摘 要：随着我国的不断发展，对工程勘探的要求和需求都在不断提高，为了保证工程勘探的效率和质量能够满足我国建设的要求，我们需要不断地对地质勘探的技术和理论进行探索和研究，而我国目前使用最频繁且反响最好的地质勘探方法就是物探方法，所以对物探方法的研究是提高我国工程地质勘探水平的重点所在。随着科学技术的日新月异，用于解决工程地质勘探中出现的问题的物探方法也在不断地得到补充。物探方法的不断进步极大地提高了工程地质勘探的质量，降低了地质勘探人员的工作量，为我国的发展起到了不可忽视的推动作用。但是就目前工程物探方法在地质勘探的运用情况而言，仍然存在着一些问题，这些问题或大或小，但是都影响到了地质勘探的工作。所以，对物探方法的进一步分析对提前我国地质勘探的水平有着积极的意义。本文对物探方法在工程地质勘探中的应用做出详细分析和具体阐述，以供工程勘探人员参考。
关键词：地质勘探；物探方法；研究
中图分类号：P631 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）14-0185-02
1 物探方法的概念
物探方法的全称是物理地球探测技术，它是在地质勘探工程的工作中使用范围最广的一类地质探测方法。物探方法的主要探测手段是通过地球底層以及地球周边存在的诸多物理场，如电场、磁场等物理场来进行一系列的地理探测工作。目前常用于物探的物理场包括六种，分别是地球的重力、电法、磁法、区域的地震、地表的地温、区域内放射性这六种地球的物理场[1]。在工程地质勘查工作的进行过程中，物探技术需要运用专业的技术手段和能与其相配合的专业设备对地球各个方面的变化进行检测，收集出现变化的数据，并做好数据的整理分析工作，为地质勘探工程的建设提供理论和数据上的支持。
2 物探方法的原理
物探技术的本质是光谱电磁技术的一种，它通过专业的探测设备来探测分析地球表层的地质分布情况。物探方法的理论基于地球物理学，同样的，它的主要研究对象也是地球的物理状况。这种勘探方法的具体实施步骤是在探测之前布置好一条测线，之后运用探地雷达等电磁波发射设备在特定的测点上发射高频宽带电磁波，由专门的接收装置回收反射的电磁波，之后由后续工作人员对回收的电磁波中蕴含的信息进行整理和解析，以此来了解地层的具体地质分布情况[2]。
3 物探方法的特征
当前使用的物探方法的最大特点就是稳定性，它在工程地质勘探工程中发挥极大地作用，能够给企业和社会带来可观的经济收益。除了稳定性之外，物探方法还具备探测得到的地质信息可靠度高、可探测到的范围广泛、适用的空间和时间范围广等优点。物探方法包括地震探测法和磁场探测法两种主要探测技术，不管是地震探测法还是磁场探测法，都能轻松地消除探测区域电场、磁场的物理干扰，故该方法应用范围和应用前景都十分广阔。即是探测环境并不理想，探测到的数据也比较可靠准确。这对顺利完成工程地质勘查工作有着积极的意义。在物探方法的实际应用过程当中，它具有的探测地质浅层范围广，探测速度快、得到的信息可靠等优良特点获得了施工人员的广泛认可[3]。
4 物探技术在工程地质勘探中的应用
4.1 探地雷达的应用
探地雷达的工作原理是对探测区域发射以宽频带脉冲形式为主的高频率电磁波，经过探测目标体的反射或透射后通过接收天线对返回的电磁波信号进行接收。当高频电磁波在不同的介质中传播时，因为不同介质的电性质和集合形态不相同，所以反馈的电磁波路径、电磁场强度和波形等参数也不同。探地雷达以此为原理，收集并处理分析时域波形，从而达到准确探测地下界面或探测目标的空间位置或物理结构的作用[4]。探地雷达的适用环境非常广，它的优点极多，其中突出优点包括极易掌握的操作技术、高分辨率和强大的抗干扰能力。只要探测目标与其周围电磁波介质之间的物理性质差异超过一定范围，探地雷达就能对其识别，也正因如此，探地雷达被广泛应用在地质勘探的工作之中。以某项地下管线勘探工程举例，该地下勘探工程的目的是勘探出场地地下埋设管线的埋藏位置和具体走向。将勘探得到的结果与施工结果进行比较，分析探地雷达勘探结果中较为典型的测线平面异常状况，我们可以得出探地雷达应用的先决条件，那就是勘探目标与其周围介质的介电常数和电磁波在两种介质中的波速要存在较显著的差别[5]。
4.2 电磁波的应用
地层以下的上下层介质之间的物理性质差异通过电磁波的传播特性可以得到充分的反映，介质的物理性质差异和反馈电磁波的反射波、振幅和波速三者互成正比。即介质的差异越小，反射波和振幅也就越弱；上下介质中的波速决定了反射波振幅的方向。如果反射波的反射系数为负，那么当电波从波速较大的介质进入波速较小的介质时的情况与反射系数为正的情况相反。当对地下敷设的双层管道进行探测时，要注意非金属管道内上界面的反射波振幅大。当它的内部组成成分为不相同的材质时，反射波和反射系数也各不相同。在内介质是水的情况下反射系数为负，反射波为反向；如果其内介质是气体的话，则情况与之相反[6]。
4.3 高密度电法
高密度电法相比于其他物探方法有着明显的优势，比如可以采集到较高精度的数据，可以在干扰较大的环境下工作等。以上优点使得采取这个方法获得的地质信息更加的全面，也更加多样化。所以这个方法也在其他领域得到了广泛地应用。高密度电法是阵列勘探方法的一种，这种方法使用的观测装置需要用心设置观测点的设置，观测点的密度相对于其他物探方法较高。并且在不同的勘探工程中，需要采取不同的观测点排列方式，这样可以划分地层中不同的岩土层。高密度电法的可行性和优点在许多工程中的应用过程中得到了验证。根据施工人员的施工经验，在灰岩地区对溶洞和破碎带的勘查工作运用此方法效果佳。
5 物探方法的应用手段
5.1 大地电磁探测技术
大地电磁探测技术是指将天然形成的交变电磁场作为电磁波的场源，勘探某处地质情况的一种物探方法。它的优点在于可探测深度较大且探测效果良好。除此之外，大地电磁探测技术还具备消除高阻层屏蔽作用影响的优点，和其他物探方法比起来，它对良导介质的分辨能力较强。因为它的以上优点，再加上它需要的设备轻便，所以大地电磁探测技术应用的范围相对广泛，带来的经济效益也较高。目前这种勘探技术的主要应用领域包括地热田、地震预警和石油的勘查工作，勘探成果和施工人员的反响也较好。
5.2 连续电导率剖面测量系统
连续电导率剖面测量系统和其他技术手段不同，它主要在探测信号不足的情况下运用，通过人工后期对探测信号进行补偿的勘查技术系统。和其他的技术手段相比，它的特点在于能够对电导率进行连续地补偿，并对提升电阻的分辨率有着积极的意义。它虽然很少单独使用，但是该系统能够有效地提高勘探结果的精准度和可靠度。
5.3 航空地面甚低频电磁技术
航空地面甚低频电磁技术最先由国外在20世纪末发明，是一种较为年轻的工程勘探手段，它根据良导层断裂、破碎的方向和腐蚀带的方向，运用其较低的电阻率追踪补偿的方法寻找岩脉和矿脉。航空甚低频地质探测技术在探测矿物质的结构和圈定地质矿化范围等方面有着突出的优点。航空地面甚低频电磁技术相对于于其他探测方法的最大特点在于它使用的探测设备搬运起来非常方便，这使得航空甚低频电磁技术可以应用于大部分环境[7]。另外，航空地面甚低频技术对资料的收集速度极快。但是航空地面甚低频电磁技术也有短板，当异常信息的变化相对较弱时，它的探测效果不是很好。也正因如此，这种探测方法主要在进行浅覆盖区和外围剖面的地质勘探中得到运用。
5.4 瞬间变化电磁场探测技术
瞬间变化探测技术的工作原理是电磁感应，通过专业的监测设备感应并记录电磁场在空間和时间上的变化，然后分析探测得到的涡流场结果，进而分析目标区域的地质特点和地质结构进行分析。
以上的几种探测方法都有着自身的独特优点、适合的探测环境和不同的适用范围，所以在使用的选择上灵活多变。这就要求工程地质勘探人员在物探工作中，要结合每项工作的具体要求和实际的环境条件，采取不同的物探方法，这样才能更好、更快地完成工程地质勘探工作。
6 结 语
根据以上内容不难看出，工程地质勘查中使用的物探方法的发展和科学技术的发展、设备的更新有着十分密切的联系。除去科技和设备的发展外，物探方法的发展还需要技术人员的不断收集并分析资料作为资料保障。在这个快速发展的社会，物探技术在实际需求和频繁应用的推动下将会获得更加快速的发展。
参考文献
[1]余 洋.工程地质勘查中物探方法的应用[J].企业技术开发，2017，36（12）：44～45+53.
[2]陈 蒙，陈 族.物探方法在工程地质勘查中的应用[J].科技创新导报，2017，14（30）：71～72.
[3]高 倩.物探方法在工程地质勘查中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2017（06）：176～177.
[4]杨 果.工程地质勘查中物探方法和钻探方法的结合应用策略[J].黑龙江科技信息，2017（01）：113.
[5]许 辰.物探方法在工程地质勘查中的应用[J].中国石油石化，2016（S1）：241.
[6]刘海君，黄尚佐.物探方法和钻探方法在工程地质勘查中的应用[J].江西建材，2013（06）：319～320.
[7]孙红光，徐 伟，刘凤祥.物探方法在工程地质勘查中的应用[J].门窗，2013（01）：235+240.
收稿日期：2018-4-14
作者简介：邓 迪（1981-），男，汉族，四川成都人，工程师，本科，主要从事水电站工程物探检测工作。