巖土工程勘察中物探技術(shù)及數(shù)字化的發(fā)展趨勢(shì)研討

梁桂光

(廣西壯族自治區(qū)第六地質(zhì)隊(duì)，廣西 玉林 537000)

隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)，建筑、公路和橋梁工程的數(shù)目不斷增多，同時(shí)工程規(guī)模也越來(lái)越大，結(jié)構(gòu)形式也越來(lái)越復(fù)雜，這在一定程度上對(duì)巖土工程勘察技術(shù)提出了更高的要求和標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)的巖土工程勘察技術(shù)已經(jīng)不能滿足當(dāng)下工程建設(shè)的發(fā)展需求，所以在工程實(shí)踐應(yīng)用中必須不斷的完善、發(fā)展和創(chuàng)新巖土工程勘察技術(shù)，以使其與技術(shù)的發(fā)展保持一致。巖土工程勘察技術(shù)是借助巖土學(xué)和技術(shù)來(lái)對(duì)工程建設(shè)的場(chǎng)地環(huán)境和條件等進(jìn)行分析、調(diào)查和評(píng)價(jià)的一種技術(shù)，它涉及了水文、化學(xué)、環(huán)境學(xué)、工程學(xué)和地質(zhì)學(xué)等多種學(xué)科類型，是一門(mén)綜合性很強(qiáng)的學(xué)科。我國(guó)現(xiàn)階段的巖土工程勘察技術(shù)還很不完善，在儀器、設(shè)備以及技術(shù)手段方面依舊存在著很大的不足，這在一定程度上制約了我國(guó)工程建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展。因此，對(duì)于巖土工程勘察技術(shù)的發(fā)展中存在的問(wèn)題及其發(fā)展進(jìn)行研究具有積極的意義。隨著電子及計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，當(dāng)前的物探技術(shù)及數(shù)字化已有較全面的應(yīng)用。下面就巖土工程勘察物探技術(shù)方面的內(nèi)容進(jìn)行分析和研究，以期給后續(xù)數(shù)字化相關(guān)方面的研究和應(yīng)用提供幫助。

1．我國(guó)現(xiàn)階段常用的巖土勘察物探、數(shù)字化技術(shù)

1．1巖土工程物探技術(shù)

巖土工程中物探技術(shù)是一種常用的工程技術(shù)，同時(shí)也是巖土工程勘探中的重要技術(shù)和手段。它以勘探效率和準(zhǔn)確性高、節(jié)省時(shí)間、成本等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于工程勘察中。另外，巖土工程物探技術(shù)不受場(chǎng)地的限制，可以適用于各種類型的場(chǎng)地和地形中。我國(guó)現(xiàn)階段的巖土工程物探技術(shù)已經(jīng)逐漸擴(kuò)展到定量分析方面來(lái)，并且測(cè)試所得到的各種數(shù)據(jù)可以直接應(yīng)用于工程施工中，有助于解決傳統(tǒng)巖土勘察技術(shù)所無(wú)法解決的各種問(wèn)題。下面就該種方法匯總常用的集中物探技術(shù)進(jìn)行研究:

(1)TSP勘察技術(shù)。該地震勘察技術(shù)實(shí)際上就是該種技術(shù)的另一種叫法，它主要是由硬件和軟件兩大部分所構(gòu)成的一種經(jīng)過(guò)合理優(yōu)化的測(cè)量系統(tǒng)，它主要運(yùn)用的方法為深度偏移成像技術(shù)，也就是常說(shuō)的地震勘察技術(shù)，這也是其被稱為地震勘察技術(shù)的主要原因。該種勘察技術(shù)具有較強(qiáng)的抗干擾性能、且勘察距離遠(yuǎn)、分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，所以具有良好的探測(cè)條件。而就該法的具體勘察方法而言，它主要是根據(jù)勘察現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，借助震檢波接收器來(lái)接受各種反饋信息和數(shù)據(jù)，然后通過(guò)對(duì)這些信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行合理地分析即可得到最優(yōu)的結(jié)果。TSP202和TSP203系統(tǒng)是現(xiàn)階段世界上在所應(yīng)用最為廣泛的兩種物探技術(shù)，同時(shí)該種技術(shù)也具有較高的測(cè)量準(zhǔn)確度，所以應(yīng)用前景廣泛。

(2)探地雷達(dá)技術(shù)。該技術(shù)主要是依據(jù)地下介質(zhì)的不連續(xù)性，通過(guò)借助相關(guān)設(shè)備所發(fā)出的超高頻脈沖電磁波來(lái)對(duì)地下介質(zhì)具體的分布狀況進(jìn)行勘察和探測(cè)一種物探技術(shù)。它具有無(wú)破壞性、高分辨率、勘察效率高以及操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，是傳統(tǒng)巖土勘察技術(shù)所無(wú)法勝任的一種重要勘察手段。

(3)CT技術(shù)。該技術(shù)實(shí)際上就是我們所說(shuō)的地震波層析成像技術(shù)，是一種借助地震波的不同走勢(shì)來(lái)對(duì)地址內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行探測(cè)，同時(shí)將探測(cè)結(jié)果以圖像形式展示的探測(cè)技術(shù)。該技術(shù)可以通過(guò)設(shè)置一些適當(dāng)?shù)慕邮拯c(diǎn)和激發(fā)點(diǎn)來(lái)對(duì)地質(zhì)的實(shí)際情況進(jìn)行探測(cè)，并可以借此探測(cè)所得到的地震波的走勢(shì)阿里確定地質(zhì)實(shí)際的彈性波速，從而可以得到相應(yīng)的地質(zhì)分布圖像。

1．2GIS勘察系統(tǒng)

GIS勘察系統(tǒng)也被稱為地理信息系統(tǒng)，是一種集圖紙繪制、信息存儲(chǔ)和空間數(shù)據(jù)計(jì)算能力等為一體的巖土勘察技術(shù)。它通過(guò)將當(dāng)前的各種勘察屬于與原有的項(xiàng)目勘察數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，從而來(lái)對(duì)當(dāng)前勘察的結(jié)果進(jìn)行分析、論證和評(píng)價(jià)，這樣有助于篩選出其中那些與實(shí)際具有較大差異的數(shù)據(jù)，從而有助于提高勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性，同時(shí)也可以避免前期分層工作中出現(xiàn)各種漏洞。另外，該種方法可以對(duì)工程地質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)和資料+570附近草祁公路與隧道交叉地段及DK114+600處隧道中線東側(cè)高家堡村7戶居民院落附近物探異常較為明顯。物探異常主要解釋為溶蝕裂隙發(fā)育區(qū)和塌陷區(qū)異常。

根據(jù)物探成果，在異常區(qū)域布置了鉆探，通過(guò)鉆探揭示物探異常處鉆孔巖心多為塊狀和短柱狀，說(shuō)明巖溶裂隙相對(duì)較發(fā)育，而揭示出溶洞的13－ZBD－505和13－ZBD－506等兩鉆孔均在溝谷低注地帶，屬物探異常明顯且塌陷坑出現(xiàn)頻次較高的區(qū)域，這也證實(shí)了地面塌陷多發(fā)育在溝谷內(nèi)溶蝕裂隙及溶洞較為發(fā)育的地段。

4．隧道工程地面塌陷原因分析

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、綜合物探勘察及鉆探成果，初步分析了塌陷原因，分析表明:

(1)隧道開(kāi)挖之前，此地從未發(fā)生過(guò)地面塌陷，而隧道開(kāi)挖以后，地面塌陷才成群地發(fā)生，這說(shuō)明地面塌陷的發(fā)生確與隧道施工存在一定的聯(lián)系。

(2)地下水位較高，地面水主要沿河床以溪流的形式向下游排泄，地下潛流發(fā)育較弱，對(duì)土體的潛蝕作用也相對(duì)較弱，很難形成較大規(guī)模的土洞和地面塌陷。

當(dāng)隧道開(kāi)挖以后，地下水向隧道內(nèi)排泄，導(dǎo)致地下潛水位降低，在巖溶裂隙、溶洞發(fā)育地段，形成較為集中的排水通道，并使地下水與地面徑流聯(lián)通，形成地下潛流。隨著時(shí)間的推移和隧道的不斷排水，地下潛流在流經(jīng)的土石分界處將土體逐漸沖蝕帶走而形成土洞。在集中降雨期間，地面徑流和地下潛流突然增強(qiáng)，對(duì)土體的沖蝕作用明顯加劇，土洞迅速擴(kuò)大。加之降雨對(duì)土體的軟化作用，從而導(dǎo)致地面塌陷在較強(qiáng)降雨期間成群發(fā)生。因此，可以推斷，隧道施工開(kāi)挖改變了地下水的流動(dòng)及其水動(dòng)力條件，汛期集中降雨加劇了地下水運(yùn)動(dòng)，故誘發(fā)了地面塌陷。

［1］韓松，劉黎東，張連偉．綜合物探技術(shù)在鐵路隧道勘察中的應(yīng)用研究［J］．鐵道勘察，2010，05:27－30．

［2］胡樹(shù)林，陳煊．綜合物探技術(shù)在油氣管道隧道勘察中的應(yīng)用 ［J］．工程勘察，2010，S1:633－639．

［3］占文鋒，王強(qiáng)，賀學(xué)海．綜合物探技術(shù)在跨地鐵建筑場(chǎng)地地基勘察中的應(yīng)用［J］．施工技術(shù)，2015，07:55－59．