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综合物探技术在隧道水文地质勘察中的应用

研究

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来源：《西部资源》2024年第02期

［关键词］隧道；水文地质；勘察；综合物探技术

近些年来，我国大力发展基础设施建设，大量不同类型的建设项目不断涌现。其中建设项

目涉及到隧道挖掘的更是不在少数。为确保隧道施工的高效、安全，需要做好针对性的水文地

质勘察工作[1]。但是，很多隧道的水文地質条件十分复杂，勘察工作难度很大。针对这一情

况，还需要积极地应用一定的综合物探技术。

综合物探技术原理与特点1

在很多隧道的建设和施工过程中，隧道沿线地层岩性多变，地震区、岩溶、采空区、小型

危岩落石、崩塌等不良地质发育，特殊岩土广泛分布，勘察时空限制多[2]。水文地质勘察工

作是隧道施工的重要环节，其目的是了解地下水的分布、水位、水质等情况，为施工提供准确

的数据支撑。然而，在复杂的地下环境中，传统的人工勘察方法往往难以全面、准确地获取信

息，容易受到人为因素和环境因素的影响。综合物探技术是利用物理原理进行地质勘察的方

法，如地震波探测、电磁探测等，具有高效、快速、无损等特点。这些技术可以在不破坏地下

环境的情况下，快速获取地下信息，为勘察人员提供更加全面、准确的数据支撑[3]。通过物

探法可以获取地下空间的分布状态、地层界面等信息，结合地质资料和工程实践经验，可以较

为准确地预测地质情况。目前，在针对不同项目进行水文地质勘察的过程中，可以应用的综合

物探技术包含了多种不同的类型[4]。不同的物探技术格局特点，可以为不同类型地质的勘察

提供便利。例如，地质雷达探测是一种对地下不可见的目标进行定位的电磁技术，探测深度范

围在10～30m，但准确性更高。还有就是红外探水和水平钻孔，通过这些方法，不仅可以提

前知晓隧道前方水分布情况，还可以直接获得前方地质状况的直接证据。TSP地震波探测技术

是利用地震波反射原理，准确预报范围为前方100～150m。在具体的勘察工作开展过程中，

可以综合应用多种不同的技术手段，以提高勘察效果[5-7]。这些技术的应用可以有效提高勘察

效率，降低勘察成本，同时也能为隧道施工提供更加安全、可靠的数据支持。例如，地震波探

测技术可以通过发射地震波并分析其反射情况，了解地下岩层的分布和结构；电磁探测技术则

可以通过测量地下电导率来推断地下水的分布情况。然而需要注意的是，综合物探技术的应用

也需要结合其他勘察方法，如钻探等，以确保勘察结果的准确性和可靠性[8]。此外，在应用

综合物探技术时，也需要考虑到技术设备的成本、操作难度等因素，以确保技术的可行性和经

济性。利用“物探法”提前探测隧洞围岩，可以确定不良地质条件情况，采用“超前探孔”进行补

充、验证，准确有效预判不良地质段的位置、规模；另一方面做到“我随岩变”，通过支护措施

和及时封闭开挖面等加强措施，最大限度降低突泥、涌水、塌方等地质灾害的发生概率和危害

程度，确保隧洞施工开挖安全[9]。目前，在各类隧道建设施工中，十分注重加强物探、钻探

等综合手段对经过的重点难点施工地段围岩、地下水等的探测，以切实保障施工安全。

隧道2水文地质勘察中综合物探技术的应用案例分析

案2.1例概况

现有某隧道，位于云南省，该隧道所处地区的地形地貌主要为溶蚀侵蚀中低山地貌。从整

体地形角度进行分析，该隧道隧址区呈现出较大起伏的地形特点，隧址区发育断裂走向为南北

向。在前期工作中，勘察人员进行野外地质勘察，勘察结果显示，该隧道区域内的地下水涉及

到不同的类型，其中主要的类型为第四系松散堆积层孔隙潜水、基岩裂隙水、岩溶水。

相关2.2物探技术选择

根据地质调绘、钻探揭示，及原位测试和实验室试验，并结合l∶20万区域地质调查成

果，探测区第四系地层与下伏基岩交界处存在较大的波速差异。同时，基岩的风化程度也会导

致其波速差异。因此用浅层地震折射波法与瞬态瑞雷面波法勘探可进行第四系地层和下伏基岩

界线以及基岩风化层的划分[10]。地震折射波法和瞬态面波勘探技术均是地质勘察中常用的物

探方法，在隧道地质勘察中的应用十分广泛。另外，分析第四系地层特点，在该地层中包含多

种不同的物质，整体组成结构十分复杂。同时，不同物质在密实程度方面也存在较为显著的差

异。同时，受到外界环境因素影响，不同岩体在被风化情况方面存在一定的差异，以风化程度

之间的差异十分显著。在岩体破碎程度以及节理裂隙发育程度方面，也呈现出较大的差异。因

此，地层中不同物质存在电性、密度等方面的较大差异。考虑到这一情况，此次研究中，尝试

应用EH4大地电磁法这一物