巖土工程勘察數字化技術與與實現

李永強

一、巖土工程的定義

我們認為，巖土工程是土木工程的所屬的一部分，其理論基礎是土力學與基礎工程、巖石力學、工程地質學。其內容包括土以及巖石的利用、改造和整治等方面。

二、巖土工程勘察的意義

近年來，我國經濟的發展速度不斷加快，基礎建設項目以及現代化工程建筑也越來愈多，隨著建筑技術的不斷發展，建筑的基礎和基坑的深度也變得越來越深。

是作為工程建設的首要工作，巖土工程勘察作業是進行工程設計以及施工的重要前提，勘察技術的好壞，對工程建設的質量、安全、工期以及合理投資都至關重要。隨著建筑難度的不斷加大以及建筑要求的不斷提高，傳統的勘察方法以及勘察手段已經無法滿足設計的要求，需要進行數字化的巖土工程勘察來替代。由于工程項目行業類型，工程地質條件差異較大，建筑工程重要性以及地基的復雜程度，所以就對工程項目的勘察產生了不僅相同的要求。由于勘察工作的特殊性，巖土工程勘察工程的隱蔽性十分大，對專業性的要求也非常高，同時要求勘察工作者具體問題具體對待。而且，隨著時代的發展巖土工程勘察衍生出了一系列新的功能，包括對地質條件以及水文地質環境的評估，廢棄物的處理填埋、文物的保護等都各個方面；一般情況下，在很多工程建設之前，都需要對巖土工程進行勘察，以探明工地的地質條件以及存在或可能存在的巖土工程問題，并且提出具體的解決方案。這樣就能夠提前提前采取防治措施，避免地質災害的發生。所以說，巖土工程勘察工作有著十分重要的作用。

巖土工程勘察方法概述

三、傳統的巖土工程勘察方法存在的問題

勘察與設計嚴重脫節。受傳統勘察的方式的影響，巖土工程勘察存在著各部門之間溝通不暢，無法實現共同協作的狀況。在傳統的勘察方式中，由于勘察的各環節都要耗費很大的人力，所以分工很細，導致部門較多，溝通難以順利進行。體現在具體的勘察工作上，就表現為設計與勘察之間的嚴重脫節，常常會出現勘察人員理解不了設計人員的意圖等情況的生。而由于勘察部門不能夠具體參與到設計的全過程之中，導致設計人員的設計不符合勘察的實際要求，造成了勘察工作推行的困難。

數字化地圖與數字化設計系統之間的脫節。地形圖是設計系統的底圖或稱基礎數據，由于數字化地圖中的某些環節技術條件不成熟，與CAD設計軟件的接口不匹配，很難順利實現對接，設計系統不得不重新將勘察資料數字化，影響了設計系統CAD的推廣應用。

勘察信息數字化程度低。很多勘察部門由于自身電腦以及電子信息技術的水平不夠，所以在提交勘察信息時常常以紙質材料提交，提交形式包括圖紙、表格以及文字描述等。對于勘察內容進行的質的描述較多。造成了設計人員不能夠準確理解勘察信息，同時又對勘察信息處理和利用造成了障礙。

四、巖土工程勘察數字化技術與實現

數字化巖土工程勘察是指通過對現代化的CAD技術、測繪技術、計算機技術、數據庫技術以及網絡通信技術的綜合運用，然后利用計算機及其軟件，將工程項目中包含的全部信息（變更、進度、設計、計劃、勘察等數據）充分地進行處理，然后建立智能化的計算機輔助信息處理系統，完成勘察設計的技術手段由傳統的手工方式向現代化CAD技術的轉變，從而實現勘察資料處理數字化、數據采集信息化、圖文處理自動化、硬件系統網絡化的工程勘察設計體系。這種勘察技術體系能夠將所得到數據進行系統的處理并且存儲，方便隨時提取和運用。

數字化勘察技術。數字化勘察技術即是發展的趨勢也是時代的要求其主要采用的方式是數字化建模法。目前采用的建模方法主要是數字表面模型法（Digital Surface Model）這種方法能夠最真實地表達地面起伏情況。該文原載于中國社會科學院文獻信息中心主辦的《環球市場信息導報》雜志http：//www.ems86.com總第539期2014年第07期-----轉載須注名來源所謂數字表面模型就是用精確表示工程地質體外表面的方式來表示均質地質體。通俗來講，就是通過尋找同屬性的點然后按照規則進行連接，形成網狀的模型來確定整個地質空間屬性。表面模型法的數據來源是利用對點的分析與記錄來獲得測點的幾何特征數據和屬性特征數據等資料，然后利用數據解釋結果通過現代化的CAD系統重構地質體界面。

這種建模方法存在的主要問題有：基于以上解釋的數據分析方法和模型構建方法，很難完全實現對實際地質環境的復原，其主要原因是地質環境有其復雜性，通過測點的方式并不能夠具體呈現地理環境的真實性和復雜性，無法實現對三維地質工程的屬性描述。并且，由于當前的技術限制，所以導致這中建模方法存在一定的誤差和缺陷。

發展測試新技術。測試技術保障了勘察工作的正常完成。測試技術存在的最突出的問題是參數測試技術的不完善，需要通過現代物理技術的運用來使之更加完善。同時，測試技術的發展離不開硬件的支持，這就要求儀器和設備設計者和制造者進一步提高研發水平和制造水平，以更好地配合實際工作。

巖土工程勘察的方法來實現的改進，逐步過渡到數字化測量技術，并促進其廣泛應用，這是該研究項目的發展的必然趨勢，但是這一次仍然有很長的路要走，不僅是因為這也有有一些關鍵技術問題尚未完全解決，但在我國目前的數字化測量，勘探專家是非常罕見的，所以我們必須加大數字文化巖土工程勘察和技術人員，并應用該技術，加快研究真正廣泛使用的數字巖土工程測量工程。

（作者單位：遼寧工程勘察設計院）