山东省物化探勘查院 山东济南 250001
摘要：在工程建设过程中，为确保建筑安全性，需要对地质工程进行监控，通常是监控工程建筑物地基的有关不良地质现象、边坡工况以及围岩变化等，监控结果是预测险情的最有效方法。传统方法的应用受到一定条件限制。为确保地质工程监控结果的准确性，提出综合物探在地质工程监控中的应用研究。通过仿真试验证明，在地质工程监控中，综合物探法能够有效提升地质工程监控的工作效率。
关键词：综合物探；地质工程；工程监控
引言：在经济等方面不断发展的时代背景下，地质工程监控要求越来越复杂，各种传统方法的应用受到一定条件限制，因此提出综合物探在地质工程监控中的应用研究。通过对综合物探在地质工程监控中的应用机理进行研究，依托计算机数据处理技术，实现了综合物探在地质工程监控中的应用。
1.综合物探在地质工程监控中的应用机理分析
针对基于传统方法的地质工程监控技术，监控结果不准确的特征，应用电磁学性质、电性差异（电法勘探机理）作为综合物探方法在地质工程监控中的应用机理。综合物探找矿在地质工程监控中的应用机理，以传统物探方法为基础，对地质工程中的电磁场、天然电场、人工电场等分布规律进行分析研究。基于分析研究结果，应用电极布设来进行监控，为避免因设备布置带来的监控干扰，尽量一次性完成监控设备布置。同时避免监控设备故障带来的影响，用多种电极排列布置方式，通过有效的地质工程监控，将对地质工程原有特征电场的干扰降到最小，从而确保监控的地质工程所处位置的地面结构特征的精准性。
2.综合物探在地质工程监控中的应用方法
综合物探在地质工程监控中的应用，首先在地质工程地面排列电极。然后利用电场变化产生磁场规律，不断开启或切断电源，使地质工程产生变换的电磁场。最后应用物探设备，测量电极场的变化，并及时收集地质工程上的电场信息加以分析。针对地质工程上的电场信息，利用CSAMT法。首先通过改变地面电极发射的电波频率，利用电波频率的变化，实现同一时间内地质工程分层监控。然后提高电极发射的弹性波能量，增加波在运动过程中的弹性撞击与弹性压缩，来确保地质中反射波的能量和高频信号强度，确保电场信息收集的准确性。针对地质工程上的电场信息分析问题，要以原有的基础信息为主，结合收集到的电场信息，分析地质工程结构的深层次信息。同时还需借助计算机技术，例如CAD机械辅助制图技术，对所有地质工程数据进行整合，绘制地质工程资料、图纸等。
3.仿真应用
为了验证本文提出的综合物探在地质工程监控中的应用研究有效性，仿真一个处于施工期建筑物，依托相关地质资料，模拟该建筑所处地质情况，同时在仿真建筑物施工期过程中，不断改变地质情况，对综合物探在地质工程监控中的应用有效性进行验证。利用传统方法的地质工程监控技术为对照，进行两种方法监控有效性对比试验[1]。
3.1试验准备
随机选取地质工程中试验点3个，通过不断改变地基沉陷、基础断裂渗漏、地基滑动等参数，应用传统及综合物探两（电法及地震）种不同的地质工程监控方法进行监控，并将监控结果进行对比，将对比结果以准确度形式绘制于同一图表中。
3.2试验结果分析
应用计算机数据处理技术，对两种地质工程监控与实际地质变化对比结果进行绘制，试验结果表明：在地质工程监控中，综合物探相比于传统物探方法，监控准确率平均提高并且受监控时间影响不大，具有较高的工作效率，适合用于地质情况复杂的地质工程监控中，具有观测面广的特点。
4.案例分析
4.1矿区地球物理特征
对不同岩体介质进行实际测试，该矿区内各岩体介质地球物理特征见图表1。
图表1.测区岩体介质地球物理特征：
从表中可知：矿层、第四系及基岩之间在介电常数、电阻率和波速方面均存在差异，满足开展电阻率法、瞬态面波、探地雷达勘探条件[2]。
4.2资料成果解释
从雷达测试成果图可以看出L1测线的矿层的厚度在2.8~5.3米之间，L2测线的矿层的厚度在4.7~5.6米之间，L3测线的矿层的厚度在9.4~13.7米之间，L4测线的矿层的厚度在9.1~11.2米之间，L5测线的矿层深度在7.4~12.3之间，L6测线的矿层深度在3.4~6.7米之间，L7测线的矿层深度在7.4~12.3之间，L8测线的矿层深度在6.4~13.4米之间。从高密度电阻率法测试成果图（图1，图2）可以看出LD1线测线上矿层的厚度在1.9~16.3米之间，为高电阻率异常区域。LD2线测线的矿层厚度在2.6~13.2米之间，为高电阻率异常区域。
从瞬态面波各测点的面波深度--速度对应图3及图表1可知，矿山矿层区域的波速在300m/s~600m/s之间，从图3可知，分界线上方速度都在500m/s左右，下方速度都在500m/s以下，可以区别出上方为矿层区域。
图3.面波深度--速度图：
结论：
简而言之，通过对综合物探在地质工程监控中的应用机理进行研究，依托计算机数据处理技术，实现了综合物探在地质工程监控中的应用。通过仿真试验证明，在地质工程监控中，综合物探相比于传统物探方法，能够将监控准确率平均提高18.5%，具有实际应用价值。希望本文能为综合物探在地质工程监控中的应用提供参考价值。
参考文献：
[1]李大心.探地雷达探测方法与应用.北京：矿层出版社，2019.
[2]刘国兴.电法勘探原理与方法.北京：矿层出版社，2018.
论文作者:陈治国
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/9/25
标签：地质论文; 物探论文; 工程论文; 矿层论文; 电场论文; 方法论文; 电阻率论文; 《基层建设》2019年第20期论文;