物探技术在高速公路溶岩地区地质勘探中的应用探究

物探技术在高速公路溶岩地区地质勘探中的应用探究

辽宁省交通规划设计院有限责任公司辽宁省沈阳市110116

摘要:熔岩主要分布在溶洞或者暗河附近等有大量的水富集的区域,熔岩地区的形态以及发育过程具有极高的隐蔽性和复杂性特点,如果在空洞上不进行勘察很容易会造成地面塌陷,给整个建筑工程的施工带来严重的安全威胁,所以必须要加强对于熔岩地区地质勘探。熔岩地区的勘察方法有很多,而且不同的勘查方法也有不同的效果,为此必须要针对性地选择恰当的地质勘查方法,能够有效提高熔岩地区地质勘查质量。本文主要分析了物探技术在熔岩地区地质勘探中的应用。

关键词:物探技术;高速公路工程;熔岩地区

引言:

当今社会,科学技术发展十分迅速,物测方式也愈发先进,提升物测技术能够为测量数据的精准度提供良好保障,从而为工程建设奠定良好基础。为了提升物测技术水平和应用效果,在今后发展过程中,还要确保该技术的不断发展,使其能够被广泛的应用于地热资源勘查工作中,提升测量精准性和科学性,促进我国地质勘查事业的健康稳定发展。

1物探方法的分类

地球物探的方式多种多样,截止到目前为止,一般可分为地面物测、钻井物测、航空物测等等。在钻井物探中,主要是通过地球物理的方式,对钻孔地质剖面进行分析,有效解决相关地质技术问题,具体包括密度、侧向、视电阻率、产状、中子、自然电位、井温、声波、水文流量、干硬、压力等等[1]。常见的物探方法包括以下几种:地震法,主要是借助地震波的传播规律对地下结构进行探测,判断地下是否存在有价值的矿藏。地震法具体包括透射波法、反射波法和折射波法等。电法在应用的过程中,主要是将岩石的电性作为依据,对地下水、地下矿藏等进行发掘,同时还能对地质构造进行解释,常见方式包括自然电场法、电测探法、电测剖面发以及感应法等。除上述提到的物探方式外,还包括磁法物探、高精度重力物探方法、高分辨率物探方法等等,这些测量资料一般会应用于断裂构造空间展布、区域构造单元划分、盆地基底起伏等研究工作中,通过磁法的实践应用,还能够对隐状岩浆岩体分布、与断裂带的关系和厚度等进行确定。

借助遥感技术,还能够获取航空图像和卫星图像,通过对不同比例尺和不同种类的航空遥感图像进行地质解释,能够对地质构造、地层以及地貌等进行判断,从而寻找最佳的水文地质条件,对地热溢出带、地面全点等进行判断。

伴随国内工程物探技术的进一步发展和提升,基于地球物理科学研发的一系列工程物探技术已经成为目前城市基础设施建设中工程物探的主要方式,在具体的工程物探实践中,基于地球物理科学的工程物探技术能够实现物探效率高,无损伤探测等技术优势

2熔岩地区基本情况

2.1我国熔岩地区现状

我国的熔岩地区主要集中在西南地区,由于熔岩地区地形地貌非常复杂,而且生态环境脆弱,所以在施工建设过程中必须要针对熔岩地区的实际情况进行勘查,从而有效提高熔岩地区勘察质量。熔岩在我国主要为碳酸盐岩地区,集中分布地在广西、贵州、云南和广东等,溶岩地区的主要形态包括溶洞、溶沟、溶槽、裂缝和暗河等。由于可溶性盐会在物理和化学作用下形成特殊的地貌,所以在土木建设工程施工过程中经常会出现稳定性、渗水性涌水的问题。如果在施工之前没有进行全面的排查,会导致整个施工工程的进度受到影响。从目前来看,我国的熔岩地区最大的问题就是石漠化现象非常严重,最主要的原因在于人为过度开采以及不合理的工作方式,导致熔岩地区经济发展水平落后,所以人类的活动更加频繁,熔岩地区自身的特殊地貌以及脆弱的生态环境,导致在熔岩地区的土木工程修筑受到很严重的干扰。

2.2熔岩地区地基特性

在熔岩地区分为3种地基,分别是裸露型地基、覆盖型地基以及埋藏型地基。其中裸露型地基最主要的就是指熔岩区域植被稀少,通常是熔岩地基以及石芽地基的部位,而且熔岩顶板稳定性较低,对于熔岩性质、顶板厚度等因素都会导致实际施工过程中出现质量问题。覆盖型地基的上部覆盖层可能超过几十米厚度,由于厚度不同,也会导致覆盖型地基的土层非常松软,尤其是大部分的覆盖层属于红黏土、冲洪积沙等特殊土质。在勘察覆盖群地基的过程中必须要针对地面沉降以及地面塌陷的问题进行全面分析,并且也应该针对地基的可承载力进行预测判断。埋藏型地基则是指碳酸盐层上部有其他可溶性的岩石覆盖,在实际施工建设过程中可溶性岩石的厚度和强度必须要保证满足建筑物的承载需求,在针对性勘查的过程中,必须要保证埋藏型地基地下熔岩发育情况进行深入勘察。

3工程概况

某高速公路的桥梁长约26.00km,其高架桥长约5.0km,共有A、B两个桥段,单线桥宽约16m,修建位置为107国道周边,这条高架桥的施工标段为3段。高架桥所处的地质环境为熔岩地质,进行第一标段施工的地区地质条件较复杂,土洞与溶洞并存,岩面起伏的程度较高。在进行该路段的设计之前会采用钻探地质来检测施工现场的环境,钻探涉及到的面积比较小,没有达到工程施工的标准。在工程进行施工之后,施工现场常常会出现沉降、塌孔等问题,这就会大大的阻碍了施工进度。要想保障公路工程的施工质量,提高施工的进度,就要对高架桥的地质情况进行再次复查,钻探要和物探结合在一起,运用这两种方法可以有效的降低安全事故出现。

4物探技术在勘察工作中的选则与使用原理

进行工程勘察时最常使用的方法是地质物探,地质勘察技术在我国使用的比较晚,但是发展的速度非常迅猛。迄今为止,已经出现了勘探水声、勘探电法、勘探微重力、勘探地震等十几种勘探技术。文章研究的工程地质较复杂,有残积层(亚黏土)、填土层(人工)、冲击层(中粗砂、细砂)3个覆盖层。溶洞与灰岩以及岩土层之间的电阻率、介电常数都存在很大的差异。因此在本路段进行施工时,选择了勘探高密度电法、勘探透地雷达、勘探浅层地震反射波这3种技术勘察施工现场的具体情况。

4.1透地雷达的基本勘探原理

透地雷达勘探技术的基本原理为介电常数差异(不同介质间),。发射天线贯穿整个电磁波发生了脉冲,传播脉冲的时候若存在介质,就会反射介电常数,之后出现的发射波借助接收天线将数据传播到仪器设备中,通过比较显示的数据就能得出不同地质条件下的环境条件。

4.2高密度电阻率法的基本勘探原理

高密度电阻率法的基本勘探原理为导电性差异(地下介质间),利用电极A与电极B提供电流I向地下输送,根据电极M与电极N的电位差Δv得到两个电极间的(电阻率值)。通过得到的电阻率值,进行分析、研究就可获悉地层中具体的电阻率值,进而推敲出异常,划分出地层。

4.3地震反射波法的基本勘探原理

地震反射波法的基本勘探原理为反射波的高分辨率,一个点发出的频率波可通过≥2个的通道接收,反复进行上面的操作,详细记录每一个反射点,通过研究分析、叠加CDP处理相应数据,进而获得详细的地震信息。

结束语:

熔岩又被称之为喀斯特,主要就是指可溶性岩层在水的作用下发生溶蚀,从而形成各种形态。通常熔岩能够划分为硫酸盐、碳酸盐等,熔岩地区进行工程建设如果没有充分针对工程地质进行勘察,很容易导致工程建设项目地质条件受到影响。

参考文献:

[1]刘铁雄.熔岩顶板与桩基作用机理分析与模拟试验研究[D].中南大学,2003.

[2]邓安迪.工程物探技术在地质勘察中的应用解析[J].世界有色金属,2017(08):191+193.

[3]邹维列.公路熔岩、软弱地层物探与缺水地区钻探新技术[J].中外公路,2007(04):200-203.

[4]王文州.物探技术在高速公路溶岩地区地质勘探中的应用[J].中外公路,2001,04:56-58.

[5]胡建华,卢超健,赵家明.浅析熔岩地区工程地质勘察手段及应用[J].浙江建筑,2016,33(6):17-20,31.

[6]王秀丽,赵振军,张敬东.浅谈工程物探技术在岩土工程中的应用及前景[J].中国新技术新产品,2011(23):58-58.

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