綜合勘察技術(shù)在巖土勘察中的有效應(yīng)用

張玉一

（甘肅省地礦局第二地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 蘭州 730000）

巖土勘察，指的是對(duì)將要使用建設(shè)的工程工地，以工程建設(shè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察、分析以及評(píng)價(jià)等，對(duì)巖土工程地質(zhì)條件進(jìn)行查明，同時(shí)勘察清楚施工現(xiàn)場(chǎng)自然環(huán)境，為巖土工程施工提供參考依據(jù)[1]。巖土勘察是工程地質(zhì)施工較為重要的環(huán)節(jié)，是獲取各項(xiàng)地質(zhì)數(shù)據(jù)、參數(shù)的唯一途徑。然而傳統(tǒng)的巖土勘察方法、技術(shù)已然難以滿足新時(shí)期巖土工程的建設(shè)對(duì)于地質(zhì)分析的精確性要求，因此，采用先進(jìn)綜合勘察技術(shù)對(duì)巖土工程地質(zhì)情況進(jìn)行勘察極為重要。

1 綜合勘察技術(shù)概述

隨著傳統(tǒng)、單一的鉆探技術(shù)應(yīng)用的局限性不斷凸顯，綜合勘察技術(shù)表現(xiàn)出了較為明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。較強(qiáng)的復(fù)雜性使得巖土工程勘察工作的開(kāi)展具備較大難度，同時(shí)，新的時(shí)代背景下對(duì)勘察技術(shù)的要求也越來(lái)越高求[2]。綜合勘察技術(shù)適用于不同巖土工程的地質(zhì)勘察，然而不同的勘查方法有著其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與不足，這就要求對(duì)巖土工程的勘察技術(shù)適用性進(jìn)行有效甄別，確?？辈旖Y(jié)構(gòu)的真實(shí)、可靠，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘察工作的精細(xì)化發(fā)展。

綜合勘察技術(shù)，是對(duì)大地電場(chǎng)巖性勘探技術(shù)、多道瞬態(tài)面波技術(shù)、高密度電阻率技術(shù)、橫波反射技術(shù)等新型勘察技術(shù)的綜合應(yīng)用。這些勘察技術(shù)在應(yīng)用原理方面都存在一定差異性，然而對(duì)這些技術(shù)進(jìn)行綜合應(yīng)用卻能發(fā)揮出極強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)[3]。綜合勘察技術(shù)涉及的應(yīng)用探測(cè)儀體積較小、質(zhì)量也輕，便于攜帶，而且許多勘察技術(shù)都一個(gè)人即可完成操作，極具靈活性。而且綜合勘察技術(shù)的應(yīng)用不會(huì)對(duì)自然環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，環(huán)保水平較高。更重要的是，綜合勘察技術(shù)能夠進(jìn)行大范圍的測(cè)點(diǎn)勘察，使得勘察的信息更加地全面、真實(shí)，大大縮短了測(cè)量誤差，提高了測(cè)量工作的準(zhǔn)確性。正因如此，綜合勘察技術(shù)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。

對(duì)于巖土工程勘察施工而言，綜合勘察技術(shù)的應(yīng)用有著至關(guān)重要的影響作用，而綜合勘察技術(shù)也有著其相應(yīng)技術(shù)要點(diǎn)。首先，采用的勘察技術(shù)先進(jìn)水平對(duì)于勘察準(zhǔn)確性、真實(shí)性有著直接影響作用；其次，雖然綜合勘察技術(shù)能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)單一勘察技術(shù)應(yīng)用不足，使得勘察的內(nèi)容、范圍得到有效拓寬，但是綜合勘察技術(shù)的應(yīng)用也是基于單項(xiàng)勘察技術(shù)的有效應(yīng)用為基礎(chǔ)。

2 綜合勘察技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用分析

2.1 多瞬態(tài)面波技術(shù)

對(duì)采集到的勘探信號(hào)進(jìn)行高效處理是多瞬態(tài)面波技術(shù)應(yīng)用的主要目的。這一技術(shù)的應(yīng)用原理主要是利用了面波能夠沿著不同介質(zhì)表面以不同的速度進(jìn)行傳播特性。多瞬態(tài)面波技術(shù)的應(yīng)用主要以瞬態(tài)沖擊力作為震源對(duì)地面產(chǎn)生面波，地面在脈沖荷載作用下出現(xiàn)波動(dòng)，再通過(guò)傳感器對(duì)面波反饋的信號(hào)進(jìn)行分析繼而采集到面波的垂直分布情況，接著對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行分析處理得到相應(yīng)的地質(zhì)信息數(shù)據(jù)。多瞬態(tài)面波技術(shù)的應(yīng)用需要注意的是，掌握巖土介質(zhì)結(jié)構(gòu)形狀和面波的變化的相應(yīng)聯(lián)系，進(jìn)而能夠通過(guò)對(duì)頻散曲線變化規(guī)律進(jìn)行分析，得到準(zhǔn)確的巖土性質(zhì)與地質(zhì)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)巖土地質(zhì)條件的勘察目的。

2.2 高密度電阻率技術(shù)

結(jié)合實(shí)踐來(lái)看，不同區(qū)域的巖土在土層、土質(zhì)、巖層或者是密度等方面存在著差異性，這就意味著巖土介質(zhì)的導(dǎo)電性能也各有不同。在這種情況下，我們?nèi)粝雽?duì)某一區(qū)域的巖土開(kāi)展勘察的話可以通過(guò)在探測(cè)范圍中施加一定電場(chǎng)，隨后再分析電流分布規(guī)律便可以獲取到巖土密度特性，該技術(shù)即為高密度電阻率。適用范圍廣，是高密度電阻率技術(shù)明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)[4]。這一技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)正是基于對(duì)常規(guī)電法的改良與發(fā)展，其應(yīng)用原理主要是利用了巖土介質(zhì)存在的典型差異性來(lái)獲取相應(yīng)的勘察數(shù)據(jù)。該技術(shù)的應(yīng)用要求勘察工作人員對(duì)勘察地點(diǎn)施加一定的電場(chǎng)，進(jìn)而對(duì)地下傳導(dǎo)的電流分布情況及變化規(guī)律進(jìn)行探測(cè)，以此為依據(jù)對(duì)巖土性質(zhì)進(jìn)行分析、判斷。此外，通過(guò)對(duì)利用供電電極向地下傳輸直流電流，改變地下電流分布狀況，在此基礎(chǔ)上對(duì)地面電場(chǎng)變化進(jìn)行探測(cè)，計(jì)算出準(zhǔn)確的地表電阻率，實(shí)現(xiàn)了對(duì)野外地質(zhì)信息數(shù)據(jù)的自動(dòng)化收集、分析。通常情況下，應(yīng)用高密度電阻率技術(shù)開(kāi)展巖土勘察往往會(huì)采取輸送兩次電流的做法，這樣能夠讓我們能夠較為準(zhǔn)確地判斷不同電流所產(chǎn)生的電阻率。

2.3 橫波反射技術(shù)

與高密度電阻率技術(shù)準(zhǔn)確判斷巖土特性原理不同，橫波反射技術(shù)的應(yīng)用原理主要是以地震波于不同地下介質(zhì)中的傳播速度存在不同的差異為依據(jù)對(duì)巖土特性進(jìn)行判斷，它和多瞬面波技術(shù)存在著一定相似之處[5]。橫波反射技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，地震波在不同介質(zhì)中傳播速度不同，反射的差異性較為明顯，然后通過(guò)相應(yīng)的檢測(cè)儀器與計(jì)算技術(shù)來(lái)獲取、分析反射波的相位、振幅、速度等參數(shù)，通過(guò)進(jìn)一步分析來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)地下巖性與地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。尤其是橫波反射技術(shù)在抗凹能力方面較為突出，使得橫波的垂直分辨率大幅提升，進(jìn)而獲得更高的勘測(cè)精確度。另外，得益于橫波傳播速度快的優(yōu)點(diǎn)，針對(duì)一些需要短時(shí)間內(nèi)獲得結(jié)果的巖土勘察上我們也可以應(yīng)用該技術(shù)。

2.4 大地電場(chǎng)巖性探測(cè)技術(shù)

巖土勘察中需要判別巖層斷面、界面或者含水層的話，我們應(yīng)當(dāng)選用大地電廠巖性探測(cè)技術(shù)。結(jié)合實(shí)踐來(lái)看，大地電場(chǎng)巖性探測(cè)技術(shù)原理主要是通過(guò)接收所發(fā)射的電磁波分析電磁場(chǎng)信息，從而獲得諸如地下深度、巖土介質(zhì)結(jié)構(gòu)等相關(guān)數(shù)據(jù)。由于電磁波在不同深度巖層（或者是介質(zhì)）情況下，反射速度與幅度相對(duì)穩(wěn)定，因此應(yīng)用大地電場(chǎng)巖性探測(cè)技術(shù)所獲得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性較強(qiáng)。同時(shí)相比于上述幾項(xiàng)技術(shù)，大地電場(chǎng)巖性探測(cè)技術(shù)不僅儀器易于攜帶，且操作簡(jiǎn)便，獲取結(jié)果時(shí)間短，這就使其在巖土勘察中得到了較為廣泛地應(yīng)用。此外，大地電場(chǎng)巖性探測(cè)技術(shù)除了具有較大的探測(cè)范圍以及絕大部分巖土介質(zhì)均可探測(cè)以外，其探測(cè)深度往往可以超過(guò)10000M且精度高、誤差小。同時(shí)其相比于其他技術(shù)而言，它所形成的低頻電磁波不會(huì)受到地下管線等人工設(shè)施地影響，這樣一來(lái)有效地確保了巖土勘察數(shù)據(jù)地真實(shí)準(zhǔn)確。

3 綜合勘察技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用實(shí)例分析

某工程建筑面積約為4792m2，建筑工地周邊水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜，地質(zhì)構(gòu)造多變。為了確保建筑工程得以安全、順利施工，技術(shù)人員在施工前期做了大量的地質(zhì)勘察工作，而且為了有效提升工程勘察數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，提高勘察工作的全面性，勘察單位采用了綜合勘察技術(shù)，并對(duì)其進(jìn)行了合理應(yīng)用，包括靈活運(yùn)用了多道瞬態(tài)面波技術(shù)、高密度電阻率技術(shù)、橫波反射技術(shù)等多種地質(zhì)勘察技術(shù)。其過(guò)程運(yùn)用了424型多功能面波儀、垂直地震檢波儀等多種勘察設(shè)備。在實(shí)際勘察過(guò)程中，橫波反射技術(shù)對(duì)于碎卵石層的勘察、追蹤、解譯方面的應(yīng)用效果最為理想，使工程的地質(zhì)勘察效果大幅提升。

工程案例綜合勘察技術(shù)的應(yīng)用中，橫波反射技術(shù)具備最好的應(yīng)用效果，高密度電阻率技術(shù)次之，而多道瞬態(tài)面波技術(shù)的應(yīng)用效果最差，但這并不意味著這一技術(shù)在其他地質(zhì)勘察方面不具備應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。結(jié)合上文分析可知，綜合勘察技術(shù)中的各種勘察技術(shù)的應(yīng)用各有其優(yōu)勢(shì)與不足，也有著各自適應(yīng)的應(yīng)用范圍，因此在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)根據(jù)巖土工程實(shí)際情況對(duì)綜合勘察技術(shù)進(jìn)行科學(xué)、合理地選擇，以確?？辈旖Y(jié)果較好的全面性、準(zhǔn)確性與有效性，實(shí)現(xiàn)對(duì)巖土工程地質(zhì)條件狀況進(jìn)行真實(shí)、全面、準(zhǔn)確地反映，進(jìn)而為巖土工程設(shè)計(jì)、施工提供有效的數(shù)據(jù)支撐，為后續(xù)的工程的順利、安全施工提供保障。

4 結(jié)論

綜述可知，為實(shí)現(xiàn)對(duì)綜合勘察技術(shù)在巖土工程勘察中的有效應(yīng)用，必須對(duì)充分認(rèn)識(shí)到不同勘察技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與不足，及其適用范圍?？梢?jiàn)，勘察工作人員唯有對(duì)各種勘察技術(shù)進(jìn)行全面、深入地了解、掌握，方可在巖土工程勘察中充分發(fā)揮綜合勘察技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，為工程的設(shè)計(jì)、施工提供有效保障?；诖四繕?biāo)，上文在充分結(jié)合筆者對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)研究以及結(jié)合自己多年工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)情況下，主要就綜合勘察技術(shù)在巖土勘察中的有效應(yīng)用提出幾點(diǎn)看法，以供廣大同行參考。