復(fù)雜地質(zhì)區(qū)的地質(zhì)勘查方法及技術(shù)的應(yīng)用研究

劉惠果

貴州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 貴州貴陽(yáng) 550023

巖土工程勘察屬于工程建設(shè)的第一環(huán)節(jié)，也是工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。對(duì)于勘察方而言，必須準(zhǔn)確評(píng)價(jià)分析工程地質(zhì)條件，從而確?？辈熨|(zhì)量。為此，在項(xiàng)目施工前施工人員需要充分勘察項(xiàng)目情況，掌握施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)特性與環(huán)境條件，以便結(jié)合工程實(shí)際確定合理的施工方案，盡量保障工程施工質(zhì)量。我國(guó)國(guó)土面積遼闊，地質(zhì)條件頗為復(fù)雜，這在一定程度上增大了巖土工程勘察的難度，復(fù)雜的地質(zhì)條件往往會(huì)影響勘察信息的準(zhǔn)確性。為此，有必要對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下的巖土工程勘察技術(shù)與要點(diǎn)進(jìn)行研究，以期提高復(fù)雜地質(zhì)條件下巖土工程勘察質(zhì)量。

1 工程地質(zhì)勘察的內(nèi)容

工程地質(zhì)勘察是指發(fā)現(xiàn)、研究并努力解決工程建設(shè)中任何問(wèn)題的一項(xiàng)科學(xué)活動(dòng)。其內(nèi)容包括在建設(shè)前進(jìn)行全面的地質(zhì)考察，評(píng)價(jià)該片地區(qū)的地質(zhì)條件，發(fā)現(xiàn)這片地區(qū)的地質(zhì)問(wèn)題。根據(jù)全面的工程地質(zhì)勘察可以提前了解建設(shè)工程中所可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)事故，針對(duì)這些風(fēng)險(xiǎn)事項(xiàng)，建設(shè)者可以提前制定解決風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題的對(duì)策，從而提高工程的建設(shè)效率，保證工程順利進(jìn)行。

2 巖土工程結(jié)構(gòu)勘察過(guò)程中存在的難點(diǎn)

2.1 對(duì)于巖土工程信息表達(dá)和流程設(shè)置的更高要求

巖土工程的具體勘察流程之中對(duì)于路面平整度的要求越來(lái)越高，需要在巖土工程結(jié)構(gòu)勘察之中采取科學(xué)先進(jìn)的數(shù)字化地圖和勘察模擬方法，確保巖土工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的高強(qiáng)度。巖土工程施工的安全風(fēng)險(xiǎn)因素類(lèi)型比較復(fù)雜，現(xiàn)階段我國(guó)巖土工程勘察流程之中還有很多缺陷，設(shè)計(jì)中常常出現(xiàn)忽視風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別工作和地質(zhì)勘察流程的問(wèn)題，數(shù)字化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用能力不夠，導(dǎo)致了巖土工程質(zhì)量和效益的破壞。為了使數(shù)字化技術(shù)的效果實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化，勘探單位必須關(guān)注巖土工程運(yùn)作各方面的管理，實(shí)踐中總是忽視了工程地質(zhì)勘察流程要點(diǎn)和管理流程，需要在巖土工程數(shù)字化地圖工作實(shí)踐過(guò)程中進(jìn)行全方位的改進(jìn)與完善。

2.2 野外勘探問(wèn)題

首先，部分工作人員在野外進(jìn)行巖土工程勘測(cè)的時(shí)候，如果在調(diào)零的過(guò)程中存在失誤，就會(huì)導(dǎo)致后續(xù)測(cè)試數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確，影響巖土工程勘測(cè)工作的順利進(jìn)行，當(dāng)溫差比較大的時(shí)候，測(cè)試數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確性就更加明顯。其次，在巖土工程勘測(cè)的過(guò)程中，還存在勘測(cè)點(diǎn)的深度以及相鄰勘測(cè)點(diǎn)之間間距有問(wèn)題的情況。在進(jìn)行勘查的過(guò)程中，需要明確的要求，當(dāng)工作人員遇到復(fù)雜情況時(shí)，需要在工程勘察現(xiàn)場(chǎng)增加相應(yīng)的勘測(cè)點(diǎn)位，這樣才能更好地保證巖土工程勘測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，但是在實(shí)際勘查的過(guò)程中，有些工作人員并沒(méi)有增加勘查點(diǎn)的數(shù)量，工作人員在工作的過(guò)程中還缺少耐心，工作較為隨意，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)檢測(cè)過(guò)程中存在的各項(xiàng)問(wèn)題，這樣就導(dǎo)致檢測(cè)的數(shù)據(jù)存在很多誤差，嚴(yán)重影響到工程勘查工作的順利進(jìn)行[1]。

2.3 水文地質(zhì)問(wèn)題產(chǎn)生的原因較多

地質(zhì)問(wèn)題往往摻雜著各種復(fù)雜的自然情況。而水文地質(zhì)問(wèn)題與當(dāng)?shù)氐牡叵滤疇顩r息息相關(guān)。地下水位的變動(dòng)、地下水的壓力變化都會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)產(chǎn)生較大影響。當(dāng)?shù)叵滤唤档屯鶗?huì)造成地面坍塌、地表干裂等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致建筑物下沉，影響工程的安全性。而地下水位上升則可能會(huì)導(dǎo)致該片地區(qū)沼澤化，嚴(yán)重者會(huì)腐蝕當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)。頻繁的地下水位變動(dòng)也不利于當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)安全。水位變動(dòng)會(huì)導(dǎo)致該地區(qū)土地內(nèi)微量元素的流失，從而降低該片地區(qū)水文的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，也導(dǎo)致土質(zhì)松動(dòng)。一般來(lái)說(shuō)，流動(dòng)水的壓力變化不會(huì)產(chǎn)生較大影響，而人為導(dǎo)致的地下水壓力變化對(duì)水文地質(zhì)造成的危害也不少見(jiàn)。改變了地下水的壓力平衡就會(huì)導(dǎo)致受力不均，從而導(dǎo)致流沙等較為嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害。

3 復(fù)雜地形地質(zhì)環(huán)境巖土工程的勘察技術(shù)

3.1 地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)

巖土地質(zhì)測(cè)繪的目的主要是調(diào)查所在區(qū)域的巖土地形特點(diǎn)，評(píng)估這一地區(qū)的地形特征、地貌特征以及地層組成、地質(zhì)構(gòu)造等情況，判斷是否有不良地質(zhì)作用存在。通過(guò)地質(zhì)測(cè)繪作業(yè)可以了解區(qū)域內(nèi)的巖土的成分、性質(zhì)、形成年代等等，也能鑒定巖土層的風(fēng)化情況[2]。

3.2 巖層鉆探技術(shù)

巖層鉆探技術(shù)的原理是利用鉆機(jī)設(shè)備來(lái)獲取土層樣本，對(duì)樣本理化性質(zhì)進(jìn)行分析，獲取地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)，以了解巖土工程地質(zhì)情況。在具體實(shí)踐中，第一，在區(qū)域內(nèi)選擇合適的鉆探點(diǎn)，同時(shí)選用適宜的鉆機(jī)設(shè)備。如臺(tái)式鉆機(jī)、回轉(zhuǎn)鉆機(jī)等都屬于常用的鉆進(jìn)機(jī)械，對(duì)鉆進(jìn)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行調(diào)試，使其可以滿(mǎn)足相應(yīng)的鉆進(jìn)要求。第二，在鉆進(jìn)過(guò)程中，要對(duì)鉆進(jìn)參數(shù)進(jìn)行合理控制，包括鉆進(jìn)深度、鉆進(jìn)直徑等，確保巖心采集率超過(guò)90%，采集多組鉆芯后進(jìn)行編號(hào)、保存，以便后續(xù)檢測(cè)工作的順利進(jìn)行。

3.3 原位測(cè)試試驗(yàn)

在巖土工程勘察過(guò)程中，原位測(cè)試是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。相關(guān)工作人員應(yīng)按照技地層條件和技術(shù)要求進(jìn)行原位測(cè)試方式的科學(xué)選擇。特別是在較為復(fù)雜、巖土層較多的地質(zhì)區(qū)域，通常要選用多種原位測(cè)試方式。比如在沿海地區(qū)，上部地層結(jié)構(gòu)常分布有黏性土、粉土、軟土、砂土等不同類(lèi)型的土，這就需要用到標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)（SPT）、十字板剪切試驗(yàn)（VST）、靜力觸探試驗(yàn)（CPT）等多種原位測(cè)試技術(shù)。相關(guān)工作人員在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試工作中，應(yīng)確保符合操作規(guī)范，做到嚴(yán)格有序進(jìn)行。根據(jù)不同的土質(zhì)選擇合理的試驗(yàn)方法，這樣能夠?qū)?fù)雜地質(zhì)條件下的巖土工程特性指標(biāo)做到有效反映，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，確保巖土工程勘察工作的合理有效。與此同時(shí)，我們也能夠看到，作為新技術(shù)工藝的發(fā)展方向之一，原位測(cè)試自動(dòng)化與數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化技術(shù)通過(guò)有效的模塊標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于人為操作失誤有控制作用，使其能夠提高人為作業(yè)的精確度，提升測(cè)試效果及可靠性[3]。

3.4 RTK技術(shù)的應(yīng)用

RTK技術(shù)在地質(zhì)勘查中的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)信息的動(dòng)態(tài)化檢測(cè)，具體的技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，需在基準(zhǔn)臺(tái)上進(jìn)行信號(hào)接收裝置的布設(shè)，但在信息采集和獲取的過(guò)程中，并非只在基準(zhǔn)臺(tái)上完成，也可以通過(guò)流動(dòng)臺(tái)來(lái)進(jìn)行信號(hào)的接收，這些信號(hào)接收可以保障地質(zhì)勘察工作的順利開(kāi)展。當(dāng)接收到了相應(yīng)的信息以后，專(zhuān)業(yè)人員需對(duì)基準(zhǔn)臺(tái)和流動(dòng)臺(tái)所接收到的數(shù)據(jù)加以全面對(duì)比，掌握二者之間的差值，最后利用無(wú)線(xiàn)來(lái)完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸，當(dāng)這些差值信息傳輸?shù)搅鲃?dòng)站以后，也就可以得到更為完整、準(zhǔn)確的勘察數(shù)據(jù)和信息。水工環(huán)地質(zhì)勘察中，RTK是一種關(guān)鍵的勘察技術(shù)，在利用該技術(shù)開(kāi)展勘察任務(wù)時(shí)，操作相對(duì)簡(jiǎn)單，且應(yīng)用效果良好，這些優(yōu)勢(shì)使得其在地質(zhì)勘察中得到了極為廣泛的應(yīng)用，未來(lái)將有著更大的應(yīng)用范圍和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

3.5 室內(nèi)試驗(yàn)

根據(jù)擬建現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中發(fā)現(xiàn)的巖土工程問(wèn)題，確定相應(yīng)的室內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)行深入分析。通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)來(lái)明確巖土有關(guān)物理力學(xué)指標(biāo)，從而為后續(xù)的巖土工程評(píng)價(jià)提供有力的依據(jù)。物理性指標(biāo)試驗(yàn)通常包括下列幾種：測(cè)定土層的物理性質(zhì)試驗(yàn)；顆粒分析試驗(yàn)以明確砂土的具體名稱(chēng)；壓縮試驗(yàn)用于判斷土的壓縮性；水質(zhì)分析試驗(yàn)用于對(duì)地下水化學(xué)類(lèi)型進(jìn)行判斷。

4 提升巖土工程勘察技術(shù)的方法

4.1 提高地質(zhì)測(cè)繪水平

巖土工程勘察是在復(fù)雜地形地質(zhì)條件下完成的，要從根本上提升勘察的質(zhì)量和效率，必須提高勘察技術(shù)人員的工作水平和能力。地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)是巖土工程勘察的重要組成部分，提升該技術(shù)水平可以應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜地形地質(zhì)條件下的工程勘察工作。由此可知，地質(zhì)測(cè)繪的質(zhì)量和水平直接關(guān)系到巖土工程勘察的結(jié)果。應(yīng)用地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)，能夠?qū)μ囟▍^(qū)域內(nèi)的地形環(huán)境進(jìn)行測(cè)繪，勘察人員可以根據(jù)測(cè)繪結(jié)果，全面地了解區(qū)域周?chē)h(huán)境情況，并完成相關(guān)分析和取樣工作，獲得該區(qū)域完整的地形地貌特征，為后續(xù)的復(fù)雜地形巖土勘察創(chuàng)造良好的條件[4]。

4.2 加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試管理

加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試管理，能夠確保各環(huán)節(jié)測(cè)試結(jié)果的可靠性，提升所得初始勘察數(shù)據(jù)的價(jià)值。在具體實(shí)踐中，要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，建立相應(yīng)的測(cè)試管理制度，明確參與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的人員、設(shè)備、勘察區(qū)域等，同時(shí)對(duì)各個(gè)勘察環(huán)節(jié)內(nèi)容進(jìn)行梳理，提高各環(huán)節(jié)工作內(nèi)容的針對(duì)性。同時(shí)，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，組建相應(yīng)的測(cè)試管理隊(duì)伍，對(duì)測(cè)試過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督，如果發(fā)現(xiàn)違規(guī)操作行為，及時(shí)進(jìn)行糾正，從而降低操作過(guò)程的差錯(cuò)率，提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4.3 制定完備的地質(zhì)勘探計(jì)劃

在正式實(shí)施工程建設(shè)項(xiàng)目前，要進(jìn)行完備的準(zhǔn)備工作。施工單位要明確地質(zhì)勘探的重要性，在施工時(shí)制定切實(shí)可行的地質(zhì)水文勘探計(jì)劃，把水文地質(zhì)的影響降到最低。施工技術(shù)人員要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的水文條件進(jìn)行分析，明確地下水的水位以及類(lèi)型等，并以這些方面為切入點(diǎn)進(jìn)行調(diào)查工作，然后把分析獲取的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行匯總為之后的建筑施工提供重要的參考，同時(shí)為項(xiàng)目設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)工作提供重要的數(shù)據(jù)參考，提升設(shè)計(jì)的合理性和嚴(yán)謹(jǐn)性，避免出現(xiàn)返工的問(wèn)題，為后期的施工工作提供助力。此外，制定完備的地質(zhì)勘探計(jì)劃，實(shí)施嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)分析和匯總工作，能為建立應(yīng)急預(yù)警機(jī)制做鋪墊，把水文地質(zhì)問(wèn)題限制在科學(xué)的框架內(nèi)，避免對(duì)建筑工程造成影響，構(gòu)建穩(wěn)定的施工環(huán)境。

4.4 強(qiáng)化巖土工程數(shù)字化技術(shù)的勘察流程和處理效率

巖土工程項(xiàng)目勘察工作必須滿(mǎn)足技術(shù)上的要求，勘探單位必須準(zhǔn)確完成數(shù)字化技術(shù)質(zhì)量控制工作，首先，施工團(tuán)隊(duì)必須確定巖土工程數(shù)字化技術(shù)運(yùn)作過(guò)程中的工作內(nèi)容，深入分析探討數(shù)字化技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)和施工特征，關(guān)注巖土工程勘察過(guò)程地質(zhì)信息的每一個(gè)方面，從而充分確認(rèn)勘察模擬施工各個(gè)環(huán)節(jié)可能存在的風(fēng)險(xiǎn)因素。工作人員需要不斷完善勘察模擬施工的機(jī)械設(shè)備，根據(jù)工程勘察環(huán)境的地質(zhì)條件和其他客觀(guān)因素來(lái)增強(qiáng)施工管理的合理性，有效進(jìn)行數(shù)字化技術(shù)勘察工作，保證巖土工程數(shù)字化地圖方案能夠滿(mǎn)足行業(yè)規(guī)范和技術(shù)要求。提高巖土工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際效果，現(xiàn)階段數(shù)字化技術(shù)在巖土工程管理中的需求是很廣泛的，為了保障巖土工程數(shù)字化地圖工作的效用，強(qiáng)化巖土工程建設(shè)的效益提升和安全保障，必須系統(tǒng)提高巖土工程建設(shè)之中的數(shù)字化技術(shù)水平[5]。

4.5 做好設(shè)備養(yǎng)護(hù)工作

做好設(shè)備養(yǎng)護(hù)工作，可以維持測(cè)試設(shè)備工作狀態(tài)的穩(wěn)定性，提高測(cè)試結(jié)果的精準(zhǔn)度。在具體實(shí)踐中，第一，在勘察工作開(kāi)展前，要對(duì)所需設(shè)備進(jìn)行篩選，在滿(mǎn)足勘察質(zhì)量的前提下，選擇經(jīng)濟(jì)性、操作便捷性、適用性強(qiáng)的設(shè)備，以提高勘察效率。第二，結(jié)合勘察設(shè)備的特點(diǎn)，擬定合理的設(shè)備維護(hù)計(jì)劃，如日常維護(hù)計(jì)劃、定期維護(hù)計(jì)劃等，細(xì)化計(jì)劃中的相關(guān)內(nèi)容，按要求完成各環(huán)節(jié)維護(hù)任務(wù)，延長(zhǎng)勘察設(shè)備的使用壽命。

4.6 建立健全的勘探監(jiān)管機(jī)制

地質(zhì)勘探工作屬于技術(shù)咨詢(xún)的范疇，因此地質(zhì)勘探監(jiān)管人員不僅需要具備充足的知識(shí)儲(chǔ)備，還需要擁有豐富的工作經(jīng)驗(yàn)。這樣監(jiān)管人員才能保證自身的工作效果，提升水文地質(zhì)勘探的質(zhì)量。地質(zhì)勘探監(jiān)管部門(mén)要以實(shí)際情況為出發(fā)點(diǎn)，制定規(guī)范的監(jiān)管流程、加強(qiáng)審查的力度，保障工作的有效性，避免因?yàn)榈刭|(zhì)問(wèn)題而引發(fā)的建筑災(zāi)害。借助科學(xué)技術(shù)手段，對(duì)地下水位的變化情況進(jìn)行監(jiān)管，為施工人員提供更加準(zhǔn)確的地下水位信息，保障施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。因?yàn)榈鼗寥赖拿芏热菀资艿降叵滤坏挠绊?，所以在?shí)施勘探工作的過(guò)程中，要對(duì)水位的變化情況進(jìn)行重點(diǎn)把控，把其作為監(jiān)管的主要內(nèi)容，并安排專(zhuān)業(yè)人員對(duì)地下水位進(jìn)行觀(guān)察，保障勘探工作的質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，在工程地質(zhì)勘察工作主要是了解巖層的含水層厚度、地下水位置以及含水層特點(diǎn)等信息，用于評(píng)估水文地質(zhì)問(wèn)題。復(fù)雜地形地質(zhì)下的巖土工程勘察受地質(zhì)、水文等自然環(huán)境因素的影響，開(kāi)展起來(lái)較為困難，因此，相關(guān)人員在進(jìn)行巖土工程勘察時(shí)，應(yīng)當(dāng)提升勘察能力，運(yùn)用先進(jìn)合理的勘查技術(shù)，將勘察過(guò)程的每個(gè)環(huán)節(jié)控制好，有效提升勘察的質(zhì)量和效率，使巖土工程勘察工作更加順利地進(jìn)行。