巖土工程在礦山施工中的技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)踐

李先林

（湖南中核巖土工程有限責(zé)任公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

巖土工程是一個(gè)綜合性很強(qiáng)的復(fù)雜學(xué)科，整個(gè)學(xué)科涉及了包括基礎(chǔ)工程學(xué)、巖土力學(xué)、地質(zhì)工程學(xué)等學(xué)科。巖土工程研究的主體是巖體與土體。隨著時(shí)代的推進(jìn)，巖土工程技術(shù)也取得了很大的進(jìn)步。近些年以來(lái)，我國(guó)的礦山工程項(xiàng)目建設(shè)加快，對(duì)巖土工程技術(shù)的需求也在增強(qiáng)，面對(duì)著新形勢(shì)新局面，對(duì)巖土工程技術(shù)也提出了更高的要求，研究巖土工程施工技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)踐具有很強(qiáng)的理論意義與現(xiàn)實(shí)意義，將對(duì)我國(guó)的礦山工程項(xiàng)目建設(shè)產(chǎn)生很大的促進(jìn)作用，也將對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的健康持續(xù)發(fā)展以及綜合國(guó)力的不斷提升起到促進(jìn)作用。

1 巖土工程技術(shù)的特點(diǎn)

巖土工程作為綜合性很強(qiáng)的學(xué)科，在當(dāng)前階段引發(fā)了越來(lái)越多人的關(guān)注。

一方面，巖土工程技術(shù)本身具體復(fù)雜性的特點(diǎn)，相關(guān)工作人員在具體的工程項(xiàng)目施工的過(guò)程之中面臨著復(fù)雜的不確定的因素，而與之對(duì)應(yīng)的工作量也很大，在具體的施工過(guò)程之中存在的工種也很多。并且在巖土工程的勘查以及設(shè)計(jì)過(guò)程之中，工作人員所使用的儀器以及設(shè)備均呈現(xiàn)出靈活方便的特點(diǎn)，這也與巖土工程本身的特點(diǎn)有關(guān)系。另一方面，巖土工程項(xiàng)目在施工過(guò)程之中呈現(xiàn)出隱蔽性的特點(diǎn)，很多巖土工程的施工過(guò)程以及細(xì)節(jié)等都被隱藏在地下，這也給巖土工程的具體實(shí)施帶來(lái)一些難度以及挑戰(zhàn)。與此同時(shí)，巖土工程技術(shù)本身的要求是非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，?duì)很多的施工材料、施工設(shè)備、細(xì)節(jié)等都具有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。

在我國(guó)的發(fā)展歷史長(zhǎng)河中，巖土工程技術(shù)起到了非常重要的作用。當(dāng)前階段，國(guó)內(nèi)很多礦山開(kāi)采企業(yè)在具體的施工過(guò)程之中都需要采用巖土工程技術(shù)。而巖土工程技術(shù)的核心內(nèi)容具有復(fù)雜性，相關(guān)工作人員通過(guò)對(duì)工程項(xiàng)目的具體以及詳細(xì)分析進(jìn)而獲得基礎(chǔ)性的數(shù)據(jù)，而后通過(guò)實(shí)踐過(guò)程獲取更加真實(shí)性的數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行詳細(xì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕ぁ?/p>

隨著時(shí)代的推進(jìn)，我國(guó)很多的巖土工程相關(guān)的施工材料以及施工設(shè)備、施工儀器等等都有了進(jìn)一步的改觀(guān)，并且伴隨著經(jīng)濟(jì)的提升我國(guó)的計(jì)算機(jī)技術(shù)水平也得到了快速的提高，這些技術(shù)也為巖土工程的具體實(shí)施提供了基礎(chǔ)以及鋪墊，也進(jìn)一步促進(jìn)了巖土工程技術(shù)的進(jìn)步。

2 巖土工程技術(shù)存在的問(wèn)題

目前來(lái)講，在我國(guó)的巖土工程的具體實(shí)施過(guò)程之中，巖土工程技術(shù)的具體落實(shí)尚且存在著一些問(wèn)題與不足，這些不足之處也直接影響著巖土工程項(xiàng)目在礦山工程運(yùn)行中的有效健康開(kāi)展。

2.1 勘查技術(shù)有待提升

目前，在一些巖土工程具體的施工過(guò)程之中，所采用的勘查技術(shù)尚且比較落后。一般情況下，巖土工程的前期勘查都會(huì)采用分條塊的方式進(jìn)行。這種模式使得勘查工作方便了很多，工作效率也得到了提升，但也因此造成勘查與設(shè)計(jì)脫節(jié)，后期的數(shù)據(jù)整理就需要花費(fèi)較大的精力。若是勘查數(shù)據(jù)與樣本不對(duì)應(yīng)，那么甚至?xí)`導(dǎo)巖土工程施工技術(shù)在礦山工程施工中的決策。而且在勘查數(shù)據(jù)的記錄儲(chǔ)存中也多采用地質(zhì)化，設(shè)計(jì)人員不理解相應(yīng)的內(nèi)涵，因此也就容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)效率低下的問(wèn)題。

2.2 礦山施工落實(shí)不嚴(yán)謹(jǐn)

在礦山工程項(xiàng)目的具體建設(shè)過(guò)程之中，施工的環(huán)節(jié)也是巖土技術(shù)得到落實(shí)實(shí)施的環(huán)節(jié)。礦山工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程之中的每一個(gè)細(xì)節(jié)都是需要嚴(yán)格要求與防范的。然而在現(xiàn)實(shí)實(shí)踐過(guò)程之中，很多礦山企業(yè)與施工單位往往選擇了最大化的效益而忽視放棄了對(duì)高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量巖土工程的追求目標(biāo)。

2.3 樁基施工不規(guī)范

樁基施工在土木工程領(lǐng)域有著較長(zhǎng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)防范近幾年也是相繼涌現(xiàn)。而在應(yīng)用過(guò)程中，由于項(xiàng)目管理人員對(duì)礦區(qū)的建設(shè)要求和成本之間的關(guān)系未能協(xié)調(diào)好，也容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。

3 巖土工程技術(shù)的創(chuàng)新方法

3.1 漿固碎石技術(shù)

一般情況下，在很多的大型礦山以及礦山開(kāi)采工程的選材過(guò)程之中，對(duì)項(xiàng)目所處的地基的基本處理方法就是復(fù)合地基施工。在這種方法之中，工作人員所具體采取的碎石樁一般都比較小且呈現(xiàn)出松散的狀態(tài)，并且其自身的強(qiáng)度一般也比較弱，在采取傳統(tǒng)的加固方法時(shí)只能夠?qū)渡磉M(jìn)行簡(jiǎn)易的加固，而對(duì)碎石樁之間的地基起不到實(shí)質(zhì)性的加固作用。在具體的實(shí)踐過(guò)程之中，由于復(fù)合地基技術(shù)的簡(jiǎn)單容易操作以及成本花費(fèi)少等特點(diǎn)而被廣泛運(yùn)用，然而，碎石樁本質(zhì)上屬于柔性樁，若負(fù)荷增加則地基的承受的沉降量會(huì)變大，此種方法不適用于沉降量比較大的工程項(xiàng)目之中。

巖土工程的創(chuàng)新技術(shù)漿固石樁技術(shù)將上述兩種方法巧妙的進(jìn)行了結(jié)合，其主要流程包括：首先進(jìn)行碎石樁的礦山施工建設(shè)，在此基礎(chǔ)之上用工程開(kāi)始之前所埋好的管線(xiàn)對(duì)碎石以及周?chē)耐馏w進(jìn)行注漿施工，進(jìn)而就構(gòu)成了漿固碎石樁。

這種形成的碎石樁會(huì)形成樁體，這些樁體會(huì)與巖體以及土體共同構(gòu)成加固區(qū)域，進(jìn)一步提高了軟土地的承載能力，最大限度的避免沉降現(xiàn)象的發(fā)生。

并且，在工程施工過(guò)程之中所留下的很多碎石、磚塊等材料都可以為漿固石樁做出貢獻(xiàn)，一方面保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，另一方面還可以節(jié)約材料，降低成本，進(jìn)而為工程項(xiàng)目建設(shè)創(chuàng)造更多的效益。

3.2 GPS測(cè)量技術(shù)

近些年以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，采用GPS技術(shù)對(duì)巖土施工過(guò)程進(jìn)行礦山的測(cè)量與定位成為了常態(tài)。通過(guò)采用GPS技術(shù)可以對(duì)巖土工程中地理位置比較復(fù)雜或者位置比較偏僻的地方進(jìn)行巧妙的勘測(cè)與定位測(cè)量，同時(shí)還能夠保障礦山一定的準(zhǔn)確性。

與此同時(shí)，采用GPS進(jìn)行定位測(cè)量還可以對(duì)人力、物力、財(cái)力等資源進(jìn)行有效的節(jié)約，進(jìn)一步為工程項(xiàng)目產(chǎn)生更大的效益做貢獻(xiàn)。在具體的實(shí)踐工作過(guò)程之中，采取GPS定位技術(shù)時(shí)，首先需要做好準(zhǔn)備工作，包括一些采集裝置、設(shè)備設(shè)施、通訊裝置等的購(gòu)置，其次是對(duì)采集時(shí)間、地點(diǎn)等的勘測(cè)，盡可能的確保誤差最小化。

3.3 PCC樁技術(shù)

針對(duì)于我國(guó)的自身情況而言，在進(jìn)行巖土工程建設(shè)過(guò)程之中，由于土質(zhì)較軟的原因，許多地方很容易出現(xiàn)地基沉降的情況，而如何有效的避免這種現(xiàn)象的發(fā)生顯得非常有必要。經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)人士的分析與研究指出，巖土工程中的樁基所需承受的壓力主要是來(lái)自于兩個(gè)方面，其中之一是樁基側(cè)面所產(chǎn)生的摩擦力，另一個(gè)是樁基德上部邊緣所產(chǎn)生的阻礙力。通過(guò)對(duì)空心樁與實(shí)心樁的承載能力進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在礦山施工的選材同樣的情況下，空心樁的承載能力比實(shí)心樁的承受能力強(qiáng)。PCC樁則是在上述結(jié)果的基礎(chǔ)之上進(jìn)行了改進(jìn)與創(chuàng)新。

PCC樁基一般由很多設(shè)備構(gòu)成，主要包括了動(dòng)力卷?yè)P(yáng)器、混凝土分流器、底座、機(jī)架、沉模等等。一般而言，沉模主要是由兩個(gè)鋼管構(gòu)成，并且其直徑一般比較大，在沉默裝置的下部邊緣以及內(nèi)側(cè)和外側(cè)安裝成模造漿器，有效的減小了樁基的阻力；另外，在沉默裝置的進(jìn)料口處安裝混凝土分流器，將混凝土進(jìn)行攪勻，方便進(jìn)行礦山工程施工。PCC樁機(jī)的可控制性比較強(qiáng)，使用的自動(dòng)化設(shè)備較多，減少了人力，為礦山施工單位節(jié)約了成本。

3.4 靜力觸深、動(dòng)力觸深方法的運(yùn)用

一般而言，靜力觸深采用的原理主要是壓力裝置，將靜力觸深探頭設(shè)置放置到需要試驗(yàn)的土層，通過(guò)探索土層的不同阻力來(lái)判定土層的物理屬性與特征，包括一些承載力等等。比較常見(jiàn)的靜力觸深探頭分為三種，一是單橋探頭，二是雙橋探頭，三是孔壓觸探頭。對(duì)其進(jìn)行加壓的方式一般包括三種，其一是機(jī)械式加壓，其二是液壓式加壓，其三是人力式加壓。靜力觸探對(duì)于不同類(lèi)型的礦層的單裝極限承載力以及天然地基承載力可以精準(zhǔn)的確定。然而，靜力觸深的分辨率不是很高很多時(shí)候甚至很低，并且這與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)存在一些偏差，這一現(xiàn)象造成了該技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用并不是非常廣泛。

動(dòng)力觸探是動(dòng)力檢測(cè)的一種形式，其主要就是利用圓錐進(jìn)行動(dòng)力觸探，一般應(yīng)用于對(duì)物理學(xué)指標(biāo)的確定。動(dòng)力觸探一般分為三種形式：輕型、重型以及超重型。其中輕型觸探設(shè)備在體型以及操作上都較為便利，因此應(yīng)用最為廣泛。

4 結(jié)論

隨著時(shí)代的快速發(fā)展，我國(guó)的礦山工程建設(shè)也取得了較大的進(jìn)步，在我國(guó)社會(huì)的發(fā)展過(guò)程之中扮演著重要的角色。而巖土工程技術(shù)在礦山工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程之中發(fā)揮著重大的作用。

而現(xiàn)階段，巖土工程技術(shù)在發(fā)展過(guò)程之中存在著一些問(wèn)題以及不足，比如對(duì)礦山工程質(zhì)量的嚴(yán)謹(jǐn)性沒(méi)有落實(shí)到位，工程施工過(guò)程之中的勘查技術(shù)落后等等，這不利于礦山工程項(xiàng)目建設(shè)的健康良好開(kāi)展。

而本文所述及到的漿固碎石技術(shù)、GPS測(cè)量技術(shù)、PCC樁技術(shù)、靜力觸深以及動(dòng)力觸深方法的運(yùn)用等創(chuàng)新方法能夠?yàn)閹r土工程的有效開(kāi)展起到促進(jìn)作用，這些方法的合理巧妙使用不僅可以節(jié)約施工過(guò)程之中的原料、節(jié)約相關(guān)的建設(shè)成本，而且還可以節(jié)約人力，并且還可以為保護(hù)生態(tài)環(huán)境作出貢獻(xiàn)，這些方法需要在今后的巖土工程技術(shù)的發(fā)展過(guò)程之中被廣泛的接納與使用，而針對(duì)于不同的情況，在具體的使用過(guò)程之中，工程項(xiàng)目的工作人員要根據(jù)不同的情況選擇更合適的方法，盡最大努力的使得這些創(chuàng)新方法能夠發(fā)揮出最大的效益，為我國(guó)的工程項(xiàng)目建設(shè)做出貢獻(xiàn)，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及綜合實(shí)力的不斷提升。