復(fù)雜地形地質(zhì)條件巖土工程勘察實踐與探索

程興洪

摘 要：我國疆土幅員遼闊，地形條件相對復(fù)雜，巖土工程勘察工作條件艱苦，尤其在勘測設(shè)計的初始階段，是最艱難的時期。對于地質(zhì)勘測人員來說，查明施工區(qū)域復(fù)雜的地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件是他們的職責(zé)，同時也是水利水電工程建設(shè)的重要依據(jù)，怎樣在復(fù)雜地形地質(zhì)條件下進行工程區(qū)域的地質(zhì)勘察、探明水文地質(zhì)條件是勘測人員多年來探究的重要議題。

關(guān)鍵詞：工程勘測；地形地質(zhì)條件；實踐

中圖分類號：P642.22 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）17-0153-02

以復(fù)雜的地形地質(zhì)作為勘測工作實施的主要內(nèi)容，深入研究在復(fù)雜地質(zhì)條件下實施巖土工程勘測的方法并制定具有針對性的方案是本文所要闡述的主要內(nèi)容。本文就巖土工程的地下作業(yè)、巖土勘察的相關(guān)試驗等相關(guān)技術(shù)進行了深入的分析，目的是為了提高復(fù)雜地質(zhì)條件下巖土工程勘察的實踐成效，為巖土工程勘查工作尋求捷徑。

1 我國復(fù)雜的地形地貌環(huán)境

我國地形地質(zhì)條件復(fù)雜，就云南省來說，該省地處我國西南部，其大部分都是由山地組成，處于緯度較低的地區(qū)，地形條件相對較為復(fù)雜。該省大部分為高原山地，僅有一小部分為盆地和臺地區(qū)，地勢險峻，高山林立，云南省的地形起伏在不同的地域差別非常之大，縱觀全省的地貌，主要成因以侵蝕、溶蝕、堆積為主，地貌豐富異常，在地域的整體布局可以看出，東部和西部是兩個典型的地貌區(qū)域，東西部以云嶺山脈和元江河谷為界限。像云南省這樣復(fù)雜的地形地貌環(huán)境在我國的其他省份都有不同程度的體現(xiàn)。在形成地層的過程中，因為地質(zhì)周圍環(huán)境的變遷和地質(zhì)下層的運動，導(dǎo)致不同的地層區(qū)域在各個方面都具有明顯的差異，主要的表現(xiàn)形式為巖漿的活動狀態(tài)、沉積建造等?？睖y區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造和地層、地殼的活動強烈程度、構(gòu)造的復(fù)雜程度都是巖土工程勘察的重要依據(jù)。

2 復(fù)雜地質(zhì)條件實施巖土工程勘察工作

在這里以黃土地區(qū)為例，黃土地區(qū)具有特殊的地質(zhì)環(huán)境和自然條件，因為黃土區(qū)域的上方主要以黃土為主，具有相當(dāng)程度的濕陷性；而黃土區(qū)域的下方多以碎石為主，這樣的地質(zhì)特點就必然會導(dǎo)致黃土區(qū)域的巖土工程勘察和其他地貌類型的地區(qū)具有明顯的不同，在黃土區(qū)域?qū)嵤r土工程勘察之前必須要對該區(qū)域的相關(guān)數(shù)據(jù)進行長時間的分析整理，比如該地域的地表溫度、凍土層深度、氣候條件、降雨量等，將勘察區(qū)域的黃土構(gòu)成以及土層的性質(zhì)、分布、成因進行詳細細致的分析總結(jié)，還要對當(dāng)?shù)氐牡叵滤葼顩r做出深刻的分析與研究。

3 巖土工程勘察的相關(guān)技術(shù)

要想對巖土層的相關(guān)技術(shù)參數(shù)、數(shù)據(jù)和指標(biāo)作出準(zhǔn)確的評估，一定要遵循高實用性的基本準(zhǔn)則，尤其在復(fù)雜地形地質(zhì)條件下，常用的勘察技術(shù)手段主要以工程地質(zhì)鉆探、取樣、地質(zhì)測繪、波速測試、室內(nèi)試驗和靜探為主。

①首先分析地質(zhì)測繪這種常用的技術(shù)手段，地質(zhì)測繪的主要意圖是針對當(dāng)?shù)氐牡匦巫龀隹茖W(xué)細致的分析，這就要求勘察人員對要了解的地區(qū)的地層、地貌特點、地質(zhì)結(jié)構(gòu)和存在影響勘察的因素進行了解，這就可以更加科學(xué)、合理的對巖土的形成時間、形成的原因、性質(zhì)、巖土的布局等進行劃分，對這些基本要素進行深刻的分析，對巖土層的風(fēng)化程度做好鑒定工作。

②鉆探。在進行巖層鉆探的時候，可以采用30型臺式鉆機進行具體的鉆探工作，鉆探作業(yè)時，可以采用泥漿護壁、回轉(zhuǎn)鉆進的方式，要注意粘性土巖芯采取率一定要大于90%，仔細觀察分析各個土層的宏觀特點，對土層的方向改變做出詳細的記錄，只有這樣才能對地層結(jié)構(gòu)分布特點的進行研究，以確定復(fù)雜地質(zhì)條件下巖土工程勘測的重要指標(biāo)。

③進行原位測試實驗。在靜力觸探試驗的過程當(dāng)中，使用的探頭必須是原裝液壓靜力觸探探頭，采集到的具體數(shù)據(jù)需要通過電腦進行整理分析。在進行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗時，應(yīng)當(dāng)使用標(biāo)準(zhǔn)落錘，試驗之前一定要清孔，速率控制在20次/min，在對地基的勘察過程中，動力觸探是進行原位測試基本方法之一，借助于這一實驗，可以有效確定物理力學(xué)的性質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

④室內(nèi)試驗在巖土勘察中也起到重要作用，按照勘察環(huán)境中的出現(xiàn)的問題，實施針對性較強的室內(nèi)試驗，借助于該室內(nèi)試驗，可以科學(xué)地確定巖土物理學(xué)指標(biāo)。普遍采用的物理性指標(biāo)試驗包括：對土層的性質(zhì)測定、對土層的壓縮性進行準(zhǔn)確的判斷，對于土層進行顆粒分析，從而對砂土準(zhǔn)確定名和對地下水類型做出科學(xué)的判定。

4 復(fù)雜地形地質(zhì)條件下巖土工程地基處理技術(shù)方法

①墊層法的使用。在黃土區(qū)域的粉細砂層實施墊層法是對淺層地基主要的處理方式，墊層法又稱水墜法，其具體的實施方法是：在工程實施的過程中，把基坑挖到設(shè)計處理時的深度，然后注意把佯裝設(shè)計在基坑兩側(cè)，保證普砂層的厚度在25 cm左右，鋪好沙子以后，注水保持與通砂面平行，最后用剛才在沙礫中均搖，一旦當(dāng)時的沙礫發(fā)生沉實狀況，應(yīng)當(dāng)將鋼叉去除，在距離10 cm的地方重新?lián)u勻。

②強夯法的使用。在對復(fù)雜地形地質(zhì)條件巖土工程勘察的過程當(dāng)中，對軟土地進行加固是重要的環(huán)節(jié)，強夯法是現(xiàn)有加固的有效技術(shù)手段。所謂強夯法，簡單地說就是要借助夯錘在自由落體過程中產(chǎn)生的重力勢能來振實地基土，這是實現(xiàn)地基土層夯實的有效措施。如此一來，既增加了地基的承載力又增強了地基的穩(wěn)定性，使地基的壓縮性得以降低，同時還可以改善黃土的濕陷性和沙土產(chǎn)生的液化的狀況，強夯法具有施工流程簡單、成本較低、效率高等諸多優(yōu)點，其應(yīng)用十分廣泛。

③振沖法的使用。還有一種方法被稱之為振沖法，它主要是借助于水沖來對土層進行加固，它適用的范圍是在振密松砂地基上。其原理比較簡單，主要是通過借助振動器的沖力實現(xiàn)振動，最終讓沙礫層產(chǎn)生一定的振動和液化，實現(xiàn)沙礫的重新排列，進而使沙礫之間的縫隙變小，同時在振動器振動的效果下，借助于回填料，從而把砂礫層進行加密。在黃土區(qū)域，振沖法得到了廣泛的應(yīng)用。

5 復(fù)雜地形地質(zhì)條件下巖土工程勘察實踐

以某水庫的建設(shè)為例，該水庫的區(qū)域主要以沖洪積沙礫石層及砂壤土層為主，另外還有一些零星的沼澤堆積以及一些地滑對基層，此工程的北東向斷裂第三系曾經(jīng)有過強烈的活動，晚更新式活動并不明顯，連接水庫的樞紐區(qū)域在斷線盆地內(nèi)，根據(jù)樞紐區(qū)域的勘測資料，第三系基巖由老至新共有15層，土層之間的差異明顯，強度較低，大多數(shù)為中壓縮性土，砂土層樁的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)比較緊密，沒有形成整體巖塊，承載能力較低，邊坡較陡且具有良好的穩(wěn)定性，壓縮和沉頭系數(shù)在漸漸變大，壩基上的第四系砂性土層屬于極軟弱土層。

針對以上構(gòu)造，可以分析出該壩基存在滲流穩(wěn)定性問題，通過對其進行科學(xué)的分析評估發(fā)現(xiàn)，各個巖組滲透變形系數(shù)較高，河床段滲流不穩(wěn)定，這就導(dǎo)致了表層砂礫容易產(chǎn)生接觸，產(chǎn)生管涌的風(fēng)險系數(shù)較高。針對此種情況，應(yīng)當(dāng)在隧洞開挖后迅速進行支護的處理，采取必要的施工手段和降水措施，一定要避免閘門井與其他設(shè)施的結(jié)合部位產(chǎn)生不均勻，以防止土坡產(chǎn)生滑坡和塌陷，在洞內(nèi)需要注意排水。

6 利用合理手段解決電站廠房的軟基問題

對于電站的廠房等建筑物一般需要布置在干流河灘，這些區(qū)域往往松散層厚度較大且具有一定量的淤泥，其承載能力遠不能滿足建筑的需求，在工程勘察過程中應(yīng)當(dāng)注意其可能存在地震液化問題，所以需要通過一定的勘探技術(shù)檢測松散層的結(jié)構(gòu)組成，以便勘察人員工作的順利開展。

7 結(jié) 語

綜上所述，在復(fù)雜地形地質(zhì)條件下建造水利水電設(shè)施、堤壩等建筑物之前需要進行相關(guān)的巖土工程勘察工作，并對結(jié)果進行科學(xué)、系統(tǒng)的分析研究，以保證工程的順利實施，對土層的活動斷裂情況、河床深覆蓋層情況以及山體穩(wěn)定情況逐一進行勘察，是巖土勘察的主要內(nèi)容。

參考文獻：

[1] 高大釗.巖土工程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實施手冊[M].北京：中國建筑出版社，2008.