復雜地形地質條件巖土工程勘察實踐與探索

羅高波

廣西華繪勘察設計有限公司 廣西 南寧 530000

各類建（構）筑物的建設，都必須以穩定安全的地基為基礎，這就要求建設施工前做好巖土結構的勘察與分析工作。結合國內巖土地質的長期勘察情況看，地球化學勘查法、原位測試試驗、物探技術、數字化測繪技術以及吸附烴、電吸附、吸附相態汞化探法的應用，對提升勘察效率有著極其關鍵的作用。但是在勘察實踐中，也往往存在方案設計不合理、勘察作業過程不規范、勘察技術創新力度有待進一步加大、對勘察作業的監督與管理不到位等等問題，如何對其進行妥善處理，值得思考。

1 復雜地形地質巖土勘察概述

隨著我國城鄉建設步伐的不斷加快，基礎設施建設、資源開發等不斷向遠向深發展，對巖土工程的勘察技術也有越復雜越普遍的需求，諸如房屋建筑工程行業、礦產勘查開發行業、軌道交通工程行業、公路工程行業、水利水電建設行業、海洋工程行業等行業領域的發展，都需要通過嚴格的巖土工程勘察，以及科學的地基處理工作，保證地質穩定性，進而完成工程建設。就現階段的情況來看，數字化勘察、測繪手段為巖土工程調查、城鄉規劃建設等都提供了更多的便利條件。例如，隨著遙感技術、地理信息系統能夠穿透云霧，不受云雨天氣及地形地貌的影響，更好更多來獲取地表的信息，還可以用于獲取次地表層的信息。并且，無人機航測技術等可以憑借測量數據精確、全程自主飛行、飛行狀態自行轉換、垂直起降、不需要跑道和起降空域等特點，在山區、丘陵、叢林等復雜地形和建筑物密集的區域進行作業，進而完成各類復雜地質條件的巖土勘察工作[1]。

2 巖土工程勘察作業基本原則

2.1 客觀性原則

地區地質、水文、土壤、氣候等客觀環境因素與自然條件如何，會影響當地群眾的生活方式與情況，決定當地工程開發與建設方向，甚至可能泥石流、滑坡等地質災害給人民造成人身安全方面的危害。為保證群眾正常生活、各類工程得到順利高效建設，就必須對周邊環境做出全面勘察與分析，對附近巖土結構特征、水域水流流態、土壤質量等做出細致調查，制定科學的巖土工程勘察與施工方案，采用恰當的施工技術，確保工程質量。

2.2 系統性原則

巖土工程勘察工作的落實是一項系統性工作，它受自然因素、人為因素等多方影響，為確保工程順利發揮作用，要層層壓緊壓實責任，嚴密監控各方面要素，確保勘察作業各項得到落實。因此，地區政府、工程建設方等要統籌整合好各方面力量資源，全面提升巖土工程勘察工作的系統性、整體性、協同性，將該項工作抓得緊而又緊、細而又細、實而又實，切實為人民群眾筑牢“安全地基”。

2.3 科學性原則

巖土工程勘察作為社會事業建設的重要基礎性工程，應該堅持科學性原則，要求勘察單位根據實際優化施工方案，合理安排勘察現場的人力和設備，確保各勘察段按計劃穩步推進。惡劣地質環境與特殊地形等客觀自然因素會給工程勘察帶來一定困難，此時要在保證施工安全和施工質量前提下，根據地質基礎、天氣變化情況等，合理調整勘察方案，實現工程建設科學穩步推進[2]。

2.4 智能化原則

隨著微小衛星、激光雷達、立體攝像頭、點云處理技術、高精度定位與室內定位等技術取得重要進展，智能化測繪、勘察新技術的應用更為普遍，巖土工程信息的采集和成圖手段將更加自動化、實時化。在信息化測繪時代下，要善于將GPS一PTK技術、GIS技術以及攝影測量技術等不斷推廣與應用到巖土工程勘察中去，使其發展可能性逐漸增多。當然，在巖土工程勘察與工程建設工作開展期間，也需要嚴格遵循可持續化發展原則，要求融入低碳理念，從根本上控制巖土勘察與工程建設過程中的環境污染問題。

3 復雜地形地質巖土工程勘察技術

3.1 地球化學勘查法

在巖土工程的勘察探測過程中，采取地球化學勘查的方法，要求對所在地與周邊的大氣、地質、土壤、水文、植被等環境要素展開整體調查，對各類元素的含量、成分變化進行長期而嚴密的監測，獲取較為全面的勘查參考資料，為后期的巖土工程施工作業奠定良好基礎。事實上，地球化學勘查方法的應用涉及要素多，牽涉范圍廣，工作量大，但能夠提供與地質勘察相關的各類實時的、完整的數據信息，因此能夠為資源勘察提供更為便利的條件。

3.2 原位測試試驗的進行

在進行靜力觸探試驗時，我們使用原裝液壓靜力觸探探頭來完成測試，電腦對采集到的信息做出整理和分析。在完成標準貫入試驗時候，使用標準落錘，來完成自由落體法這一試驗。試驗之前要做好清孔，錘擊的速率保持在每分鐘二十次左右。地基勘察中的動力觸探也是進行原位測試的方法之一，借助于動力觸探這一試驗，能夠有效的確定風化基巖的物理力學性質指標[3]。

3.3 物探技術

電阻率法的操作原理，是技術人員結合人工構建的方法穩定電流場處理地質現象。在應用該技術進行地質勘察時，探測點上的密度一般情況下均會大于尋常數值，這就方便了工作人員更精確、直觀地或許檢測點對應地區的地質信息與地理結構特征。若讀取的信息存在異常，則可以迅速進行更深入的監測，進而得到更完整的勘查資料，方便地質問題的妥善處理。

3.4 數字化測繪技術

數字化測繪技術，是通過智能化測量、衛星應用、高精地圖、無人機、地理信息技術及其他可視化呈現手段，對特定地理空間進行真實描述和直觀反映的一種創新技術。測繪技術的應用具有較高的綜合性特征，可以對內容眾多、類型各異的空間資源的全面測繪，是實現空間要素摸底的重要手段。通過產業界和學術界的共同研究，數字化測繪與網絡技術、協議分析技術、大數據技術、等在巖土工程勘察領域已經發揮了越來越普遍的作用[1]。

圖1 無人機測繪技術

3.5 吸附烴、電吸附、吸附相態汞化探法

此類方法是對地質結構、礦資源分布進行調查的有效手段，采用傳統的化學探測方法，某些蓋層較厚或者礦化特征不明顯隱伏礦可能難以被快速發現，而采用全新的弱吸附烴、電吸附、吸附相態汞化探法，則能有效解決這一問題。例如，利用電吸附法，可以迅速捕捉與成礦緊密聯系的化探資料，該技術的操作原理體現在借助化學試劑和通電的手段完成樣品的高效處理與分析；與之相似的是，吸附烴法也可以借助某些熱釋技術及先進測試儀器，捕捉礦體中因硫化物氧化而形成的吸附烴類氣體信息。

4 特殊地形巖土地質勘察領域常見問題

4.1 勘察方案設計存在不合理之處

科學的巖土勘察技術是保證特殊地形地質巖土結構得到科學監測的重要條件，因此需要形成科學的技術方案，為后期的作業流程展開提供指導。在具體的設方案制定環節，工作人員要對特定巖土工程所在地的自然、人文環境進行全面調查研究。但是許多勘察人員忽視了地區氣候、水文、地形、土壤等特征的深度分析，對巖土工程勘察的基本要求與勘察標準把握不到位，就難以真正運用先進勘察工藝與設備，形成合理的施工技術方案。

4.2 勘察作業過程存在不規范現象

巖土工程的勘察作業，必然離不開大量的先進施工工藝及現代化生產設備、工具的支持，這就要求勘察單位與之對應地提升其技術操作效率、設備使用規范性，并且做好勘察現場的管理工作。但當前，因為許多單位對巖土工程勘察過程中的風險等把握不夠，對技術規范利用、現場管理的重視不足，使得器械參數的設置、勘察技術運用要求與實際操作之間出現誤差。久而久之，工程項目會存在較大的偏差，許多重要勘察節點可能存在質量隱患。

4.3 勘察技術創新力度還有待進一步加大

由于特殊地形地區的巖土地質勘察本身具有較為復雜的內容，現代化勘察技術也需要強大的科技支撐與雄厚的資金實力，在技術科技含量、管理組織便利性、科技基礎扎實與否等方面也有較高要求，若資金實力不足，管理能力有所欠缺，都會影響最終的勘察效果。隨著數字化時代的到來，我國在地質巖土工程勘察技術的推廣與應用方面取得了一定成效，工程項目相關配套軟件也得到全面研發。不過，許多地區和單位的勘察作業與現場管理領域發展仍較滯后，因此應該進一步推動技術的研發與創新[4]。

4.4 對勘察作業的監督與管理不到位

由于巖土工程勘察事關重大，因此必須對其進行全面的管理。在正式勘察階段，需要強化現場控制，保證工程順利完工，防止出現質量與安全問題。但是，當前許多勘察現場管理不善、技術操作標準匱乏、施工質量不穩定的現象普遍存在，加上特殊復雜地形分布地區的勘察設計本身難度更多，有勘察周期較長等共性問題和技術痛點，加強技術管理與現場控制能有效降低質量與安全風險，若管理控制不善，將很可能影響工程的可持續發展。

5 做好復雜地質巖土工程勘察作業的策略

5.1 結合地質條件與勘察實際需求制定科學的技術方案

地質勘察工作作為各類工程建設的先導性措施，其應用范圍廣，實效性強，而在不同的地理環境和工程建設背景下，可以選擇的地質勘察技術是多種多樣的，相關單位要具體問題具體分析。在全力推進地質勘察創新轉型的同時，從技術方案的優化與創新入手，促進地質勘察領域從無機檢測為主轉向無機檢測與有機檢測并重，購置有機檢測設備，加強技術能力儲備和勘察資質建設。在勘探之前，組織專家與技術人員結合該地區的水文地質環境信息，商討出科學的施工技術應用與操作計劃，保證勘察效率，同時降低安全事故爆發的可能性。在完成地質勘察工作之余，還應該采取必要的環境治理與恢復策略，針對勘察與施工環節造成的植被、生物、土壤破壞等問題，進行針對性修復處理，使得生態系統回歸正常狀態。

5.2 通過長期的人員培訓確保技術得到規范應用

在加速推進巖土地質勘察工作有序展開的同時，高度重視工程質量與安全，保證工程的質量合格、管理到位，并且通過科學的技術指導工作為員工做好長期的培訓教育，使其掌握基本的技術操作技巧，進而對各類地質勘察技術進行合理應用，防止出現操作不規范與失誤的現象。首先，由于特殊地形地質帶安全隱患較高，要求相關單位做好文明勘察施工宣傳，從場內組織施工、現場標牌設置、場地道路平整、設施有序擺置、現場衛生管理等方面，從細節處彰顯文明勘察。其次，組織質量安全知識培訓，明確專職安全員，在施工現場以宣傳橫幅、警示標志等形式加大質量與安全生產宣傳，營造重視質量與安全生產的氛圍。此外，從巖土勘察的基本理論原理與技術操作技巧出發，邀請行業內專家到單位為員工講解基礎知識，提升其知識與技能水平，確保規范作業。

5.3 引進高科技勘察技術與設備

結合特殊地形地質條件的巖土勘察發展情況看，許多技術與方法都源自西方發達國家，他們對地質勘察相關學科領域的研究也是一流的，在理論研究與實踐創新方面的開拓性成果不可否認。國內通過不斷深化該領域的理論與實踐研究，對計算方法、高性能分析軟件的開發等保持了高度重視，對高科技勘察設備進行了大力研發、推廣與應用，使得特殊地質區的巖土勘察相關問題得到了更高效的處理。如2019年推出的SmartSolo智能傳感器系列產品，其勘探項目可以覆蓋油氣、煤炭、礦產、天然地震監測、安全監測、科學研究等多個領域；應用地形包括山地、密林、南極、北極、沙漠、草場、城市中心等多種復雜環境，在復雜地形的勘察中具有強大的優勢。

5.4 加強勘察現場的嚴密控制

在巖土工程勘察現場加強安全文明管理，從環保、消防、材料、衛生、設備、技術人員職業健康與防護等管理工作上入手，牢固樹立文明作業理念，細化措施、狠抓落實，可以實現現場安全風險控制到位、質量隱患防患到位。具體來說，各勘察單位需要秉承質量第一的理念，在技術負責人的領導下成立勘察監督隊伍，負責制定管理制度，建立質量控制點，完善勘察工序的質量控制措施。并且，每月定期組織項目經理部開展質量檢查，對反映的問題及時進行仔細地分析、研究，并提出處理方案，對不符合質量要求的工序有權責令返工。在質量檢測人員與監察技術人員之間應該實現有效交流，從細處著眼小處著手，多措并舉、攻堅克難嚴把巖土勘察質量關。

6 結語

綜上所述，加強對復雜地形地質條件巖土工程勘察實踐的探討，意義重大。相關工作人員需要明勘察作業基本原則，把握勘察領域常見問題，在此基礎上提出做好復雜地質巖土工程勘察作業的策略，結合地質條件與勘察實際需求制定科學的技術方案，通過長期的人員培訓確保技術得到規范應用，促進勘察技術的持續創新，加強勘察現場的嚴密控制。