綜合勘察技術在巖土工程勘察中的應用

于海朋

（河北中色華冠巖土工程有限公司，河北 廊坊 065201）

1 引言

巖土工程勘察是通過對地下土壤和巖石進行準確的勘察和分析，以此評估工程的可行性、設計合適的基礎結構，并確定必要的地質和水文信息。隨著科技的快速發展，綜合勘察技術已經成為巖土工程勘察領域的重要工具之一。綜合勘察技術結合了非侵入式和侵入式勘察方法，能夠提供更全面、高效、準確的數據獲取方式。因此，通過深入研究綜合勘察技術的應用，可以更好地了解其在現代巖土工程勘察中的重要性，并預測未來的發展趨勢和研究方向。

2 綜合勘察技術概述

綜合勘察技術可以劃分到綜合性技術體系的范疇，這種技術中還包含多種獨立的勘察技術形式，對這些勘察技術進行分析后，可以得到如下結論：不管是從技術特征的角度出發，還是從應用原理層面來看，這些技術之間均存在著非常明顯的差異[1]。所以，如果在實際工程勘察過程中將兩種或兩種以上的勘察技術進行組合運用，將會對綜合性技術的應用原理進行轉變，使勘察形式具有不同性。舉例來說，如果將大地電場巖性檢測技術運用到巖土工程勘察中，還需要在施工區域中使用太陽風所形成的電磁波作為激發場源。通過一些專業化的探測設備和設施，依托于點頻方式，檢測并記錄電磁波信號。如此，技術人員便能通過準確且真實的數據信息來判斷被勘察區域的地質條件和巖土狀況，形成最終的結果。

3 綜合勘察技術的優勢

相較于以往的勘察技術，綜合勘察技術具備十分明顯的優勢，它可以有效提升勘察作業的質量，同時提高工程經濟效益。通常來說，綜合勘察技術的優勢主要體現在兩個方面：首先，它具備較高的環境效益。以前，由于勘察技術不夠先進，在進行探測工作時，需要清除地表存在的植被，避免地表植被對巖土勘察結果產生影響，但這種形式將會使勘察現場的環境被破壞。而綜合勘察技術所包含的先進技術形式在應用期間無須清除植被，有較高的環境效益。其次，具備較強的便利性。綜合勘察技術在實際應用期間所使用的設備大多比較輕便，攜帶和操作難度均較低，能夠有效提高勘察效率。

4 綜合勘察技術在巖土工程勘察中的應用

當前，在巖土工程勘察過程中，綜合勘察工作已經得到了廣泛應用，其所包含的多種技術形式憑借其技術優勢，降低了勘察難度，減輕了對環境的破壞，并且能夠獲取更加精準、詳細的勘察數據。

4.1 大地電場巖性探測技術

從原理角度來看，大地電場巖性探測技術在實際應用期間的電場源主要來自太陽的電磁波。在具體應用大地電場巖性探測技術期間，主要的方式為點頻記錄，在對地表以下反射的多種電磁波進行接收和分析之后，能夠生成相應的地質信息，然后依據這些地質信息編制相應的巖土工程勘察報告。在使用這種方法時，需要對探測設備進行布設，可以參考圖1 所示的設置方式。

圖1 大地電場巖性探測技術裝置布設圖

在實際應用大地電場巖性探測技術這種技術形式的過程中，技術優勢主要體現在如下3 個方面。

首先，大地電場巖性探測技術具有場源穩定性極強的特點，并且地下管線等人為設施不會對探測結果產生影響[2]。

其次，勘察結果的誤差較小。

最后，同其他檢測技術相同的是，大地電場巖性探測技術在使用期間需要使用專業的探測設備，這些設備自重較輕，體積較小，攜帶和操作均較為方便，在實際勘察時只需要一名工作人員即可完成勘察任務。不僅如此，在大地電場巖性探測技術實際應用期間，不會產生任何污染物，具有良好的環保性。從使用流程的角度出發，大地電場巖性探測技術在實際應用時主要涉及以下流程：首先，進行導入原始數據的操作，在對數據進行預覽之后，進行排序處理，此后將數據導入計算機設備中，并進行統一處理，最后可以迅速生成地下電場巖性電磁波曲線供勘察人員分析。

4.2 高密度電阻率技術

高密度電阻率技術是綜合勘察技術在巖土工程勘察中的一種重要應用方法。它基于電阻率測量原理，通過在地下埋設電極并通入電流，測量地下介質對電流的阻抗來推斷巖土體的性質與分布。高密度電阻率技術原理如圖2 所示。

圖2 高密度電阻率技術原理圖

在高密度電阻率技術中，通常使用一系列電極將電流導入地下，并測量不同地下介質對電流的響應。這些電極可以布置成不同的幾何形狀，如直線、網格、環形等，以獲取更多關于地下介質結構的信息。通過高密度電阻率技術，可以進行如下勘察內容：（1）巖土層界面識別。高密度電阻率技術可以識別不同巖土層之間的邊界。由于不同巖土層具有不同的電阻率，通過測量電阻率數據，可以確定巖土層的厚度和分布，并繪制出層析圖。（2）地下水位監測。通過監測地下介質的電阻率隨時間的變化，可以推斷地下水位的波動情況，為巖土工程設計提供重要參考。（3）含水層特性分析。高密度電阻率技術可以測量地下介質的電阻率，而電阻率與含水量之間存在一定的關系。通過測量不同地點的電阻率，并結合其他水文數據，可以分析巖土體中含水層的分布、厚度和水質狀況。（4）地下障礙物探測。在巖土工程勘察中，識別地下障礙物對于工程設計和施工具有重要影響。高密度電阻率技術可以探測埋藏在地下的障礙物，如地下管道、基坑支護結構等，以提供準確的地質信息。

4.3 探地雷達無損探測技術

探地雷達無損檢測技術是利用電磁波可以在地下介質中進行傳播和反射的原理，通過接收和分析反射電磁波信號，獲取地下結構和物質特性的信息。探地雷達可以用于巖土工程勘察的多個方面。首先，它能夠識別和定位地下障礙物，如管線、地下設施等，為工程設計和施工提供準確的地物信息。其次，探地雷達可用于巖層和土層的識別和分析，可以測得不同材料的厚度、界面位置以及含水量等參數，有助于評估巖土層的穩定性和承載力。此外，該技術還可以檢測地下水位和水文特征，包括水平面、滲流路徑和水質狀況等。

探地雷達無損檢測技術具有非侵入性、高效快速、數據精確等優點，可在不破壞地下結構的情況下獲取可靠的地下信息。然而，該技術在應用過程中，需要注意在復雜地質條件下的適用性和數據解釋的挑戰。圖3 所示為一種探地雷達設備。

圖3 一種探地雷達設備

4.4 多瞬態面波技術

多瞬態面波技術是綜合勘察技術在巖土工程勘察中的一種重要應用。在多瞬態面波技術中，通過使用振動源（如重錘或振動器）在地表激發地震波，并利用多個接收器記錄地震波信號。這些接收器通常安放在預先布置的陣列或線性排列中。當地震波經過不同類型的地下介質時，會產生不同的頻率和振幅的面波。通過分析多個瞬態面波的到達時間和相對振幅的變化，可以推斷出地下介質的物理特性，如速度、密度和彈性模量等。多瞬態面波技術具有快速、高效和非侵入性的特點。相比傳統的地震勘探方法，它能提供更詳細的地下介質信息，對于巖土工程勘察和地質災害預測具有重要意義。然而，多瞬態面波技術的應用也存在一些挑戰，如數據處理復雜性和地下介質異質性帶來的解釋困難等。因此，需要結合其他勘察方法和專業知識，綜合分析多瞬態面波數據，以獲得準確可靠的巖土工程信息。

5 結語

綜上所述，綜合勘察技術在巖土勘察工程應用中具有十分明顯的技術優勢，通過對大地電場巖性探測技術、高密度電阻率技術、探地雷達無損探測技術、多瞬態面波技術等技術形式的應用，能夠獲得更加高效、準確的數據，幫助工程師準確了解地質情況，為后續工程設計提供重要參考。

盡管綜合勘察技術在巖土工程勘察中具有諸多優勢，但仍存在一些挑戰。比如，技術成本和設備要求較高，可能會增加項目的投資成本。同時數據解釋和處理的復雜性也需要專業工程師進行分析和評估。因此，在后續研究中需要進一步改進勘察技術的精度和解釋能力，降低成本和設備要求，同時開發更加高效和智能的數據處理方法。通過持續的創新和改進，確保綜合勘察技術發揮出更大作用，為工程實施提供可靠的基礎數據支持。