礦區的巖土工程勘察技術應用

牟晨

摘要：本文介紹了礦區巖土工程勘察中的主要技術，并以金屬礦區為例闡述勘察方法的應用，分析了巖土工程勘察中的技術質量問題，論述了解決巖土工程勘察質量問題的措施，對礦區巖土工程勘察技術的應用起到一定借鑒作用。

關鍵詞：礦區；巖土工程；勘察技術

1.引言

巖土工程勘察中包含眾多內容，要確保巖土工程勘察數據信息準確，針對實際勘察工作的每一環節實施嚴加監管與控制，根據當前的數據信息做出科學分析，從而為后續相關方案與工程實施的正常推進提供有力保障。然而現今巖土工程勘察工作中，因為受到各方面因素的制約，導致勘察數據信息準確性明顯不足，巖土工程勘察質量有待進一步提升。

2.礦區巖土工程勘察中的重要技術

2.1高密度電阻率技術

該技術是基于垂向直流電測深與電剖面法兩個基本原理的基礎上以常規電法作為基礎，主要應用了巖土介質特點的不同。工作人員在具體開展勘察工作的過程中，向勘察區域施加電場，監控地下傳導電流的實際分布狀況以及與之發生的變化，獲得較豐富的關于地電斷面結構特征的地質信息，進而根據電阻率的變化情況判定巖土性質。

2.2多道瞬態面波法技術

該種勘察方法具有多方面優勢，無須實施鉆孔操作，計算過程較為簡便，同時運用范圍較廣。利用該種勘察技術對巖土性質做出判斷，主要是應用了波擴散及其巖土物理性質計算出關于巖土力學評價參數，從而給巖土工程的建設提供更加有力的保障。

2.3淺層分辨反射波技術

通過巖土勘察實踐得知，介質波實際運用的不同可以獲取各種不同的阻抗差異。換言之，反射波進入地下后會發生較為顯著的變化[1]。尤其在遭遇體積偏大介質的過程中，反射波的振幅明顯減小，然后根據現有資料對波幅進行分析與計算，更加精準的確立反射層各種不同的層次，反射波不斷向下傳送的過程中，需要利用相關勘察設備收集這些反射波，并做好記錄工作。反射波在通過各種介質的過程中，傳播途徑產生一定變化，對這些變化予以分析可以更加準確地判斷巖土的實際性質。相較于其他技術而言，該項技術具有多方面優勢，如具有更短的波長以及更高的分辨率等，在不同的介質中傳播并不會產生比較大的變化。

2.4巖土工程物探技術

第一，探地雷達檢測技術。針對淺層巖土的探測，探地雷達檢測技術具備較為顯著的優勢，該項技術采用高頻脈沖電磁波針對礦區地質情況實施檢測，可以精確地顯示地下介質的層次和實際分布情況。該項技術具有多方面特點，如不會產生破壞，不會產生污染，勘察精準程度高等。針對相關技術的要求偏低，操作流程相對簡單，且實用性很高。第二，CT檢測技術。該種勘察技術實際發展時間尚短，近些年來才逐漸投入到礦區巖土工程勘察中，接受電磁波，并對其加以檢測，實施成像分析，合理應用地震波的激發點和接受點實施綜合分析。并可以結合地震波波形的實際變化情況隨時進行監控與分析，同時兼具實時性和精準性的特點。第三，TSP檢測技術。該項技術利用軟件和硬件相融合實施檢測。通常采用深度偏移的成像方式實施測量，具備極高的精準性，對外界環境具有較強的抗干擾能力，可以對距離相對較遠的地方實施勘察，同時降低給環境帶來的影響。

2.5地理信息系統

該系統也被稱作GIS勘察系統，該項技術通常利用數據信息的對比和分析，合理地將實際礦區巖土勘察中偏差相對較大的數據信息篩選出來，提升了勘察的精準程度。該項勘察技術有助于地質數據信息的保存和輸入，使GIS更加具有專業性。

3.金屬礦區勘察方法的應用

3.1工程地質測繪

針對金屬礦區具體地質測繪的范圍，一方面需要結合工程項目的實際占地面積，擴大相應比例[2]。另一方面，也應根據工程項目的實際特點、巖土地基的基本要求以及設計中的要求做出劃定。相較于初期設計而言，可研階段的實際測繪范圍較大，比例尺較小，但后期的工程項目施工圖設計時期，測繪范圍通常都是在工程施工現場內相對較小的范圍中，而比例尺較大。具體研究內容包含如下幾個方面：

（1）區域內工程地質構造。工程現場地質構造特點，特別是存在區域斷裂帶的地方要針對工程項目地質結構中重要節理裂隙結構的特征模型和地下水、可溶巖發育之間的關系進行分析；巖溶實際的發育程度和各類地質構造的關系；巖溶發育和工程結構之間的關系。

（2）地形地貌的特點。利用區域衛星圖能夠針對區域整體、地表水文網的實際分布特征劃出地貌單元，地形高差以及地面坡度可以用等高線進行表示。

（3）巖溶地下水。探尋地下水的動力狀況以及潛蝕作用，地下水和地表水的水力聯系，塌陷以及土洞的關系，可以針對地下水水質、水位以及具體流向實施長時間的觀測[3]。地下水在巖土空隙中流動速度相對較慢產生的沖刷力偏小。

3.2工程地質鉆探

工程項目實施地質鉆探主要是為了查探施工現場地下基巖實際狀況，巖溶的具體位置分布以及發育情況等。實施地質鉆探時，針對偏大的溶洞區域，容易出現卡鉆、掉鉆的情況，對工程鉆探過程做好相應記錄，以如實反映實際的鉆探過程。利用相關測繪以及物探方式勘察地質存在異常的地方，采用鉆探的方式針對地下巖溶的實際情況進行驗證。另外，關于地質勘查過程中，孔洞布置的位置和孔洞之間的間距需要重點關注如下兩個方面：首先，針對地質勘查點，不但要保證布點密度符合巖土勘探相關規范，針對一些特殊的區域，需要采用加密勘查的方式，勘探地下巖溶的大小以及實際分布狀況，給后續處理方案的制訂提供更多信息資料，例如，地下水位降低和地面出現的塌陷，地下水活動較為強烈的區域及其實際影響范圍，非巖溶性巖層和可溶性巖層在位置上的關系，軟土層以及上覆土分布范圍及厚度不夠均勻的區域等。其次，關于鉆探深度，要嚴格按照工程項目建設規定的實際要求執行，同時需要對各種不利影響因素加以考慮，保證合理的安全系數。依據基礎相關設計規范確定溶洞鉆探深度，通常情況下，針對完整基巖，需要進入3m～5m，或是基礎寬度的三倍[4]。對于那些比較重要或是運用年限多于50年的建筑更需要加深建筑基礎。

3.3金屬礦區工程物探

針對金屬礦區的熔巖場實施地球物理勘測，通常可以應用高精度磁法、聲波透視、地質雷達等方式進行勘探。若是一種物探方式無法達到相關技術要求，需要結合物探裝置的特點及精度，可以同時使用多種物探方法，這樣便可以獲取更加良好的探測效果[5]。實際應用中，需要注意每一種物探方法的實際應用條件，工程項目施工現場的地質狀況、水文地質狀況等。

4.礦區巖土承載力及壓縮模量的選擇

在工程地質勘查中，巖土承載能力以及壓縮模量是較為關鍵的問題，這些因素和建筑物的基礎造型特點以及工程造價之間都存在著密不可分的關系。以某工程為例，關于粉質黏土場，選取壓縮模量的平均值與最大值所計算出的承載能力最大差值約為200kN，通常情況也在80kN～100kN。因此，怎樣選取巖土承載能力以及壓縮模量值需要仔細斟酌，為了增加安全系數，承載能力和壓縮模量通常選取最小值，相當于減小了礦區巖土本身的承載力數值，提高了基礎性造價，分析其原因：首先，如今礦區巖土勘察方法眾多，除卻靜力觸探等原位測試方式之外，很多工程施工單位逐漸開始運用袖珍微型貫入儀[6]。為了符合相關規定的實際需要，針對同樣的勘察現場采用多種方式，然而不同方法中所獲取的礦區巖土力學參數也會有所不同，這些不同除機械設備以及儀器方面的原因之外，相關工作人員之于數據信息處理的原因也包含其中。針對那些可以查詢到真正原因不夠準確的參數將其剔除，然而一般情況下是很難查到真正原因的，需要運用多種方式，根據周圍巖土勘察的資料，比照、研究與分析，選取出相對接近、符合實際情況或是在實際中已經運用較為普遍的數據。國內有一些關于地基基礎相關設計規定，更為健全的規范也已經成熟。所以，開展礦區巖土勘察工作的過程中，需要結合現場的真實狀況實施對應的規范，確保工程地質狀況的評估更為真實且可靠。那種追求安全，有意降低選取相對較小的承載能力與壓縮模量的方式是不夠嚴謹的。其次，勘察企業所提供的礦區巖土力學參數，通常有著一定安全系數，但工作人員為了能夠確保更加安全，往往會再次加大安全系數，導致真正進行運用的承載能力以及壓縮模量通過了兩次乃至更多次的降低。近幾年礦區巖土勘察技術能力逐漸提升，勘察市場管理機制日益完善，以上問題漸漸得到了有效解決。提供更加精準的承載力和壓縮模量，做好工程現場施工的監管工作以確保各種測試方式關于巖土實際承載能力以及壓縮模量等參數準確，更加真實地對礦區巖土物理力學性質進行反映。

5.礦區巖土工程勘察質量問題的解決措施

5.1根據實際情況實施礦區巖土工程勘察

工程項目施工過程中，由于工程項目規模、施工現場環境等諸多方面的不同，礦區巖土勘察工作的具體內容和要求亦會有所不同。以高層建筑和商業建筑而言，建筑地基需要勘察更深的深度，施工質量要求也會更加嚴格[7]。對水源勘察而言，由于工程項目施工現場地形以及用途等方面因素的影響，在勘察安全系數和距離等眾多層面也會出現較為明顯的不同。由此可見，開展礦區巖土工程勘察活動時，應結合施工的實際情況，這樣才能保證勘察結果更加準確，勘察的安全性與工作效率得到相應提高。

5.2重視礦區巖土工程勘察中數據信息的收集

礦區巖土工程勘察，涉及眾多數據信息資料，要想規避因數據遺漏導致勘察結果的精準性受到影響，在具體實施勘察工作之前，首先針對勘察數據信息列出一個清單，根據清單內容收集相關勘察數據信息資料，并對其加以整理。具體勘察中，若是存在勘察數據信息和實際勘察不相符的情況，就應針對勘察清單在第一時間內做出完善，有效規避由于信息遺漏或是缺失給后續工作開展造成的影響[8]。同時，針對收集與整理的勘察數據信息，需要對其加以分析，以給勘察工作的開展提供更加科學的指導，確保勘察質量。

5.3采用更加先進的勘察技術

礦區巖土工程勘察中，勘察質量和勘察技術之間存在著密不可分的關系。為了能夠獲取更加精準的勘察結果，需要采用更為先進的勘察技術，物探技術、地質測繪技術等常見且先進的礦區巖土工程勘察技術。有了這些先進勘察技術的支持，礦區巖土工程勘察工作必將得到良好開展。

6.結語

總而言之，工程施工中巖土勘察占據十分重要的位置。然而國內由于巖土勘察技術發展時間相對較短，沒有健全的質量管理體系，有關工作人員不論是理論知識，或是技術方面依然存在很多不足，因此具有廣闊的發展空間。相關從業人員彼此之間可以進行交流，獲取更多經驗，提升專業能力，尤其對一些新型的勘察設備及技術要及時掌握其所涉及的相關知識，推動國內礦區巖土勘察的發展與進步。

參考文獻：

[1]吳翊誠.談我國巖土礦產工程勘察技術現狀及其改進措施[J].江西建材， 2016（01）：236+239.

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[3]何霖.解析巖土勘察在巖土工程技術中的發展方向[J].工程建設與設計， 2018（16）：50-51.

[4]段富平.巖土工程勘察技術的應用與技術管理研究[J].綠色環保建材， 2018（09）：171-172.

[5]魏以順.巖土勘察在巖土工程技術中的應用[J].化工管理， 2016（04）：150.

[6]高英武.巖土勘察在巖土工程技術中的發展研究[J].世界有色金屬， 2016（09）：164-166.

[7]黃昊.基礎地質勘查技術在巖土工程勘查過程中的應用研究[J].智能城市， 2020， 6（10）：53-54.

[8]林海娟.基于數字化的巖土工程勘察探索構架[J].智能建筑與智慧城市， 2020（05）：83-84.