基于復(fù)雜地形地質(zhì)條件下巖土工程勘察技術(shù)的研究

李 光

（河北省水文工程地質(zhì)勘查院，河北 石家莊 050021）

我國是一個(gè)疆域遼闊、地質(zhì)種類多樣的國家，在這樣的地質(zhì)環(huán)境下進(jìn)行工程建設(shè)和地質(zhì)檢測(cè)差異性是非常大的，因此地質(zhì)巖層的勘察和檢測(cè)成為工程建設(shè)行業(yè)中最重要的前提工作[1]。為了詳細(xì)了解復(fù)雜地形地質(zhì)條件下的巖土工程勘察技術(shù)，本文從我國一些復(fù)雜地形地貌環(huán)境下的工程案例、解決措施以及基于復(fù)雜地形地質(zhì)條件下巖土工程勘察的技術(shù)分析這兩個(gè)方面進(jìn)行討論。

1 我國一些復(fù)雜地形地貌環(huán)境下工程案例分析以及解決措施

一個(gè)規(guī)范的勘察施工項(xiàng)目在進(jìn)行施工之前，都會(huì)對(duì)工程所在的地理位置和地質(zhì)情況進(jìn)行一定的考察，不僅是為了提高工程的建設(shè)效率，最重要的是確保一項(xiàng)工程能夠順利的開展。由于一些項(xiàng)目施工的場(chǎng)所地質(zhì)比較復(fù)雜，這在一定程度上增加了勘察工作的難度，像我國西部的一些地區(qū)，很多地形都是盆地或者是高低起伏的山地，地形的起伏導(dǎo)致地層巖性在不同區(qū)域內(nèi)差別很大[2]。同時(shí)在一些地形的形成過程中，地質(zhì)下層運(yùn)動(dòng)和地質(zhì)周圍的環(huán)境變化，使得很多地質(zhì)區(qū)域內(nèi)的巖漿狀態(tài)、地質(zhì)構(gòu)造、沉積厚度等一些地質(zhì)結(jié)構(gòu)都有明顯的差異，這樣的地質(zhì)和地形對(duì)地層的勘察工作帶來了很大的難度，不利于地層勘察工作的進(jìn)行。

一項(xiàng)工程在勘察施工過程中，在對(duì)周圍的巖石層和地質(zhì)情況進(jìn)行勘測(cè)時(shí)要根據(jù)該工程的實(shí)際情況和建設(shè)要求進(jìn)行勘察，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況劃分出工作區(qū)，詳細(xì)地分析周圍地質(zhì)的情況和在建設(shè)過程中所需要注意的問題[3]。系統(tǒng)地分析巖石層的結(jié)構(gòu)和特質(zhì)，該地區(qū)在施工過程中遇到降水或者溫度發(fā)生變化的情況時(shí)地下水發(fā)生什么樣的變化，是否會(huì)影響建設(shè)施工的開展。詳細(xì)地總結(jié)出勘察過程中巖石和土質(zhì)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)以及分布，結(jié)合相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求，合理地對(duì)施工過程進(jìn)行改善，保證整個(gè)巖石工程的勘察工作能夠有效的進(jìn)行，保證勘測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，同時(shí)為一項(xiàng)工程的進(jìn)行提供科學(xué)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐[4]。

2 復(fù)雜地形地質(zhì)條件下巖土工程勘察技術(shù)的應(yīng)用分析

2.1 巖土層鉆探技術(shù)

巖土工程在施工前通常都會(huì)進(jìn)行巖土層的鉆探勘察，而巖土層鉆探技術(shù)離不開車裝、臺(tái)式鉆機(jī)等設(shè)備的應(yīng)用。臺(tái)式鉆機(jī)是巖土層鉆探技術(shù)的主要組成工具，離開了鉆機(jī)則無法開展鉆探勘察工作，圖1 是巖土層鉆探施工。另外，在開展巖土層鉆探時(shí)，還需要使用泥漿護(hù)壁回轉(zhuǎn)這一技術(shù)來實(shí)施鉆進(jìn)；采芯過程中還必須要保證砂土巖層芯的采取率以及粘土巖芯的采取率。整個(gè)技術(shù)應(yīng)用過程中要詳細(xì)記錄各個(gè)巖層的變化，為后期的地層分析提供精確的數(shù)據(jù)參考依據(jù)。

圖1 巖土層鉆探施工

2.2 地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)

針對(duì)復(fù)雜地形條件下的巖土工程勘察離不開地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，通過對(duì)地形、地貌以及地質(zhì)等條件進(jìn)行分析，有利于幫助勘察人員加強(qiáng)對(duì)工程施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)構(gòu)造的了解。圖2 是地質(zhì)測(cè)繪應(yīng)用圖，通過地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)可以及時(shí)地發(fā)現(xiàn)巖土施工中存在的地質(zhì)問題，從而能制定合理的應(yīng)對(duì)措施。另外，勘察人員還可以借助該技術(shù)掌握施工現(xiàn)場(chǎng)巖層的特征、分布以及成分組成等巖土信息，根據(jù)地質(zhì)變化能準(zhǔn)確的判斷巖層本身的風(fēng)化程度。

圖2 地質(zhì)測(cè)繪應(yīng)用圖

3 基于復(fù)雜地形地質(zhì)條件下巖土工程勘察工作順利開展的對(duì)策

3.1 勘測(cè)技術(shù)和取樣技術(shù)

在巖石工程的地質(zhì)勘測(cè)過程中，由于基礎(chǔ)的地質(zhì)環(huán)境和地質(zhì)結(jié)構(gòu)存在差異，所以在勘測(cè)過程中，所選擇的勘測(cè)間距和勘測(cè)深度每次都不同。如果是一棟樓層在6 層左右的磚混結(jié)構(gòu)住宅樓，處于砂土、碎石土等簡(jiǎn)單均勻地層時(shí)，勘測(cè)孔深度在15 米左右就可以滿足勘測(cè)的要求；如果處于因地質(zhì)構(gòu)造、地質(zhì)成因?qū)е碌挠倌噘|(zhì)土、膨脹土、濕陷性土、風(fēng)化差異性大的復(fù)雜地層，在進(jìn)行勘測(cè)時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)勘測(cè)深度適當(dāng)加深；如果考慮到上部建筑物的沉降敏感性等設(shè)計(jì)問題時(shí)，勘測(cè)深度還應(yīng)滿足計(jì)算要求[5]。在勘測(cè)過程中遇到松散雜填土或者黃土?xí)r，對(duì)于勘探點(diǎn)的間距要根據(jù)地質(zhì)的復(fù)雜程度進(jìn)行加密，必要時(shí)還要增加物探、原位測(cè)試等其他勘測(cè)技術(shù)，來滿足勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。在復(fù)雜的地質(zhì)條件下，要充分考慮取樣技術(shù)的實(shí)用性和合理性，針對(duì)不同位置的不同地層選擇合適的取樣工具和技術(shù)措施，淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土等不同土層的取樣要求差異性很大，當(dāng)一項(xiàng)工程地層中遇到多種地層時(shí)要將鉆探工藝與取樣技術(shù)結(jié)合起來，避免復(fù)雜地層給施工帶來的技術(shù)性困難。

3.2 對(duì)地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和升級(jí)

基于復(fù)雜地形地質(zhì)條件下巖土工程勘察的地質(zhì)測(cè)繪工作主要是通過對(duì)該區(qū)域的地形和表層地質(zhì)進(jìn)行調(diào)查，詳細(xì)了解該地區(qū)的地形和地貌、表層巖石和土層的地質(zhì)性質(zhì)，進(jìn)而提前掌握現(xiàn)場(chǎng)施工的難易程度和具體勘察工作，例如鉆孔布置的初步安排，因此地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)的優(yōu)化升級(jí)必不可少。目前的無人機(jī)航拍、射線探測(cè)等手段是地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)升級(jí)和優(yōu)化的研究方向。

3.3 對(duì)巖石土工程勘察技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新

現(xiàn)今巖土工程勘察的難點(diǎn)主要就是復(fù)雜地質(zhì)條件對(duì)工程的影響，想要解決這一問題就要從實(shí)際出發(fā)，堅(jiān)持實(shí)用性的原則，加強(qiáng)地質(zhì)勘察技術(shù)的針對(duì)性和有效性，不能單純的使用單一的勘察技術(shù)進(jìn)行工作[6]。例如在對(duì)一項(xiàng)地鐵工程線路進(jìn)行勘測(cè)過程中，在每個(gè)站點(diǎn)要根據(jù)地質(zhì)情況的不同選擇不同的勘測(cè)技術(shù)，由于巖石工程的勘察位點(diǎn)比較多，現(xiàn)場(chǎng)的施工環(huán)境比較復(fù)雜，周圍又包括很多建筑物，針對(duì)這樣的問題，工程勘查單位要和其他建筑單位進(jìn)行合作，采取多樣的勘測(cè)技術(shù)進(jìn)行巖土工程地質(zhì)勘察。對(duì)巖土工程勘察的技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，找到合適的綜合勘測(cè)技術(shù)，對(duì)實(shí)際地層結(jié)合試驗(yàn)資料和數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析，保證勘測(cè)結(jié)果符合實(shí)際要求。

4 結(jié)語

在復(fù)雜地質(zhì)條件下的勘察，一定要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際地質(zhì)情況，選擇合適的勘察技術(shù)進(jìn)行綜合地質(zhì)勘測(cè)，通過提高勘察技術(shù)的先進(jìn)程度和實(shí)用程度以及輔助手段的優(yōu)化升級(jí)來提高勘察工作的準(zhǔn)確性和合理性，為工程的設(shè)計(jì)和施工提供詳實(shí)可靠的地層信息和地質(zhì)數(shù)據(jù)。