巖土工程勘察中的綜合勘察技術(shù)運(yùn)用分析

徐李鑫，馬麗

（荊州市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，湖北 荊州 434000）

我國幅員遼闊，地質(zhì)條件復(fù)雜，在工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)施工中對巖土工程勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性、全面性以及客觀性都有很高的要求，僅依賴單一勘察技術(shù)設(shè)備的應(yīng)用已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代巖土工程勘察工作的實(shí)際需要。因此在巖土工程勘察實(shí)踐中，勘察人員應(yīng)根據(jù)工程區(qū)域的具體情況合理選擇勘察技術(shù)設(shè)備，通過傳統(tǒng)勘察技術(shù)設(shè)備以及新型數(shù)字化勘察技術(shù)設(shè)備的綜合應(yīng)用充分了解工程區(qū)域地質(zhì)特征，準(zhǔn)確測定各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)，不斷提高巖土工程勘察工作的質(zhì)量和效率，從而為工程項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工以及地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等提供可靠的參考依據(jù)，為保證工程項(xiàng)目的質(zhì)量安全奠定良好的基礎(chǔ)。

1 巖土工程勘察中的綜合勘察技術(shù)分析

1.1 概述綜合勘察技術(shù)

巖土工程勘察中的綜合勘察技術(shù)也就是通過多項(xiàng)單一勘察技術(shù)的綜合運(yùn)用形成新型的技術(shù)體系，以適應(yīng)現(xiàn)代巖土工程勘察工作的實(shí)際需要。由于不同的勘察技術(shù)在技術(shù)原理、適用條件、勘測對象以及勘測數(shù)據(jù)精度等方面存在一定的差異，如在巖土工程勘察中僅采用單一勘察技術(shù)會(huì)對勘察結(jié)果的客觀性和準(zhǔn)確性產(chǎn)生不利的影響，且難以適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境條件下的巖土工程勘察需要。例如一些勘察技術(shù)需要依賴大型專業(yè)設(shè)備的應(yīng)用，同時(shí)還有一些勘察區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)條件、電磁條件較為復(fù)雜，這就需要運(yùn)用綜合勘察技術(shù)，通過大規(guī)模使用多種具有較高自動(dòng)化、信息化水平的新型勘察技術(shù)設(shè)備實(shí)現(xiàn)對工程區(qū)域地質(zhì)條件以及巖土特征的準(zhǔn)確勘測。因此在巖土工程勘察中要充分認(rèn)識(shí)綜合勘察技術(shù)應(yīng)用的重要意義，并加強(qiáng)新技術(shù)新設(shè)備的綜合應(yīng)用，以提高巖土工程勘察工作的質(zhì)量和效率。

1.2 巖土工程勘察中綜合勘察技術(shù)運(yùn)用優(yōu)勢分析

（1）通過新型便攜式勘察設(shè)備的應(yīng)用提高勘察工作的靈活性和適應(yīng)性。運(yùn)用綜合勘察技術(shù)進(jìn)行巖土工程勘察主要依賴于多種便攜式勘察設(shè)備的應(yīng)用。這些新型的便攜式勘察設(shè)備具有體積小、攜帶方便、操作簡單等特點(diǎn)，且自動(dòng)化、信息化水平較高，不僅能夠有效提高巖土工程勘察工作的質(zhì)量和效率，快速高效的完成現(xiàn)場勘察工作，降低勘察成本；而且使綜合勘察技術(shù)應(yīng)用更加靈活，能夠廣泛適應(yīng)多種環(huán)境條件下的巖土工程勘察工作需要，極大的提高了巖土工程勘察技術(shù)的適應(yīng)性，推動(dòng)了我國巖土工程勘察工作的現(xiàn)代化發(fā)展。

（2）能夠有效減少巖土工程勘察對自然環(huán)境的影響。傳統(tǒng)的巖土工程勘察工作受技術(shù)水平和作業(yè)模式限制，往往會(huì)對勘察區(qū)域的自然環(huán)境造成一定的破壞，不利于巖土工程勘察的綠色發(fā)展。而通過綜合勘察技術(shù)的運(yùn)用則能夠通過多項(xiàng)先進(jìn)勘察技術(shù)設(shè)備的綜合應(yīng)用在最大限度上減少對自然生態(tài)環(huán)境的影響，并在此基礎(chǔ)上提高勘察數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和全面性，為巖土工程勘察提供更加客觀的數(shù)據(jù)信息。

2 巖土工程勘察中的常用綜合勘察技術(shù)

2.1 巖土工程勘察中大地電場勘察技術(shù)運(yùn)用分析

在巖土工程勘測工作中，大地電場技術(shù)比較常用的綜合勘察技術(shù)之一，該技術(shù)主要是通過激發(fā)場源的方式引導(dǎo)太陽風(fēng)并利用所產(chǎn)生的電磁波對測區(qū)不同點(diǎn)位巖性進(jìn)行勘察的技術(shù)方法。運(yùn)用大地電場勘測技術(shù)施測時(shí)，工作人員應(yīng)合理選擇CYT等探測設(shè)備的型號(hào)，并運(yùn)用點(diǎn)頻記錄方式持續(xù)接收電磁反射信號(hào)，并要根據(jù)電磁波波形變化等分析其變化幅度與地層結(jié)構(gòu)特征、探測深度以及電阻率改變之間的關(guān)系，以便準(zhǔn)確判斷測區(qū)巖層性質(zhì)。在巖土工程勘察實(shí)踐中運(yùn)用大地電場技術(shù)過程中，勘察人員應(yīng)首先向CYT探測儀內(nèi)導(dǎo)入原始數(shù)據(jù)，之后應(yīng)利用探測儀內(nèi)置軟件系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行排序以及處理分析，并自動(dòng)完成CYT曲線的繪制工作?？辈烊藛T應(yīng)對CYT曲線進(jìn)行檢察，如發(fā)現(xiàn)其未達(dá)到相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)應(yīng)重新向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)導(dǎo)入數(shù)據(jù)，對CYT曲線進(jìn)行歸中處理，并要適當(dāng)調(diào)整CYT曲線的橫縱比例，以確保CYT曲線輸出結(jié)果符合技術(shù)要求。在完成CYT曲線圖的繪制后，勘察人員應(yīng)根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范對其進(jìn)行綜合性的分析研究。CYT探測儀是大地電場勘測技術(shù)應(yīng)用時(shí)的主要勘察設(shè)備（可參見圖1所示），其具有體積小、便于攜帶等特點(diǎn)，且僅需少量作業(yè)人員即可開展施測工作，極大的提高了巖土工程勘察工作的靈活性和適應(yīng)性。目前在巖土工程勘察實(shí)踐中CYT-VI性探測儀的應(yīng)用較為廣泛，該型號(hào)設(shè)備的勘測深度能夠達(dá)到10km左右的地層范圍，且具有較高的勘測精度，勘測人員只要在預(yù)定點(diǎn)位上將探測儀安裝就位即可開展勘察工作，減少了巖土工程勘察的人力成本，該項(xiàng)勘察技術(shù)設(shè)備的實(shí)用價(jià)值較高，應(yīng)用前景十分廣闊。

圖1 巖土工程勘察中的CYT探測儀

2.2 巖土工程勘察中高密度電阻率勘察技術(shù)運(yùn)用分析

作為綜合勘測技術(shù)中較為常用的一項(xiàng)巖土工程勘測技術(shù)，高密度電阻率勘測技術(shù)主要采用的陣列勘探方式。由于在工程區(qū)域內(nèi)巖土介質(zhì)往往存在不同的導(dǎo)電特性，因此可以通過測點(diǎn)介質(zhì)高密第電阻率的方式對其巖性特征進(jìn)行判斷分析。在運(yùn)用高密度電阻率勘測技術(shù)開展巖土工程勘察工作時(shí)，勘察人員應(yīng)在測區(qū)內(nèi)布設(shè)穩(wěn)定的人造電流場，從而使電流在測區(qū)內(nèi)以特點(diǎn)規(guī)律分布并傳導(dǎo)。同時(shí)，勘察人員應(yīng)對各測點(diǎn)所采集的剖面數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理分析，以判斷測區(qū)各坡面的地質(zhì)特征以及巖性。在施測過程中，勘察人員應(yīng)合理選擇電極轉(zhuǎn)換設(shè)備以及電測儀的型號(hào)和性能，并要科學(xué)設(shè)置測點(diǎn)，以確保數(shù)據(jù)采集全面客觀。

2.3 巖土工程勘察中探地雷達(dá)勘察技術(shù)運(yùn)用分析

無損探測技術(shù)是巖土工程勘察綜合勘察技術(shù)應(yīng)用的主要發(fā)展方向之一，目前無損勘察中的探地雷達(dá)技術(shù)已經(jīng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。所謂探地雷達(dá)技術(shù)也就是基于寬帶電磁波的脈沖技術(shù)，其通過發(fā)射以及接收高頻電磁波對地下介質(zhì)和電參數(shù)之間的關(guān)系以及差異性特征進(jìn)行分析，以掌握高頻電磁波在地下介質(zhì)中的傳播規(guī)律、波形變化特征以及傳播路徑等，從而為測區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征以及巖性判斷提供可靠的參考依據(jù)。探地雷達(dá)勘察技術(shù)具有操作簡便以及分辨率高等技術(shù)特點(diǎn)，不僅能夠有效提高巖土工程勘察工作的效率，而且可以較好的適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)條件下的巖土工程勘察要求。探地雷達(dá)是該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用的主要勘察設(shè)備，可參見圖2所示。

圖2 巖土工程勘察中的探地雷達(dá)設(shè)備

2.4 巖土工程勘察中橫波反射勘察技術(shù)運(yùn)用分析

橫波反射技術(shù)是巖土工程勘察工作中的重要綜合勘察技術(shù)之一。應(yīng)用橫波反射技術(shù)進(jìn)行巖土工程勘察時(shí)，勘察人員應(yīng)在測區(qū)地表指定位置布設(shè)面波檢測設(shè)備，以便向測區(qū)地表發(fā)射橫波信號(hào)。之后應(yīng)采集反射信號(hào)，并對橫波反射信號(hào)進(jìn)行科學(xué)的處理，通過對橫波長短變化以及反射波速等各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)的分析判斷測區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及巖性，從而為工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)施工等工作提供參考數(shù)據(jù)。橫波反射技術(shù)應(yīng)用原理與多瞬態(tài)面波勘測技術(shù)較為類似，不過橫波反射技術(shù)由于能夠使橫波在垂直方向上的分辨率得到明顯提高，因此具有更強(qiáng)的抗凹能寫，能夠更為精確的判斷測區(qū)的巖性特征以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)，因此在巖土工程勘測工作中得到了廣泛的應(yīng)用。

2.5 巖土工程勘察中其他綜合勘察技術(shù)運(yùn)用分析

在巖土工程勘察工作中還可以在傳統(tǒng)鉆探、物化探以及原位測試等勘測技術(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際情況以及巖土工程勘察要求有機(jī)結(jié)合淺層地質(zhì)反射技術(shù)等多項(xiàng)具有較高數(shù)字化、信息化以及自動(dòng)化水平的現(xiàn)代綜合勘測技術(shù)，以促進(jìn)我國巖土工程勘察技術(shù)水平的全面提高。

3 巖土工程勘察中綜合勘察技術(shù)運(yùn)用要點(diǎn)

3.1 合理選擇綜合勘察技術(shù)

在巖土工程中運(yùn)用綜合勘察技術(shù)應(yīng)首先根據(jù)工程區(qū)域的實(shí)際情況、不同勘察技術(shù)特點(diǎn)以及勘察工作的具體要求等合理選擇相應(yīng)的勘察技術(shù)方法。目前在巖土工程勘察實(shí)踐中已經(jīng)發(fā)展出了多項(xiàng)勘察技術(shù)，勘察設(shè)備的型號(hào)也很多，不同的勘察技術(shù)設(shè)備在技術(shù)特點(diǎn)、勘察范圍、勘察精度以及應(yīng)用成本等方面均存在一定的差異。例如大地熔巖電磁技術(shù)主要用于對大范圍熔巖的勘察工作，其具有較高的勘察精度，不過在抗電磁干擾能力、勘察效率以及勘察成本等方面則有明顯的局限性；而地質(zhì)勘察技術(shù)則具有勘察成本低、勘察效率高以及操作簡單等特點(diǎn)，因此應(yīng)通過多種勘察技術(shù)的協(xié)調(diào)配合充分發(fā)揮各自的技術(shù)優(yōu)勢，從而實(shí)現(xiàn)勘察技術(shù)的優(yōu)勢互補(bǔ)。在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)加強(qiáng)對工程區(qū)域土壤硬度、土質(zhì)特征數(shù)據(jù)的收集和分析，以提高綜合勘察技術(shù)運(yùn)用的合理性和有效性。

3.2 科學(xué)分析各項(xiàng)勘察技術(shù)所獲取的勘察數(shù)據(jù)

在運(yùn)用綜合勘察技術(shù)進(jìn)行巖土工程勘察時(shí)，由于對需要采用不同勘察技術(shù)同一勘察區(qū)域內(nèi)進(jìn)行勘測，因此勘測人員應(yīng)對不同來源的勘測數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算，通過對各項(xiàng)勘測技術(shù)設(shè)備所獲取的數(shù)據(jù)信息的縱向以及橫向的綜合對比分析完成對勘察區(qū)域巖土質(zhì)量情況的曲線繪制等工作。在數(shù)據(jù)分析中如出現(xiàn)明顯的差異時(shí)，應(yīng)對其成因進(jìn)行深入研究，從而準(zhǔn)確判斷地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征，準(zhǔn)確掌握破壞地層結(jié)構(gòu)或者地質(zhì)斷裂帶的分布特征。

3.3 構(gòu)建地球物理模型

在運(yùn)用綜合勘察技術(shù)完成對工程區(qū)域的巖土工程勘察工作后，應(yīng)根據(jù)所獲取的巖層結(jié)構(gòu)、重力、巖層電磁性質(zhì)以及磁場特征等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行地球物理模型的構(gòu)建，以便更加直觀準(zhǔn)確的呈現(xiàn)工程區(qū)域的地質(zhì)情況，為工程項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)及施工建設(shè)等工作提供可靠的參考依據(jù)。

4 巖土工程勘察中的綜合勘察技術(shù)運(yùn)用實(shí)踐分析

4.1 工程概況

某巖土工程勘察項(xiàng)目勘察范圍約為4500m3，工程區(qū)域內(nèi)的地貌環(huán)境、水文環(huán)境以及生態(tài)環(huán)境較為復(fù)雜，且有卵石層等地質(zhì)結(jié)構(gòu)分布，巖土工程勘察技術(shù)難度較大。為保證該工程項(xiàng)目的順利實(shí)施，在巖土工程勘察中應(yīng)采用綜合勘察技術(shù)設(shè)備，通過多項(xiàng)勘察技術(shù)設(shè)備的綜合應(yīng)用確?？辈鞌?shù)據(jù)準(zhǔn)確全面。

4.2 綜合勘察技術(shù)在該巖土工程勘察項(xiàng)目中的運(yùn)用

根據(jù)該工程區(qū)域的地貌條件以及對現(xiàn)有地質(zhì)資料的分析，巖土工程勘察單位決定采用橫波反射技術(shù)、多瞬態(tài)面波技術(shù)以及高密度電阻率技術(shù)進(jìn)行綜合勘察，并根據(jù)各項(xiàng)勘察技術(shù)應(yīng)用要求配置了電場設(shè)備、面波424型多功能勘察設(shè)備以及橫波勘察設(shè)備，有效保證了復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件下巖土勘察數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。同時(shí)在本次巖土工程勘察中也根據(jù)實(shí)際情況綜合應(yīng)用了傳統(tǒng)鉆探勘察技術(shù)等，極大地提高了巖土工程勘察的質(zhì)量和效率。

5 結(jié)語

在巖土工程勘察工作中，勘察人員應(yīng)根據(jù)工程區(qū)域的實(shí)際情況靈活選擇應(yīng)用綜合勘察技術(shù)，積極應(yīng)用具有較高信息化、自動(dòng)化水平的勘察儀器設(shè)備，與傳統(tǒng)勘察技術(shù)相互配合，以獲取根據(jù)全面客觀的巖土工程勘察數(shù)據(jù)，并要對各項(xiàng)勘察數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合性計(jì)算分析，這樣才能準(zhǔn)確掌握工程區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及巖土性質(zhì)特征，為工程項(xiàng)目的規(guī)劃建設(shè)提供可靠的參考依據(jù)，從而確保工程項(xiàng)目的質(zhì)量安全。