第一節(jié)　地質(zhì)條件探查

在工程建設(shè)的勘察階段，工程物探配合地質(zhì)、鉆探和各種原位測(cè)試技術(shù)，為查明場(chǎng)地的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件和巖土的工程性狀提供資料。工程物探具有成本低、效率高，且能取得連續(xù)的地下剖面資料等優(yōu)點(diǎn)。在上海地區(qū)的許多重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目中，應(yīng)用這種方法解決了許多地質(zhì)問(wèn)題。來(lái)源：考試大

一、供水水文地質(zhì)勘察中的應(yīng)用

60年代，中央各部、委設(shè)在上海的勘察設(shè)計(jì)單位，開(kāi)始利用物探方法，為華東地區(qū)建設(shè)基地尋找地下水源和確定鑿井井位。在供水水文地質(zhì)勘察中，物探主要用于探查含水層的分布、厚度和埋深，尋找含水?dāng)鄬悠扑閹�，確定咸、淡水分界面，測(cè)定地下水流速、流向等。其時(shí)，采用的方法主要是電測(cè)深、聯(lián)合剖面等電阻率法，測(cè)地下水流速流向，采用充電法、自然電場(chǎng)法。1961年10月，上�？辈煸涸诮�蘇徐州市下河頭工區(qū)，采用電測(cè)剖面法在石灰?guī)r地區(qū)圈出了裂隙、巖溶發(fā)育的富水有利地點(diǎn)。1965年6月，在浙江黃巖罐頭食品廠的供水勘察中，運(yùn)用電測(cè)深法，解決了九峰地區(qū)咸、淡水分界線和含水層的埋深，及時(shí)提供了打井位置。1973年4月，在安徽合肥市李城地區(qū)供水水源地勘察中，利用電測(cè)深法，查明基巖起伏和第四紀(jì)含水層的分布、厚度和埋深。1974年10月，在山東濟(jì)南市西郊水源地供水勘察中，采用磁法、電測(cè)深法和聯(lián)合剖面法，查明灰?guī)r與火成巖的接觸帶和斷裂帶的分布，為進(jìn)一步詳勘指明了方向。1983年2月，中船勘察院在秦山核電廠供水水文地質(zhì)勘察中，用電測(cè)深法找水，提供了打井的有利地段和井位，經(jīng)鑿井檢驗(yàn)，所提供的兩個(gè)井位，出水量分別為1019立方米/日和887立方米/日，滿足了廠區(qū)生產(chǎn)和生活用水的需要。

在供水水文地質(zhì)勘察中，物探所采用的主要方法是電阻率法。60年代初期，采用蘇聯(lián)3π��1型電位計(jì)作為測(cè)試儀器。60年代后期，上海地質(zhì)儀器廠研制成功ddc-2型電子自動(dòng)補(bǔ)償儀，性能達(dá)到當(dāng)時(shí)國(guó)際先進(jìn)水平。70年代，又以半導(dǎo)體器件的晶體管自動(dòng)補(bǔ)償儀取代了電子管自動(dòng)補(bǔ)償儀。70年代中期，陜西省地礦局物探隊(duì)提出一種新的物探找水方法——激發(fā)極化衰變場(chǎng)法。這種方法不僅可利用地層的電阻率差異來(lái)劃分含水層，而且利用含水帶（層）在1次場(chǎng)激發(fā)下的2次場(chǎng)衰變特性的差異，為區(qū)分地層的有水與無(wú)水、富水與貧水提供更為直接的資料。上�？辈煸涸�于1976年起，先后在安徽寧國(guó)電廠、山東萊蕪羊里水源地、安徽蚌埠麻紡廠水源地和浙江長(zhǎng)興水源地等地，開(kāi)展了激發(fā)極化衰變場(chǎng)法找水試驗(yàn)工作。來(lái)源：考試大

二、工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用來(lái)源：考試大

上海的一些重點(diǎn)工程在可行性勘察和初步勘察中，要求物探查明地下基巖的起伏和埋深，以及斷層破碎帶的分布和性質(zhì)，為擬建場(chǎng)地的穩(wěn)定性和建廠適宜性評(píng)價(jià)提供資料。1965～1966年，華東電力院利用電法勘探，在貴州572電廠查明基巖地形和斷層分布，為確定地下廠房位置提供資料。在秦山核電廠一期工程的可行性勘察階段，上海勘察院于1981年5～10月，在4個(gè)擬選場(chǎng)地的7平方公里范圍內(nèi)，用電阻率測(cè)深法探查基巖埋藏深度，用聯(lián)合剖面法和磁法追索斷層，推斷斷層的傾向，為廠址適宜性評(píng)價(jià)提供了依據(jù)。1982～1984年5月，中船勘察院又在擬建場(chǎng)地的初勘和詳勘中，用電阻率測(cè)深法探查基巖起伏，探明了雙龍崗主體工程70米深度內(nèi)的基巖埋深，繪制出1∶500基巖等高線圖。用聯(lián)合剖面法和α徑跡法追索斷層，推斷了f2、f3、f4斷層，又發(fā)現(xiàn)了f102、f103、f105、f106等斷層分別通過(guò)測(cè)區(qū)的工程主體部位。根據(jù)磁異場(chǎng)大致勾出了1∶200測(cè)區(qū)內(nèi)火成巖性分界，進(jìn)而配合了地質(zhì)填圖。

80年代，淺層地震勘察勘探技術(shù)得到迅速發(fā)展，引進(jìn)了多種國(guó)外先進(jìn)的信號(hào)增強(qiáng)型工程地震儀。1985年，上海地礦局物探隊(duì)與地礦部、鐵道部、中科院有關(guān)單位和同濟(jì)大學(xué)海洋地質(zhì)研究所等單位密切合作，結(jié)合上海地鐵工程地質(zhì)勘察需要，對(duì)城市淺層地震、特別是淺層橫波反射法地震勘查技術(shù)進(jìn)行了試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，在城市地表存在高速屏蔽層及強(qiáng)干擾條件下，采用sh波淺層反射和cmp迭加觀察方式能獲得淺層、極淺層地質(zhì)分層詳細(xì)資料，從而為在城市工程勘察中，運(yùn)用物探方法開(kāi)辟一條新的道路。1988～1989年5月，上海市地礦局物探隊(duì)受上海地鐵公司委托，承擔(dān)了上海地鐵一號(hào)線圓形隧道線路區(qū)間災(zāi)害地質(zhì)調(diào)查中的淺層地震勘查工作，其任務(wù)是：對(duì)5～50米深度范圍內(nèi)的軟土地層進(jìn)行詳細(xì)劃分，并在此基礎(chǔ)上，結(jié)合線路區(qū)間已有的常規(guī)工程地質(zhì)詳勘資料，查明含水砂土、亞砂土的分布范圍、持力層和埋設(shè)層的突變地段，以及妨礙隧道掘進(jìn)的地下異物分布區(qū)，以便為進(jìn)一步開(kāi)展涌水、流砂、砂土液化、差異沉降、邊坡穩(wěn)定、地下異物詳勘提供依據(jù)。橫波反射法淺層地震勘探技術(shù)取得了良好的效果，通過(guò)連續(xù)的地震相調(diào)查和少量鉆孔地質(zhì)資料對(duì)比，全面查明了被查區(qū)內(nèi)5～50米深度范圍內(nèi)，各工程地質(zhì)層的連續(xù)分布特征，地震勘查資料連續(xù)性好，形象逼真，發(fā)揮了常規(guī)工程地質(zhì)勘探手段難以達(dá)到的獨(dú)特作用，發(fā)現(xiàn)了有礙地鐵施工的砂土或亞砂土的分布和持力層的突變地段。

90年代初，國(guó)內(nèi)引進(jìn)的地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)在上海市合流污水治理工程5.3標(biāo)沙涇港橋涵施工段滑坡調(diào)查工作中得到應(yīng)用。該工程1991年5月17日投入箱涵施工基坑開(kāi)挖，3天后，當(dāng)開(kāi)挖至-5.8米設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，西南側(cè)邊坡出現(xiàn)嚴(yán)重失穩(wěn)，支護(hù)鋼板排樁向坑內(nèi)大角度傾斜，坑內(nèi)淤泥質(zhì)粘土土體不斷上涌，導(dǎo)致基坑西南側(cè)的16號(hào)居民住宅樓東北角嚴(yán)重下沉，樓房整體折斷，并向東北方向傾斜，已施工完成的3號(hào)、4號(hào)墩臺(tái)大幅度向東北角推移，出現(xiàn)了嚴(yán)重的滑坡現(xiàn)象。為了查明原因和提出合理施工方案，上海市地礦局承擔(dān)了滑坡調(diào)查，其中物探工作自1991年8月開(kāi)始至12月完成，任務(wù)是配合工程地質(zhì)詳勘，通過(guò)對(duì)穩(wěn)定區(qū)和非穩(wěn)定地層縱橫波速及動(dòng)力參數(shù)測(cè)試對(duì)比，以及滑動(dòng)面地質(zhì)雷達(dá)勘探，分析確定滑坡體的空間范圍及引起失穩(wěn)的地質(zhì)原因。

三、水域工程地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用

1984年起，為了保證長(zhǎng)江河口地區(qū)航道的疏通，對(duì)該水域進(jìn)行專題工程地質(zhì)調(diào)查，任務(wù)是查明泥沙沉積現(xiàn)狀，并對(duì)水下地質(zhì)災(zāi)害及其發(fā)展趨勢(shì)作出定性評(píng)價(jià)。江蘇省地礦局物探隊(duì)在徐六涇——吳淞口一帶水域開(kāi)展系統(tǒng)的淺地層剖面測(cè)量，工作比例尺為1∶100000～〗1∶50000，用無(wú)線電定位法進(jìn)行精確定位，當(dāng)年完成1375.8公里測(cè)線。1985～1987年又進(jìn)行重復(fù)觀測(cè)，并根據(jù)工作需要先后把測(cè)區(qū)東端延長(zhǎng)到高橋，西端延伸到滸浦，控制水域面積約600平方公里，4年共完成測(cè)線總長(zhǎng)度5304.2公里。

1985年10月，地礦部第一海洋地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)和海洋地質(zhì)綜合研究大隊(duì)，對(duì)延安東路越江隧道進(jìn)行水上地球物理調(diào)查。調(diào)查手段采用測(cè)深、旁測(cè)聲納掃描、淺地層剖面和磁法，并用微波測(cè)距儀進(jìn)行導(dǎo)航定位。調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)江底地形東陡西緩，中心線在浦東一側(cè)，最大水深12.7米。從旁測(cè)聲納資料分析，發(fā)現(xiàn)江底有5個(gè)聲納異常，推測(cè)為江底沉船、江底電纜和建筑構(gòu)件。從淺地層剖面資料分析，江底下10～15米巖性較均一，未發(fā)現(xiàn)滑坡與斷裂現(xiàn)象，對(duì)照鉆孔資料，江底38米以上為灰色淤泥質(zhì)粘土及亞粘土，38米以下為灰綠色亞粘土層及粉砂層。通過(guò)磁法調(diào)查，發(fā)現(xiàn)9個(gè)磁異常點(diǎn)，其頂部與江面水面垂直距離為6～13.6米，后經(jīng)潛水員水下探摸驗(yàn)證，確為沉船和建筑構(gòu)件及江底電纜等。

1986年，上海市地礦局物探隊(duì)進(jìn)一步在長(zhǎng)江口水域開(kāi)展淺地層剖面測(cè)量工作，工作范圍從吳淞口——園沙河口。比例尺為1∶50000，完成測(cè)線1448.6公里，控制水域450平方公里。1987年，編寫了《長(zhǎng)江河口南支（吳淞口——園沙河口）淺地層剖面測(cè)量報(bào)告》，首次描述了長(zhǎng)江河口水下地質(zhì)災(zāi)害。1988年，又向東海延伸，開(kāi)展了橫沙——雞骨礁水域的淺層地層剖面測(cè)量工作，比例尺1∶100000～1∶200000，共完成測(cè)線2085.7公里，控制水域3300～3400平方公里。1989年，編寫出《長(zhǎng)江口外（橫沙——雞骨礁）水域淺地層剖面測(cè)量報(bào)告》，第一次取得了該水域的淺地層剖面測(cè)量資料。

在延安東路隧道推進(jìn)過(guò)程中，為了掌握江底微地形的變化，指導(dǎo)盾構(gòu)推進(jìn)，確保越江隧道江中段的施工安全，進(jìn)行了盾構(gòu)挖掘跟蹤監(jiān)測(cè)。每天在黃浦江80米×80米的水域上，進(jìn)行精密水深測(cè)量，測(cè)量精度±0.1米。通過(guò)測(cè)量發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)推進(jìn)的前方江底微地形一般拱起，影響范圍10～28米，最大拱起量為0.7米，最小為0.32米。盾構(gòu)后方則出現(xiàn)微地形沉降，以盾構(gòu)后10米為例，一般沉降量為0.05～0.2米。上述結(jié)論與江底盾構(gòu)開(kāi)挖的土量吻合。通過(guò)跟蹤監(jiān)測(cè)，得出地形變化量來(lái)指導(dǎo)盾構(gòu)挖掘速度，指導(dǎo)出土方量，為江中段盾構(gòu)施工的安全提供了保證。

四、放射性檢測(cè)中的應(yīng)用

近年來(lái)，物探還應(yīng)用于一些產(chǎn)品的放射性檢測(cè)。1991年，伽瑪射線探測(cè)技術(shù)研究所對(duì)上海天廚味精廠內(nèi)的天廚礦泉水進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果礦泉水的質(zhì)量符合gb6566-86的標(biāo)準(zhǔn)，保證了人體的健康。1993年2月，上海市地球物理學(xué)會(huì)和上海伽瑪射線探測(cè)技術(shù)研究所，對(duì)上海地鐵徐家匯站臺(tái)花崗巖貼面部位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)放射性檢測(cè)，采用sy-500型便攜式微機(jī)多用伽瑪能譜儀，測(cè)定天然放射性核素（238u、226ra、232th、40k）、鈉鐳平衡系數(shù)（kp）和伽瑪照射量率（x）。測(cè)定結(jié)果認(rèn)為這些建材符合使用標(biāo)準(zhǔn)，可以供住房和公共生活用房使用。