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(wèn)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(kāi)展比較普遍的問(wèn)題就是勘察工作人員綜合素質(zhì)不高，施工過(guò)程中巖土工程包含的內(nèi)容較多，從整體來(lái)看復(fù)雜性較強(qiáng)，這無(wú)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(duì)巖土勘察工作制定科學(xué)合理和完善的巖土勘察制度，無(wú)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(wú)法妥善處理相關(guān)工作。還有部分工程為節(jié)約成本對(duì)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(duì)精密度方面的要求較高，相關(guān)工作人員開(kāi)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(guó)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(cè)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(cè)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(wèn)題就是勘察技術(shù)落后的問(wèn)題，出現(xiàn)這種問(wèn)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(huì)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(wèn)題比較突出。不少企業(yè)為降低投資成本對(duì)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(wèn)題。該問(wèn)題除了嚴(yán)重影響市場(chǎng)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(wèn)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(guò)程中比較常用的一種技術(shù)為勘察技術(shù)，主要態(tài)勢(shì)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(chǎng)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(shí)的作用，震源為瞬態(tài)沖擊力，用介質(zhì)對(duì)外傳播定量面波，以此對(duì)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(duì)數(shù)據(jù)信息波長(zhǎng)和頻率進(jìn)行分析，從而將巖土工程施工現(xiàn)場(chǎng)的結(jié)構(gòu)推測(cè)出來(lái)。

3.2 高密度電阻率技術(shù)

勘測(cè)技術(shù)人員將高密度電阻率勘察技術(shù)應(yīng)用勘測(cè)區(qū)域，對(duì)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(duì)電阻率變化進(jìn)行檢測(cè)，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(duì)勘察區(qū)域構(gòu)建電場(chǎng)進(jìn)行勘察，發(fā)揮電極的作用給地質(zhì)輸出測(cè)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(duì)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(dòng)采集數(shù)據(jù)，通過(guò)多種方式排列，提高掃描、測(cè)量有效性，測(cè)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(shì)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(kāi)展巖土工程勘察工作。在實(shí)際的工作中對(duì)施工場(chǎng)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(lái)，對(duì)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(lái)。

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(hào)，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(duì)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(cè)結(jié)果，且探測(cè)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(duì)巖體或其他介質(zhì)反射出來(lái)的電磁波速度和幅度進(jìn)行區(qū)分，以此為基礎(chǔ)識(shí)別和判斷低頻反射電磁場(chǎng)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(cè)儀不僅操作簡(jiǎn)單、質(zhì)量強(qiáng)、體積小，而且不會(huì)產(chǎn)生噪聲和廢棄物。這種勘測(cè)方法接收信號(hào)時(shí)選擇性地接收了低頻電磁波信號(hào)，不會(huì)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(chǎng)地質(zhì)條件和水文條件等為基礎(chǔ)，明確現(xiàn)場(chǎng)水文信息、地下水位等情況，這對(duì)后續(xù)的施工無(wú)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(chǎng)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(huì)對(duì)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(shí)，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(wú)論哪個(gè)環(huán)節(jié)的勘察出問(wèn)題都會(huì)對(duì)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(huì)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(guò)程和現(xiàn)場(chǎng)，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(cè)工作量，對(duì)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(cè)繪等工作，加大監(jiān)控力度。加大力度審核勘測(cè)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(duì)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(shì)，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(wú)法將顯示立案的埋深。由此可見(jiàn)，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(yǔ)

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(wèn)題，最大程度降低地下水對(duì)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(dòng)整個(gè)社會(huì)的發(fā)展。