度计算方法;有学者根据弹性体内存在孔洞,在双向均匀应力场的作用下孔洞边界上的应力集中现象,按椭圆形水平坑道的计算公式求解溶洞周边的切向应力,以此来判断溶洞顶板的稳定性,有学者用平面问题的有限单元法对溶洞进行应力分析。有学者采用有限元—— 无界元耦合分析的方法,对岩溶临空面稳定性进行了研究。有学者对覆盖型岩溶区的桩基础稳定性进行评价。本文通过调查收集资料,并对这些资料进行整理、分析和研究,总结出岩溶地区工程地质勘察的合理方法。

从空间问题角度,在理论上为溶洞顶板稳定性的分析以及桩基嵌岩临界深度问题提供一条研究途径。

2 岩溶工程地质合理的勘察方法

不同地质时代的可溶性岩层,在漫长的地质作用下形成的岩溶形态千差万别,错综复杂,如溶洞、溶沟、溶槽、地下暗河等。由于岩溶在空间上发育的不均一性,造成岩溶地区的地质情况非常复杂,因此在进行岩溶勘察时,仅靠传统的地质方法(如槽探、坑探)难以得到满意结果。因为对岩溶认识不足勘察方法不对路,工程处理不当,在一些城市(如济南、广州、南海等)发生了工程失误现象,造成极大的损失,因而了解岩溶地区的地质,查清地下岩溶的分布情况,为工程提供可靠的地质资料是至关重要的。由此可见,岩溶地区工程地质勘察有着十分重要的作用,而合理的勘察方法也就成为人们所关注的问题。本文通过广泛地收集工程资料和前人的研究资料,对这些资料进行整理、分析和研究,总结出适用于岩溶地区工程地质勘察的方法,如钻探、遥感技术、地球物理勘探、静力触探等。现分述如图1。

2.1 钻探

钻探是广泛应用于工程地质勘察的勘探手段。除地形条件对机具安置有影响外,几乎任何条件下均可使用钻探方法。钻探工作的目的是要了解一定深度范围内的岩溶发育情况,尤其当地表无岩溶现象或有覆盖层时,要在地质调查和物探成果的基础上,结合工程要求去指导钻孔布置。工程地质勘察中使用的钻探方法较多,因而要根据具体情况选用适宜的钻探方法,此外,为了利用钻孔更好地了解地下地质情况,配合钻探,往往要进行钻孔压水试验或抽水试验等水文地质工作。条件允许时,还可采用物探测井、钻孔摄影、井下电视等技术手段,以配合了解钻孔周围的地质情况。

2.2 遥感技术的应用

遥感技术是根据电磁辐射的理论,应用现代技术中的各种探测器,对远距离目标辐射来的电磁波信息进行接受,传送到地面接收站加工处理成遥感资料(图象或数据)用来探测识别目标物的整个过程。它是建立在现代物理学、数学、电子计算机技术和地学规律基础之上的。具有调查面积大,重复性好等特点,遥感图像能宏观而真实地反映地表特征和各种地质现象的空间关系,遥感影像视域广阔、信息量大,在识别岩溶地貌形态、岩溶层组划分及地质构造特征等方面,具有其它勘测方法所不及的优点,尤其更适用于我国南方裸露型岩溶地区。

地球资源卫星遥感(MSS.TM,SPOT)、

航空遥感、热红外遥感、侧视雷达遥感等,在20世纪70年代引进我国以后,被广泛应用于岩溶地区工程地质勘察。遥感在新建铁路选线、水利水电工程区域稳定性评价、岩溶水库渗漏分析等方面都发挥了重要作用,在红水河、清江流域规划和大瑶山铁路隧道选线中获得了较好的效果。

2.3 地球物理勘探

地球物理勘探(简称物探)理场的各种参数进行地质解译,是通过获得天然的或人工的物具有一定的“透视性”。它不仅可以在地面测量,而且可以在地下测量(例如在钻孔中、中或其间)以及地下(钻孔勘察所研究空间的岩溶分布、隧道等)与地面之间的测量隧道以洞穴进行探测。由于信息技术特别适用于对岩体中复杂的岩溶、电子计算机技术的引进,使物探方法得到了很大的发展。目前,适用于岩溶勘察的物探方法主要有电阻率法、微重力法、钻孔电磁波透视法、五极纵轴电测深法、地震层析成像技术、瞬变电磁法、地质雷达等。本文在总结资料的基础上,对各种方法的优缺点、勘察效果和适用条件如表1所示。

由表1可以看出,每一种方法的应用都有其应 用的前提,只有在满足前提条件下的勘察效果才会是好的。因此,在确定使用何种方法之前,正确地分析判断建筑场地的地质情况是非常重要的。同时,根据大量实践的经验认为,在不同的地质条件下,进行不同的勘察,采用综合物探,可以取得更好的效果。从上述的总结可以看出,将物探应用到工程地质勘察中,能降低勘察成本,缩短勘察工期,提高勘察工作质量。尽管如此,我们还是不能忽略钻探作为最基本的工程地质勘察的勘探手段所发挥的重要作用。如柳州市银都大厦所处的位置是典型的岩溶发育区,因为存在一种错误的观念,认为钻探是“一孔之见”,所以不相信钻探,于是出现了用物探替代设计要求的孔底作超前钻孔检测基岩情况的决策失误,结果导致做补充勘察和补强基础,造成工期延长,投资增大。每种方法都有各自的优缺点及适用条件,应取长补短,互为补充。大量的工程实践表明,物探定性配合钻探定量,能更好地了解工程地质情况,为设计提供准确的依据。

2.4 静力触探

静力触探手段在工程地质勘察中主要是用来确定软土、粘性土和砂类土的承载力。把静力触探用于覆盖型岩溶工程地质勘察,在长(春)大(连)铁路瓦房店路基塌陷病害整治工程提供了实践经验。在一定的地层条件下,静力触探手段解决了其他勘探手段未能解决的问题,取得了良好的效果。在覆盖型岩溶工程地质勘察中,静力触探手段主要是查明第四系覆盖层中有无隐蔽土洞存在;土洞的规模及埋藏位置;疏松裂隙带的分布及其范围等。其方法是:在依据钻探物探资料进行了初步稳定性分区的基础上有针对性的布置静力触探孔,结合具体情况,解释静力触探PS-h(PS:贯入阻力,h:探测深度),有是否出现异常值来推测有无土洞或裂隙带。静力触探方法得到的成果分析资料的准确性和可靠性,在勘探期间和紧接着的设计与施工中,都得到充分的证实。

覆盖型岩溶工程地质勘察,在钻探、物探手段受到技术上和经济上的限制以及场地的限制,无法满足要求时,为了探明覆盖层中潜蚀作用的分布范围和强度,可以采用静力触探方法。根据不同勘察设计阶段、不同工程性质及地层条件,在综合勘探中合理使用静力触探手段可以提高勘测质量、缩短勘测周期。通过静力触探与地质雷达相结合来探明土层中隐伏土洞与扰动土层的效果显著。

参考文献

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关键词:岩溶地质;勘察;探测技术

Abstract: the karst rock to soluble, especially of carbonate rock (such as limestone, gypsum, etc), containing carbon dioxide by the running water dissolution, sometimes to deposition and the formation of the landscape. Often a peculiar shape, a cave, a Clint, stone ditch, stone forest, cave, underground river also have cliffs. Not only can lead to significant karst geological disasters happen, if the ground subsidence, landslides and so on, also to the project construction itself brings about many adverse effects, especially concealed karst existence, more harmful. Therefore, in the karst area for engineering construction, how to scientifically and effectively to the influence of the karst hazards and reasonable evaluation is very important. This paper, from the southwest common karst geological tries to explore the karst area engineering geology prospecting method and detection technology, refers for the colleague.

Keywords: karst geological; Reconnaissance; Detection technology

中图分类号:F407.1文献标识码:A 文章编号:

一、岩溶地质的形成

岩溶(又称喀斯特),是指流水对可溶岩石(碳酸盐岩、硫酸盐岩、卤化物盐岩等)进行以化学溶蚀作用为主要特征(包括水的机械侵蚀以及物质的运移与再沉淀) 的综合地质作用,以及由此产生的各种现象的总称。岩溶在我国特别是西南地区发育较为普遍,它可能导致水源漏失、地面塌陷、岩溶渗漏、山体崩塌、滑坡、矿坑突水突泥、地裂等不良地质现象。

溶洞的形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果。石灰岩的主要成分是碳酸钙(CaCO3),在有水和二氧化碳时发生化学反应生成碳酸氢钙[Ca(HCO3)2],后者可溶于水,于是有空洞形成并逐步扩大。在自然界,溶有二氧化碳的雨水,会使石灰石构成的岩层部分溶解,使碳酸钙转变成可溶性的碳酸氢钙。由于石灰岩层各部分含石灰质多少不同,被侵蚀的程度不同,就逐渐被溶解分割成互不相依、千姿百态、陡峭秀丽的山峰和奇异景观的溶洞。这种现象在南斯拉夫亚德利亚海岸的喀斯特高原上最为典型,所以常把石灰岩地区的这种地形笼统地称之喀斯特地形。

二、岩溶勘察的要求

拟建工程场地或其附近存在对工程安全有影晌的岩溶时,应进行岩溶勘察。岩溶勘察宜采用工程地质测绘和调查、物探、钻探等多种手段结合的方法进行,

并应符合下列要求:

1、可行性研究勘察应查明岩溶、洞隙的发育条件,并对其危害程度和发展趋势作出判断,对场地的稳定性和工程建设的适宜性做出初步评价;

2、初步勘察应查明岩溶洞隙及其伴生土洞、塌陷的分布、发育程度和发育规律,并按场地的稳定性和适宜性进行分区。

3、详细勘察应查明拟建工程范围及有影响地段的各种岩溶洞隙和土洞的位置、规模、埋深,岩溶堆填物性状和地下水特征,对地基基础的设计和岩溶的治理提出建议。

4、施工勘察应针对某一地段或尚待查明的专门问题进行补充勘察。当采用大直径嵌岩桩时,尚应进行专门的桩基勘察。

三、岩溶工程地质合理的勘察方法及探测技术

在岩溶地区,岩土工程勘察分析方法及岩溶探测技术,目前国内主要采用以下方法或手段。

1、工程地质调查与测绘:包括岩溶地形地貌调查、地层岩性、水文地质调查、测量及试验等内容的野外调查,能够从宏观上把握岩溶发育的分布和特点,并据此进一步进行工程地质勘探工作,该方法简单,方便实用,能获得直观的野外工程地质基础资料。

2、地球物理勘探:适用于对岩体中复杂的岩溶洞穴进行探测,除了电阻率(电剖面和电测深)法、高密度电法、无线电波透射法、地面地震反射波法、声波透射法、微重力法、射气测量等以外,80年代以后发展起来的探地雷达GPR(地质雷达)、层析成像(CT)技术等在岩溶工程地质勘察中也得到了广泛的应用,尤其是在确定岩溶溶洞、土洞及塌陷等的分布、形态和充填情况时,发挥了很大的作用。针对岩溶塌陷的形成机理复杂,其发生具有突发性和隐蔽性,采用监测地面沉降、地面和房屋开裂的方法来监测塌陷,效果并不好,而采用地质雷达等直接监测和岩溶管道系统中水(气)压力的动态变化传感器自动监测的间接监测技术来监测塌陷则能取得较好的效果。在查明大范围的区域岩溶发育和深部岩溶的分布规律方面,地球物理勘探是最理想的方法之一,但探测的准确程度受场地的干扰、技术人员的解释水平等因素影响。

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改革开放以来,中国经济建设步伐加快,中国经济呈现快速发展的现象,在我国经济建设的具体工作中,工程地质勘探的作用非常大。工程地质勘探在我国经济建设和能源资源开发中发挥了不可替代的作用,特别是在城市地下工程建设中,工程地质勘探发挥了非常重要的作用。在当前的工程地质调查中,随着科学技术的不断发展,各种地质勘探技术和地质勘查理论和地质勘查设备的跨越式发展,这些技术,理论和设备都进行了相应的发展创新,也出现了大量更先进的工程地质勘查技术和工程地质勘探理论与工程地质勘探设备。随着这些先进的工程地质勘查技术和工程地质勘查的设备和理论的应用,现代工程地质勘查的水平已大大提高,为中国工程地质勘查工作创造了有利条件。对于中国的经济建设起到了非常宝贵的作用。地球物理方法是工程地质勘探中比较重要的技术和方法之一。随着工程地质勘查的发展,工程地质勘查水平进一步提高。

2、工程地质勘查中常用的工程物探方法

2.1、大地电磁测深

大地电磁测深是中国50年代的研究,19世纪前后在矿产勘探开始使用。它是一种自然交变电磁场作为场源,被动场源电磁场探测法。可以检测到第一个地慢,检测深度较大,没有被高电阻层屏蔽,从而能够更好的辨别介质能力,工作成本一般来说不高,现场携带的设备更轻。

2.2、航空及地面甚低频电磁法

航空及地面甚低频电磁法被应用于具有较低电阻率的岩性和矿脉,并且跟踪和描述含矿结构。对于确定矿产范围范围等方面有很大的影响,这种方法使用设备非常轻,在现场观测方法简单,数据处理速度比较快,但必须注意地形,电缆等人干扰或异常情况,对于这些要特别注意。

2.3、电法勘探电测深法

是一种测量观测点深度方向上视电阻率变化的方法,用于研究不同深度岩层的分布情况。在研究覆盖层的厚度和岩性变化时被广泛应用。新开发的高密度电阻率方法在城市工程中起着重要作用,这是获取浅层导电信息的更主动的方法。它在地质结构分区和地下管线探测中起着重要作用。研究的目的主要是具有不同电阻率的岩层水平。最有利的条件是形成具有很小或没有倾斜的地层,并且难以解释具有大倾斜度的岩层。因此,本方法的前提是:测量目标层与周围材料必须有明显的物理差异,通过一定的电极装置测量视电阻率的异常分布,了解地下地质结构的电气结构的目的。

2.4、电剖面法

电剖面法和电声法原理上是一样的,都是基于人工电场的地下分布法研究的基础上广泛使用的方法。它与电剖面法一致,研究基岩表面的波动和断层带的分布。有对称四极法和接头轮廓法。主要研究对象是沉积岩。在电气勘探中,岩石形成的差异是电工作的物理前提(即电阻率的差异)。影响电阻率(主要是离子电导率)的主要因素是地层的水含量,并且还取决于水溶液的盐度和水溶液的存在。如果水分散并且不连接在岩石中,则对电阻率的影响小,而互连状态使得地层电阻率大大降低。因此,在相同的水条件下,矿化程度也是不同的电阻率,甚至更大的差异。在水电阻率高达数千万的情况下,沉积岩,而小岩石电阻率(岩浆岩和大部分变质岩)的孔隙率和小岩石(各种泥岩)的孔隙率,磁导率低,其电阻率低。

2.5、地震波CT技术

地震波CT技术是利用来自不同方向的地震波(通常是人工激发的地震波)走时来探测对象内部速度结构的成像技术。在不同的地质条件下采用恰当的激发和接收点的排列接收地震波,利用波动走时反演地质体各个单元的弹性波速,从而得到被探测地质体的波速分布图像,这就是地震波CT技术的基本原理。

2.6、组合物探技术

在工程地质勘察中的组合物探技术,其中护眼指的是在工程地质的勘察工作中,综合的使用上述几种物探技术。实现对各个物探技术的综合使用,并且做到在实际工作中能够取长补短,吸收各种物探技术的应用优势,在对工程地质进行勘察的过程中,有利于节约施工成本,而且还能有效减少地质工程勘察人员劳动强度。

总而言之,在岩土勘探中,地球物理方法和钻井方法有其自身的优势。钻井方法和物探方法的结合通常可以实现快速和前瞻性的调查结果。在当前的工程地质调查中,先进的技术和理论是一直在探索的一项工作,随着这些不断发展的的技术和理论在工程地质勘探和应用的发展,使现代工程地质勘探的质量和效率有了很大的进步,工程地质工作在地质勘探中所创造的经济价值,也为我国的经济建设奠定了坚实的基础。物理勘探方法是目前工程地质勘探中应用比较广泛,因为他有着自身独特的优势。随着社会科学技术的进步和不断地发展,工程地质勘探的水平得到了很大的提高。在本文中,常用工程地球物理方法进行分析和讨论,希望未来的工作起到实际的参考作用。

作者:周绪鸿 单位:广西华蓝岩土工程有限公司

参考文献:

[1]孙红光,徐伟,刘凤祥.物探方法在工程地质勘查中的应用[J].门窗,2013,01:235+240.

[2]蒋永生.物探方法在工程地质勘查中的应用[J].黑龙江科技信息,2013,13:71.

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