運(yùn)用新型技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)勘察的研究

孫東輝

（天津華勘集團(tuán)有限公司 天津 300181）

先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)讓工作人員在進(jìn)行巖土勘察時(shí)擁有了更多的選擇，針對不同的地理位置和地質(zhì)條件采取相應(yīng)的勘查方法和手段。但專業(yè)人員不能盲目的使用新型技術(shù)，在勘察工作開始之前，工作人員要詳細(xì)分析各種新型技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇最為合適的新型技術(shù)提高地質(zhì)勘查的工作效率。工作人員在工作過程中，還要根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)不斷對技術(shù)進(jìn)行改革創(chuàng)新，不斷為工程提供更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，提高自身能力，獲取更多經(jīng)濟(jì)效益。

1 地質(zhì)勘查的意義

巖土工程勘察是運(yùn)用各種技術(shù)和手段，分析建筑現(xiàn)場周圍的地質(zhì)環(huán)境以及巖土特點(diǎn)，從而為后續(xù)工程的展開提供數(shù)據(jù)支持。巖土工程地質(zhì)勘察是指通過地質(zhì)調(diào)查、測繪、勘探、取樣、檢測等等步驟，對工程現(xiàn)場的地層條件、地貌、地下水位進(jìn)行分析，整合成文件之后提供給巖土工程，作為后續(xù)工程展開的參考和依據(jù)。做好地質(zhì)勘查這一工作，對巖土工程的建設(shè)和發(fā)展有著重要意義。

2 地質(zhì)勘查現(xiàn)狀

在地質(zhì)勘查這一行業(yè)中，勘查技術(shù)能夠直接關(guān)系到勘察質(zhì)量。但由于巖土工程工期較短，有時(shí)還會出現(xiàn)地形條件的限制，造成勘察難度過大，結(jié)果不準(zhǔn)確的現(xiàn)狀[1]。地質(zhì)勘查過程中常見的問題主要有以下幾種：①在工程開展之前，工作人員沒有了解當(dāng)?shù)氐牡孛铂F(xiàn)狀，忽視了環(huán)境對工程的作用。若在考察之前沒有了解當(dāng)?shù)氐貐^(qū)地貌變化，所得出的地基土層變化規(guī)律往往會有誤差，從而影響施工工期，增加工程成本。此外在勘查過程中還容易出現(xiàn)，忽視環(huán)境和工程的共同作用，在工程設(shè)計(jì)中忽略了周圍環(huán)境可能會帶來的影響。②部分勘察隊(duì)伍在勘查過程中為了降低勘查成本或縮減勘查時(shí)間，偶爾會少做某些勘查項(xiàng)目，這種行為不僅會影響勘察結(jié)果，還會造成巖土工程中的某些施工過程與實(shí)際情況不符。例如，工作人員在進(jìn)行鉆探取樣時(shí)，為了省事減少提鉆次數(shù)，從而造成界面劃分、構(gòu)造判斷、結(jié)構(gòu)面判斷等結(jié)果不準(zhǔn)確，或者無法發(fā)現(xiàn)地下存在的空洞、不明物體位置，對后續(xù)工程將會造成難以估量的損失。③在編制勘察結(jié)果時(shí)，由于勘查過程中存在漏洞，勘察報(bào)告編制人員業(yè)務(wù)水平不統(tǒng)一，容易導(dǎo)致勘察資料質(zhì)量出現(xiàn)問題，無法對巖土工程提供相應(yīng)的參考。

3 新型技術(shù)在地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

3.1 數(shù)字化勘察技術(shù)

3.1.1 數(shù)字化勘查技術(shù)

數(shù)字化在當(dāng)前社會中得到了快速發(fā)展，而且在各個(gè)方面都得到了廣泛應(yīng)用，巖土工程勘察也不例外。使用數(shù)字化的巖土工程勘察技術(shù)能夠有效提高勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性和勘查效率。通過對數(shù)字化勘察技術(shù)的分析和研究，了解到數(shù)字化勘察技術(shù)主要分為數(shù)字化建模方式和地形建模方式兩種。

數(shù)字化建模方式能夠準(zhǔn)確分析巖土工程現(xiàn)場周圍的地形和特點(diǎn)，精確反應(yīng)地形表面。例如，通過分析地層結(jié)構(gòu)能夠形成整個(gè)區(qū)域的表面圖，可以讓工作人員對巖石工程范圍內(nèi)的所有地形有全方位了解。數(shù)據(jù)信息在數(shù)字化建模方式中的應(yīng)用最為廣泛，工作人員通過整理、測量地面的某項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和建模。

OEM數(shù)據(jù)信息作為地形建模方式中的基礎(chǔ)信息，是指利用遙感技術(shù)得出的地形圖像進(jìn)行分析和建模。

另外，地質(zhì)三維數(shù)字化也在巖土工程勘察過程中大放異彩。地質(zhì)三維數(shù)字化技術(shù)主要是利用電腦分析地下數(shù)據(jù)，然后做出三維數(shù)字化處理。在使用三維數(shù)字化技術(shù)過程中，能夠準(zhǔn)確并全面的了解地下空間分布情況。工作人員要對三維技術(shù)檢測所得出的離散點(diǎn)進(jìn)行提取和分析，如此才能得到最為準(zhǔn)確的結(jié)果[2]。

3.1.2 數(shù)字化勘查數(shù)據(jù)系統(tǒng)

（1）設(shè)計(jì)巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫概念模型。巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫是巖土工程勘察數(shù)字化系統(tǒng)的基礎(chǔ)和支持，數(shù)據(jù)庫內(nèi)包括了與巖土工程勘察有關(guān)的所有問題。為了獲得準(zhǔn)確有效的信息概念數(shù)據(jù)模型，工作人員要利用實(shí)際測繪數(shù)據(jù)建立模型，因此必須建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。

（2）建立和完善數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫內(nèi)資料多種多樣，但大致可分為用戶原始數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、最終數(shù)據(jù)三種。首先，測點(diǎn)數(shù)據(jù)構(gòu)成了用戶原始數(shù)據(jù)庫，而幾何屬性數(shù)據(jù)和測點(diǎn)信息屬性數(shù)據(jù)又構(gòu)成了測點(diǎn)數(shù)據(jù)。其次，系統(tǒng)中間數(shù)據(jù)包含了地面三維模型、剖面模型等等，利用這些模型所制成的圖像可以用于工作人員查詢信息。最后，最終數(shù)據(jù)涉及的范圍和種類非常繁多，不僅有圖像資料還有文檔。

3.2 橫波反射法在地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

橫波反射法主要應(yīng)用于復(fù)雜的巖土介質(zhì)中，例如粒徑大于100mm，重量高于50g的碎石。巖石直徑、成分、硬度、結(jié)構(gòu)不同，造成的高頻電磁波的橫波反射通路不同，低碳雷達(dá)所得到的對應(yīng)波抗阻也會發(fā)生變化。工作人員可以根據(jù)這種勘查反射結(jié)果的不同，分析地下巖土層結(jié)構(gòu)和形態(tài)，從而判斷當(dāng)前的巖土層是否符合建筑工程施工需求，若兩者有出入可以根據(jù)探測結(jié)果進(jìn)行改造。

巖土工程地質(zhì)勘察人員使用橫波反射法，分析巖土層地下介質(zhì)內(nèi)部的地震橫波，并使用地表檢測儀器分析地震橫波結(jié)構(gòu)。地表檢測儀顯示的結(jié)果要與橫波反射結(jié)果進(jìn)行對比，由此能夠準(zhǔn)確反映巖土工程周圍的地質(zhì)條件、水文信息等。

3.3 多道瞬態(tài)面法在地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

多道瞬態(tài)面波法主要是使用面波技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)勘查。面波技術(shù)作為地震波的一種，有著蘊(yùn)含能量大、傳播速度慢的特點(diǎn)，它同樣也是地震過程中最晚被檢測到的地震波。這種地震波由于傳播速度慢，因此傳播范圍和持續(xù)時(shí)間較長，它本質(zhì)上屬于地震中的次聲波。介質(zhì)不同面波的傳播速度也會有差異，傳播速度越慢的面波，被工作人員勘查到的頻率越高[3]。

巖土工程技術(shù)人員在使用多道瞬態(tài)面波法勘查時(shí)，針對面波在不同介質(zhì)中的傳播方式、速度不同等特點(diǎn)，進(jìn)行分析和收集。地質(zhì)勘查過程中所使用的低碳雷達(dá)能夠準(zhǔn)確收集地下面波，有利于工作人員進(jìn)行采集、分析工作。

3.4 GIS勘察系統(tǒng)在地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

GIS勘查系統(tǒng)是一種綜合系統(tǒng)，它其中包括了TPS勘察軟件、低碳雷達(dá)技術(shù)、CT技術(shù)等等，將空間分析、空間造影、數(shù)據(jù)存儲有效融合在一起，幫助工作人員對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。GIS勘查系統(tǒng)可以提高勘查數(shù)據(jù)的有效性。GIS勘查系統(tǒng)在地質(zhì)勘查中的廣泛使用，不僅提高了勘查技術(shù)的智能化水平，還增加了工作效率，讓工作人員能夠?qū)崟r(shí)了解地下數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)變化，并將其從數(shù)字或文本變?yōu)槿S圖形，能夠讓工作人員直觀了解到地下巖土層情況。

4 地質(zhì)勘查技術(shù)的發(fā)展趨勢

數(shù)字化是將來新型技術(shù)在地質(zhì)勘查中的主要發(fā)展趨勢，通過分析橫波反射技術(shù)，多道瞬態(tài)面波技術(shù)，GIS勘查系統(tǒng)技術(shù)能夠大致了解數(shù)字化技術(shù)在地質(zhì)勘查中的應(yīng)用，已經(jīng)大大提高了地質(zhì)勘查的智能水平和效率。

（1）建立完整的GIS地質(zhì)信息數(shù)據(jù)庫，工作人員可以使用數(shù)據(jù)庫內(nèi)的信息分析巖土工程現(xiàn)場地質(zhì)結(jié)構(gòu)，有效縮短了工作時(shí)間。

（2）通過在地探雷達(dá)上增加智能傳感設(shè)備，可以提高工作人員數(shù)據(jù)分析的全面性和智能性。

（3）建立完整的勘察數(shù)據(jù)整理分析機(jī)制，利用大數(shù)據(jù)分析地質(zhì)勘查資料，并建立準(zhǔn)確的模型以供工作人員使用。

5 結(jié)語

綜上所述，新型技術(shù)在地質(zhì)勘查中的應(yīng)用，有效提高了勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性，增加了勘查效率。隨著各種新型技術(shù)的不斷出現(xiàn)，工作人員也要提高自身水平和實(shí)踐能力，加強(qiáng)對新型技術(shù)的掌握能力，不被時(shí)代所淘汰。