物探在城市轨道交通勘察中的应用及发展

物探在城市轨道交通勘察中的应用及发展

邹维

关键词：物探技术；城市轨道交通；地质勘察；应用

一、物探技术在城市轨道交通勘察中的应用要求

首先要注重做好勘察资料的收集工作。在城市轨道交通勘察的过程中，应充分重视起勘察基础资料的重要性，快速获取准确、全面、详实的勘察资料应成为广大勘察技术人员的工作内容和作业重点，从而有效提升勘察工作的质量和效率，确保城市轨道交通建设安排有序。

其次确保室内试验。务必确保岩土样品测试送达及时，并严格根据国家相应技术标准，在流程步骤以及结果上确保规范性、科学性。同时，重视岩土勘察报告的质量管控，避免产生现场情况与测试情况二者之间产生不同现象的问题，进而导致工程的施工成本费用的增加。

此外遵循发展规律。在进行城市轨道交通勘察时，应当立足于当地地质规律，实事求是，充分考虑和分析城市轨道交通的发展需要、建造条件、国土利用、城市人口布局等要素，合理进行的区域布局。

最后要突出勘察重点。由于城市轨道交通勘察工作具有高复杂性，在实施过程中投资一般较大。有鉴于此，应突出重点，利用上述的信息技术等高新科技手段实行全面的城市轨道交通勘察工作，拓宽综合勘察技术的应用范围，努力提高城市轨道交通勘察的精度、深度和广度。

二、物探技术的具体应用

2.1地震勘探地震勘探是物探各类勘察方法中最常用的方法之一，在石油矿产等领域应用广泛。在城轨项目勘察中，受场地条件以及安全因素等限制，多采用浅层地震反射法来解决勘察过程中遇到的间题。浅层地震反射法一般采用地震映像法。地震映像法主要利用反射波能量的强弱以及相位的时空特性来推断目标物或地质体的位置。目标物或地质体与周围介质的波阻抗差异越大行成的反射界面越明显，波阻抗差异小形成的反射界面就会减弱，甚至消失。也就是说波阻抗的差异大小是判断是否选择该方法的依据。在岩溶发育的灰岩地区，利用该方法可以探测一些规模不大的小型溶洞，可根据探测结果辅以地质钻孔验证提高探测精度。除此之外该方法还适用于探测管径较大的地下管线。

2.2井中电阻率法利用电测深法测试土壤电阻率，需要一定的场地条件来进行实施，当测点位于开阔地带且接地条件良好的情况时，利用电测深法可以快捷有效地测量土壤电阻率参数。当车站位于城市中心特别是老城区时，由于场地条件的限制造成电测深法无法实施。这种情况下可以采用井中电阻率法来进行土壤电阻率测试。测试原理与电测深法类似，不同的是在测试时可观测每一米深度的电阻率值，最终绘制钻孔深度一土壤电阻率曲线。各地层对应的电阻率值，反映出孔内不同深度、不同地层岩性的电阻率变化。该方法的优点是可以与现场地质钻探情况进行对比验证，测试结果更加细致，不受城市内地面条件等因素制约，并且可以在同一钻孔内做多项试验，变相节约了勘察成本。缺点是要求钻孔不能为干孔，必须有井液才能进行测试。

2.3电磁感应法电磁感应法是城市轨道交通项目勘察地下管线的一种主要物探方法、电磁感应法是通过向发射线圈供以谐变电流从而在地下建立谐变磁场，地下管线在谐变磁场的激发下形成的感生电流，然后在地面通过接收线圈测定二次电流所产生的谐变磁场，来推求地下管线的平面位置以及深度。电磁感应法的优点是快速、准确、仪器操作简单，尤其在浅地表探测地下管线时，效率高、精度准。缺点是只能探测金属管线，且探测深度较浅，一般来说探测深度不大于5米。

2.4地质雷达法该方法是利用目标物与周围介质的介电常数的差异作为物理条件，在非金属管线探侧方面应用广泛。地质雷达一般根据目标管线的大小与深度来选择不同中心频率的天线。天线选择的是否合理决定了探测的准确度，通常来说知率越低，分辨率越低，探测深度越大;频率越高，分辨率越高、探测深度越小。也就是说地质雷达适合探测埋深大管径大或是埋深浅管径小的管线。影响地质雷达对管道探测的因素主要有:(1)管道材质与周围回填物的电导性差异。电导性差异越大，雷达反应也越明显，反之亦然。

（2）管道周围土体的含水率、湿度越高，土体对雷达波的吸收越多，越不利于雷达的分辨，导致探测深度减小。同理，在地下水位较浅的地区不建议使用地质雷达法进行对深埋目标体的探测。

三、城市轨道交通勘察物探技术的发展方向

物探在城市轨道交通勘察中探测构造(断层、破碎带)、探测不良地质(采空区、岩溶、坑洞等)、测试岩土和环境参数等方面取得了较好效果，在探测隐伏断层、岩溶洞穴，测试剪切波速和探测地下管线等方面成为了主要手段，今后应进一步加大应用，发挥更大的作用。但是，从城市轨道交通岩土工程勘察的目的与任务中可以看到，城市轨道交通岩土工程勘察中大量勘察工作之一是详细查明岩土层厚度及分布，勘探深度一般为地面下50m以内。因此，探测和划分地层厚度、分布是今后物探的主要发展方向之一。探测和划分第四系地层可采用的方法主要有:横波反射法、纵波反射法、瑞雷面波法等。探测基岩埋深及风化层厚度可采用的方法主要有:瑞雷面波法、地震折射法(包括折射层析)、电测深法等。由于现有物探方法技术本身有一定的条件性，加之城市环境中受各种干扰较强和地表条件较差等不利影响，目前物探方法在地层划分和定量精度两方面一般还达不到勘察精度的要求。因此，研制适合城市地表条件，抗干扰强的仪器设备，提高物探地层划分和定量精度，研究新的物探方法和技术是需要解决的主要问题。

四、结束语

综上所述，要想在进行城市轨道交通建设时获取到精确的勘探岩土的分布情况、性质等基础资料，就务必要求勘察作业人员立足沿江城市实际，统筹研判，把GPS技术、横波反射技术等勘察技术与已有的勘察技术有机结合起来，进而全面勘探地质岩土性质，保证勘察数据信息的完整、精确，从而为推动沿江城市轨道交通建设打下坚实的基础。

参考文献：

[1]桂磊峰.城市轨道交通岩土工程勘察可持续发展探讨[J].科技风,2016（42）.

[2]张澍,李莎.物探技术在地铁项目勘察中的综合应用[J].工程建设与设计,2017（08）.