數(shù)字化勘察技術(shù)在巖土工程中的應用

張 鵬

（中南勘察設(shè)計院集團有限公司，湖北 武漢 430074）

巖土工程勘察是工程建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)，對于掌握工程建設(shè)地的地質(zhì)環(huán)境，避免盲目建設(shè)具有重要指導作用，是工程建設(shè)質(zhì)量與效率的根本保障。因此，不斷豐富并提高巖土工程勘察技術(shù)具有重要現(xiàn)實意義。現(xiàn)階段，隨著數(shù)字化技術(shù)快速發(fā)展，數(shù)字化勘察技術(shù)極大的豐富了工程勘察技術(shù)內(nèi)涵，有效提高勘察作業(yè)的技術(shù)含量，同時借助先進的數(shù)字化技術(shù)優(yōu)勢，還能夠進一步提升工程建設(shè)相關(guān)作業(yè)制定與實施的科學性，從而完善巖土工程勘察發(fā)展的長效機制。當前，巖土工程數(shù)字化勘察技術(shù)的應用越來越廣泛。鑒于此，深入分析探討數(shù)字化勘察技術(shù)在巖土工程中的應用，通過簡單梳理數(shù)字化勘察技術(shù)相關(guān)內(nèi)容及方法，為巖土工程勘察中實際應用數(shù)字化技術(shù)提供有效參考[1]。

1 巖土工程勘察

巖土工程勘察活動是根據(jù)工程建設(shè)要求，對建設(shè)場地地質(zhì)條件、環(huán)境特征、巖土工程條件進行勘察，并通過編制相關(guān)文件，為工程建設(shè)過程中的設(shè)計、施工提供指導與依據(jù)的重要環(huán)節(jié)，其服務貫穿于工程建設(shè)的全過程，巖土工程勘察結(jié)果的重要性不言而喻。為有效提高巖土工程勘察作業(yè)質(zhì)量與效率，在實際工作中，需要做好以下幾項工作。首先，建立健全巖土工程勘察工作機制，提高工作方式、技術(shù)方法等要素的有效配合，提高勘察效果，為工程建設(shè)相關(guān)作業(yè)的開展提供科學指導。其次，提高相關(guān)工作人員的專業(yè)能力與綜合素質(zhì)，及時更新勘察設(shè)備，并充分發(fā)揮其應用優(yōu)勢，豐富巖土工程勘察的技術(shù)內(nèi)涵，確保勘察結(jié)果的準確性，提高勘察成果的利用價值，從而為巖土工程勘察事業(yè)的發(fā)展提供重要保障。最后，加強對先進技術(shù)的應用，通過深入推進數(shù)字化技術(shù)在工程勘察領(lǐng)域的應用，有效提高勘察結(jié)果的可靠性[2-5]。

2 傳統(tǒng)巖土工程勘察技術(shù)中存在的不足

隨著現(xiàn)代工程建設(shè)對質(zhì)量與效率的要求不斷提升，傳統(tǒng)的巖土工程勘察技術(shù)在實際應用中存在明顯的不足，很大程度上制約了工程建設(shè)發(fā)展。通過分析傳統(tǒng)巖土工程勘察技術(shù)中存在的不足，能夠為提高工作開展有效性提供指導。

2.1 勘測資料嚴重地質(zhì)化

隨著現(xiàn)代科學技術(shù)水平的不斷提升，巖土工程勘察技術(shù)也實現(xiàn)了快速發(fā)展。在實際勘察過程中，一些巖土工程勘察相關(guān)單位采用設(shè)備較為陳舊落后，相關(guān)勘察技術(shù)資料存在較為顯著的地質(zhì)性特征，同時設(shè)計工作與勘察工作相互分離，從而造成工程勘察水平降低，隨之導致巖土工程勘察技術(shù)含量有所下降。此外，由于勘察資料具有非常強的地質(zhì)性，并且不夠豐富等原因，也會在一定程度上降低巖土工程勘察成果的應用價值，影響勘察工作的質(zhì)量，不利于勘察技術(shù)的進一步提升。

2.2 地形圖與設(shè)計系統(tǒng)間缺乏連通性

在進行巖土工程勘察過程中，地形圖發(fā)揮著重要作用，對于提高工作內(nèi)涵的豐富性，提升勘察工作實施的高效性具有重要作用。然而在實際工作中，一些巖土工程的設(shè)計系統(tǒng)與地形圖之間缺乏有效的連通性，導致其作用發(fā)揮不明顯、不充分，影響勘察效果，不利于工程建設(shè)的順利推進。具體來說，一來，傳統(tǒng)的巖土工程勘察技術(shù)自身在應用中就存在不足，勘察數(shù)據(jù)獲得的準確性不高，不能有效保障勘察工作質(zhì)量，最終導致地形圖與設(shè)計系統(tǒng)的連通不能實現(xiàn)有效對接，影響地形圖應用作用，導致設(shè)計效果較差，降低勘察精度。二來，如果地形圖不能與設(shè)計系統(tǒng)進行有效的對接連通，則會直接導致勘察技術(shù)資料的利用率不高，不能滿足設(shè)計系統(tǒng)科學應用的要求，從而間接的降低了巖土工程勘察的質(zhì)量與效率。

2.3 數(shù)字化勘察技術(shù)應用水平較低

傳統(tǒng)的巖土工程勘察技術(shù)對于數(shù)字化技術(shù)的應用水平不高，數(shù)字化程度較低，導致其實際勘察結(jié)果的應用價值不高，勘察精度難以達到工程建設(shè)要求，勘察作業(yè)完成效果不佳。具體來說，第一，巖土工程勘察單位在實際工作過程中，在進行相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸過程中，往往采用數(shù)據(jù)表格或技術(shù)圖紙形式，其技術(shù)含量較低，不能真正發(fā)揮數(shù)字化技術(shù)水平的有效作用。第二，受限于數(shù)字化勘察技術(shù)應用水平不高，其在相關(guān)數(shù)據(jù)信息的處理中，以及勘察精度要求等方面的考慮不夠全面，在勘察作業(yè)中不能有效突出數(shù)字化特點，降低了勘察工作水平。

3 巖土工程勘察數(shù)字化概述

3.1 巖土工程勘察數(shù)字化

巖土工程勘察數(shù)字化，是根據(jù)工程建設(shè)對地質(zhì)條件、環(huán)境特征等信息的實際要求，借助計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)等先進技術(shù)，實現(xiàn)對工程建設(shè)所在地的地質(zhì)環(huán)境特征、巖土工程條件等內(nèi)容進行詳細的勘察、分析、評價等，并根據(jù)勘察結(jié)果編制勘察作業(yè)文件。隨著現(xiàn)代工程建設(shè)對工程質(zhì)量和工程建設(shè)效率的要求不斷提升，從而對工程建設(shè)相關(guān)技術(shù)的要求越來越高，要求其技術(shù)指導具有更高的針對性與科學性。現(xiàn)階段，現(xiàn)代科學技術(shù)在巖土工程勘察中的應用，已經(jīng)成為推動工程勘察事業(yè)發(fā)展的重要途徑，也是對其工作實施信息科學技術(shù)改良的大趨勢。實現(xiàn)巖土工程勘察數(shù)字化，有效提高其技術(shù)水平，降低了勘測難度，并為實施大規(guī)模勘測作業(yè)提供條件保障。圖1顯示了巖土工程勘察數(shù)字化的系統(tǒng)構(gòu)成。

圖1 巖土工程勘察數(shù)字化系統(tǒng)構(gòu)成圖

3.2 巖土工程勘察數(shù)字化特征

巖土工程勘察數(shù)字化實際應用中，呈現(xiàn)出動態(tài)性、安全性、集群性特征。具體特征表現(xiàn)為：動態(tài)性，通過對定向監(jiān)控技術(shù)的應用，可以實現(xiàn)對勘察作業(yè)的動態(tài)監(jiān)控，并且實現(xiàn)對數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜谈櫍员阌诩皶r發(fā)現(xiàn)作業(yè)過程中存在的隱患問題；安全性，在實施動態(tài)監(jiān)控的同時，通過設(shè)置靜態(tài)監(jiān)測程序，可以對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫實施靜態(tài)監(jiān)控，從而實現(xiàn)動態(tài)與靜態(tài)監(jiān)控相結(jié)合，全面監(jiān)測安全隱患，提高安全性。集群性，借助集群化控制技術(shù)，對多功能模式進行有效的處理，以為巖土工程勘察工作的開展提供便利，降低工作難度。

3.3 巖土工程勘察數(shù)字化技術(shù)系統(tǒng)

該技術(shù)系統(tǒng)主要包括三個子系統(tǒng)，具體為感應系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)。

感應系統(tǒng)：感應系統(tǒng)中，通過電子感應器控制系統(tǒng)，完成對感應器工作范圍之內(nèi)的相應調(diào)解，并利用職能感應，執(zhí)行相應的操作指令，從而完成控制工作。

傳輸系統(tǒng)：通常情況下，數(shù)字化系統(tǒng)中傳輸系統(tǒng)是首段技術(shù)系統(tǒng)，以提高信號傳輸?shù)谋憷浴r土工程勘察數(shù)字化技術(shù)要求具有較高質(zhì)量的通信網(wǎng)絡(luò)服務，傳輸系統(tǒng)的應用，能夠有效保障遠程信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性，提高通信網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

存儲系統(tǒng)：在巖土工程實際勘察作業(yè)中，不同地區(qū)、不同類型的地質(zhì)數(shù)據(jù)需要進行嚴格的分類存儲，以確保資料的豐富有效性，為后期相關(guān)研究提供數(shù)據(jù)支持。因此，需要對數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)模型處理，以提高數(shù)據(jù)使用效率。這就對存儲信息與地質(zhì)數(shù)據(jù)的條理性提出了更高的要求，信息內(nèi)容的詳實與質(zhì)量直接關(guān)系到數(shù)據(jù)處理后對真是狀況的反應，具有價值的數(shù)據(jù)信息會保存在存儲系統(tǒng)中，從而為數(shù)字化處理系統(tǒng)提供工程地質(zhì)條件與環(huán)境特征、土石結(jié)構(gòu)等真是可靠的信息資料，進一步完善勘察數(shù)字化技術(shù)體系。

4 數(shù)字化勘察技術(shù)在巖土工程中的應用

針對傳統(tǒng)巖土工程勘察技術(shù)存在的不足，進一步提高勘察作業(yè)質(zhì)量與效率，為工程建設(shè)順利實施提供保障，則需要深入探討數(shù)字化勘察技術(shù)在巖土工程中的應用。

4.1 數(shù)字表面模型技術(shù)

在巖土工程數(shù)字化勘察技術(shù)中，以相應的理論知識為支撐，實現(xiàn)對數(shù)字表面模型技術(shù)的應用，能夠?qū)⑾嗤瑢傩缘狞c位按照規(guī)格建立連接，從而形成一個網(wǎng)狀曲面片，實現(xiàn)抽象化的數(shù)據(jù)信息向形象化的具體圖形的轉(zhuǎn)變，將某一區(qū)域的地質(zhì)情況更加清晰的展現(xiàn)出來，有效豐富了勘察技術(shù)手段。與此同時，通過數(shù)字表面模型技術(shù)的應用，還可以通過良好的數(shù)據(jù)處理方式，進一步提升勘察精確度，從而提高勘察結(jié)果的準確性，并且增強勘察工作的數(shù)字化程度，深化勘察數(shù)字化技術(shù)水平。基于此，在巖土工程數(shù)字化勘察技術(shù)應用中，應當加強對數(shù)字表面模型技術(shù)的應用。

4.2 地形建模技術(shù)

在巖土工程勘察中，應用地形建模技術(shù)，能夠?qū)θS地形狀況有更深入的了解，并且豐富勘察技術(shù)內(nèi)涵，提高勘察技術(shù)手段的有效性。具體來說，首先，地形建模技術(shù)的應用，能夠?qū)Λ@得的豐富的數(shù)據(jù)信息資源進行高效的應用整合，并且通過對巖土工程勘察區(qū)域三維地形狀況進行實時分析，有效保證了勘察成果的應用價值最大化，確保適應勘察區(qū)域具體情況及勘察要求，充分體現(xiàn)出巖土工程數(shù)字化勘察技術(shù)的應用價值，提高勘察作業(yè)完成的質(zhì)量與效率。其次，地形建模技術(shù)的應用，也可以有效提高正射影像圖變換的科學性，同時通過PS軟件進行調(diào)色處理，能夠獲得三維圖像底圖，保證巖土工程勘察保持良好的狀況。此外，還可以保證勘察技術(shù)水平的發(fā)展保持在較高的層面。總之，在巖土工程數(shù)字化勘察技術(shù)的應用中，引入并科學應用地形建模技術(shù)，能夠保障勘察作業(yè)質(zhì)量與效率，同時對未來勘察事業(yè)的發(fā)展具有重要促進作用[6]。

4.3 數(shù)據(jù)庫概念模型技術(shù)

數(shù)據(jù)庫概念模型技術(shù)引入巖土工程數(shù)字化勘察技術(shù)，是提高對海量數(shù)據(jù)信息處理及利用效率，實現(xiàn)對數(shù)字化系統(tǒng)全面科學應用的重要途徑。應用數(shù)據(jù)庫概念模型技術(shù)，應當做到以下幾點：首先，根據(jù)巖土工程勘察中，對數(shù)據(jù)信息處理的實際要求，在充分考慮數(shù)字化技術(shù)功能特性及其應用優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，有效提升數(shù)據(jù)庫概念模型技術(shù)的利用率，從而為工程勘察作業(yè)的實際是時候提供技術(shù)保障，有效降低問題發(fā)生率。其次，借助數(shù)據(jù)庫概念模型技術(shù)，未進一步優(yōu)化巖土工程勘察作業(yè)提供有效的數(shù)據(jù)參考，從而提高勘察數(shù)字化程度，提高數(shù)據(jù)處理效率。

5 結(jié)語

總而言之，在巖土工程勘察過程中，加強對數(shù)字化技術(shù)的應用，極大的提升了勘察質(zhì)量與效率，提高勘察結(jié)果的應用價值，為巖土工程建設(shè)順利實施提供技術(shù)保障。因此，巖土工程數(shù)字化勘察技術(shù)的應用，應當作為未來工程勘察水平的提升，以及勘察方式優(yōu)化的主要方向，不斷提高工程勘察數(shù)字化程度，從而實現(xiàn)科學合理的開展巖土工程勘察工作，豐富勘察技術(shù)手段，為工程建設(shè)奠定基礎(chǔ)。