論綜合勘查技術在巖土工程勘察中的應用

彭春

（湘西自治州紫源工程勘察有限公司 湖南湘西 416000）

論綜合勘查技術在巖土工程勘察中的應用

彭春

（湘西自治州紫源工程勘察有限公司 湖南湘西 416000）

各種工程在實際施工設計前，通常需要開展地質勘查工作，從而獲取相應地質資料，為工程施工與設計提供參考資料。本文主要針對綜合勘查技術在巖土工程勘查中的應用進行了探討，以供參考。

綜合勘查技術；巖土；應用

1 引言

巖土工程勘察工作指的是根據建設工程相關標準，對建設施工現場進行準確分析和評價，并且能查明巖土工程的施工條件、巖土地質、當地自然環境等信息。在進行工程地質調查時，合適的勘查技術能夠為施工、設計提供必要的各項參考參數，但是我國目前的巖土工程勘察面臨諸多問題，因而需要通過綜合勘查技術的合理運用加以完善。

2 現階段國家巖土工程勘探現狀

2.1 勘察技術人員能力不夠

①勘查技術員工專業素質較低，未能夠全面的掌握巖土工程知識，在勘察巖土工程時，不能有效溝通科學的施工技術，導致遭遇重大障礙或龐大繁雜項目時無法及時解決；②勘察巖土工程時，技術員工應當對各個環節室內、室外所獲取的數據資料進行整理分析，但由于部分員工不具備統計知識，導致巖土數據獲取工作出現問題，出現異常數值，結果誤差過大，最終影響數據資料的實際應用。

2.2 勘察水平不均勻

由于科學技術與現行體制的限制，導致我國在巖土勘察水平上仍然較為滯后，許多企業由于各種原因都會忽視新技術、新設備的使用，因而影響了勘察成果的準確性。

2.3 勘查過程中易出現的問題

（1）常常忽略地形地貌等外部因素，導致對于工程區域的地質缺乏整體認識，不能掌握地基圖層的變化規律，致使施工工期延誤以及工程成本增加。對于施工環境和工程施工之間的相互作用的忽視，造成設計上的失誤，也在一定程度上使施工場地環境條件不能滿足施工要求。

（2）數字化勘查技術未能得到合理應用，勘查過程中仍然沿用傳統文字、圖紙、表格勘查形式，出現勘查資料信息運用、處理困難問題。無法全面實現與CAD軟件的匹配，使數字化勘查技術的推廣受阻。

2.4 成果水平不理想

伴隨著科學技術的進步，巖土勘察組織的深化改革開始實現自主化管理，自己負責盈利與虧損。有些勘察組織為了提高利潤率，可能會輕視工程質量，一味地為了減少工作時間，降低鉆探獲取樣本的指標，在更加惡劣的情況下甚至會為了謀取暴利而偽造編撰勘察報告內容，胡亂編造虛假信息等，導致巖土工程施工中缺乏完整真實的勘察依據，難以獲得科學的指導，極大的浪費了物資和時間。

3 巖土工程勘察中的綜合勘察技術

綜合性勘查技術是指在分析了施工地點的地質特征后，結合當地的自然、地質狀況，參考勘察技術的使用前提條件，進行合理的選擇，由不同的側面獲取各個成礦數據資料，從而高效地完成經濟的地質條件勘察工作。

3.1 大地電場巖性檢測技術

該勘察技術的施工原理，是以太陽風電磁波作為激發場源，運用探測儀點頻的記錄方法，接收由不同地表深度所反射的電磁波信息，并依據所接收波的幅度、速度、電阻率和轉換的類自然電位等，判斷儲層的性質、巖性等，進而進行地質評價。大地電場巖性檢測技術應用于巖土工程中，其實施流程如圖1所示。

該勘察技術的優勢如下：①大地電場巖性檢測所采用的是CYT－VI探測儀，其體積小、重量輕，因而易于攜帶，能獨立操作，在使用的過程中無噪音，無廢棄物，可避免對自然植被的損壞，只需要將探測儀設定于預定位置上，預先調整好，即可隨時進行探測，其探測的深度通常達到10000m，可探測地層巖性、礦體、含水層等信息，探測速度快，通過對測點的匯總即獲取勘察地區的全面、真實信息；②誤差小，CYT－VI探測儀運用的是平面點測方式，其垂直采樣間距是可調整的，一般間距越小，則測量誤差就越小；③場源穩定，CYT－VI探測儀通常僅接受大地天然低頻的電磁波信號，因而不受地下給水、地下管網、高壓電源或地形的影響。

圖1 大地電場巖性檢測流程圖

3.2 多瞬態面波技術

該方法的實際實施原理，主要在于利用面波處于多層介質中時，其傳播速度存在的變化特點，以瞬態的沖擊力作為震源，激發面波，使地表在脈沖載荷的作用下發生波動，從而通過傳感器記錄波面垂直分量，處理微波信號，進而明確頻散曲線的變化規律。因為頻散曲線的變化規律通常與巖土介質結構形狀有關，可以通過對這種內在聯系進行分析處理，從而達到地質體探測目的。

3.3 高密度電阻率技術

該技術的原理是：因巖土介質的典型差異，工作人員會在勘察地點施加電場，探測地下傳導電流的實際分布、變化規律等，以此判斷當地的巖土性質。該技術運用供電電極，向地下輸送直流電流，于測點創建電廠，并改變供電（A級、B級）、測量裝置位置、大小、排列順序等，進而改變地下電流分布，探測地面電場變化，以準確計算地表電阻率，據此判斷巖土的性質。

該技術的應用優勢在于：①電極布置可一次性完成，有效降低電極的影響與干擾，可自動、快速地探測野外數據；②可采用多種排列方式進行掃描與測量，獲得多種地電斷面結構特征、地質地球物理信息；③實現對野外數據的自動化采集，提高采集的速度與準確度，并進行實時的分析處理，計算出電阻率。

3.4 橫波反射技術

所謂淺層地震橫波反射法，其使用原理是運用地下介質，針對波的阻抗差異，進行地質勘查工作，在地下介質傳輸的過程中，如果地震波遭遇相對波阻抗差異，即會發生反射，反射信號波則會通過地表的檢波器，接收記錄數據，利用反射波的振幅、相位時空特性等，推斷地下層的實際構造。橫波反射法相較于縱波反射法，所受到的轉換波干擾較小，且橫波速度較低，垂向分辨率則會相應地提高。

4 綜合性勘查技術在巖土勘查應用實例分析

4.1 工程簡介

某工程的占地面積達到109畝，其建筑面積是9萬m2，是一座單棟6層的超大面積建筑，對建筑的沉降度要求較高。依據設計方的勘查要求，可率先通過常規鉆探、原位測試，針對擬建場地內的地質結構、主要持力層等進行勘察，對其樁基的持力層，埋深40～50cm厚的碎卵石層。在具體勘查中，發現該碎卵石層面的東西兩段之間較平，且層面突變。通過鉆孔施工，發現碎卵石層面最大標高差超過約10cm，最大坡度為45°。為確保工程的施工能夠順利開展，需要對卵石層異常進行綜合勘查。

4.2 勘查的目的

本次勘查運用的常規鉆探點間距是20～30cm，依據地質情況，為準確分析碎卵石層的實際變化狀況，尤其是層面高低標高差與坡度的變化，需要采用綜合勘探技術，結合鉆探方法，就點、線、面等立體方位進行解析。本次勘察主要采用的是橫波反射法、高密度電阻率法和瞬態面波法，其判別的精度達到2～3cm，同時還結合了鉆探的精準點，實施了相關地質信息的校核。

4.3 綜合勘探技術的運用

本次工程中，淺層地震波反射法采用的是CDP覆蓋技術，接收道數是12道、道間距是2cm、偏移距離是4cm、炮間距是2cm，覆蓋的次數是6次。

4.3.1 地質狀況和礦產特性

在找礦的過程中，地質條件勘察結果是其中不可缺少的依據條件，其勘查內容包括礦產形成、分布以及基性、超基性侵入巖情況等，可使用磁法或重力測量來確定基本特征；礦產的形成與分布通常與斷裂層的構造有關，可以通過遙感、航磁、重力測量和化探的方式，獲取相關資料，查明地球物理場和化學場的構造關系。對于不同礦種、礦床的類型，也應當選擇相應的勘察方法，例如多金屬硫化物礦床，應當利用電法測量、地球化學等勘查方法；而對于鐵礦床則建議使用磁法；如果內生金礦，則可采用地質測量法、地球化學測量法、地球物理測量法等；外生金礦可用地質測量法、重砂測量法等。

4.3.2 自然環境狀況

針對自然環境狀況的勘察，主要包括施工地域地勢、地理條件、氣候、水系、第四系土壤覆蓋層面的發育程度、基巖剝蝕發育程度等信息，這些因素均會影響到巖土工程勘察方法的選擇。如果是多山且海拔較高的地區，因地形繁雜，山體海拔較高，存在很大面積的基巖并露出地表，導致交通不便，這種情況下可采用航空化探、航空物探、遙感地質探測、水系沉積物探測、重砂探測等方法；而如果是在森林覆蓋率較高的區域，基巖出露面積較小，覆蓋較深，且水系發育良好，交通不便時可運用水系沉積物探測、航空化探、航空物探、生物地球化學探測、地質探測等手段；如果是海拔較低而地勢較平坦的地方，則第四系覆蓋層廣闊而深厚，裸露于地標的基巖面積也較小，交通便利，可采用遙感地質探測、物探、氣體地球化學探測等方法。

4.4 綜合性勘查結果

通過此次的勘探，發現橫波在風化巖層面、淤泥碎石層面上，均發生了顯著的反射，除了風化巖外，其他界面產生的反射波能力都較強，且反射同相軸明顯。另外，運用單個排列電極的高密度電阻率法，其電極的總數是60根，排列間距是3m，同時采用二級裝置采集數據，通過實驗的方式，發現電阻率隨著巖土層深度的變化呈低-高-低-高狀，判斷出其電性層可大致分為4層。

5 結語

總而言之，綜合勘察技術在巖土工程勘察施工中，發揮著重要的作用，而技術的先進性則將直接影響巖土工程勘察結果的準確性、真實性和全面性，從而有效解決傳統單一勘察技術的弊端，擴大工程勘察的范圍與內容，保證勘查結果能夠準確反映巖土的實際情況，使得后續施工能夠安全、穩定、高效的進行。

[1]李國占.地下水地球物理勘查技術模式[J].物探與化探，2010，34（2）：202～204.

[2]易宗旺，雷東軍.淺談地質找礦勘查技術原則與方法創新[J].中國新技術新產品，2011（2）：196～197.

[3]陳強，王運生，韓愛果.對勘查技術與工程專業實踐性教學改革的思考[J].中國地質教育，2011，20（3）：40～44.

TU195

A

1004-7344（2016）23-0190-02

2016-7-26

彭 春（1987-），男，助理工程師，本科，主要從事巖土工程勘察、水文勘察、地災評估勘察設計工作。