巖土工程勘察技術探討

■張 政 ■中冶集團武漢勘察研究院有限公司，湖北 武漢 430080

近年來，各種現代化科學技術的快速發展，也推動了巖土工程勘察技術的蓬勃發展。巖土工程勘察是一項專業的系統工作，其涉及巖土力學、基礎工程、地質學、土力學等多門學科知識，通過巖土工程勘察可使相關施工單位全面了解工程現場的水位、地質、地層結構、巖土性質等情況，為工程項目的施工建設提供重要的指導作用，提高工程項目的經濟效益和社會效益。

1 巖土工程勘察技術

1.1 GIS 勘察系統

GIS 勘察系統也稱為地理信息系統，其集空間分析技術、數據庫、制圖工具等位移，這種勘查系統主要通過對比和分析之前的項目數據，有效印證和分析當前項目數據，甄別和分析出偏差較大的錯誤數據，可科學分析工程項目前期分層中的錯誤或者漏洞。巖土工程應用GIS 勘察系統，及時將勘察的地質數據輸入和保存在數據庫中，可實時查詢或者動態檢索［1］，極大地提高了GIS 勘察系統的適用性，可方便、準確、快速地進行處理地質數據，分析巖土工程空間數據，形成科學、完整、全面的勘察結果。傳統的GIS 技術被廣泛的應用在煤礦行業的地質勘查中。近年來，電子科學技術快速發展，GIS 勘察系統越來越多的被應用在巖土工程勘察中，發揮了非常重要的作用，一方面提高了經濟效益和社會效益，另一方面，實現了巖土工程地理資源的信息共享。

1.2 巖土工程物探技術

物探是巖土工程勘察的重要過程，其主要進行巖土工程檢測和勘探。巖土工程物探技術受到工程項目現場場地和地形限制的影響較小，勘查準確，節省大量的時間和費用。巖土工程物探技術主要是基于物理勘查技術發展而來，如地面直流電法、電測井法等，傳統的物探效果不好，存在較大誤差。經過長期的研究，巖土工程物探技術逐漸實現了定量和半定量分析，可獲取更加準確、全面的巖土力學參數，為工程項目的施工設計提供重要參考，解決了傳統物探方法的弊端。當前應用比較廣泛的巖土工程物探技術主要有以下幾種。

(1)TSP 勘察技術。TSP 勘察技術是一種重要的隧道地震勘察技術，由硬件設備和軟件系統組成，基于數據測量系統，采用深度偏移成像方法，具有施工影響少、勘測距離遠、分辨率高、抗干擾能力強等特點，其主要采用震檢波接收器江采集隧道工程側壁中的地震波，這種接收器具有較高的靈敏度，并且可以對數據進行專業的處理和科學解釋分析，根據工程項目實際的水文和地質情況，探測影響正常施工的巖石斷層和破碎帶。TSP203 和TSP202 系統是當前隧道地震勘察技術應用最廣泛的兩種系統［2］，應用狀況比較穩定，發展前景良好，特別是在精度解釋和預報準確性上TSP 勘察技術有著不可比擬的優勢。

(2)CT 技術。CT 技術也成為地震波層成像技術，其主要通過分析不同方向地震波的變化和走勢，探測地質內部結構并且成像。CT 技術是一種新興的勘察技術，主要利用合適的接收點和激發點，探測不同區域地址情況，獲取地震波，結合不同的彈性波速和波動走勢，獲取該區域的地質分布圖像。

(3)探地雷達技術。探地雷達技術主要是通過超高頻脈沖電磁波來探測工程項目場地的地下介質分布情況，其利用地下介質的不均勻性和不連續性，準確探測地下目標，探地雷達技術具有無破壞性、分辨率高、操作方便、工作效率高等特點，尤其是探測淺層巖土中發揮著非常重要的作用。

2 巖土工程勘察技術的應用過程

巖土工程勘察技術的應用范圍較廣，對于更好的滿足巖土工程建設需求起到了重要的促進作用。

2.1 勘探

(1)鉆探。鉆探是巖土工程勘察的一個重要環節，主要有沖洗鉆探、沖擊鉆探、振動鉆探和回轉鉆探四種方法，其中回轉鉆探的應用范圍最為廣泛。在鉆探過程中，應按照抽水和采樣試驗結構合理設計孔徑，鉆孔深度應達到目的層以下2～5m，深度誤差不能超過5cm，巖土樣采取率應高于80%，盡量采用完成的粘土和巖石作為樣本，若巖石比較破碎，礫石和沙子應高于60%［3］，通過雙芯管重點選取軟弱夾層和滑動帶的土樣，如果需要探測巖石質量，可使用金剛石鉆頭和雙層芯管。根據巖土工程勘察要求，做好原位、水和土壤測試，原位測試和應力層取樣之間的距離為2～3m，各個土層的原位或者原狀土樣試驗數據應大于6 套。

(2)洞探、槽探和井探。對于地下室洞群、大壩、隧道、滑坡、故障等采用鉆井方法無法快速、有效識別時，可探索和挖掘洞穴，洞穴深度應低于地下水水位，按照巖土工程要求來探測平洞深度和長度。

(3)地探。工程地探是一種原位測試技術，也是一種常規的勘察手段，可測定土壤腐蝕金屬、放射性物質參數、電阻率、動剪切模量、動態彈性模量和巖石波速［4］。

2.2 工程地質測繪

工程地質測繪是巖土工程勘察的一項基礎工作，其利用工程地質理論，主要用于描述和觀察巖土工程地質現象，分析地質和水文的規律、本質，推斷工程項目地下的水文、地質情況，為后期的試驗和探測提供重要參考依據。

2.3 勘探和取樣

巖土工程勘探包括坑探、鉆探、物探等方法，通過勘探取樣原位測試，研究地下地質情況，結合巖土性質和相關調查結果，選擇合適的勘探方法。例如，物探，其是一種比較間接的勘探方法，可快速了解地質條件，完成地質測繪，用于巖土工程勘察的輔助和先行手段。巖土工程勘察需要使用很多電力和機械設備，受到各種條件的限制，應從經濟角度的選擇合適勘探方法，以勘探結果和巖土工程地質調查為主要依據，嚴禁隨意削減和盲目勘察。

2.4 實驗室試驗和原位測試

通過實驗室試驗和原位測試，評價和分析巖土工程勘察的相關技術參數，如應變關系時間參數、應力變化參數、滲透系數、固結變形特性、強度參數、土壤物理指標等。原位試驗可在原環境中進行，準確反映出土壤性質和巖石宏觀結構，測試效率和精度高，缺點是無法有效控制試驗應力路徑［5］。

2.5 現場監測和檢查

現場監測和檢查主要包括環境影響監測、運營和建設結構監測、不同載荷對土壤和巖石的特性監測等，通過驗證和核查巖土工程勘察結果，加強巖土工程勘察技術控制，利用檢測和檢查獲取的數據，校正勘察技術參數，做好勘探修正設計。

3 結束語

土建工程項目在施工建設之前都必須進行巖土工程勘察，結合現代化的多種巖土工程勘察技術，根據不同階段的勘察要求，分析不良地質和地質災害，準確反映整個工程項目場地的地質條件，精心勘察，精心分析，得出完整、正確的巖土勘察報告，為工程項目的施工、監理和設計提供重要參考依據。

［1］楊弘，劉潔，劉雷，彭狄，鄺松添，湯志權.論巖土工程勘察技術及方法［J］.河南科技，2012，08∶22-23.

［2］韋師圣.淺析巖土工程勘察中的相關技術［J］.科技創新與應用，2014，12∶200.

［3］黃海燕.巖土工程勘察技術的探討［J］.科技與企業，2014，08∶166.

［4］吳禮群.現代巖土工程勘察技術的應用［J］.中華建設，2012，08∶108-109.

［5］聶澤明.巖土工程勘察技術的發展趨勢［J］.中華民居，2012，03∶192.