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)、鉆探和各種原位測試技術(shù)，為查明場地的工程地質(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。在上海地區(qū)的許多重點建設(shè)項目中，應(yīng)用這種方法解決了許多地質(zhì)問題。來源：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)計單位，開始利用物探方法，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，測定地下水流速、流向等。其時，采用的方法主要是電測深、聯(lián)合剖面等電阻率法，測地下水流速流向，采用充電法、自然電場法。1961年10月，上?？辈煸涸诮K徐州市下河頭工區(qū)，采用電測剖面法在石灰?guī)r地區(qū)圈出了裂隙、巖溶發(fā)育的富水有利地點。1965年6月，在浙江黃巖罐頭食品廠的供水勘察中，運用電測深法，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，在山東濟南市西郊水源地供水勘察中，采用磁法、電測深法和聯(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，用電測深法找水，提供了打井的有利地段和井位，經(jīng)鑿井檢驗，所提供的兩個井位，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)3π1型電位計作為測試儀器。60年代后期，上海地質(zhì)儀器廠研制成功DDC-2型電子自動補償儀，性能達到當(dāng)時國際先進水平。70年代，又以半導(dǎo)體器件的晶體管自動補償儀取代了電子管自動補償儀。70年代中期，陜西省地礦局物探隊提出一種新的物探找水方法——激發(fā)極化衰變場法。這種方法不僅可利用地層的電阻率差異來劃分含水層，而且利用含水帶（層）在1次場激發(fā)下的2次場衰變特性的差異，為區(qū)分地層的有水與無水、富水與貧水提供更為直接的資料。上?？辈煸涸?976年起，先后在安徽寧國電廠、山東萊蕪羊里水源地、安徽蚌埠麻紡廠水源地和浙江長興水源地等地，開展了激發(fā)極化衰變場法找水試驗工作。來源：考試大
二、工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用來源：考試大
上海的一些重點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)，為擬建場地的穩(wěn)定性和建廠適宜性評價提供資料。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?？辈煸河?981年5～10月，在4個擬選場地的7平方公里范圍內(nèi)，用電阻率測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，為廠址適宜性評價提供了依據(jù)。1982～1984年5月，中船勘察院又在擬建場地的初勘和詳勘中，用電阻率測深法探查基巖起伏，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等斷層分別通過測區(qū)的工程主體部位。根據(jù)磁異場大致勾出了1∶200測區(qū)內(nèi)火成巖性分界，進而配合了地質(zhì)填圖。
80年代，淺層地震勘察勘探技術(shù)得到迅速發(fā)展，引進了多種國外先進的信號增強型工程地震儀。1985年，上海地礦局物探隊與地礦部、鐵道部、中科院有關(guān)單位和同濟大學(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，對城市淺層地震、特別是淺層橫波反射法地震勘查技術(shù)進行了試驗研究。試驗結(jié)果表明，在城市地表存在高速屏蔽層及強干擾條件下，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)分層詳細資料，從而為在城市工程勘察中，運用物探方法開辟一條新的道路。1988～1989年5月，上海市地礦局物探隊受上海地鐵公司委托，承擔(dān)了上海地鐵一號線圓形隧道線路區(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5～50米深度范圍內(nèi)的軟土地層進行詳細劃分，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，以及妨礙隧道掘進的地下異物分布區(qū)，以便為進一步開展涌水、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，通過連續(xù)的地震相調(diào)查和少量鉆孔地質(zhì)資料對比，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)勘探手段難以達到的獨特作用，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，國內(nèi)引進的地質(zhì)雷達技術(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挖，3天后，當(dāng)開挖至-5.8米設(shè)計標(biāo)高時，西南側(cè)邊坡出現(xiàn)嚴(yán)重失穩(wěn)，支護鋼板排樁向坑內(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、4號墩臺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月開始至12月完成，任務(wù)是配合工程地質(zhì)詳勘，通過對穩(wěn)定區(qū)和非穩(wěn)定地層縱橫波速及動力參數(shù)測試對比，以及滑動面地質(zhì)雷達勘探，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，為了保證長江河口地區(qū)航道的疏通，對該水域進行專題工程地質(zhì)調(diào)查，任務(wù)是查明泥沙沉積現(xiàn)狀，并對水下地質(zhì)災(zāi)害及其發(fā)展趨勢作出定性評價。江蘇省地礦局物探隊在徐六涇——吳淞口一帶水域開展系統(tǒng)的淺地層剖面測量，工作比例尺為1∶100000～〗1∶50000，用無線電定位法進行精確定位，當(dāng)年完成1375.8公里測線。1985～1987年又進行重復(fù)觀測，并根據(jù)工作需要先后把測區(qū)東端延長到高橋，西端延伸到滸浦，控制水域面積約600平方公里，4年共完成測線總長度5304.2公里。
1985年10月，地礦部第一海洋地質(zhì)調(diào)查大隊和海洋地質(zhì)綜合研究大隊，對延安東路越江隧道進行水上地球物理調(diào)查。調(diào)查手段采用測深、旁測聲納掃描、淺地層剖面和磁法，并用微波測距儀進行導(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)，水深12.7米。從旁測聲納資料分析，發(fā)現(xiàn)江底有5個聲納異常，推測為江底沉船、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。通過磁法調(diào)查，發(fā)現(xiàn)9個磁異常點，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進一步在長江口水域開展淺地層剖面測量工作，工作范圍從吳淞口——園沙河口。比例尺為1∶50000，完成測線1448.6公里，控制水域450平方公里。1987年，編寫了《長江河口南支（吳淞口——園沙河口）淺地層剖面測量報告》，首次描述了長江河口水下地質(zhì)災(zāi)害。1988年，又向東海延伸，開展了橫沙——雞骨礁水域的淺層地層剖面測量工作，比例尺1∶100000～1∶200000，共完成測線2085.7公里，控制水域3300～3400平方公里。1989年，編寫出《長江口外（橫沙——雞骨礁）水域淺地層剖面測量報告》，第一次取得了該水域的淺地層剖面測量資料。
在延安東路隧道推進過程中，為了掌握江底微地形的變化，指導(dǎo)盾構(gòu)推進，確保越江隧道江中段的施工安全，進行了盾構(gòu)挖掘跟蹤監(jiān)測。每天在黃浦江80米×80米的水域上，進行精密水深測量，測量精度±0.1米。通過測量發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)推進的前方江底微地形一般拱起，影響范圍10～28米，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)開挖的土量吻合。通過跟蹤監(jiān)測，得出地形變化量來指導(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、放射性檢測中的應(yīng)用
近年來，物探還應(yīng)用于一些產(chǎn)品的放射性檢測。1991年，伽瑪射線探測技術(shù)研究所對上海天廚味精廠內(nèi)的天廚礦泉水進行了檢測，檢測結(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)會和上海伽瑪射線探測技術(shù)研究所，對上海地鐵徐家匯站臺花崗巖貼面部位進行現(xiàn)場放射性檢測，采用SY-500型便攜式微機多用伽瑪能譜儀，測定天然放射性核素（238U、226Ra、232Th、40K）、鈉鐳平衡系數(shù)（Kp）和伽瑪照射量率（X）。測定結(jié)果認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。
在工程建設(shè)的勘察階段，工程物探配合地質(zhì)、鉆探和各種原位測試技術(shù)，為查明場地的工程地質(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。在上海地區(qū)的許多重點建設(shè)項目中，應(yīng)用這種方法解決了許多地質(zhì)問題。來源：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)計單位，開始利用物探方法，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，測定地下水流速、流向等。其時，采用的方法主要是電測深、聯(lián)合剖面等電阻率法，測地下水流速流向，采用充電法、自然電場法。1961年10月，上?？辈煸涸诮K徐州市下河頭工區(qū)，采用電測剖面法在石灰?guī)r地區(qū)圈出了裂隙、巖溶發(fā)育的富水有利地點。1965年6月，在浙江黃巖罐頭食品廠的供水勘察中，運用電測深法，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，在山東濟南市西郊水源地供水勘察中，采用磁法、電測深法和聯(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，用電測深法找水，提供了打井的有利地段和井位，經(jīng)鑿井檢驗，所提供的兩個井位，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)3π1型電位計作為測試儀器。60年代后期，上海地質(zhì)儀器廠研制成功DDC-2型電子自動補償儀，性能達到當(dāng)時國際先進水平。70年代，又以半導(dǎo)體器件的晶體管自動補償儀取代了電子管自動補償儀。70年代中期，陜西省地礦局物探隊提出一種新的物探找水方法——激發(fā)極化衰變場法。這種方法不僅可利用地層的電阻率差異來劃分含水層，而且利用含水帶（層）在1次場激發(fā)下的2次場衰變特性的差異，為區(qū)分地層的有水與無水、富水與貧水提供更為直接的資料。上?？辈煸涸?976年起，先后在安徽寧國電廠、山東萊蕪羊里水源地、安徽蚌埠麻紡廠水源地和浙江長興水源地等地，開展了激發(fā)極化衰變場法找水試驗工作。來源：考試大
二、工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用來源：考試大
上海的一些重點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)，為擬建場地的穩(wěn)定性和建廠適宜性評價提供資料。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?？辈煸河?981年5～10月，在4個擬選場地的7平方公里范圍內(nèi)，用電阻率測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，為廠址適宜性評價提供了依據(jù)。1982～1984年5月，中船勘察院又在擬建場地的初勘和詳勘中，用電阻率測深法探查基巖起伏，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等斷層分別通過測區(qū)的工程主體部位。根據(jù)磁異場大致勾出了1∶200測區(qū)內(nèi)火成巖性分界，進而配合了地質(zhì)填圖。
80年代，淺層地震勘察勘探技術(shù)得到迅速發(fā)展，引進了多種國外先進的信號增強型工程地震儀。1985年，上海地礦局物探隊與地礦部、鐵道部、中科院有關(guān)單位和同濟大學(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，對城市淺層地震、特別是淺層橫波反射法地震勘查技術(shù)進行了試驗研究。試驗結(jié)果表明，在城市地表存在高速屏蔽層及強干擾條件下，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)分層詳細資料，從而為在城市工程勘察中，運用物探方法開辟一條新的道路。1988～1989年5月，上海市地礦局物探隊受上海地鐵公司委托，承擔(dān)了上海地鐵一號線圓形隧道線路區(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5～50米深度范圍內(nèi)的軟土地層進行詳細劃分，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，以及妨礙隧道掘進的地下異物分布區(qū)，以便為進一步開展涌水、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，通過連續(xù)的地震相調(diào)查和少量鉆孔地質(zhì)資料對比，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)勘探手段難以達到的獨特作用，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，國內(nèi)引進的地質(zhì)雷達技術(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挖，3天后，當(dāng)開挖至-5.8米設(shè)計標(biāo)高時，西南側(cè)邊坡出現(xiàn)嚴(yán)重失穩(wěn)，支護鋼板排樁向坑內(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、4號墩臺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月開始至12月完成，任務(wù)是配合工程地質(zhì)詳勘，通過對穩(wěn)定區(qū)和非穩(wěn)定地層縱橫波速及動力參數(shù)測試對比，以及滑動面地質(zhì)雷達勘探，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，為了保證長江河口地區(qū)航道的疏通，對該水域進行專題工程地質(zhì)調(diào)查，任務(wù)是查明泥沙沉積現(xiàn)狀，并對水下地質(zhì)災(zāi)害及其發(fā)展趨勢作出定性評價。江蘇省地礦局物探隊在徐六涇——吳淞口一帶水域開展系統(tǒng)的淺地層剖面測量，工作比例尺為1∶100000～〗1∶50000，用無線電定位法進行精確定位，當(dāng)年完成1375.8公里測線。1985～1987年又進行重復(fù)觀測，并根據(jù)工作需要先后把測區(qū)東端延長到高橋，西端延伸到滸浦，控制水域面積約600平方公里，4年共完成測線總長度5304.2公里。
1985年10月，地礦部第一海洋地質(zhì)調(diào)查大隊和海洋地質(zhì)綜合研究大隊，對延安東路越江隧道進行水上地球物理調(diào)查。調(diào)查手段采用測深、旁測聲納掃描、淺地層剖面和磁法，并用微波測距儀進行導(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)，水深12.7米。從旁測聲納資料分析，發(fā)現(xiàn)江底有5個聲納異常，推測為江底沉船、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。通過磁法調(diào)查，發(fā)現(xiàn)9個磁異常點，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進一步在長江口水域開展淺地層剖面測量工作，工作范圍從吳淞口——園沙河口。比例尺為1∶50000，完成測線1448.6公里，控制水域450平方公里。1987年，編寫了《長江河口南支（吳淞口——園沙河口）淺地層剖面測量報告》，首次描述了長江河口水下地質(zhì)災(zāi)害。1988年，又向東海延伸，開展了橫沙——雞骨礁水域的淺層地層剖面測量工作，比例尺1∶100000～1∶200000，共完成測線2085.7公里，控制水域3300～3400平方公里。1989年，編寫出《長江口外（橫沙——雞骨礁）水域淺地層剖面測量報告》，第一次取得了該水域的淺地層剖面測量資料。
在延安東路隧道推進過程中，為了掌握江底微地形的變化，指導(dǎo)盾構(gòu)推進，確保越江隧道江中段的施工安全，進行了盾構(gòu)挖掘跟蹤監(jiān)測。每天在黃浦江80米×80米的水域上，進行精密水深測量，測量精度±0.1米。通過測量發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)推進的前方江底微地形一般拱起，影響范圍10～28米，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)開挖的土量吻合。通過跟蹤監(jiān)測，得出地形變化量來指導(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、放射性檢測中的應(yīng)用
近年來，物探還應(yīng)用于一些產(chǎn)品的放射性檢測。1991年，伽瑪射線探測技術(shù)研究所對上海天廚味精廠內(nèi)的天廚礦泉水進行了檢測，檢測結(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)會和上海伽瑪射線探測技術(shù)研究所，對上海地鐵徐家匯站臺花崗巖貼面部位進行現(xiàn)場放射性檢測，采用SY-500型便攜式微機多用伽瑪能譜儀，測定天然放射性核素（238U、226Ra、232Th、40K）、鈉鐳平衡系數(shù)（Kp）和伽瑪照射量率（X）。測定結(jié)果認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。