工程物探技术方法与应用

CT技术的应用
2019/4/18
电法 “电法”是电法勘探的简称。它是以地壳中岩石、 矿石、流体的电、磁学性质的差异为物质基础， 利用电磁场（人工和天然）的空间和时间分布规 律，研究地质构造以及寻找能源和矿产等的一组 地球物理勘探方法。目前，电法勘探已成为一种 有效和应用广泛的物探方法。 有多种实施方案，其中包括自然电位法、电阻率 法、充电法、电磁法、激发极化法、探地雷达法、 各种电测井法、井中雷达法、跨孔和井间电磁波 CT技术、核磁共振等。

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2007年9月 4日，发布 行业标准 《城市工 程地球物 理探测规 范》 CJJ7-2007。

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规范的强制性条文
共5条，第3.0.11条、第3.0.17条、第3.0.20 条、第C.0.4条和第C.0.6条，实际工作中必 须严格执行。其中3条（第3.0.11条、第 3.0.17条、第3.0.20 ）与质量控制有关： 3.0.11城市工程地球物理探测仪器设备及 其附件应满足性能稳定、结构合理、构件 牢固可靠、防潮、抗震和绝缘性能良好的 要求。探测仪器应定期进行检查、校准和 保养。
第C.0.4条和第C.0.6条分别为爆炸物品的运 输、使用和保管以及放射性作业的安全保 护规定。
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工程物探方法

工程物探的发展过程 1）提出于上世纪八十年代中后期；根据服务内 容的变化逐步称谓“工程物探与检测”。 2）技术方法名称逐步丰富：高密度电法、地质雷 达、TEM法、浅层地震反射波法，折射波法与波速 测井、面波法、多道瞬态面波法、多波地震映像 法，还有管线探测、桩基检测、地脉动测试（微 振动测试），以及边坡稳定性观测 等。 3）仪器设备水平逐步提高：数字化、智能化，高 模数、大动态范围、低噪声。

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修订背景与历程
2005年9月 -10月征求意见，共发出征求 意见稿（函）77份，征求意见范围覆盖了 包括地质、冶金、煤炭、交通、城建、铁 道、水利、航天、核工业、地震、考古、 电子等12个行业和院校，返回50份，返回 率65%。 2005年12月 ，经过编写组对征求意见反 馈的讨论、分析消化，对规范又进行了进 一步的修改和完善，形成“送审稿”。

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修订后的主要内容
修订后的规范为15章共462条和 10个附录： 1 总则 2 术语、符号和代号 3 基本规定 4 直流电法 5 电磁法 6 浅层地震法 7 振动测试法 8 水声探测法 9 基桩动测法 10 地面高精度磁法 11天然放射性测量法 12 高精度重力法 13 地面温度测量法 14 井中探测法 2019/4/18 15 成果报告
工程物探技术方法与应用
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主要内容
一、《城市工程地球物理探测规范》介绍 二、认识工程地球物理探测方法 三、工程应用

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《城市工程地球物理探测规范》 介绍
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修订背景与历程
1、修订背景与任务来源 《城市勘察物探规范》（CJJ7-85）由原城乡建 设环境保护部1985年4月13日发布，于1985年 7月1日起试行。至今已历时近20年时间，在推进 探测技术的应用中发挥了很大作用 。 随着经济、技术的快速发展，特别是一些新技术 方法的相继出现并得以应用，以及探测仪器水平 的提高，《城市勘察物探规范》（CJJ7-85）的 内容已基本不适用也不全面，迫切需要修订。
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3）工程物探是综合性学科 工程物探与岩土工程检测技术，既涉及其 服务的领域，又涉及地质学、电子学、电 子计算机等学科，而我们从事工程物探与 检测技术的同行们，多数所学的是地质专 业或物探专业者居多，面对工程建设中地 质调查任务的复杂性，以及新技术层出不 穷的形势，同行们也应对所涉及学科努力 去学习。
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修订背景与历程
主要起草人（19人）： 李学军 赵竹占 周凤林 黄永进 孙振波 李大心 靳洪晓 陈德海 陈 达 魏岩峻 徐贵来 孙云志 吴永红 刘运平 杨玉坤 张善法 李书华 刘 勇 景朋涛
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修订背景与历程
3、修订历程 整个修订工作历时一年半（2004年6月20 日至2006年12月20日）。 共组织召开四次编写组工作会议：济南首 次会议，上海第二次会议，武汉第三次会 议，成都第四次会议；经过制定计划和大 纲、起草初稿、征求意见、送审、报批等 阶段 。
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技术方法与特点

基于地质条件变化、城市活动引起的电场、地 震波场、磁场、重力场、地热场、放射性等物 理场的变化，电法、地震法、磁法、重力、测 温、放射性勘探等各种方法可在实际中应用， 在陆地、水域、地下（井中及坑道）等不同条 件下取得效果，不仅解决了很多岩土工程问题， 也在研究环境地质问题方面发挥了作用，其中 包括地下水、地质构造、滑坡、埋藏物、物理 特性的探测等。

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工程物探工作值得注意的问题
1）地球物理条件的适应性
勘察任务不同，对应工程地点的地形、地 质条件不同，构成地质地球物理探测条件 的差异，利用物探技术去揭示和完成相应 的任务，关键在于是否具备地球物理条件 。
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2）工作前的试验工作 物探任务一来就比较急，工期短，时间紧，工作 难度大。而物探技术无论它是新技术，还是常规 技术，无论是弹性波勘察，还是电法，电磁技术， 均存在一个最佳采集方案，最佳采集装置的设计 问题。这些需要在正式工作前予以解决，选择好 的方案装置对保证勘探成果的质量尤为重要。同 时还需要强调物探原始资料的质量和物探资料的 完整与齐全，因为它是分析解释和结论的依据。

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4、建议按编写组意见将该规范更名为《城市工程 地球物理探测规范》，使之更切合我国城市工程 实际，便于规范的贯彻执行。 5、该规范将促进城市工程地球物理探测技术方法 的应用，提高城市工程地球物理探测工作的质量 和水平，有助于提高我国岩土工程勘察成果质量， 将产生显著的经济效益、社会效益和环境效益。 审查委员会一致认为，该规范作为《城市勘察 物探规范》（CJJ7-85）试行21年来的首次修订， 从内容、技术方法、技术指标、可操作性、经济 合理性等方面居国内领先水平。
审查结论

2006年4月6-7日在北京通过以何继善院士为主任委员、顾 宝和勘察大师为副主任委员的专家审查。结论如下： 1、修订工作符合工程建设标准修订工作程序和编写规定 的要求。该规范内容丰富、全面、针对性强，技术指标合 理，依据充分，技术方法可操作性和可选择性强，符合当 前我国国情和有关法规政策的要求。
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认识工作条件 把握工作原则

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技术方法与特点

城市工程地球物理探测： 地球物理探测技术方法在城市建设工程中的 应用。包括地球物理勘探和地球物理测试 。 利用目的物与周边介质的物理性质差异，运 用适当的地球物理原理和相应的仪器设备， 通过分析研究观测到的物理场，探查地质界 限、地质构造及其他目的物或目标；测定地 质体或地下人工埋设物的物理性质或工程特 性。
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修订背景与历程
2003年10月正式提出修订CJJ-85“规范” 的申请。 2004年4月14日，建设部以建标（2004） 66号文件发布《2004年度工程建设城建、 建工行业标准制订、修订计划》，明确了 对《城市勘察物探规范》（CJJ7-85）进 行修订的任务和要求。建设部标准定额司 以修订合同（2004-79）委托山东正元地 理信息工程有限责任公司主持具体修编工 作。

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修订背景与历程
2、编写组织 主编单位：山东正元地理信息工程有限责任公司
参编单位：建设综合勘察研究设计院、浙江省工程物探
勘察院、上海申丰地质新技术应用研究所有限公司、上海 岩土工程勘察设计研究院有限公司、上海市岩土工程检测 中心、中国地质大学（武汉）、北京勘察技术工程有限公 司、天津市勘察院、西安中交公路岩土工程有限责任公司、 水利部长江勘测技术研究所、核工业北京地质研究院、山 东岩土工程勘察测绘研究院、江苏海安智能仪器有限公司
附录A常见岩土介质物性参数参考表 附录B城市工程地球物理探测方法的适用范围 附录C地球物理探测安全保护规定 附录D直流电法装置形式及装置系数计算公式 附录E高密度电阻率法现场情况记录表格式 附录F浅层地震记录表格式 附录G地震仪校验方法 附录H地基振动测试法动力参数计算表格式 附录J地面温度测量记录表格式 附录K地球物理探测成果报告主要内容 本规范用词说明 条文说明
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2、该规范增加了许多新内容，基本涵盖了城市工 程地球物理探测的各种方法，在继承和保留传统 地球物理探测方法基础上，总结充实了近年来发 展和应用的新技术、新方法，符合专业标准的要 求，具有政策性、科学性、实用性。该规范集地 球物理勘探、工程质量检测与物理测试于一体， 具有技术先进性、系统性和创新性。 3、规范中强制性条文的制定，对于确保成果质量 具有重要意义。
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技术方法与特点

开展城市工程地球物理探测应具备下列基本条件： 1 被探测对象与其周围介质间存在一定的物性 （电性、弹性、磁性、密度、温度、放射性等） 差异； 2 被探测对象的几何尺寸（如厚度、宽度或直径 等）与其埋藏深度或探测距离之比不应小于1/10； 3 被探测对象激发的异常场应能够从干扰背景场 中分辩。
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济南
上海
武汉
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成都
修订背景与历程
2004年6月，提出修订计划，成立编写组， 按照任务和要求，确定了参编单位和编写 组成员。 2004年12月，经过编写组成员总结各单位 近年来相关技术实践成果，同时收集了解 和吸纳国内其他单位近年有关方法技术和 工作成果，在注意与现行有关技术标准的 接轨基础上，分组起草由主编汇总后形成 “修订稿初稿”。
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工程物探的内涵与地位 1）属于物探的一个分支，一门学科。但属 于岩土工程勘察的辅助手段、服务手段。 2） 物探先行，信息丰富，钻探验证，综 合勘察。 3）间接手段，多解性，局限性。
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随着环境科学和地球物理学的发展，地球物理学在环境科学中 的应用领域不断扩展，逐渐形成了一门新的学科――环境地球 物理学。 研究和解决环境问题的方法较多，与其他方法相比，环境地球 物理学方法具有独特的优点，是其他方法无法替代的。具体表 现在：①效率高、成本低。地球物理方法可以从地面遥测地下 介质特征的三维变化，而无需大量的钻井或探槽。探地雷达、 微重力等仅需几个人就能完成以前要几十人甚至上百人的环境 调查工作，大大节约了人力和物力。②适用范围广。除具有与 其他环境监测方法同样的应用领域外，环境地球物理方法在海 上、南北极地区等环境研究中更具有独特的优势。③覆盖率大。 通过钻孔和取样方法仅对点或线上的情况进行分析，而采用环 境地球物理方法却能达到对研究区整个空间的覆盖研究。④无 损检测。这是环境地球物理学方法适用于对堤坝、核废料库等 不能钻井取样的情况下的环境调查。⑤速度快。借助于高速计 算机，使得对环境地球物理测量数据的处理时间大大缩短。

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3.0.17 城市工程地球物理探测外业质量检 查量不得低于工作总量的5%。质量不满足 要求时应增加检查量，当检查量达到工作 总量的20%，质量仍不符合规定时，应重 新探测。 3.0.20 城市工程地球物理探测应采取相应 的探查手段验证或核实探测结果。

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技术方法与特点



电法：高密度电阻率法、探地雷达法、瞬变电磁 法、电磁感应法、电磁波透视法。核磁共振法※。 弹性波法：浅层地震法(反射法、折射法、透射法、 面波法)、基桩动测法及振动测试法、声波测井等。 磁法：高精度磁测法、磁梯度测井等。 重力法：高精度重力法。 温度法：地面温度测量法、温度测井。 放射性测量法：γ、α法以及同位素示踪。