综合物探方法在工程基础勘探中的应用
第３５卷第２期 物探化探计算技术 ２０１３年３月
文章编号：１Ｏ０１—１７４９（２０１３）Ｏ２—０２１５—０６
综合物探方法在工程基础勘探中的应用
王 俊，雷 宛，李 星，赵倩倩，龚 梅，陈思宇
（成都理工大学地球物理学院，四川成都６１００５９）
摘要：工程物探作为工程勘察的重要手段，凭借着高效、无损、高密度、低成本的特点，在场地
基础勘察中发挥着重要的作用。但单一的物探方法会受到地质及地球物理条件的限制，从而使
物探精度受到影响。采用综合物探方法可以提高物探成果的分析质量和地质解释精度，满足工
程勘察的要求。这里结合工程实例，使用高密度电法、浅层地震反射法和地质雷达等三类不同的
物探方法技术，进行工程基础勘探。由于这三类不同的物探方法体现了工程基础的不同物理特
性，通过对这三类物探方法取得的成果相互比较和综合分析，并结合地质资料得到的综合物探成
果，经钻孔验证，其准确性得到了大大提高，取得了很好的勘探效果。同时，还对使用的物探方法
的原理、技术、资料的解释等应当注意的问题进行了说明。
关键词：工程基础勘探；综合物探；高密度电法；浅层地震反射法；地质雷达
中图分类号：Ｐ ６３１ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ，ｉｓｓｎ．１００１－－１７４９．２０１３．０２．１６
０前言
在实际工程基础勘探中，往往需要选用某一种
或多种物探方法来对场地地基土，工程地质情况进
行评价和判断。虽然某一种物探方法的选用，避免
了传统勘察方法（如地质钻探工作量大、投资多、周
期长）只能对单点进行勘察，孔孔之间地层不能做
到“无缝”连接，以及钻探结果以点带面的缺点，但
是，物探存在多解性，就单一一种物探方法而言，有
其适应性和局限性。例如，潮湿的地面对于地质雷
达勘测会产生明显的干扰，应采取适当措施降低干
扰或采用其它的物探方法；而在煤矿采空区进行勘
探发现低阻异常既要考虑到可能是采空区反应，也
要考虑到是否为煤层的影响。
单一的物探方法存在着不足，此时就应该考虑
综合物探的方法。根据不同物探方法对应的物理
性质，有针对性地选取几种物探方法技术组合，互
相映证、互相补充，这样既能够有效地提高物探成
果的地质解释精度和成果分析质量，又满足工程基
收稿日期：２０１２一Ｏ６一Ｏ１ 改回日期：２Ｏ１２—１１－－２３ 础勘察的需要。作者在本文中以高密度电法、浅层
地震反射波法和地质雷达这三种方法为组合，来讨
论综合物探方法在工程基础勘探中的应用。
１综合物探方法
１．１高密度电法勘探原理
高密度电阻率法的物理前提是地下介质间的导
电性差异，和常规电阻率法一样，它通过Ａ、Ｂ电极向
地下供电，电流为Ｊ，然后在Ｍ、Ｎ极间测量电位差
△【，，从而求得该记录点的视电阻率 ＝Ｋ ，／Ｊ。
高密度电阻率法可采用的五种装置有：
（１）温纳对称四极装置（见下页图１（ａ））。
（２）温纳偶极装置（见下页图１（ｂ））。
（３）温纳微分装置（见下页图１（ｃ））。
（４）温纳三极装置（见下页图１（ｄ））。
（５）温纳三极装置（见下页图１（ｅ））。
１．２浅层地震勘探原理
浅层地震勘探是工程地质勘查中的一种重要
手段，其特有的高分辨率特性有利于确定地层界
面、基岩起伏变化的形态和地层的弹性波速度。它 ２期 王俊等：综合物探方法在工程基础勘探中的应用 ２１７
１．４物探方法的选取
（１）高密度电阻率法仍属于电阻率法的范畴，
但其具有观测精度高、数据采集量大、地质信息丰
富、生产效率高等特点。其广泛应用于地层划分、
探测隐伏断层构造，岩溶空洞、采空区、地质滑坡体
等工程勘察，但是高密度电法测线铺设受地形影响
较大，要求接地条件较高。
（２）浅层地震反射波法广泛用于基岩埋深勘
探，地质基础调查、溶洞、采空区勘探等工程勘察，
对于地层密度差异较大的地区效果明显，但是勘探
深度受震源强度制约较大、对地形条件要求较高。
（３）地质雷达是工程勘察中的一项高科技方
法，虽然其探测深度较浅（数米至数十米）。但波长
为分米数量级，且可进行拖动天线式的连续剖面测
量，因而有较高的垂直和水平分辨力，特别适合于
浅层、极浅层的目的层勘探。它可与浅层地震反射
波法在调查深度上形成组合，互为补充。
高密度电法针对的是电阻率，地震方法对应的
是速度，地质雷达则是介电常数。三种探测手段的
综合应用，综合分析解释，使物探成果相互佐证，取
长补短，提高了物探资料解释精度。
２工程实例
某场地位于一山丘斜坡面上，主要由三个高低不
同的台阶组成。原台阶下部份区域曾作为鱼塘使用，
后因场地改造现已将其进行填平并进行压实处理。
现在需要在台阶上面建一厂房，故需要进行场地基基
土和工程地质隋况的勘察。测区上覆地层成份变化
较大，表层为人工回填物，成份主要为砖块、瓦砾等建
筑废料，质地疏松；其下是黏土层、卵石层和风化壳，
风化壳主要由相对松散的粗、中砂及泥沙组成。根据
已有地质钻孔资料，工区各物性参数如表１所示。根
据表１可以看出，工区地层分层明显，利于物探工作
的开展，故考虑使用高密度电法，浅层地震反射法和
探地雷达三种物探方法，以期对地基土和地质情况进
行一个全面的了解。
由于同时要满足另一个项目要求，各测线具体
布置情况如图３所示（见下页）。
此次所用的高密度电法仪为吉林大学工程技
术研究所的Ｅ６０Ｍ电阻率法勘探仪，浅层地震反
射仪为其所产的Ｍｉｎｉｓｅｉｓ２４工程地震仪，地质雷达
为ｓｉｒ一２Ｏ探地雷达仪。由于测线较多，每种方法
选取了一条相同测向，相近位置的测线来说明效
果。图４（见下页）为１—２号测线高密度电法反演 结果（上：ａ排列；下Ｂ排列）。图５（见下页）为１—
２ 号测线浅层地震反射波法水平叠加时间剖面图。
图６（见后面）为２—１—２号测线探地雷达剖面。
表１工区各介质物性参数表
Ｔａｂ．１ Ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ＷＯｒｋ ａｒｅａ ｏｆ ｅａｃｈ ｍｅｄｉａ
纵波（Ｖｐ） 相对 介质名称 （ｍ／ｓ） 介电常数
第四系松散层（杂填土、 ６ＯＯ～８Ｏ０ ８—１２ 粉质粘土）
卵（砾）石 １３ＯＯ～１６００ １０—１５
强风化 １０００￣１２００ 泥岩 ５—７ 中风化及以下 １４００，～２４００
下页图４为高密度电法反演的剖面图。高密
度电法使用了ａ、ｌ３两种电极布置方式，电极距为
３ ｍ。由图４可以看出，共三层电性层：①深度为
０ ｍ～８ ｍ位置，视电阻率３Ｏ Ｑ・ｍ￣－－，８０ Ｑ・ｍ，推
断为卵石层；②深度为８ ｍ～１８ Ｉｎ，视电阻率
１０ Ｑ・ｍ～３０ Ｑ・ｍ，推测为强风化带泥岩，富含
水；③深度为１８ ｍ以下，视电阻率２０ Ｑ・ｍ～
５Ｏ Ｑ・ｍ，推测为中风化带泥岩。横向上剖面图显
示３ ｍ～４４ ｍ，９０ ｍ～１１０ ｍ段，深度１０ ｍ以内，
卵石层中间夹杂部份高阻区域，推测为建筑回填物
造成。
见下页，图５为浅层地震勘探水平叠加时间剖
面图，该方法使用２Ｏｋｇ铁锤震源，１２ ｍ偏移距，
２ ｍ道间距，六次覆盖施工。从图５中可以看出，
其同相轴连续，反射能量较强，地层界限明显。故
测区无断层、地下洞穴、隐伏冲沟以及软弱夹层等
不良工程地质作用，强风化基岩上界面的双层旅行
时约为２０ ｍｓ￣３０ ｍｓ。
图６（见后面）为对雷达采集数据进行处理解
释后的结果。结合现场和先有地质资料，分别试验
了３５ ＭＨｚ、１００ ＭＨｚ，８０ ＭＨｚ天线，最后采用了
开放式８０ ＭＨｚ天线，采样时长为２００ ｎｓ，测点距
离为１ ｍ。由图６可以看出，在埋深８ ｍ左右，电
磁波上、下两层的频率特性发生了比较明显的变
化。上层介质介反射波能量比较弱，频率较低，而
下层则呈现出在垂向电磁参数差异较大，大振幅的
连续发射，推断此为卵石层与强风化的分界。同向
轴较为连续，没有明显的断裂带与破碎带，走势相
对比较平缓，几乎没有起伏。
２２０ 物探化探计算技术 ３５卷
３结论
此次综合物探在前期地质钻探工作的基础上，
利用高密度电法、浅层地震勘探及地质雷达三种物
探方法，有效查明了探测工区要求深度内场地基土
和工程地质情况。
基于此次综合物探，主要的认识有以下三点：
（１）综合物探与钻探相结合。工程场地基础勘
探不能只上钻探或者只上物探，应该是物探工作先
行，重点、典型区域指导合理布置钻探，减少钻探工
作量，加速工程勘查速度，降低勘探成本；然后钻探
再来验证物探工作，指导物探，以提高工程勘查的
质量。
（２）要有综合物探的思想。物探的应用总要受
到一定的地质及地球物理条件的限制，对于同一个
地球物理异常的解释，可以有互不相同甚至截然相
反的结论，这叫做物探异常的多解性。例如上述，ａ
装置和８装置反演的形态上就有所差异。
（３）所谓综合物探，不仅仅是不同方法的综合
（如上例高密度电法，浅层地震反射波，地质雷达三
种方法的组合），还包括同一种方法不同勘察方式
的综合（如上例高密度电法的ａ、８的排列的组合）。
但是，综合物探绝不是多种方法和手段的任意罗
列，也不是投入的方法和手段越多越好，而应是最
佳方法或手段的优化组合，使其达到技术可靠、经
济合理。我们应该仔细抓住勘探要求（如目标层深
度，勘探精度等），用不同的方法去反映不同的物
性，从多个角度来验证结论的可靠性，从而得到所
勘查目标信息。
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物探技术在工程地质勘察中的应用
物探技术在工程地质勘察中的应用
摘要：工程物探是在工程地质勘察中运用十分广泛的一种物理探查手段，勘察方法就是以地下物理性差异作为主要的依据，借助专业化的设备仪器，形成物理场变化的情况下，对地下物质的分布进行明确。在工程物探的支持下，岩土物性参数可以得到确定，并解决工程建设中的一些地质方面的问题。鉴于此，文章对工程物探技术在工程地质勘察中的具体应用要点进行了研究，以供参考。
关键词：工程地质；物探技术；勘察应用
1物探技术概述物
探技术即地球物理勘探技术，物探技术采用不同的物理方法和物探仪器探测天然或者人工的地球物理场变化，能够对资源利用采取可行的方案以及进行有效的环境保护。物探技术在相关技术不断发展的过程中，不断在相关领域进行技术突破，打破了以往传统的勘探技术并且更加广泛的应用于工程地质勘察中。目前主要的物探方法有：重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、放射性勘探等，依据工作空间的不同，又可分为：地面物探、航空物探、海洋物探、井中物探等。地质体或者地质构造通过物理现象的表现形式反映出物探方法解释推断的一个结果，是间接的一种物探方法。地球物理勘探仪器的发展趋向是更加轻便化、多功能化、数字化和智能化。
2物探技术在工程地质勘察中的重要意义
第一，物探技术对比较有特点的地质灾害进行最大范围的地质灾害监察、预报、防灾减灾等工作，能够较准确得对相应的应对措施进行指导。第二，物探技术对工程实施当中的预防灾害措施提供相应的技术保障措施，同时建立一定的灾害超前预警，对公共安全进行保障，保护我们的生存区域的安全。第三，在水文地质探测中，运用地球物理方法可以对水文地质特征进行间接判断，能够很快的控制测区样貌，对水文地质勘探工程的设计与施工进行向导。第四，在物质灾害勘察设计方面，运用地球物理方法可以对区域地质环境条件进行重点调查。在水文和物质灾害勘察设计方面的作用都是其他勘察技术不能达到的一种效果。物探技术对于工程建设的速度和效率有明显的助推作用之外，还能对于工程的质量和安全起到保障的作用，从而对人类社会的经济变化、文化发展等产生积极影响。对工程质量的影响和对隐性地质灾害进行勘察都是物探技术的重要工作内容，运用得当对发挥物探技术的优势具有重要意义，同时有利于构建公共安全体系，以此来保障人们生存空间的安全。
综合物探技术在地质勘查中的分析应用
【文章编号】:1672-4011(2008)04-0133-04综合物探技术在地质勘查中的分析应用尹国良(湖南省临湘市地质环境监测站) 【摘 要】:本文根据笔者多年地质勘察与环境评价工作实践,详细阐述了综合物探技术的基本原理、信号数据收集、信号分析和成果资料处理的方法和措施,并以具体公路工程为例进行了分析说明。 【关键词】:综合物探技术;地质勘查;面波信号;折射波;成果处理 【中图分类号】:TU195 【文献标识码】:B近年来,由于我国交通建设投资加大,公路工程在工程勘察与环境评价中,经常需要准确地查明第四系覆盖层厚度及基岩埋深(或土石界面)。且公路建设工期大大缩短,采用一般的钻探方法很难保证工期。有些工程地形及地质条件复杂,如采用常规勘察手段(钻孔、槽探、钎探及坑探等)工作量较大,且难以满足业主及设计要求,为此采用水电物探研究所生产的SWS-2型多功能勘察与检测仪,在少量的钻探工作量配合的前提下,采用综合物探技术进行勘察,保质保量地完成勘察任务。1 综合物探基本原理地层表面激发产生的振动信号在地层中传播会产生面波和体波信号,面波信号分为Rayleigh波和Love波,体波信号分为横波(S波)和纵波(P波)。面波信号在分层介质中传播会发生频散现象,而体波信号在特定的地层条件下会发生明显的反射或折射现象。研究表明,面波在均匀介质中传播不会发生频散,而在非均匀介质中传播会发生频散。面波在多层介质条件下的频散特性具有如下规律:1)(VR-f)曲线变化规律和层速度的关系:当频率发生变化时,面波速度VR会随勘探深度的变化而逐渐趋近该深度地层的层速度。2)(VR-f)曲线变化规律和层厚度的关系:当厚度发生变化时,由频散曲线可知,相应拐点位置明显向低频方向移动。即拐点的位置与层厚度存在着密切的关系。地震信号在分层地层中传播,当上覆层波速小于下伏层波速时,地震信号传播会发生明显的折射现象;当上覆层的波阻抗小于下伏层的波阻抗时,地震信号传播会有反射波产生。折射波又可分为二种:初至折射波和对比折射波。初至折射波只追踪初至区的某个界面的折射波,因此易于辩认,识别的准确度较高。对比折射波不仅在初至区而且在续至区追踪折射波,就像反射法应用相位对比追踪波一样,虽然初至折射波复杂,但能同时追踪多个折射界面的折射波。折射波一般对薄层的探测能力很差,同时如果存在地质速度逆转层时也不适用。运用物探手段进行某高速公路工程地质勘察,主要目的是探测桥隧区的土层厚度及基岩埋深。勘察区域表层多为土层覆盖,局部有基岩出露,出露基岩存在局部风化现象。因此上覆层波速小于下伏层小波速,但上覆层阻抗却不一定小于下伏层波阻抗,故满足折射的产生条件而不一定满足反射波的产生条件。由于单一物探方法受自身特点的限制,存在资料解释精度不高,因此提出了采用面波和折射波进行综合探测,从而大大提高了物探成果解释精度。2 信号数据采集211 测线布置采用综合物探技术主要是为了能够准确地探测出表层土层的厚度,现场测线布置必须保证面波测点和折射波测点对应一致,便于信号数据的综合利用。基于以上考虑,其现场测点及激发点布置如图1所示。
岩溶地质工程中综合物探方法的应用
２…０矗３ ７ ｊｉｌ １年月 中国化工贸易 Ｃｈｉｎａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｒａｄｅ 奄 油焦壬 岩溶地质工程中综合物探方法的应用 刘道明・刘翔。 （１．贵州省地矿局一。五地质大队，贵州贵阳５５００１８： ２．贵州省地矿局地球物理地球化学勘察院。贵州贵阳５５００１８） 摘要：岩溶地区地形、地质情况相对复杂，各种物探方法的应用都受到一定条件限制，进行岩溶地质勘察时，应进行综合物探勘察，为设计 和施工提供可靠的原始资料。本文对此介绍了综合物探方法在岩溶地质工程中的应用。 关键词：岩溶综合物探应用思路 我国西南地区广泛分布着岩溶发育带，而贵州地处世界三大卡斯 特集中分布去之一的东亚片区中心。在碳酸盐广泛分布的地质环境和 温暖湿润季风气候的背景下，全省１ ７．６万平方公里的土地上，卡斯特 地貌出露面积占７３％，属我国乃至世界热带锥状卡斯特面积最大，发 育最强烈的一个高原地区。岩溶是水利工程、路基工程、高层建筑地 基工程的主要地质问题，由于岩溶构造本身的特殊性，使得工程勘察 变得非常复杂。以往常用的勘察手段主要为工程地质测绘、钻孔测试 等。而这些方法手段具有相当大的局限性、片面性，一些问题难以查 清，使工程在建设过程中出现难以预料的问题，增加了工程建设的难 度，甚至个别工程建成后不能投人使用，造成了经济的巨大浪费。 地球物理探测方法（物探方法）是一种高效、无损的勘察方法，在 地质调查、资源勘探中已经取得了丰硕的成果。随着仪器精度的提高 和理论的成熟，物探方法逐步在工程勘察中得到应用，取得了满意的 效果。 一、岩溶构造的地球物理特性 岩溶构造的地球物理特性按其形态，主要分为以下两类： １．弱波阻抗一低阻单个异常体。主要包括溶洞、岩溶塌陷 溶槽 等，这些构造的异常体一般充水、电阻率低，异常体比周围介质的密 度、速度小，泊松比差异大．各种地震波在此发生变化，在地震剖面 上，有一个很强的反射波同相轴，其形态多表现为抛物线或漏斗状， 而面波的能量增加，其频率和速度低，同时在异常体下方往往有多次 波．由于电阻率低，电法和电磁法测量都将出现明显的低阻异常。 ２．弱波阻抗一低阻线性异常体。这类异常是由于岩溶裂隙形成的 含水带，在二维剖面上表现为线性形态，其地球物理特性与（１）类似， 但其范围大，在地震剖面上，没有明显的反射波同相轴，波的同相轴 紊乱，其频率和速度低。各种电法、电磁法测量都有一个范围大、低 阻线性异常。 二、综合物探方法在岩溶地质工程中的应用思路 工程建设中时常遇到土洞、岩溶等不良地质情况，快速准确地查 明不良地质分布状况是经常需要解决的问题。钻探手段速度慢、仅能 提供点上的数据等特点决定了其在岩溶勘察中具有一定的局限性，物 探技术速度快、造价低，能提供线面的数据，因此在场地岩溶勘察中 应用广泛。每一种物探手段都有其适用性和局限性，都存在应用前提 条件和多解性，测试者、环境和测试数据判读都会影响结果。采用多 种物探手段互相佐证，能够有效快速地对场地进行勘察。结果表明在 岩溶勘察中多种物探技术联合使用是值得推广应用的一种方法。 三、综合物探工作方法与技术 １．高密度电阻率法 高密度电法采取较密集的测点以及多种装置的组合进行测量；分 层探测宜选择对称四极装置，选择施伦贝尔（ ２）装置测量；进行岩 性分界探测宜选择双向三极装置，选择矩形Ａ—ＭＮ、ＭＮＢ滚动扫描 测量装置；探测仪器采用重庆奔腾仪器厂生产的ＷＤＪＤ一３型多功能数 字直流激电仪。 高密度电法在数据采集过程中组合了电阻率剖面和电阻率测深两 种方法的观测系统，因而采集数据量大，数据观测精度高，根据视电 阻率等值线断面推断地下岩溶发育段的位置。 ２．地震映像 地震映像，又称地震共偏移距法，是采用相同的偏移距逐步移动 测点接收地震信号．利用反射波、折射波、面波等信息来探测地下介 质变化的浅层多波地震勘探方法，其前提是地下介质密度、速度、泊 松比具有差异。由于是利用多波信息，最主要的是选择合适的偏移距， 使各种波在地震剖面上分开，偏移距的选择是由施工场地的上覆地层 厚度和介质的地球物理性质决定，通过试验干扰剖面给出，一般偏移 距在６—２０ ＩＴＩ，点距和线距由勘探任务而定；对采集数据作各种处理 后，通过分析反射波，折射波、面波变化信息进行综合地质解释。 ３．甚低频电磁法 甚低频电磁法适用于圈定断裂破碎带、岩溶发育带，选择适合测 区工作频率的甚低频发射台，选用ＮＷＣ（澳大利亚西北角）。ｆ＝２２．３ ｋｈｚ、ＮＤＴ（日本爱知县依佐美）ｆ＝ｌ７．４ ｋｈｚ电台作为场源比较合适， 因为这两个台具有强大的辐射功率，距我国较近，且场强持续平稳的 时间较长，除半天停播外，其它２４ ｈ连续工作。探测仪器采用重庆地 质仪器厂生产的ＤＤＳ一３型甚低频电磁仪。观测电场水平分量Ｅｘ过程 中，应保持Ｍ、Ｎ电极接地良好并保持仪器高度一致，倾角法观测 时，应选择与探测对象走向接近的电台。 ４．常规电测深法 电（阻率）测深法适于划分地层，探测隐伏构造、地下埋设物、 岩溶、空洞（区）和地下水源；常规电测深法是区别于以高密度电阻 率法中施贝 ２装置提取的电测深曲线法，常规电测深法是指野外逐 点人工跑极的视电阻率实测值绘制在模数为６．２５ｃｍ的双对数坐标纸 上的方法，以此实测曲线来推断覆盖层厚度和岩溶发育段深度比较真 实、准确。 ５．电法勘探 直流电阻率法也是岩溶勘察的主要方法。观测仪器是ＤＺＤ６一Ａ 型激电仪。 ｓ．１电阻率复合对称四极法装置选择：ＡＢ＝７０米、Ａ Ｂ’，＝１５０ 米、ＭＮ＝１０米，测量点距１０米。 ５．２电阻率复合联合剖面法：在对称四极法低电阻率异常处布设复 合联合剖面法，确切的确定探测的目标物岩溶溶洞的位置。测量装置 的选择：ＡＯ＝ＯＢ：３５米，ＡＯ＝ＯＢ＝７５米，ＭＮ＝１０米，点距５１０米。 ５．３电阻率测深：根据各岩层电阻率差异了解下覆岩层的埋深及厚 度。电极距：最小ＡＢ／２＝Ｉ．５米，ＭＮ／２＝０．５米；最大ＡＢ／２＝３４０ 米，ＭＮ／２＝７０米电极距排列组合系列。 四、结语 随着物探技术的不断进步，物探仪器性能的不断提高，物探技术 在岩溶勘察中的先进性和特点会更突出。针对地质体物理特性不同， 联合运用多种物理探测技术，是一种值得地质工程师使用和推广的 方法。 平面上的扩展体积大小，干度高的蒸汽焓高、比容大，注入地层后体 积大、温度高，从而可以提高注蒸汽开发稠油油藏的效果。 边底水 边底水的存在对蒸汽吞吐和蒸汽驱都会产生不利影响，边底水对 水平井蒸汽驱的影响比边底水对水平井蒸汽吞吐的影响还要大，边水 的存在使得蒸汽驱的采收率更低。 ＷＷＷ ｃｈｅｍｍｅｄｉａ ｏｍ ＣＲ中国化工信息嬲 五、结论与展望 提高稠油的开采率，提高经济效益是油田企业一直研究的课题， 水平井注蒸汽开采技术对于稠油的开采具有重要意义，为了高产、稳 产的目标，还需要进一步加强对稠油开采技术的研究，做好采油设计 的规划，实现油田生产形势的稳定。 Ｃｈｉｎａ Ｃｈｅｍ｛ｃａｌ Ｔｒａｄｅ ｆ中国化工贸易ｌ ０
物探在地质勘探中的应用
物探在地质勘探中的应用
发表时间：2017-11-13T14:34:38.487Z 来源：《基层建设》2017年第22期 作者： 王锋杰 杜亚军
[导读] 摘要：新中国成立以来的工业建设，面对贫穷，国家开展了矿业整顿。
化学工业岩土工程有限公司 江苏南京 210000
摘要：新中国成立以来的工业建设，面对贫穷，国家开展了矿业整顿。自从1958开始建设一个大型矿产开采基地，不仅有了很大的发展，也给社会主义建设的伟大贡献使地勘工作的彻底发展。尤其是在东部地区，易识别矿、露头矿少，使勘探难度加大，所以今后的勘探
工作是加深矿区外围勘探发展方向。在之后的第二十世纪80年代，随着改革开放力度加大，同时研究勘探理论和技术不断创新，在地球物
理勘探新技术的引进基础上，不仅提高了勘探信息准确性，同时成为寻找隐伏矿床的主要途径。
关键词：地质勘探；物探技术；应用
我国是资源大国，各种矿产资源储量极为丰富，但大多数的矿产资源却深埋地下，给资源的开发和利用带来了极大的不便。随着浅层矿产资源的日益枯竭，资源开采不得不向深部拓展，伴随着深度的增加勘探的难度也越来越大，地质情况也越来越复杂，对于一些特殊地
形地貌的地质勘探工作更是举步维艰，而物探则成为实现地下深部资源勘探利用的重要途径。
1 物探原理
物探技术又称地球物理勘探技术，一般用于勘探地质水文地理环境。运用物探技术设备，勘探人员可以对不同的地质对象进行探测，而不同的对象往往会显示出不同的物性差异，通过对其所显示的物性进行分析便可以确定其的矿物质种类。此外，运用先进的物探技术设
备还可以精确的测量出所测对象的物理场分布情况，并根据测量出的相关指数、差异与特征便可以确定该地质的具体结构、分布情况以及
勘探过程中可能存在的危险因素。
一般来说，物探技术可以按照不同的测试方法分为地震勘探、点法勘探、物探测井、弹性测波、地质雷达、水声勘探、层析成像、综合测井以及放射性勘探几种。然而，在实际的物探技术应用中，由于大部分地质勘探项目所需要勘探的地质环境都具有一定的复杂性，单
综合物探方法在矿产采空区勘察中的应用效果研究
工程实录
Ｇｏｎｇ Ｃｈｅｎｇ Ｓｈｌ Ｌｕ 建筑与发展 ＪｉｏｎＺｈｕＹｕ ＦａＺｈａｎ ・６３・
综合物探方法在矿产采空区勘察中的应用效果研究
何辉平
新疆有色矿业技术有限公司 新疆鸟鲁木齐８３０００２
【摘要】以往。限于地质环境质量措施及开采技术等方面因素的影响，大多数的矿产采空区并未进行有效地治疗，导致出现大面积的地面沉
陷或者地表裂缝，给矿区地面工程建设、安全生产以及人民的生命财产安全造成了严重威胁。而探明采空区的地理位置、埋深、现状情况是采空区 治理的关键因素。综合物探方法在矿产采空区勘察中属于一种较为有效的勘探方法。本文以鸟鲁木齐某矿区住于鸟鲁木齐城区内为例，详细分析了
综合物探法在采空区勘探中的应用效果。 【关键词】矿产采空区综合物探法开采技术地面沉陷
煤矿属于我国国民经济发展的重要矿产资源之一。然而，限于
以往地质治理措施和开采技术方面的限制，矿产采空区没有得到有效
的治理，部分煤矿采空区出现了大面积的地面沉陷，产生了地表裂
缝．成为影响矿区人民生活和安全生产的地质灾害之一。所以，探
明煤矿采空区的现状、埋深、地质特征是治理采空区的关键步骤。
其中．如何依照矿产开采前后的地球物理场变化规律选择合适的地球
物理方法组合是煤矿采空区探测的首要环节。下文主要以新疆乌鲁木
齐城区内某矿区为例，对综合物探法在采空区勘探中的应用效果进行
了详细探究。
１．工程概述
乌鲁木齐市煤矿开采历史悠久，以往煤矿采集区主要分布在城乡
结合处，但是随着近年来城市化进程的加快，城区煤矿采空区所带来
的问题日益严峻。乌鲁木齐矿业公司某煤矿区位于乌鲁木齐城区内，
占地面积２ ０００余亩，矿区的部分采空区已经出现地表裂缝、地面塌
陷的现象，千疮百孔的矿区环节与周围高楼林立的景象形成了强烈的
对比。制约了城市环境的改善和区域经济的发展。根据工程要求，利
用综合物探方法查明此矿区采空区的地理位置、埋深、大小及是否存
综合物探方法应用论文
综合物探方法应用论文
摘 要：本次探测成果基本与钻探资料相吻合，说明瞬变电磁法及反射地震波法在探测冲击岩层包裹体的可行性，但是由于波速的控制为地震波法的难点，而这次地震波探测所用波速均为经验波速，主要由频谱分析、煤层硬度、煤层密度、岩层硬度、岩层密度等物理参数确定，所以有一定误差。因此在探测距离上亦有一定误差。
前言
双马煤矿是在马家滩矿区建设的大型矿井。4-1煤边界泄水巷掘进时，在煤层中发现有疑似冲击岩层包裹异常体发育，岩性为中粒砂岩。继续掘进，发现该异常体发育形态呈增大趋势。巷道沿煤层顶板掘进，且煤层顶板完好，未受构造影响所变化，掘进迎头煤层沿巷道方向的伪倾角是13°，左帮夹矸比较稳定。为了更准确的掌握该地质异常体的发育形态，决定采用瞬变电磁法和矿井地震波法及钻探来查明该地质异常体的分布情况和巷道掘进前方的煤层顶底板围岩相对富水性情况。
1 探测任务
4-1煤边界泄水巷掘进至时，在煤层中发现有疑似冲击性岩层包裹异常体发育，岩性为中粒砂岩。继续掘进，发现该异常体发育形态呈增大趋势。本次探测用综合物探的方法探明该冲击性岩层包裹体的范围。
2 物探工作
2.1 物探方法选择 通过现场踏勘并对矿方提供的地质资料进行分析，结合地质异常体的地球物探特征条件，物探工作采用矿井瞬变电磁法和地震波反射技术法进行探测。
2.2 物探原理
2.2.1 矿井瞬变电磁法
瞬变电磁法基本工作方法是：放置通以一定电流的发射线圈，从而在其周围空间产生一次电磁场，并在地下导电岩矿体中产生感应电流，断电后，感应电流由于损耗而随时间衰减。衰减过程分为早、中和晚期。早期的电磁场衰减快，趋肤深度小；而晚期成分衰减慢，趋肤深度大。通过测量断电后各个时间段的二次场随时间变化规律，可得到不同深度的地电特征。
2.2.2 地震波反射技术法
（1）单点探测原理。单点探测技术是源于反射地震波勘探中的自激自收方式，即反射波中偏移距为零的垂直反射形式。它是通过接收岩、煤层界面的地震波垂直反射信号，来解析计算目的层距离或厚度的。波速必须是一已知数，其取值准确与否，直接影响到目的层距离或厚度探测的精度。
综合物探技术
物探技术综合运用
1 综合物探技术在水文地质
勘探中的应用与探讨
段献军 毛大鹏 赵炳霖
（平煤神马建工集团 建井三处，河南 平顶山 467000）
摘要：以平煤股份十矿己15-32200机巷底抽巷为例，采用瞬变电磁法及震波探测（MSP）技术方法进行超前探测，探明己15-32200机巷底抽巷工作面前方的异常区域，对异常区域的导水性、富水性进行评价。实践证明，两种物探技术相结合，具有高效、数字化、连续、工作量小的优势，弥补了钻探的局限性，证实了两种物探技术在实际施工中的应用价值，为己15-32200机巷底抽巷向前掘进过程中提供了保障，拓展了该技术在水文地质勘探中的运用。
关键词：综合物探；瞬变电磁；震波探测；导水性；数据处理
平煤股份十矿己15-32200机巷底抽巷属于三水平工程，巷道埋藏深度超过1000m，该巷道布置层位位于己15-17煤层底板不小于10m的岩层中，底板岩石为砂质泥岩，较为破碎，属Ⅳ类稳定性较差岩层，当开拓围岩跨度超过3~5m时，围岩很不稳定，实际围岩分类级别可能更低，造成岩层隔水性较差，施工中易受石炭系太原组L5灰岩水和寒武系白云质灰岩承压水威胁，掘进过程中运用物探技术进行超前探水，而单一的物探手段很难达到理想的探测效果，综合应用瞬变电磁法及震波探测技术有效提高了探测的准确性。
一、 概况
根据平煤股份十矿地质资料显示，石炭系太原组L5灰岩，预计涌水量小于10m3/h，水位标高-590m，工作面水压3.2～3.3Mpa；寒武系白云质灰岩，预计涌水量150m3/h。水位标高-420m，工作面水压4.9～5.0MPa；采掘过程中可能受断层、采动裂隙与水压共同作用导致的涌、突水的发生。为了确保施工安全，必须坚持“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的防治水原则，超前进行探放石炭系太原组灰岩承压水、寒武系灰岩水及断层水、构物探技术综合运用
2
图2-1a 瞬变电磁测点布置示意图 图2-1b 瞬变电磁探测方向示意图 造水。
综合物探方法在高速公路隧道勘察中的应用
综合物探方法在高速公路隧道勘察中的应用
■姜拥政
（福建省交通规划设计院，福州３５０００４）
摘要 高速公路隧道洞身周围一定范围内构造破碎带等不良地质体的存在都将对
隧道施．Ｉ－产生重大安全隐患，因此对隧址区隐伏构造等不良地质情况的探查就尤为重 要。高速公路隧道勘察中综合物探方法的合理选用往往可以起到事半功倍的效果．本文
就工程实例进行了分析。
关键词 隐伏构造综合物探浅层地震折射法 高频大地电磁测深法（ＥＨ４）
１引言 在高速公路隧道勘察设计过程中，经常遇到不良地 质现象，如断层、裂隙密集带、岩溶、滑坡等，这些地
质灾害给高速公路建设带来极大的危害。为了降低施工 风险和预防施工过程中可能出现的由不良地质现象引发 的事故，需采用综合物探方法对隧道沿线的地质情况进
行勘察，指导地质钻探工作有目的地进行。为隧道设计 提供依据，保障施工安全。
本文结合工程实例开展综合物探，旨在查明隧道轴 线通过地段是否有隐伏构造的存在以及构造的位置及产
状等。
２工区概况
测区位于闽南沿海地区。为丘陵地貌．地表起伏较 大，植被较发育。山坡上分布有较多滚石，岩性为中一
微风化花岗岩。根据早期钻孔揭示，隧址区地表上覆第 四系残坡积层（Ｑ ；下卧燕山早期（ ）花岗岩及其
风化层，基岩较完整。地表调绘未发现断层穿过该区。
３物探方法选择 经测定，测区内第四系覆盖层及强风化层与完整基
岩的弹性波速存在明显差异，第四系地层一般约３００￣ １５００ｍ／ｓ，而完整基岩波速往往大于３０００ｍ／ｓ，这满足了浅
层地震折射法勘测的前提条件。另外测区内完整花岗岩 电阻率约为数干欧姆・米，而含水的构造破碎带只有几十 至几百欧姆・米。构造破碎带和完整岩体间电阻率的差
异，为电阻率法勘探提供了必要的物性前提。根据测区内 的物性条件和现场地貌特征以及勘察工作目的，我们选 择了浅层地震折射法和高频大地电磁测深法（ＥＨ４）。
浅层地震折射法是隧道勘察中探查隐伏构造最常用 和有效的方法。其原理是通过地表人工激发的地震波在
综合勘察技术在岩土工程勘察中应用
综合勘察技术在岩土工程勘察中的应用
摘要：为满足勘察更细化、更深入、更精准的要求，全面评价相关地质体的性质，综合勘察手段在勘察中扮演了越来越重要的角色，本文就对综合勘察技术在岩土工程勘察中的应用。
关键词:综合；勘察；技术；岩土工程；应用
中图分类号：s29文献标识码： a 文章编号：
引言：
目前工程对地质条件要求日益精准的时代，钻探是传统的工程勘察手段具有很多不足之处，随着科技的发展，工程物探技术也得到了很大的发展并在各类岩土工程勘察方面得到良好的应用。
1、岩土工程勘察存在的问题
1.1相对落后的勘察技术
经济和技术在高速发展,所以传统的勘察方法和勘察手段已经很难满足设计的需要。同时，传统的岩土工程勘察技术也存在着诸多急需解决的问题。这些问题主要表现在下几个方面: 室外作业勘测点选取问题、如何划分地质界面的问题、岩土参数和地基承载力的确定问题、对初始资料的整理、分析、利用问题。因为岩土工程勘查人员没有掌握先进的勘察技术, 建筑、结构设计等专业知识的匮乏, 以及对于如何辨别真假、 归纳总结的能力不足,无法满足工程建设的需要，所以便导致了上述问题的发生。
1.2勘探专业人才的缺乏
对岩土工程正确分析评价的关键在专业的技术人才。若搞勘察的人未经专业的培训和学习,就会导致很多问题，比如地基评价力度不足,基础设计参数偏于保守,造成工程的浪费等等。 因为技术水平不足引起的人为因素，便会导致前期准备工作的不完成，勘察进行中的不准确以及报告内容的不准确等问题。因此为了避免造成社会资源经济资源的浪费，勘察工程应由专业的技术人才来完成，也只有他们才能正确的分析评价岩土工程。
1.3勘察市场不规范
勘察市场缺乏一定的规范性，是勘察工作一直面临的问题。因为这一点，很多勘察公司都没有遵循严格的规章制度。许多勘察单位都不能严格执行国家制定的收费标准，其中也会出现互相压价，互相竞争等丑恶现象，进而导致中标的勘察费偏低，致使勘察工作不到位，难以满足规范和设计要求。这些都导致了勘察市场的混乱，不利于勘察工作的顺利进行。更有甚者，只是根据自身已有的经验对勘察报告进行编写，这不但影响了勘察工作质量的真实性，而且同时也助长了勘察人员错误观念的滋生。很多勘察公司为了谋取利益，不顾一切的压价，这也在一定程度上致使勘察环节很难规范化。
物探综合成像技术在工程勘察中的应用研究
第３５卷第３期 物探化探计算技术 ２０１３年５月
文章编号：１Ｏ０１—１７４９（２０１３）０３一Ｏ３６Ｏ一０９
物探综合成像技术在工程勘察中的应用研究
李 星 ，亢会明 ，吴有亮 ，王 俊 ，赵倩倩 ，雷 宛
（１．成都理工大学地球物理学院，成都６１００５９；
２．中国石油工程设计院有限公司 西南分公司，成都６１００１０）
摘要：综合物探成像系统，是一种可针对多种物探方法与钻孔信息综合三维成像的成像技术
系统。在此通过ａｕｔｏｃａｄ二次开发方法，结合ａｃｃｅｓｓ数据库技术，并利用数值插值方法技术对物
探综合成像系统进行开发方法研究。从物探方法技术，软件开发方法，数据库存储技术与插值技
术，对系统模块分布与系统流程进行了设计。由于ｖｉｓｕａｌ ｂａｓｉｃ的可扩展性，综合物探成像系统
还可添加重力、磁法等多种物探方法的存储与显示功能。并可利用ａｕｔｏｃａｄ的工程制图标准直
接生成ｃａｄ成果图件，与实际工作结合的更加紧密同时，还可应用在工程物探以外的各个物探勘
察领域。
关键词：综合物探；成像；插值；数据库
中图分类号：Ｐ ６３１ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—１７４９．２０１３．０３．２０
０前言
工程物探是工程勘察中的一种重要的手段。
在工程勘察过程中，对钻孔以外盲区的地层，通常
进行简单连线、推测，无法掌握中间一些地层变化
情况，尤其是一些不良地质情况。通过工程物探可
以针对这些钻孔无法探测到的地区进行探测，反演
出较好的底层形态，以供勘查人员对工作区进行正
确的地下地质解释。
由于社会的发展与科技水平的提高，工程勘察
场地的地形条件越来越复杂，要求的勘探精度也越
来越高。简单的一维钻探解释与二维物探剖面，已
经无法满足目前的工程勘察需求。在工程勘察深
度、广度不断拓展的今天，为了更有效、更直观地表
现地下地质体的各类特征，迫切需要三维成像技术
的应用。三维成像技术，其数据的连续性、直观性，