導語：如何才能寫好一篇工程物探技術論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：物探技術 地質勘查綜合物探

中圖分類號：P624文獻標識碼： A 文章編號：

科技時代的到來，使得各項現代技術獲得快速發展。科學技術的應用讓人們的工作更加準確有效，因此，將物探技術應用于我國的地質勘查工作中，對地質勘查工作的發展具有十分重要的意義。物探技術在地質勘查工作中的應用，將大大提高地質勘查的速度和質量，增強了地質勘查工作的有效性，從而提高了生產力的發展。物探技術的應用使得地質勘查工作具有更高的現代化水平，成為地質勘查中的一門新型活躍并且具有重要價值的勘查方法。但是，由于地質勘查工作的復雜性，物探技術在實際地質勘查中依舊存在眾多問題，這就需要我們進行深入的分析和研究。

物探技術的基本原理

所謂的物探技術就是指根據各種巖石之間存在密度、電性、放射性以及磁性等物理性質的差異，利用地球物理的原理，選用不同的物理方法和物探設備，進行工程區地球物理場的變化測量，以此來了解其水文地質以及工程地質條件的一種勘測方法。目前，由于單一的物探方法具有自身的局限性以及地質勘查具有復雜性，因此，我們在地質勘查中常常采用多種物探方法進行勘探和測試，這就形成了綜合物探技術。綜合物探是基于先進電子信息技術而逐漸發展起來的。由于不同的地質結構具有不同的物理特性，物探技術就是利用這種不同的物理特性，采用精密的電子儀器對地質結構進行探測，然后根據儀器反饋的信息數據和圖像，對地質結構做出準確的定量分析，從而對勘探地質結構的巖石密度和輻射進行判斷。通過綜合物探技術可以很好的了解各個巖石層的巖石結構和巖石種類進而有效地完成地質勘查工作，為各種地下礦石能源的開采進行安全的指導。

物探技術應用對地質勘查的意義及作用

目前，隨著綜合物探技術的逐漸成熟，已經深入到眾多生產行業和工程領域，尤其是在地質勘查方面，取得了良好的勘查、探測效果。例如，在水文地質探測中的運用。在進行水文地質勘查時，會根據水質具有的導電特性和巖石具有的電磁場進行綜合物探。再比如，在地質災害的地質勘查中的運用。通過有效的綜合物探技術加強對地質災害的探測，可以對地質結構進行正確的判斷，從而找出異常結構的位置以及巖層的斷層情況，根據這些物探數據可以對部分自然災害進行很好的預防。另外，可以運用于工程測量的檢測和考古行業。在工程建設前通過物探技術進行地質勘查，從而保證了施工的安全以及建筑的建成后的質量安全。應用于考古行業可以根據被測物體的物理性質，進行內部的勘查與檢測，從而幫助考古人員判斷出文物的準確位置。

因此，隨著科學技術和信息時代的不斷發展，使得綜合物探技術在地質勘探中發揮著越來越重要的作用。將物探技術應用與地質勘查工作中，通過綜合物探的數據信息，可以幫助地質勘查工作者進行精確的判斷，從而減少工作失誤，方便勘查工作的順利進行，提高地質勘查工作者的工作效率，降低工作強度。另外，將綜合物探技術應用于地質勘查領域，對我國的地質勘查工作的發展有著重要意義，有利于生產力的提高，從而促進國家建設提高經濟發展能力。

綜合物探技術的方法

由于地質勘查工作的復雜性，針對不同的環境往往采用不同的物探技術，因此進行地質勘查的綜合物探技術的方法有很多。

電磁法

電磁法主要是指根據巖層具有導電性的特點進行探測，從而達到地質勘查的目的。電磁法根據不同的工作原理，又可以分為連續電磁法和瞬變電磁法兩種情況。它們主要應用于地質結構的勘查和金屬礦床的尋找。其中，瞬變電磁法可以通過一定的電源裝置，利用電磁場的脈沖特點對地質結構發射電磁場，從而對地質結構進行有效的勘查與探測，尤其是在水文地質結構的勘查中，瞬變電磁法發揮了重要作用。

電流法

電流法是一種根據不同巖石之間具有的電阻率和含水性進行的物探技術方法。通過電流法探測出不同地質結構中的巖石電阻率，然后根據這些電阻率數據進行科學的判斷與分析，從而確定地質結構中巖石的含水量以及巖石的不同種類，以此來做到對地質結構的定性分析。

天然磁場法

由于巖石本身就具有一定的磁場，因此在進行地質勘查時可以利用這種天然的磁場進行有效的檢測。天然磁場法就是根據巖石自身所具有的磁場進行的一種地質勘探方法。這種探測技術可以通過巖石磁場的頻率進行數據測量，來詳細了解不同層次的地質結構。但是，在實際地質勘查過程中，這種物探技術方法容易受到外部因素的影響。比如，在地質勘查時使用的電子通訊設備等都會對其造成設備干擾，從而導致勘探的數據變化過大，不利于對數據進行有效分析。

無線電波法

這種方法，主要是對地下發射高頻率電磁波，然后利用這些電磁波的衰減情況進行分析，從而促進地質勘查工作的有效開展。當電磁波穿過巖石會被的磁場吸收從而出現衰減的情況，尤其是遇到斷層是會發生明顯衰減的現象，因此在地質勘查中根據這中現象可以準確判斷斷層的位置。

總而言之，進行地質勘查的物探技術有很多，比較常用的有地震波CT成像技術、聲波測并技術、高密度電法勘探技術以及鉆孔色彩電視全孔壁成像技術等等，這些技術對地質勘查工作的有效進行起著至關重要的作用。隨著社會經濟的迅猛發展，地質勘查工作對物探技術的要求也越來越高，單一的物探技術方法已經難以解決在實際工作中遇到的各種復雜的地質問題，因此，我們必須對物探技術在地質勘查中的應用及問題進行深入研究，通過多種物探技術方法的優化組合進行地質勘查，以此來提高地質勘查工作的有效性，促進地質勘查工作者判斷的準確性，提高工作效率。

參考文獻

荊鵬 郭棟淺談物探技術在地質勘查中應用【期刊論文】城市建設理論研究(電子版)-2012

篇2

1999年，李朝林上任伊始，公司的產值只有64.45萬元，利潤只有26.92萬元，加之事業經費投入的大幅減少和國家勘查項目的銳減，職工大批下崗，技術人才嚴重流失，人均年收入不足3000元。公司主業發展停滯，多種經營舉步維艱，單位經濟十分困難。面對重重困難，李朝林意志堅定，充滿自信。在做了大量調研工作的基礎上，他果斷提出發揮勘查專長走專業化發展之路、提高裝備水平走市場化發展之路、登記資源希望區走礦權興業之路三大發展戰略。到2008年，公司實現產值3000萬元，是1999年的48倍；利潤達到1348萬元，是1999年的50倍；人均收入達到32600元，較1999年增長了10倍之多。職工上崗率達到95％以上。

十年來，公司專業隊伍已從原來只有20多人的小項目部發展成擁有生產科、技術科、地震隊、電法隊、測量隊、物探研究室、資料處理室和資源預測室，集預測、設計、勘探、處理和報告提交為一體的專業化隊伍，目前公司擁有研究員5名、高級工程師27名、工程師41名，

探礦權的登記和轉讓也取得了可喜的成績。先后獲得了21個區塊的探礦權。探礦權的登記和轉讓，不僅為公司帶來了實實在在的效益，也為公司今后的發展提供了有力的保證。

特別是登記發現了儲量達3個億的龍家堡大煤田。該煤田的成功發現為全省煤炭資源接續做出了重要貢獻，為吉林省經濟的可持續發展提供了有力的能源保障，為吉林省的煤田地質事業做出了重要的貢獻。

十年來，公司共投入6500萬元對設備進行更新、升級和改造。先后購置了世界先進的408和428數字地震儀和相關的配套設備，數據接收鏈達到7346道，同時，先進的電法儀、RTK測量儀和各種類型鉆機設備的不斷引進，極大地提高了公司的市場競爭能力。

篇3

關鍵詞：巖溶地區 工程地質 勘察技術

中圖分類號：F407.1文獻標識碼：A

引言

巖溶是指水對可溶性巖石作用時，以化學溶蝕為主，水的機械作用沖蝕、潛蝕等為輔的地質作用所產生的一些現象的總稱，也可叫做喀斯特。因為喀斯特作用形成的地貌，叫做喀斯特地貌。目前許多的研究者已經對其展開了多方面的研究，并且在一些領域取得了比較好的成就。但是，隨著我國在巖溶地區建設的工程越來越多，在進行工程勘察時遇到的問題也就越來越多。雖然工程技術人員在勘察的過程中，也不斷的總結了許多經驗，但是巖溶地區的地質地貌繁雜多樣，地質勘察技術還有待進一步的研究。

1巖溶地基的類型

巖溶在發育的過程中，可溶巖的表面常常會出現石芽、溶溝，并且表現的參差不齊，在底下的溶洞又常破壞巖體的完整性，巖溶的覆蓋土層又受到溶水動力的變化而產生開裂、沉陷的現象。這些現象的存在不同的方面對建筑物地基的穩定性造成了威脅。因此，對巖溶地基的類型加以區分，也就顯得非常重要。按照碳酸鹽巖出露條件和其對地基穩定性的影響，可將巖溶地基分為以下三種：

1.1埋藏型的地基

在碳酸鹽巖之上覆蓋著的厚度大小不一的非可溶性巖，當其厚度和強度能夠支撐起建筑物并保證建筑物的穩定性時，對于下部所發生的巖溶情況可不加以考慮。

1.2型的地基

型主要指的是由于地表只有較少的植被和土層覆蓋，碳酸鹽巖大部分在地表的情況。按照具體的情況細分，它又可以分為石芽地基和溶洞地基。

石芽地基：它所形成的的原因是由于大氣降水和地表水沿，碳酸鹽巖，在節理、裂隙溶蝕的擴展作用下形成的。這種石芽主要分布在山嶺的斜坡上、巖溶洼地的邊坡上和河流谷坡，石芽的表面表現的非常陡，而且溶溝和溶槽的深度有超過10米的，且與下部的溶洞裂隙相互連在一起。這就大大的導致了地基的不穩定，加重了施工的困難。

溶洞地基：它主要是由溶洞頂板的穩定性來決定的，而溶洞頂板的穩定性又主要是由巖石的性質、頂板厚度洞內充填情況以及溶洞形態和大小等決定的。

1.3覆蓋型的地基

根據碳酸鹽巖所覆蓋的泥土，如風成黃土、殘坡積紅粘土等的厚度大小，可分為深、淺兩種覆蓋型。這種類型的存在對地基造成的影響主要是塌陷、不均勻沉降等，要穩定地基需從建筑荷載和土洞的共同作用兩個方面來進行考慮。

2巖溶工程地質研究的現狀

在進行巖溶地質的研究過程中，由于本身巖溶發育就存在著不確定性和隱蔽性，又常常使用隨著樁基礎，給工程的建設帶來了極大的麻煩。在面對這些麻煩時，不少的方法和經驗在一些學者和專家的總結下得以形成。比如，對于彈性體內存在的孔洞，受雙向均勻應力場作用所形成的應力集中現象，有的學者采取用平面問題的有限單元法進行對溶洞的分析。有的學者和專家通過對覆蓋型巖溶區的樁基礎進行分析，找出適合建筑工程穩定性的最佳方式。這些研究和研究成果的出現，在對于我國進行巖溶地區工程建設地質勘察的問題上有著很大的幫助，在進行對這些資料的統計、分析上，可以總結出相應的合理的勘察方法。

3巖溶地區工程建設地質勘察的方法

巖溶地區的地質地貌情況非常的復雜，在進行勘查工作時，已經不能單憑槽探、坑探等傳統的方法進行，只有在詳細的了解巖溶地區的不同情況下進行才具有現實意義。因此在進行工程建設的的過程中，必須先進行地質的勘察。那么采取合理而有效的方法進行勘察就顯得尤為重要。

3.1采用遙感技術

遙感技術用來探測識別目標物的整個發展過程的一種技術，主要運用電磁輻射的理論，將遠距離的目標物輻射成電磁波信息，經過探測器的接受，傳到地面的接收站，最后由接收站加工成具體的圖像或數據資料。這個過程綜合應用了現代物理學、電子計算機技術、數學和地學規律的相關原理。遙感技術的應用，能夠大范圍的將巖溶地貌形態顯現出來，而且遙感圖像能夠從宏觀上具體真實的將地表特征和地表的現象的關系顯示出來，特別是在對巖溶層組劃分和地質構造等方面特別的適用。

3.2采用地球物理勘探技術

將地球物理勘探技術應用到工程地質的勘察中，能夠有效地提高工作質量，節省成本費用以及加快勘察工作的進度。它主要是對巖溶場地的各種參數進行詳細的地質解釋，因為人工的或天然的物具具有一定的“透視性”。這種方法也可以簡稱為“物探”技術，適用于地面、地下的測量和地下與地面之間的洞穴的測量。

3.3采用靜力觸探技術

靜力觸探技術的應用，可以精確的確定軟土、粘性土以及砂類土的承載力，特別適用于對覆蓋型巖溶工程的勘察。在進行勘察的過程中，這種技術主要是用來查明第四系的覆蓋層中的隱蔽土洞的有無、規模、位置和疏松裂隙帶的分布、范圍。靜力觸探技術技術在一定的程度上可以代替物探技術，在探明隱蔽土洞和擾動土層方面具有明顯的成效。

4結論

綜上所述，對巖溶地區工程建設地質進行有效的勘察是非常有必要的。巖溶地區的喀斯特發育狀況是一個非常麻煩的問題，它的不確定性及隱蔽性加重了技術勘察上的難度。因此，在進行巖溶地區工程建設時，我們必須針對具體的工作情況，在現實的地質地貌條件下，結合相應的地質勘察技術，詳細的了解和地巖溶的相關變化情況，從而做出合理的工程建設方案。但是，在具體的勘察過程中，還有很多問題會出現，這些問題有可能是以前我們從來都沒有遇見的，用現有的技術也無法加以解決的。面對這種情況時，只有不斷地加強技術方面的更新以及尋找出新的技術方法，我們才能夠更好的完成巖溶地質條件下的工程建設。

參考文獻：

中國學術期刊網絡出版總庫 中國博士學位論文全文數據庫 中國優秀碩士學位論文全文數據庫 中國重要會議論文全文數據庫 國際會議論文全文數據庫 中國重要報紙全文數據庫 中國年鑒網絡出版總庫 中國專利數據庫 中國標準數據庫 國外標準數據庫 國家科技成果數據庫 Springer期刊數據庫共找到 10 條

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[關鍵詞]RTK技術 石油物探測量 技術問題

中圖分類號：O484.5 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）24-0038-01

一、RTK技術的在石油物探測量應用中的優點

科技的不斷發展，RTK技術的在石油物探測量應用中越來越廣泛，這是因為RTK技術能夠使石油物探測量的精度得到保證。RTK技術的主要優點包括：精度高、速度快且操作簡便等。所以，RTK技術在物探測量中的應用越來越廣泛。

具體的優點還有：RTK技術的精確度能夠達到厘米的級別，同時在石油物探測量中，工作人員只需要手持著控制器，把儀器別在腰上，便可以在二十公里范圍內進行放樣即可。時間也只需要一到兩秒，便可以順利完成。工作人員每進行放樣一點，便可以提供出準確的三維坐標，使所測點更加精準，而且最重要的一點是，當工作人員設置好放樣的半徑時，在測量的時候若超出放樣的半徑，系統就可以自動的報警。與此同時，RTK技術還能夠實現二維放樣和三維放樣、管線、井位以及測線偏移等測繪的工作，并且不會因為天氣的原因而影響正常的工作。對于工作人員和車輛的使用率來說，RTK技術的應用也能夠減少資源的浪費和資金的支出。由此可見，RTK技術在石油物探測量應用中的優點為石油物探測量創造了良好的環境，操作與攜帶方便、精確度高、測量速度快、功能齊全并且經濟效益明顯等優點是十分值得繼承發揚的。

二、RTK技術在石油物探測量應用中出現的問題及解決措施

（一）RTK技術在石油物探測量應用中出現的問題

雖然RTK技術已經被廣泛地應用在了石油物探測量中，也為石油物探測量帶來了效益，但是在其發展的過程中依然有許多的問題亟待解決。這就需要我們發現其中的問題，并找出適當的解決措施，從而確保RTK技術的測量精確度，為石油物探測量創造出更多的經濟效益。

RTK技術在石油物探測量應用中出現的問題主要包括：坐標系統轉換會產生誤差、信號在傳輸過程中的誤碼、數據鏈的信號衰減影響、天線的機械中心不重合等等。具體的問題還應當具體分析。例如：對于坐標系統在轉換時產生誤差的問題，一般來說，在石油物探測量的工作中，通過RTK技術在WGS-84坐標系下得出測量結果，但是由于流動站的位置變換對測量的時間有限制，因此通常不會采用WGS-84坐標系統，所以必須對其進行坐標系的轉化，才能得出用戶所需要的坐標系坐標。盡管在石油物探測量的過程中依然會出現因坐標轉換而造成誤差，但是對坐標定位的誤差只有厘米級，因此一般不會對測量結果產生重大的影響。

其次，RTK技術會在信號的傳輸過程中產生錯誤代碼，使得數據鏈信號衰減，并產生消極影響，有時信號線和電源線的接觸不良，也會使得數據鏈信號在傳輸過程中產生間斷。結果就會導致流動站在作業中的信號失鎖或使得測量結果不準確。因此，為了能夠確保RTK技術可以快速、連續地得到固定解，首先要使RTK的移動站能快速、連續、可靠地收到基準站發來的數據鏈信號，才能解決類似的問題。還有一個重要的問題就是，天線的電子相位中心一般來說是變化的，因此通常會與天線的機械中心不重合。這與它接收信號的方位角度和頻率等有關。相位中心產生變化，對點位坐標的誤差影響一般在三厘米到五厘米之間，由此可見，對于那些精確度要求小于三厘米的石油物探測量的工程來說，就必須了解天線與基地站天線的精確相位圖形，并能夠根據實際情況加對其進行修改。

（二）解決措施

上一段主要論述了RTK技術在石油物探測量應用中出現問題，本段就根據上文所描述的問題，總結出解決問題的措施，具體如下：

在石油物探測量的工作中，對RTK技術的應用比較繁多，通常單一衛星定位系統的接收機如果能夠鎖定六顆及以上衛星，那么則可以初步判斷，它的可靠性能比較強，然而多衛星系統只需要保持四顆GPS衛星，格洛納斯衛星保持在三顆以上，就能確保其性能可靠。但是，石油物探測量基地一般會在地形較為復雜的地區，由于信號受阻的原因，便不能夠適時地接受信息，或是不能接到更多衛星信號的覆蓋，最終導致出現間隙或是虛假值，這樣以來，應用的RTK技術在進行石油物探測量的作業時就必須重新初始化。所以，如何能夠得到足夠的衛星數和縮短初始化時間的理論和技術，是測量工作中測量人員采用RTK技術時應該首先解決的問題。

從理論上來說，雙頻OTF技術的應用不僅能夠縮短初始化的時間，而且還能夠單歷元確定GPS固定整的周模糊度計算法，只是它的可靠性不高。因而在實際的石油物探測量操作過程中，應當采取快速靜態測量模式，盡可能的降低初始化時間，并且還需要在地勢復雜的地區借助轡佬竅低常俅嗡醵壇跏薊氖奔洹H綣郵招藕挪煥硐耄溝貌飭康慕峁荒芄淮锏焦こ嘆鵲囊螅鼓芙柚疽鞘凳┎共猓餼褪溝PS技術能與全站儀進行有機結合，從而為生產提供重大便利。

多路徑效應與多路徑效應的解決措施是在GPS測量工作中對測量質量影響最大的因素。它與回聲的現象大致是相同的，接收機在接到衛星發射信號的同時，還能夠接收到其它物體反射的衛星信號。因此，在采取RTK技術的GPS測量應用中，如果在進行測量時沒有辦法更換測量點，那么要想降低多路徑效應，就必須采取增添衛星截止高度角的措施，雖然能夠屏蔽低高度角處的衛星信號，但沒有更好的方法來解決這樣的情況。

三、總結

RTK技術在石油物探測量中的應用越來越廣泛，此技術在發展的過程中存在著許多問題亟待解決，但是我們相信通過時代的發展，科技的進步，RTK技術在未來的日子中還能夠更加的完善，為石油企業做出更大的貢獻。

參考文獻

[1] 趙玉生；丁翔宇；周德茂.《RTK技術在物探測量應用中若干問題探討》[J].全球定位系統，2009，（04）.

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關鍵詞：隧道施工；超前預報；物探法；綜合預報

Abstract: The tunnel project in the construction, due to the tunneling direction of the geological complexity and diversity, so a single construction techniques can easily lead to geological disasters, if we can know in advance the front of the geological conditions, has very important significance for the construction of the tunnel project. This paper analyzes a variety of advanced geological prediction method and the principle of advanced geological prediction and forecasting process, select the appropriate forecasting method will provide some help in order to tunneling.Keywords: tunnel construction; ahead forecast; geophysical method; comprehensive forecast

中圖分類號：U45文獻標識碼：A 文章編號：

1引言

我國的山地約占陸地總面積的33%。隨著經濟的發展以及大型基礎設施的不斷完善，鐵路、公路等基礎設施中隧道工程也不斷增多，這些隧道工程其洞徑一般都比較大，而且埋藏深洞線長，這樣一旦涉及到復雜的地質條件，施工難度將非常大。隧道施工時，設計文件是主要的參考依據，而設計文件最主要的依據是關于地質的勘察資料。在對地質進行勘察時，關注的往往是與工程安全、經濟效益等相關的地質條件，對于局部的以及影響施工小的地質情況通常不要求詳細勘察。但一些隨機的地段由于不良地質的影響存在很大的安全隱患，在隧道施工時，很容引起突泥、突水、巖爆等地質災害。一旦引起地質災害，輕則使得工程延誤，重則造成人員傷害，而且事故發生后，會帶來一系列的后續問題。因此，在隧道施工時，選擇合適的超前預報方法，提前測知施工掘進方向的地質情況，尤為重要。

2幾種主要的超前地質預報方法

隧道工程中，所處地質條件千差萬別，不同的地質條件所要求的超前地質預報方法也不盡相同。對于可溶性地層，超前預報的重點是巖溶的位置及其規模。巖溶充填的性質以及其涌水突泥量也是超前預報的關鍵。對于非可溶性巖層，超前預報的重點是圍巖非穩定塊體坍塌的位置及規模。對于深埋硬質完整巖體，超前預報的重點是可發生巖爆的位置及規模。對于煤系地層超前預報的重點是可發生瓦斯突出的位置。因此，隧道施工時，超前預報不一定只進行某一方面的預測，往往兼有其他內容。根據超前預報時，采用的技術手段，地質超前預報通常分為地質分析法、超前鉆探法、地球物理勘探法和超前導坑法。

2.1地質分析法

地質分析法是隧道工程中超前預報最常用的方法，地質分析法中最常見的是地質素描。地質素描把施工面的地質狀況如實的描述出來，其主要內容包含地層的巖性、貫穿性節理、地下水的出水情況等。正洞地質素描就屬于地質素描法，這種超前預報根據已開挖段的情況來預測掘金前方的地質情況。正洞地質素描占用施工時間最少，能較快的得出結果，但對某些結構面很容易出現漏報，另外，其預測距離也較短。

2.2超前鉆探法

超前鉆探法利用水平鉆機對開挖面進行水平鉆進，根據水平鉆機鉆進的速度的變化以及鉆孔沖洗液的氣味還有顏色以及在水平鉆進時遇到的其他狀況來推斷掘進前方的地質狀況，我們可以根據施工情況來設計水平鉆機鉆孔的數量和角度，或者利用鉆芯進行強度試驗獲取巖層的物理特性。在施工時，勘測到有影響工程的瓦斯或地下水，可以利用鉆孔進行釋放。這種方法比較可靠，對于掘進前方幾米甚至幾百米都有一定的預測作用，但在復雜的地質條件下其預測的效果不理想，對于正洞前方的小斷層以及貫穿性大節理難與預測。鉆孔間的地質情況難于反映出來。而且探測的費用較高，速度也較慢。

2.3物探法

物探法是一種間接的預測手段。從原理上來講，只要該隧道工程可以進行隧道掌子面勘探，都可以利用物探法來進行超前地質預報。但是由于工作條件受限或者其他因素的制約，物探法應用比較常見的有地質雷大法、彈性波反射法、紅外探測法等。本文只介紹其中的地質雷達法。

地質雷達法也可稱之為電磁反射法，它是利用無線電波對地下界面進行掃描，然后通過分析以確定其內部形態以及分布的一種電磁技術。地質雷達法的理論基礎是高頻電磁波理論，將高頻電磁波利用發射天線輸送到地下，然后經過目標體后反射回地面設置的接收天線，然后通過分析處理確定所探測介質的信息。地質雷達法通常用于巖溶等不均勻地質的探測。地質雷達法適用范圍最廣，受外界條件的限制少；探測所用時間短，每次探測大約30分鐘左右，對于隧道的掘進施工影響很小；圖形直觀，能夠及時的提供預測資料，而且成本低。但是當施工附近有強電磁干擾設備時，誤差比較大。

2.4超前導坑法

超前導坑法一般分為兩種，超前平行導坑法和超前正洞導坑法。超前平行導坑法是將小斷面導坑與正洞保持一定距離，但是平行布置；超前正洞導坑法則是把導坑直接布置在正洞中。但是不論如何布置導坑，其作用均是依靠開挖的導坑把遇到的地質構造以及地下水情況進行素描，然后依靠地質掃描圖對未開挖地質進行預測。超前導坑法能夠直觀高精度的進行較長距離的預測，而且由于導坑的存在，使得施工進度得以加快，還可以利用導坑進行排水減壓，改善通風。但是超前導坑法預報成本較高，有時甚至需要將整個隧道洞口實施平導開挖。

3隧道工程超前地質綜合預報

綜合預報就是不依靠單一的預報方法，在地質分析的基礎上，結合多種預測手段，綜合性的探測掘進方向上的地質情況，據此分析可能遇到的地質災害，提出相應的施工措施。

3.1綜合預報原則

隧道工程超前地質綜合預報的原則是以地質分析為基礎，結合物探法和超前鉆探法，兼有長短距離及地面和地下的探測，并輔助以物性參數互補。

通常隧道施工前，先要對地面以及掌子面的地質進行勘查，進行地質分析，以此作為地質超前預報的基礎，并貫穿與整個施工預測過程。在使用地質超前預報方法時，要將物探法和超前鉆探法相結合，這樣能最大化預報精度，而且節省時間，降低成本。長短距離以及地面地下綜合探測，即對于隧道洞內外的地質均采用一定的方法進行超前預報，在進行長距離預報的同時，輔助以短距離的精確預報，這樣便提高了預報的準確度。掌子面素描以及物探法都可以進行洞內預報；地質雷達法可以進行短距離預報。此外，還要輔助以物性參數互補，即利用物探法進行預報時，其所預探的物性參數應當互相補充互相配合。不同的物探方法探測的物性參數不一定相同，在對地質進行分析時，要將這些物性參數綜合考慮分析。通常是根據施工的地質條件，預報成本，施工進度選取相應的幾種預報方法，然后再將這幾種方法得到的物性參數進行整合分析。TSP+GPR組合使用時，便可以很好的用于探測斷層；TSP+紅外探測便可以很好的用于探測富水情況。

3.2綜合預報流程圖

隧道施工時，其綜合預報的流程如圖1所示。

圖1 隧道施工綜合預報流程圖

4結論

隨著國民經濟的發展以及大型基礎設施的建設，隧道工程越來越多，隧道施工時，超前地質預報顯得尤為重要。不同的地質條件，需要的超前地質預報方法也不盡相同，通過對常用的幾種預報方法的分析，以期能夠對隧道施工時，如何選擇超前地質預報方法提供一定的幫助。在進行地質超前預報時，還要遵循一定的原則，即以地質分析為基礎，結合物探法和超前鉆探法，兼有長短距離及地面和地下的探測，并輔助以物性參數互補。相信這些超前地質預報方法的綜合運用，在隧道施工時，可以極大的減少地質災害的發生率。

參考文獻：

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GPS越來越廣泛地應用于水利水電工程地質勘察測量及定位控制,它在高程控制方面能較好地解決跨河、跨溝水準難以傳遞的問題,以及在勘察區控制點較少,或在山區、林區等通視條件較差、觀測條件受限的區域進行工程地質勘察時,運用GPS可大大減少作業時間,提高測量精度。

二、遙感技術的應用

遙感技術按照遙感平臺的高度不同,一般分為航天遙感、航空遙感和地面遙感共3大類。遙感技術由于視域廣闊、信息豐富、具立體感、衛星影像成周期性重現以及獲取資料快速等特點,被廣泛應用于水利水電工程中有關重大工程地質問題及相關的環境等問題的調查與研究。

(一)區域構造穩定性研究。由于遙感圖像能提供大量宏觀的線性構造信息,較好地反映區域地質特征、水系分布特征和地貌形態,所以對研究區域構造格架,確定斷裂體系及活動性以及評價工程及其周緣地區的構造穩定性有重大作用。因此遙感技術的應用也成為研究此問題必用的手段。

(二)水庫區塌、滑坡、泥石流調查。在大型水利水電工程庫區岸坡的滑坡、崩塌、泥石流以及某些松散堆積體的調查中,有一些工程應用遙感技術利用航衛片或彩紅外片進行地質解譯,結合野外現場觀察、復查和檢查查明了許多久拖不決的影響庫岸穩定性評價的大型或較大型、塌滑體的數量,分布及其穩定狀態。

(三)巖溶調查。利遙感影像,特別是彩紅外影像進行巖溶及巖溶水文地質調查有其特殊的優勢,像片解譯不僅能很好地判讀各種巖溶地貌現象,而且還可以充分利用和其它介質紅外光譜的差異,判斷地下水的分布和泉水分布等。清江招來河、高壩洲,黃河萬家寨等工程曾利用彩紅外航片解譯來研究巖溶及巖溶滲漏問題,都取到了良好的效果。

(四)中小比例尺地質測繪填圖。推廣遙感技術,在保持必須的野外工作量和成圖現場校核工作的前提下,中小比例尺地質圖以遙感成圖取代常規地質測繪;建筑物及其它重要地區大比例尺工程地質圖優先考慮遙感成圖。這是十年前在全國水利水電勘測工作會議上由水利水電規劃總院提出的“勘測技術發展目標”文件所確定的。

(五)巖土工程開挖面地質編錄。為適應大型水利水電工程施工中進行反饋設計、安全預報和存檔備查的需在人工開挖高邊坡、大型地下建筑物和大壩基坑的開挖中采用地面遙感技術,進行地質編錄,并為有關的穩定分析和現場預報提供翔實的地質資料和數據是很必要的。為此長江勘測技術研究所在“七五”、“八五”和“九五”科技攻關中開發和完善了“高邊坡快速地質編錄系統”,并成功地應用于長江三峽永久船閘、瀾滄江小灣、清江水布埡等工程的巖質高邊坡開挖中的地質編錄。該項技術采用的是數碼像機攝影,微機現場采集及預處理,自主開發的軟件處理可隨時提供巖質高邊坡的連續彩色影像圖和地質所需的將邊坡開挖面置于任意方位的線劃圖。

(六)水土保持、防洪與移民安置容量研究。如1994年,長江勘測技術研究所承擔的長江上游水土保持重點治理區滑坡、泥石流發育程度與穩態區域研究項目,該項目在研究中利用TM衛片對隴南、金沙江下游、三峽庫區3大片進行解譯與發育程度的劃分(滑坡分四級,泥石流分五級)作出了區劃圖,提出了防治意見和預警系統建立的基本設想。1990年地礦部航空物探中心與長江委規劃處、綜勘局一道,開展長江中游干流防洪工程現狀遙感調查,用TM衛片和1∶3萬～1∶5萬彩紅外航片進行解譯和編寫報告,提交的成果獲得了較好的成效。移民安置容量研究,航衛片,尤其是彩紅外航片,以其對土地利用類型的可判讀性和現實性,為移民安置容量分析確定提供了新手段。

三、地理信息系統(GIS)

GIS技術可自動制作平面圖、柱狀圖、剖面圖和等值線圖等工程地質圖件,還能處理圖形、圖像、空間數據及相應的屬性數據的數據庫管理、空間分析等問題,將GIS技術應用于工程地質信息管理和制圖輸出是近幾年工程地質勘察行業的熱點和發展趨勢。目前,國內應用較多且比較成熟的專業軟件是由中國地質大學開發研制的MAPGIS,是一種專業的地理信息系統軟件。

四、工程物探技術

在我國工程物探雖然起步較晚,但在水利水電工程勘測設計單位從20世紀80年代初至90年代初逐漸引進和裝備了一些必要的儀器,如信號增強式地震儀、綜合測井儀、電法儀、透視儀、聲波儀、管線儀、地質雷達和鉆孔彩色電視系統等,使物探儀器得到了全面的更新,其中有些是當時或至今都是世界水平的新儀器,大大地提高了數據采集精度和野外工作效率,促進了物探的發展。

(一)地球物理層析成像技術(CT)。CT技術是利用已有的平洞或鉆孔,通過對采用一定發射和一定接收方式產生的透射波的采集與處理,反演孔洞間巖體的波速值,并對區間巖體進行判斷、評價的一種技術方法。當前在勘探孔洞間了解巖體情況尚沒有一個經濟的、有效的技術措施做進一步工作的情況下,CT技術不失為是一個查明孔洞間巖體總體完整性程度的好方法。做得好,不僅能節約一定的勘探工作量而且還會對巖體物理力學性的整評價質量的提高有所促進。所以“七五”國家重點科技攻關以來,包括“八五”和“九五”攻關幾個涉及水電建設的項目,涉及水利水電工程地質勘探的課題和專題中大多數都涉及CT技術攻關的內容,并獲得許多很有成效的成果。

(二)鉆孔彩色電視系統。a53mm的鉆孔彩電是為適應水利水電工程勘察的大多數鉆孔都是a56mm的金剛石鉆孔而設計制造的;50mm的鉆孔彩色電視是在電子技術發展的基礎上為適應水平風鉆孔觀察而設計制造的,并首次將CCD光電偶合器件應用于鉆孔電視。該產品的特點是電路設計合理,集成度高,性能穩定,與傳統的攝像管探頭相比,具有彩色圖像重現性好、幾何失真小、壽命長、耐沖擊、體積小、重量輕、功耗低等特點,是一個更新換代產品。當前,隨著數字技術的發展,鉆孔彩電又在開發的圖像處理系統基礎上研制出多功能鉆孔彩色電視系統,系統采用工控級主機,形成控制器、監視器、錄相機三合為一的一體化主機。主機可配接多種不同口徑的鉆孔電視探頭,實現圖像數字化實時采集壓縮存儲,成果可刻錄成VCD光盤,還可進行后期圖像處理及制作。

參考文獻:

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【關鍵詞】巖土工程；數字化；勘察

1 巖土工程數字化勘察技術

巖土工程勘察的對象是建設場地的地質、環境特征和巖土工程條件,具體而言主要是指場地巖土的巖性或土層性質、空間分布和工程特征，地下水的補給、存貯、排泄特征和水位、水質的變化規律，以及場地周圍地區存在的不良地質作用和地質災害情況。巖土工程勘察工作的任務是查明情況，提供各種相關的技術數據,分析和評價場地的巖土工程條件并提出解決巖土工程問題的建議，以保證工程建設安全、高效運行，促進經濟社會的可持續發展。數字化巖土工程勘察是指應用當代測繪技術、數據庫技術、計算機技術、網絡通信技術和CAD技術，通過計算機及其軟件，把一個工程項目的所有信息(勘察、設計、進度、計劃、變更等數據)有機地集成起來，建立綜合的計算機輔助信息流程，使勘察設計的技術手段從手工方式向現代化CAD技術轉變，作到數據采集信息化、勘察資料處理數字化、硬件系統網絡化、圖文處理自動化，逐步形成和建立適應多專業、多工種生產的高效益、高柔性、智能化的工程勘察設計體系。

2 巖土工程勘察技術中存在的主要問題

2.1 采用傳統的勘察方法和傳統的勘察手段已經很難滿足設計的需要，存在著許多急需解決的巖土工程勘察技術問題，這些問題主要有以下幾個方面：

2.1.1 界面劃分，主要有巖土體和巖石風化程度的界面劃分，地質構造和軟弱結構面的判定，以及不良地質體的地質界面等。

2.1.2 地質形態，主要有不明地下物體、空洞及其分布形態、埋藏位置和埋藏深度的確定。

2.1.3 巖土參數，主要是那些難于取到原狀巖土樣和難于進行室、內外試驗的巖土層即粗顆粒土、殘積土和風化巖等。

2.1.4 綜合能力，主要表現在一部分勘察技術人員缺乏對勘察各專業的野外和室內原始資料的整理、分析、利用的能力，缺乏如何辨別真偽、歸納總結的能力，缺乏建筑、結構設計方面的知識，常造成勘察的目的不明確，所提供的資料不能滿足設計的需要。

2.2 探討問題的對策

2.2.1 可以利用工程物探可連續加密測點的辦法來獲得連續的地質界面。從而有效的解決傳統鉆探手段以點帶面劃分地質界面時常帶來的漏判、劃分不準確等缺點；并且可以利用綜合工程物探方法有效地解決傳統勘察手段難于解決的諸多巖土工程問題。

2.2.2 加強室內、外測試新技術和施工檢測技術的使用，通過其所獲得的數據和資料，經過分析、對比，建立它們之間的關系，并通過工程施工檢測所獲取的實測資料反算所得到的參數作為對比依據，確保所提供的巖土工程設計參數的可靠性。

2.2.3 加強勘察技術人員的再教育和技術培訓并形成定期制度，促進其知識的更新換代。勘察單位施行內部崗位輪換制度，促成勘察技術交流、知識滲透，盡可能組織技術人員參加各種有關的學術活動和講座，達到擴大勘察技術人員的知識廣度和深度的目的。強調計算機技術的應用，以提高他們的技術綜合能力。

3 數字化巖土工程勘察應用實現的關鍵技術

3.1 巖土工程數字化建模方法

巖土工程地質建模的方法目前采用的主要有表面模型法，表面模型法(也叫數字表面模型)的歷史較早，它的基本內容就是通過精確的表示出工程地質體的外表面來表示均質地質體的建模方法，也是目前廣泛使用的建模方法。表面模型法的數據來源是通過測點獲得的一系列離散的測點資料，包括測點的幾何特征數據和屬性特征數據，然后利用數據解釋結果重構地質體界面。可以抽象為把一系列同屬性的點按照一定的規則連接起來，構成網狀曲面片，進而確定整個地質體的空間屬性，有很多方法用來表示表面，常用的方法主要有數學模型法和圖示模型法，本論文主要討論圖示模型法。常用的圖示模型法有邊界表示法、規則格網法、等值線法、不規則格網法等，其中不規則格網法是本系統選用的模型表示法，將做詳細分析討論。不規則格網法(TIN)是將區域內有限個點將區域劃分為相連的三角面網絡。區域中任意點落在三角面的頂點、邊上或三角形內，如果任意點不在頂點上，則該點的數字屬性值通常通過線性插值的方法得到(在邊上用邊的兩個頂點的高程，在三角形內則用三個頂點的高程)，所以TIN是一個三維空間的分段線性模型，在整個區域內連續但不可微。有許多種表達TIN拓撲結構的存儲方式，這里采用一個簡單的記錄方式是：對于每一個三角形、邊和節點都對應一個記錄，三角形的記錄包括三個指向它三個邊的記錄的指針，邊的記錄有四個

指針字段，包括兩個指向相鄰三角形記錄的指針和它的兩個頂點的記錄的指針；也可以直接對每個三角形記錄其頂點和相鄰三角形。每個節點包括三個坐標值的字段，分別存儲X，Y，Z坐標。這種拓撲網絡結構的特點是：對于給定一個三角形，查詢其三個頂點屬性和相鄰三角形所用的時間是定長的。它在沿直線計算地形剖面線時具有較高的效率，當然可以在此結構的基礎上增加其它變化，以提高某些特殊運算的效率。

3.2 數字化巖土勘察工程數據庫系統

基于GIS的巖土工程勘察涉及到的原始數據主要為地理信息方面的空間數據和非空間數據，數據來源包括：

3.2.1 基礎地理數據這些數據主要包括：a.自然區劃圖。該圖反映被研究區域的地理區劃、河流、道路、居民區、山川、公共設施等等自然地理信息。b.地形、地貌圖。 該圖反映被研究區域的自然地貌情況。

3.2.2 巖土工程勘察數據這些數據主要包括：所研究區域的工程地質勘探資料。經過篩選、處理的各勘探點包括地理、環境、土的物理力學指標在內的所有信息。 各類建筑場地的地層信息，比如液化等級、液化指數、特征周期、年代、沉積相等。

3.2.3 數字化巖土勘察工程數據庫系統可以按以下幾個步驟實施構建：a.巖土工程勘察數據庫的概念模型設計。巖土工程勘察數據庫管理作為巖土工程勘察數字化系統的一項基礎工作是一個數據密集、處理復雜的數據庫應用問題，為了能獲得反映信息世界的概念性數據模型，將與實體和聯系相關的功能與行為剝離出來，僅從現實世界中實體的數據側面來建立模型即研究數據對象與屬性及其關系，并在此基礎上建立相對應的數據庫表結構。b.數據庫建立實現。巖土工程一體化系統的數據有三類：用戶輸入的原始數據、系統生成的中間數據及最終數據。原始數據由測點數據組成，而測點數據又由測點幾何屬性數據(位置)和測點信息屬性數據；中間數據包括根據原始數據系統自動生成的地層層面等值線模型、三維表面模型、剖面模型等，根據這些模型可以生成用戶需要的各種圖件，還可以進行各種信息查詢操作；最終數據種類繁多，主要是根據用戶需要由中間數據生成，包括圖形資料和文檔資料如，地質勘察報告等。

參考文獻：

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[關鍵詞]礦井電磁技術；礦井直流電法；瞬變電磁法；電磁波坑透技術；地質探測

中圖分類號：U212 文獻標識碼：B 文章編號：1009-914X（2017）05-0395-01

1、引言

隨著礦井機械化的發展，特別是綜合機械化的發展.對地質工作要求越來越高.特別是對二分之一煤厚的小斷層、小陷落柱及細微地質構造都要求搞清，傳統的地質方法是無能為力的。在煤炭生產過程中，綜采工作面內的局部細小構造、含水性等都會影響煤礦的安全。帶壓開采工作面回采過程中突水淹井的事故時有發生.其主要原因是地質構造不清楚。隨著煤礦安全生產需求的擴大。地面物探已移植到井下，發展了更適合于礦井特殊條件和工作環境的勘探方法和技術，以近距離解決煤礦井下具體的地質問題，如電磁波法、重磁勘探、巖體聲波探測等方法。礦井電磁法主要包括：礦井直流電法、礦井瞬變電磁法、高頻電磁波法等，它是利用地殼中各種巖石、礦石電磁學性質問的差異來發現地質目標的一類勘探方法。

2、瞬變電磁法

2.1 瞬變電磁法（TEM）

瞬變電磁法或稱時間域電磁法（Time domain electromagnetic methods），簡稱TEM，它是利用不接地回線或接地線源向地下發射一次脈沖電磁場，在一次脈沖電磁場間歇期間，利用不接地線圈或接地電極觀測二次渦流場的方法。

在電流斷開之前，發射電流在回線周圍空間中建立起一個穩定的磁場（如圖1所示）。在t=0時刻，將電流突然斷開，由該電流產生的磁場也立即消失。一次磁場的這一劇烈變化通過空氣和地下導電介質傳至回線周圍的大地中，并在大地中激發出感應電流以維持發射電流斷開之前存在的磁場，使空間的磁場不會即刻消失。由于介質的熱損耗，直到將磁場能量消耗完畢為止（見圖2）。）

2.2 球物理響應特征

從電性上分析不同地層的電性分布規律為：煤層電阻率值相對較高，砂巖次之，黏土巖類最低。由于煤系地層的沉積序列比較清晰，在原生地層狀態下，其導電性特征在縱向上固定變化規律，而在橫向上相對比較均一。當存在構造破碎帶時，如果構造不含水，則其導電性較差，局部電阻率值增高；如果構造含水，由于其導電性好，相當于存在局部低電阻率值地質體。綜上所述，當斷層、裂隙和陷落柱等地質構造發育時，無論其含水與否，都將打破地層電性在縱向和橫向上的變化規律。這種變化規律的存在，為以巖石導電性差異為物理基礎的礦井瞬變電磁法探測提供了良好的地質條件。

3、礦井直流電法工作原理

礦井直流電法屬全空間電法勘探。它以煤、巖層的導電性差異為基礎，與地面電法不同，在全空間條件下建場，在地下巷道中進行電法測量工作，地下電流通過布置在巷道內的供電電極在巷道周圍巖層中建立起全空間穩定電場，該穩定電場特征取決于巷道周圍巖石的電性特征及其賦存狀態，測量該電場的變化規律，使用全空間電場理論處理和解釋，就可找到巷道周圍巖石中引起電場變化的水文、地質構造等規律，從而確定巖、礦體物性（如貧、富水區域）的分布規律或地質構造（如斷層、裂隙發育區）的特征。井下電法是把直流電法探測技術引用到煤礦井下的電阻率探測技術，DZ-IIA防爆數字直流電法儀（以下簡稱電法儀）是并下電法勘探儀器，也可用于地面進行電法探測地質構造。由9節1.8 Ah鋰電池組成5.4 Ah 10.8 V電池組，逆變電路，整流濾波電路，極性變換發射輸出，單片機控制電路，接收電路，顯示、存儲、通訊等電路組成。

電法儀的各功能板如圖3所示，電池輸出的直流電壓經逆變升壓電路產生70或100 V的高壓，經整流濾波、極性變換輸出，通過AB供入大地；同時通過MN接收大地的感應信號，經A/D轉換器放大并轉換成數字后送給單板機存入存儲器。存儲器中的數據通過RS232串行通訊口進行數據交換；供電時間有可選。供出的電流在顯示器上顯示。

4、電磁波坑透技術的探測原理

4.1 探測原理

不同的巖層其電阻率和介電常數不同。電磁波在煤、巖層中傳播時，由于煤巖層電性的差異.電磁波能量吸收衰減程度也不同。低阻巖體較高阻巖體對電磁波的吸收作用強，一般煤層的電阻率高于巖層的電阻率。利用這一特性，在回采工作面某一巷道發射一定頻率的電磁波，電磁波在煤層中傳播遇到地質異常體時，波能量吸收衰減增大（或減小），另一巷道接收電磁波信號.通過對接收數據的整理、分析，來達到地質異常體的推斷和解釋。

4.2 資料解釋方法

坑透CT解釋主要依據吸收系數成像結果來進行解釋。CT技術（計算機層析成像技術）應用代數迭代法進行圖像重建。首先把工作面網格化，劃分成有不同吸收系數的若干小單元。每一小單元視為介質均勻。計算出投影函數的觀測值與理論值的殘差量，將每條射線的殘差量以它穿經每一網格的路徑長度為權分攤到該網格中去，通過計算可以得到各單元的吸收系數值，實現工作面成像區吸收系數反演成像，繪制出成像區吸收系數等值線圖和色譜圖。

5、結束語

煤礦隨著開采深度的加大，對礦井地質構造勘探要求越來越高。目前單憑一種物探技術是不可能解決更復雜的地質問題。并與多種物探技術相結合.以便更好地為開采地質條件評價以及突發地質災害治理提供技術支持。

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【Abstract】 In the process of the development of underground space， it is necessary to try to avoid the underground buildings and municipal facilities. However， due to the various reasons， the specific location of the underground buildings and municipal facilities is not clear，forms the obstacles in the process of underground space development，which has a negative impact on design and construction.High-density resistivity method has the characters such as low cost， high efficiency， rich information， convenient explanation， which can solve the problems of the underground obstacles. In the underground space development project， such as underground civil air defense boundary location， the high density resistivity method is used to detect the obstacles such as the abandoned subway lines， and the detection results are basically the same as the survey data， and the detection effect is very obvious. It shows that the high-density resistivity method can be used to detect underground structures in the process of underground space development，and the detection results can provide reference for design and construction.

【關鍵詞】高密度電法；地下空間開發；障礙物；廢棄地鐵

【Keywords】high-density resistivity method；underground space evelopment；obstacles；abandoned subway

【中圖分類號】P631 【文獻標志碼】B 【文章編號】1673-1069（2017）04-0132-03

1 引言

城市的地下空間開放由來已久，從“”以前的人民防空到現在的地下人防、車庫、下立交及隧道、地F等，這些開發在防空、提高空間利用率、降低環境污染、緩解交通擁堵壓力等方面起到了一定的作用。然而隨著城市化建設的步伐加快，城市日新月異，許許多多原有的地下建筑物、市政設施等由于各種原因造成具置不明確，形成為城市建設過程中的障礙物，對設計和施工造成不利影響。

高密度電法在水利水電、環境工程地質、工程地質勘察、城市工程物探、工程質量檢測等工程領域應用廣泛[1-4]，是地下空間開發項目首選的物探方法之一。論文從地下人防邊界定位項目出發，探討了高密度電法在探測廢棄地鐵線路方面的應用，探測結果與調研到的資料基本一致，效果十分明顯。從而說明高密度電法可用于地下空間開發過程中的地下構筑物探測，并且探測結果能夠為設計和施工提供參考依據。

2 高密度電法原理

直流高密度電阻率法簡稱為高密度電法，其勘探基本原理是以目標體與巖石、土層等目標圍巖之間存在電阻率差異為基礎，通過人工在地下建立穩定電流場，在地表觀測電位差和供電電流，計算出視電阻率，以此達到研究地下電流傳導規律的一種電法勘探方法[5]。這與常規電阻率法相同。相對于常規電阻率法而言，高密度電法具有如下優點：一次性完成電極不舍，防止因電極設置而引起的故障和干擾；可采用多種電極排列方式測量，獲取豐富的地電斷面結構特征信息；徹底地拋棄了視電阻率的概念，將所測得的大量數據利用現代的反演技術直接反演成真電阻率剖面圖，具有成本低、效率高，信息量豐富，解釋能力方面顯著提高。

野外測量時將全部電極（工程物探上一般是60根或120根）置于觀測剖面的各測點上，然后利用程控電極轉換開關控制各電極在測量電極和供電電極之間轉換，用微機快速自動采集數據，將測量數據處理后可得到相關地電斷面分布圖。

供電電極是向地下提供電流I，測量電極是測量兩電極之間的電位差ΔU，視電阻率ρs由以下公式計算：

式中，K為裝置系數。

高密度電法有十幾種測量排列裝置，如溫納裝置（Winner）、施倫貝爾裝置（Schlumberger）等，這些排列裝置都是從對稱四極、偶極―偶極、單極―偶極、單極―單極演變而來的，排列裝置不同其跑極方式和裝置系數均不同。

高密度電阻率法測量所得的視電阻率地電斷面精確解釋地質現象，需要通過反演得到更為精確的地電斷面分布圖[6]。常用的高密度電法二維反演程序是采用基于平滑約束的最小二乘反演方法，其優點是阻尼系數和平面過濾器能隨著數據類型而調整。基于平滑約束的最小二乘反演方法是假定二維電阻率反演所使用的模型由大量電阻率為常數的矩形單元組成，利用平滑約束最小二乘反演方法可以計算每一體元的電阻率，并使得計算的理論值與實測視電阻率值之殘差達到最小。其公式是：

其中，J為偏導數雅可比矩陣，C為二維平滑系數，λ為阻尼系數，d為模型參數修改矢量，g為殘差矢量。

3 現場工作布置

本項目為地塊商業開發項目，擬建地下人防（地下車庫），但在其紅線范圍內存在一段廢棄的地鐵線路，廢棄地鐵的位置及埋深影響著地下人防建設。該地塊近似三角形，長約170m，寬約120m，周圍為道路及其他基礎設施。廢棄地鐵隧道應該為空體，為高電阻物體，周邊土層為粘性土，為低電阻物體。兩者的電阻差異明顯，這符合高密度電法探測的地球物理前提。

由于已知廢棄地鐵的大致位置位于場地偏西，受到場地大小、場地內試樁施工及周邊設施限制，本次探測布設3條測線，測線近似南北方向布置，與已知地鐵走向斜交，均采用溫納裝置。所有測線均布設60個電極，其中測線一和測線三的電極距為3.0m，測線二的電極距為2.0m。測線的具體布置見圖1。

由于探測前一周均在下雨，地面較泥濘，接地電阻均較低。但是在靠近西側道路有一段混凝土地面，電極盡量大在混凝土上覆蓋的較厚泥土區，無覆蓋泥土區測線稍偏移，如測線二。在探測過程中，用GPS將每個電極的平面坐標定位出來，以便于后續確定異常位置，圖1中測線上的點即為實測位置。

4 資料分析

根據實測結果，采用軟件Res2dinv進行反演，反演結果見圖2。從圖2（a）中可以看出，在測線距離69～78m范圍內有明顯的低阻現象，其中心深度約9m。從圖2（b）中可以看出，在測線距離81～87m范圍內有明顯的低阻現象，其中心深度約8m。從圖2（c）中可以看出，在測線距離82～88m范圍內有明顯的低阻現象，其中心深度約6.5m。這三處異常的中心位置電極位于已知地鐵線路上。對測線三上的異常，現場進行鉆孔驗證，鉆孔到深度6m左右無法鉆下去，而地鐵的直徑約6m，這說明該異常是真實的反應。但是讓人不解的是廢棄的地鐵應該是空的，應該呈現高阻現象，而實測的結果卻是呈現低阻現象，猜測該段廢棄地鐵已封閉，內部全為積水。

5 結論

從上述兩個應用實例可以看出：

①在地下空間開發的過程中，應用高密度電法探測地下既有建筑物和市政設施，效果十分明顯。說明高密度電法可用于地下空間開發過程中的地下構筑物探測，并且探測結果能夠為設計和施工提供參考依據。

②對既有的地下建筑物和市政設施的物探探測，對探測目標的相關資料收集是十分必要的，@有助于對物探現象分析和解釋。

③城市中的高密度電法受場地影響嚴重，往往不能直接布線于目標區域，需要在目標區域外探測，并依據收集的資料確定目標區域的目標體分布情況。

④在地表有積水的情況下，高密度探測大片淺埋的低阻體時，可以很好地確定低阻體的邊界位置，但無法確定低阻體的埋深，并且對低阻體下部的情況產生影響，使得無法確定更深地質體的情況。

⑤在地下空間開發力度越來越大的今天，對于這種老而資料不全的地下構筑物探測是十分必要的。這些構筑物的電阻率與周邊介質存在較大差異，采用高密度電法可很好解決此類問題。

【參考文獻】

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篇10

關鍵詞：加油站；地下水污染；修復技術

中圖分類號：X52文獻標志碼：A文章編號：

1672-1683（2015）001-0057-04

Example analysis of Hebei Province gas station of groundwater pollution investigation

SU Ya-nan1，TIAN Xi-zhao2，LI Hong-chao2

（1.Hebei Provincial Environmental Scientific Research Institute ，Shijiazhuang 050037，China；

2.Hebei Institute of Environmental Geology Exploration，Shijiazhuang 050021，China）

Abstract：To petroleum contaminated site of the North China Plain Area as an example，By the investigation from the distribution of pollution sources，Establish the site hydrogeological model and he investigation from the field soil and groundwater，Some sampling methods are used as geophysical sampling，The investigation and analysis of samples of organic pollution on Soil and groundwater.it was concluded that The site of the soil and Groundwater are Contaminated in different extent，The shallow groundwater of Project site is polluted by Leakage of Refined oil in gas Station，The pollution caused by MTBE，Benzene，petroleum hydrocarbon and PAHs.While deep groundwater is not.

Key words：gas station；groundwater pollution；repair technology

目前，國內外加油站滲漏導致地下水污染的事故時有發生，加油站污染已經是一個世界性問題。石油主要是烷烴、環烷烴、芳香烴組成的混合物，具有致癌、致畸和致突變的潛在性。石油在環境中的大量存在嚴重影響整個生態系統。因此，全面了解石油類污染物在土壤及地下水中的吸附和遷移行為，預測分析石油泄露造成的土壤、地下水污染范圍和程度，可為加油站泄漏事故后的污染修復治理提供可靠地技術保證。

國外對加油站滲漏地下水污染問題的調查和研究已有多年歷史，已經歷了發現、調查、評估、立法控制等階段，建立了較為全面的監管體系，而國內在在這方面的研究才剛剛起步。本文通過收集研究區相關資料的基礎上，通過大量野外采樣數據分析，探索性的采取了物探高密度電法勘察法，模擬斷面圖，分析成品油污染影響程度及范圍。

1場地概況

1.1加油站污染概況

研究區面積約為15 km2，其中加油站占地約23 km2，位于城區中心北部，分布有辦公室和倉庫等建筑物，另外配有汽油加油機兩部和柴油加油機兩部，設有汽油罐2個，柴油罐2個，共4個，均非標準罐體，另外設隔油池及地下水監測井等相關配套設施。

自加油站開始營業起至發現油罐漏油并開挖油罐共64 d。確認2號油罐漏油后，加油站對罐區進行了開挖，將四個油罐全部移除后發現，油罐區僅在1號、2號罐的罐底存在混凝土防滲層，而在3號、4號罐罐底未做防滲且在2號罐東側存在漏油點，以致周邊形成局部油泥混合物，并延伸至防滲區外。開挖現場顯示，滲漏的汽油已經繞過防滲層滲漏至土層內，并向下運移。

1.2加油站特征污染物

加油站的地下儲油罐滲漏污染物主要為汽油等輕質燃料油。這些污染物中，被認為對人類健康威脅最大的是單環芳烴類，而作為無鉛汽油添加劑廣泛使用的甲基叔丁基醚，由于其特殊的遷移性和潛在的危害性也在近年來頗受關注。加油站泄漏的石油在重力作用下進入土壤和地下水中，其主要成分包括苯等揮發性有機物（VOCs）。在污染研究和治理過程中，因石油中有機烴常以液體形態存在，且難溶于水，同時密度比水小，因此被稱為輕質非水相流體（LNAPLs）。LNAPLs由點源泄漏后會在重力作用下在土壤包氣帶中垂向遷移，至毛細飽和區上界面后開始橫向鋪展，一直延至地下水面，最終漂浮在地下水面上形成 LNAPLs 的透鏡體。

2研究區地形地貌及水文地質條件

研究區的地貌單元屬山前傾斜平原古灤河沖洪積扇前緣與濱海平原交匯部位，地面標高為110 m左右。基巖地層主要為薊縣系、青白口系、寒武系、奧陶系、石炭系、二迭系。調查區無基巖，全部為第四系覆蓋。相關的含水層（組）主要為松散巖類孔隙水含水層（組），碳酸巖鹽類裂隙-巖溶水含水層（組）和基巖裂隙水含水層（組） ，詳見圖1。

圖1調查區水文地質圖

3場地包氣帶特征

地施工工程地質鉆探孔5個，基本上查明了地面以下45 m內的工程地質結構。同時采取取原狀土樣38件，進行土工試驗，明確了項目場地各個工程地質層的巖性和巖土性質。項目場地的地層巖性以粉土、粉砂、細砂和中砂為主，其各巖性的土工試驗結果統計見表1。

4現場抽/注水試驗

本場地施工的監測井進行了一次抽水試驗和兩個觀測孔的注水試驗。在場地抽水試驗的過程中也同步測量了地下水水溫的變化，見圖2、圖3。由該過程可知，在抽水過程中地下水水溫變化較大，尤其是在停泵和開泵的瞬時，水溫變化較劇烈，最終穩定在144 ℃左右。說明項目場地淺層地下水補給受限，循環交替作用緩慢。

5地球物理勘探

5.1物探儀器及工作方法

本次物探勘察儀器采用WGMD-4高密度電阻率測量系統。根據場區地形環境條件，現場情況及本次勘察目標為地

層中滲漏的燃油，根據燃油導電性差，與周圍環境存在相對高阻的電性差異，因此該勘察方法是有效的，該區物探方法選用高密度電法，工作裝置采用溫納裝置。

表1場地土工試驗成果統計分析

圖2場地施工監測孔抽水試驗水位標高動態過程曲線

圖3場地施工監測孔抽水試驗水溫動態過程曲線

5.2物探成果推斷解釋

通過野外采集數據，室內整理，得到該高密度電法剖面的視電阻率反演擬斷面圖（圖4）。該剖面位于加油站后側，自北東向南西布設，剖面長300 m，該剖面整體視電阻率值較低，且高低阻交替變化，變化區間為25～260 Ω?m，符合第四系地層視電阻率變化趨勢。參考相關已知資料，以80 Ω?m圈定高阻異常。

圖4場地高密度電法剖面的視電阻率反演擬斷面

5.3初步分析

綜上所述，由工程勘察鉆孔成果可知，該剖面下部地層依次為雜填土、粉土、細砂、粉土、粉砂、中砂、粉質黏土、中砂，也驗證了該剖面的整體視電阻率應相對較低及高低阻交替出現的結果，結合鉆孔成果推測該剖面中視電阻率高值異常為地層變化造成的電阻率差異影響。

由工作布置平面圖知該剖面140號-180號測點穿過漏點，該范圍內存在Ⅵ號、Ⅶ號兩處高阻異常，且二者異常形態及變化趨勢不同，由相關資料可知該加油站近期出現過漏油現象，推測淺部的Ⅵ號異常為燃油滲漏造成的電阻率差異影響。其影響濃積中心即為高值異常中心范圍，隨其擴散范圍的增大，視電阻率逐漸降低至周圍背景中，其影響范圍可參考異常范圍，直徑約15 m（145號-170號測點），縱深約10 m（-5～15 m）。而深部的Ⅶ號異常為地層地質變化造成的電阻率差異影響。

5.4物探結論

根據布設的高密度電法剖面的視電阻率擬斷面圖的分析及參考相關地質資料可以得到如下結論：該剖面整體視電阻率值較低，呈高低阻交替，是下部地層的正常反應。剖面中155號-165號測點下方的Ⅵ號高阻異常，推測為燃油滲漏造成的視電阻率異常，其濃積中心頂部埋深距現地表約-5 m，直徑約15 m（145號-170號測點），縱深約10 m（-5～15 m），隨擴散范圍的增大，濃度逐漸降低至環境背景值。

6場地土壤及地下水的污染特征分析

通過前期的資料收集、水文地質勘察及物探高密度電法勘察，已大致掌握了研究區的污染狀況。為了進一步明確研究區土壤及地下水的污染特征及范圍，進行了詳細的野外取樣及實驗室化驗分析。

6.1場地土壤污染評價

（1）場地土壤污染特征分析。

根據本次工作收集的加油站前期土壤監測成果，其監測工作分為兩部分，其一為鉆孔土壤PID測試數據；其二為土壤實驗室測試數據。

由加油站土壤PID監測數據可知，土壤污染的范圍集中在距泄露點48 m范圍內，此距離之外再無土壤氣污染檢出。同時可知，在泄露點東側檢出的PID數據要明顯低于在泄露點西側檢出的數據，說明泄露的成品油受油罐池底控制，在池底自東向西流動。由加油站土壤實驗室污染測試數據可知，在距泄露點33 m處，土壤污染在115 m深度處有檢出，而在195 m深度處未檢出。這與本次工作確定的土壤污染深度為150 m是一致的。距離大于50 m的鉆孔均為檢出各種污染物。

（2）土壤污染范圍的確定。

將本次所得土壤特征污染物分析化驗結果等值線剖面圖進行疊加，結合后文地球物理勘探結果驗證，并輔以高達公司的土壤采樣結果驗證，最終確定該加油站成品油泄露造成的主要土壤污染范圍為：以泄露點中心為圓心，以50 m為半徑的圓形，向下延伸約15 m的柱狀范圍，扣除上部26 m已開挖部分后，污染土壤的總體積大約為9734 m3，約合1 950 t。

6.2地下水基本指標污染評價

（1）淺層地下水。

通過水樣化驗結果分析及對項目場地的水文地質條件分析，確認項目場地內淺層地下水受到了唐胥路加油站成品油泄露的污染，其污染因子為甲基叔丁基醚、苯系物、石油烴和多環芳烴類，其污染程度達到了Ⅵ類（極重污染）和Ⅴ類（嚴重污染），其污染范圍主要分布在加油站場區內，加油站以外地區影響程度較小。

（2）深層地下水。

通過水樣化驗結果分析確認項目場地內深層地下水受到了甲基叔丁基醚、石油烴、多環芳烴總量的輕微污染。但通過對項目場地的水文地質條件分析，認為調查區內深層地下水的并未受到唐胥路加油站成品油泄露的污染，而是由其他因素造成的。

（3）污染原因分析。

綜合以上分析認為造成調查評價區內地下水污染的原因主要有兩類：其一為區域性的地下水污染：主要污染因子包括硫酸鹽、氯化物、總硬度、溶解性總固體、CODMn、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氟化物、鐵、錳、銅、揮發酚類、砷、鉛、鋅、汞和鉻（六價）等，其中氯化物、氟化物、總硬度、溶解性總固體、CODMn、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、鐵、錳和揮發酚類存在超過《地下水質量標準》（GB/T 14848-93）中Ⅲ類標準限值的現象。其二為加油站成品油泄露事件影響：主要污染因子包括CODMn、亞硝酸鹽、鉛、甲基叔丁基醚、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、石油烴和多環芳烴總量等，其各項污染指標均存在超過相關標準限值的現象。

7結論

（1）石油類有機污染場地的調查首先從場地識別入手，確定場地是否為有機類污染場地。而后進行場地踏勘，利用污染源追蹤的辦法，查清污染物的輸運方式、產生地以及輸運分布。

（2）污染范圍與深度圈定，首先利用物探技術對場地典型污染源區進行探查，概略確定污染源周圍的污染廣度與深度，然后采用坑探與鉆探的方法修正物探的探查成果，提高物探識別污染的可靠性。

（3）場地有機污染調查中，采用土壤氣現場測試篩查技術，有目的地指導取樣，避免了取樣的盲目性，節約了取樣成本和化驗費用。

（4）地下水分層取樣保證了不同含水層水質數據的可靠性和真實性。土壤樣品保存采用加分析醇密閉保護，提高了數據分析精度。

（5）石油類污染場地的污染物以單環芳烴所占比率最高，其次為烷烴和烯烴。干砂層和地下水波動帶的有機污染最為嚴重。重力和降水成為污染物下移的主要動力，不同巖性對污染物的運移和貯存有一定的控制作用。

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