勘察技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用

余 鑫 河北中色華冠巖土工程有限公司

1 前言

巖土工程中巖土勘察是相當(dāng)重要的一部分內(nèi)容，其與多個(gè)方面都有著極為密切的聯(lián)系。立足巖土工程勘察工作實(shí)際情況可知，當(dāng)前階段仍然存在諸多問題，如工作人員整體素質(zhì)偏低、勘察工具和技術(shù)落后等，在此背景下相關(guān)工作人員要深入分析勘察技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用。

2 目前巖土工程中勘察技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 工作人員整體素質(zhì)偏低

當(dāng)前階段巖土勘察工作的開展比較普遍的問題就是勘察工作人員綜合素質(zhì)不高，施工過程中巖土工程包含的內(nèi)容較多，從整體來看復(fù)雜性較強(qiáng)，這無疑給勘察工作人員綜合素質(zhì)方面提出更高的要求[1，2]。

然而，結(jié)合當(dāng)前階段的設(shè)計(jì)情況分析，勘察人員整體素質(zhì)不高，受教育水平不一，不少工作人員并不熟悉相關(guān)技術(shù)流程。加之政府部門還未針對巖土勘察工作制定科學(xué)合理和完善的巖土勘察制度，無法提高勘察效果。這也意味著巖土勘察數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性不足，無法妥善處理相關(guān)工作。還有部分工程為節(jié)約成本對勘察工作重視不足，后期容易出現(xiàn)各種意外事故，給企業(yè)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。

2.2 勘察工具和技術(shù)落后

巖土工程中勘察工作對精密度方面的要求較高，相關(guān)工作人員開展巖土工程勘察工作時(shí)必須重視其精密度，這是獲得更精準(zhǔn)且更全面數(shù)據(jù)的關(guān)鍵，為巖土工程不同階段奠定準(zhǔn)確和全面的數(shù)據(jù)，以具體情況為基礎(chǔ)制定更為合理的施工方法。但是由于受到缺乏資金等因素影響，我國不少巖土勘察機(jī)構(gòu)使用的機(jī)械設(shè)備比較落后，儀器設(shè)備精密度不高，最終很難獲得精準(zhǔn)的測量結(jié)果，且部分儀器體積尺寸較大，搬運(yùn)難度大，影響施工周期。部分儀器設(shè)備比較老舊，測量結(jié)果僅為大約值，并不能取得完整的巖土工程施工計(jì)劃。

此外，巖土工程技術(shù)又一重要問題就是勘察技術(shù)落后的問題，出現(xiàn)這種問題的原因主要有三個(gè)方面，一是缺乏專業(yè)勘察人員，二是社會關(guān)注度不足，三是政府部門缺乏政策扶持[3]。

2.3 缺乏監(jiān)督且勘察規(guī)范不完善

巖土工程領(lǐng)域中監(jiān)理工作相當(dāng)重要，但當(dāng)前階段企業(yè)監(jiān)督力度不足的問題比較突出。不少企業(yè)為降低投資成本對地質(zhì)勘察工作重視不足，具體表現(xiàn)在偽造地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)等等，這是當(dāng)前階段巖土勘察比較普遍的問題。該問題除了嚴(yán)重影響市場秩序之外，還可能加大施工設(shè)計(jì)難度，企業(yè)不重視巖土勘察工作，則很難在巖土工程施工中妥善處理相關(guān)問題，必須以具體情況為基礎(chǔ)完善勘察規(guī)范，加大監(jiān)管力度。

3 巖土工程勘察中常用的勘察技術(shù)

3.1 多瞬態(tài)面波技術(shù)

巖土工程施工過程中比較常用的一種技術(shù)為勘察技術(shù)，主要態(tài)勢有兩種，一種是多瞬態(tài)，另一種是穩(wěn)態(tài)，將巖土工程施工現(xiàn)場土質(zhì)特點(diǎn)綜合，選取的勘察策略更科學(xué)合理，具有極廣的使用范圍[3]。應(yīng)用勘察技術(shù)具有較高的數(shù)據(jù)采集效率，巖土勘察工作質(zhì)量及效率顯著提高。

介質(zhì)面波不同，傳播速度具有較大的差異，多瞬態(tài)面波技術(shù)研究出發(fā)點(diǎn)為介質(zhì)面波傳播速度，發(fā)揮物理學(xué)知識的作用，震源為瞬態(tài)沖擊力，用介質(zhì)對外傳播定量面波，以此對巖土土質(zhì)的準(zhǔn)確結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行分析。工作人員應(yīng)用該技術(shù)時(shí)要想達(dá)到提高勘察結(jié)果可靠性和準(zhǔn)確性的目標(biāo)，必須借助傳感器采集面波數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上對數(shù)據(jù)信息波長和頻率進(jìn)行分析，從而將巖土工程施工現(xiàn)場的結(jié)構(gòu)推測出來。

3.2 高密度電阻率技術(shù)

勘測技術(shù)人員將高密度電阻率勘察技術(shù)應(yīng)用勘測區(qū)域，對土質(zhì)導(dǎo)電性進(jìn)行區(qū)分，結(jié)合電力分布變化規(guī)律和變化情況，在此基礎(chǔ)上對電阻率變化進(jìn)行檢測，以此為基礎(chǔ)判斷巖土特性，準(zhǔn)確計(jì)算巖土具體結(jié)構(gòu)。

勘察巖土工程地質(zhì)時(shí)，需要勘察工作人員對勘察區(qū)域構(gòu)建電場進(jìn)行勘察，發(fā)揮電極的作用給地質(zhì)輸出測量電流，使地下自然電流狀態(tài)發(fā)生改變，以此為基礎(chǔ)將傳導(dǎo)電流電阻率變化規(guī)律有效收集，在此基礎(chǔ)上分析數(shù)據(jù)，對巖土結(jié)構(gòu)進(jìn)行判斷。應(yīng)用該技術(shù)必須應(yīng)用電流，尤其是野外巖土勘察工作，需要勘察人員做好安全防護(hù)工作。

巖土介質(zhì)不同，其導(dǎo)電性也具有一定差異，可應(yīng)用該技術(shù)自動采集數(shù)據(jù)，通過多種方式排列，提高掃描、測量有效性，測量結(jié)果更直觀形象，工作效率較高。該技術(shù)最大的優(yōu)勢就是一次性地布設(shè)電極裝置，以具體情況為基礎(chǔ)更改電擊位置，采集的巖土介質(zhì)數(shù)據(jù)更全面且快速，具有較高的精確度。

3.3 橫波反射技術(shù)

橫波反射勘察技術(shù)應(yīng)用在巖土工程主要是合理利用了不同介質(zhì)的橫波傳播速度，在此基礎(chǔ)上在開展巖土工程勘察工作。在實(shí)際的工作中對施工場地地質(zhì)地貌進(jìn)行勘察時(shí)通常都是將其放置在需要勘察的區(qū)域，有規(guī)律地將橫波發(fā)射出來，對地質(zhì)不同介質(zhì)反饋的橫波進(jìn)行反饋，將相關(guān)數(shù)據(jù)信息詳細(xì)記錄下來。

介質(zhì)不同，地震波傳播的速度同樣具有一定差異，若區(qū)別明顯，則容易形成反射波，這時(shí)地面檢波器立刻收集到反射的橫波信號，勘察人員可研究分析收集到的反射波時(shí)間、橫波相位、頻率、速度等，在此基礎(chǔ)上了解地質(zhì)特征，以此為基礎(chǔ)對地質(zhì)下的結(jié)構(gòu)進(jìn)行判斷。

橫波反射技術(shù)的應(yīng)用主要在于利用物理學(xué)原理分析，該技術(shù)與多瞬面波技術(shù)分析原理相似，但該技術(shù)橫波傳播速度較快，工作人員可以快速獲得探測結(jié)果，且探測結(jié)果更準(zhǔn)確[4]。

3.4 地下電磁物探技術(shù)

巖土勘察工作中應(yīng)用地下電磁物探技術(shù)旨在對巖體或其他介質(zhì)反射出來的電磁波速度和幅度進(jìn)行區(qū)分，以此為基礎(chǔ)識別和判斷低頻反射電磁場信息地下介質(zhì)界面為含水層、油氣層亦或是斷層等。目前巖土勘察工作中廣泛應(yīng)用地下電磁物探技術(shù)，主要因?yàn)樵摷夹g(shù)所用的探測儀不僅操作簡單、質(zhì)量強(qiáng)、體積小，而且不會產(chǎn)生噪聲和廢棄物。這種勘測方法接收信號時(shí)選擇性地接收了低頻電磁波信號，不會受到其他因素影響和干擾，具有較高的精準(zhǔn)度，勘察結(jié)果誤差不大。

3.5 數(shù)字化技術(shù)

巖土工程勘察工作中傳統(tǒng)的技術(shù)設(shè)備很顯然滿足不了具體工作需要，因此數(shù)字化技術(shù)是巖土勘察工作的達(dá)標(biāo)，目前已經(jīng)成為巖土勘察工作中主要研究方向[5]。將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用在巖土勘察工作中有利于將數(shù)字化技術(shù)和地質(zhì)表面有效融合，在此基礎(chǔ)上以現(xiàn)場地質(zhì)條件和水文條件等為基礎(chǔ)，明確現(xiàn)場水文信息、地下水位等情況，這對后續(xù)的施工無疑奠定良好的數(shù)據(jù)保障。以具體應(yīng)用情況為基礎(chǔ)，目前巖土工程中現(xiàn)場勘察廣泛應(yīng)用了數(shù)字化技術(shù)，且應(yīng)用效果相當(dāng)明顯。

4 提高巖土勘察在巖土工程技術(shù)中的應(yīng)用效率的措施

4.1 提高工作人員綜合素質(zhì)

巖土工程中勘察工作人員的專業(yè)能力、綜合素質(zhì)等都會對勘察效果產(chǎn)生直接的影響。這就要求勘察工作人員采取有效的方式提高勘察工作人員綜合素質(zhì)[6]。招聘巖土勘察工作人員時(shí)應(yīng)確保其受教育水平滿足相關(guān)要求，考察其綜合素質(zhì)，確保其滿足工作需要。

增強(qiáng)巖土勘察工作人員自我提升意識，在工作中逐步提高自身技能。企業(yè)要應(yīng)用合理的方式培訓(xùn)巖土勘察工作人員，從理論和實(shí)踐兩個(gè)方面著手培訓(xùn)員工，時(shí)勘察工作人員綜合素質(zhì)不斷提高，最大限度地滿足其勘察需要，為順利完成勘察工作奠定基礎(chǔ)。

4.2 規(guī)范現(xiàn)有勘察技術(shù)，加大監(jiān)管力度

巖土勘察工作是一項(xiàng)煩瑣且復(fù)雜的工程。無論哪個(gè)環(huán)節(jié)的勘察出問題都會對勘察結(jié)果產(chǎn)生影響，在此背景下提高勘察準(zhǔn)確率和效率相當(dāng)重要。因此，相關(guān)工作人員應(yīng)以根據(jù)具體的勘察技術(shù)規(guī)范勘察環(huán)境，確保不會受其他工作影響。加大巖土勘察工作的監(jiān)管力度，提高整體勘察質(zhì)量。

健全巖土勘察監(jiān)督管理機(jī)制，制定科學(xué)的勘察指導(dǎo)方案和目標(biāo)，促進(jìn)整體勘察質(zhì)量和效率的提高，加大監(jiān)理勘察過程和現(xiàn)場，使勘察作業(yè)更規(guī)范，提高勘察工作的可靠性。加大力度審查勘探質(zhì)量和勘測工作量，對勘察工作流程進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控，及時(shí)處理不良現(xiàn)象。重點(diǎn)拔管界面劃分、工程測繪等工作，加大監(jiān)控力度。加大力度審核勘測報(bào)告的力度，落實(shí)質(zhì)量控制，分析其連貫性和合理性，降低誤差[7]。

5 巖土勘察在巖土工程技術(shù)中的應(yīng)用實(shí)例

以某巖土工程為例，該巖土工程周邊具有極為復(fù)雜的水文地質(zhì)條件，這對順利進(jìn)行巖土施工奠定基礎(chǔ)，這就需要勘察工作人員施工之前做好巖土勘察工作。其次，為起到提高工程勘察效果的作用，必須全面考慮相關(guān)技術(shù)的優(yōu)劣勢，靈活應(yīng)用多種巖土勘察技術(shù)，如橫波反射技術(shù)、多瞬態(tài)面波技術(shù)、高密度電阻率技術(shù)。與此同時(shí)，將多功能面波儀器和垂直地震檢查面波器應(yīng)用在巖層勘察工作中。

勘察碎卵石頭層時(shí)科學(xué)合理的選擇相關(guān)勘察技術(shù)，這是提高勘察結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵。在具體的應(yīng)用中效果較好的就是橫波反射技術(shù)，且密度較高的電阻率技術(shù)效果較差[8]。和上述兩種效果相比，將多道瞬態(tài)技術(shù)的應(yīng)用效果顯著更低，在具體的勘察工作中無法將顯示立案的埋深。由此可見，每一種勘察技術(shù)都有優(yōu)缺點(diǎn)，施工人員要立足工程具體情況，綜合考慮各種技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)，選擇合適的施工技術(shù)，促進(jìn)整個(gè)巖土工程勘察效果準(zhǔn)確性的提高，這樣才能準(zhǔn)確反映巖土工程的特點(diǎn)和性質(zhì)。

6 結(jié)束語

綜上所述，為提高巖土勘察工作效率，工作人員要查明與巖土有關(guān)的水文地質(zhì)問題，最大程度降低地下水對工程勘察的影響，提高整體勘察水平，為巖土工程的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)，推動整個(gè)社會的發(fā)展。