巖土工程在礦山施工中的技術(shù)創(chuàng)新與實踐

李先林

（湖南中核巖土工程有限責(zé)任公司，湖南 長沙 410000）

巖土工程是一個綜合性很強的復(fù)雜學(xué)科，整個學(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，我國的礦山工程項目建設(shè)加快，對巖土工程技術(shù)的需求也在增強，面對著新形勢新局面，對巖土工程技術(shù)也提出了更高的要求，研究巖土工程施工技術(shù)創(chuàng)新方法與實踐具有很強的理論意義與現(xiàn)實意義，將對我國的礦山工程項目建設(shè)產(chǎn)生很大的促進(jìn)作用，也將對我國經(jīng)濟(jì)的健康持續(xù)發(fā)展以及綜合國力的不斷提升起到促進(jìn)作用。

1 巖土工程技術(shù)的特點

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

一方面，巖土工程技術(shù)本身具體復(fù)雜性的特點，相關(guān)工作人員在具體的工程項目施工的過程之中面臨著復(fù)雜的不確定的因素，而與之對應(yīng)的工作量也很大，在具體的施工過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)計過程之中，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，這也與巖土工程本身的特點有關(guān)系。另一方面，巖土工程項目在施工過程之中呈現(xiàn)出隱蔽性的特點，很多巖土工程的施工過程以及細(xì)節(jié)等都被隱藏在地下，這也給巖土工程的具體實施帶來一些難度以及挑戰(zhàn)。與此同時，巖土工程技術(shù)本身的要求是非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模瑢芏嗟氖┕げ牧?、施工設(shè)備、細(xì)節(jié)等都具有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。

在我國的發(fā)展歷史長河中，巖土工程技術(shù)起到了非常重要的作用。當(dāng)前階段，國內(nèi)很多礦山開采企業(yè)在具體的施工過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)工作人員通過對工程項目的具體以及詳細(xì)分析進(jìn)而獲得基礎(chǔ)性的數(shù)據(jù)，而后通過實踐過程獲取更加真實性的數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行詳細(xì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕ぁ?/p>

隨著時代的推進(jìn)，我國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，并且伴隨著經(jīng)濟(jì)的提升我國的計算機技術(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)存在的問題

目前來講，在我國的巖土工程的具體實施過程之中，巖土工程技術(shù)的具體落實尚且存在著一些問題與不足，這些不足之處也直接影響著巖土工程項目在礦山工程運行中的有效健康開展。

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)計脫節(jié)，后期的數(shù)據(jù)整理就需要花費較大的精力。若是勘查數(shù)據(jù)與樣本不對應(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)的記錄儲存中也多采用地質(zhì)化，設(shè)計人員不理解相應(yīng)的內(nèi)涵，因此也就容易出現(xiàn)設(shè)計效率低下的問題。

2.2 礦山施工落實不嚴(yán)謹(jǐn)

在礦山工程項目的具體建設(shè)過程之中，施工的環(huán)節(jié)也是巖土技術(shù)得到落實實施的環(huán)節(jié)。礦山工程項目建設(shè)過程之中的每一個細(xì)節(jié)都是需要嚴(yán)格要求與防范的。然而在現(xiàn)實實踐過程之中，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)域有著較長的實踐經(jīng)驗，技術(shù)防范近幾年也是相繼涌現(xiàn)。而在應(yīng)用過程中，由于項目管理人員對礦區(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采工程的選材過程之中，對項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)，并且其自身的強度一般也比較弱，在采取傳統(tǒng)的加固方法時只能夠?qū)渡磉M(jìn)行簡易的加固，而對碎石樁之間的地基起不到實質(zhì)性的加固作用。在具體的實踐過程之中，由于復(fù)合地基技術(shù)的簡單容易操作以及成本花費少等特點而被廣泛運用，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變大，此種方法不適用于沉降量比較大的工程項目之中。

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)之上用工程開始之前所埋好的管線對碎石以及周圍的土體進(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形成樁體，這些樁體會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)而為工程項目建設(shè)創(chuàng)造更多的效益。

3.2 GPS測量技術(shù)

近些年以來，隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，采用GPS技術(shù)對巖土施工過程進(jìn)行礦山的測量與定位成為了常態(tài)。通過采用GPS技術(shù)可以對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)行巧妙的勘測與定位測量，同時還能夠保障礦山一定的準(zhǔn)確性。

與此同時，采用GPS進(jìn)行定位測量還可以對人力、物力、財力等資源進(jìn)行有效的節(jié)約，進(jìn)一步為工程項目產(chǎn)生更大的效益做貢獻(xiàn)。在具體的實踐工作過程之中，采取GPS定位技術(shù)時，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、通訊裝置等的購置，其次是對采集時間、地點等的勘測，盡可能的確保誤差最小化。

3.3 PCC樁技術(shù)

針對于我國的自身情況而言，在進(jìn)行巖土工程建設(shè)過程之中，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)過專業(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自于兩個方面，其中之一是樁基側(cè)面所產(chǎn)生的摩擦力，另一個是樁基德上部邊緣所產(chǎn)生的阻礙力。通過對空心樁與實心樁的承載能力進(jìn)行測試發(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心樁的承受能力強。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，主要包括了動力卷揚器、混凝土分流器、底座、機架、沉模等等。一般而言，沉模主要是由兩個鋼管構(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樁機的可控制性比較強，使用的自動化設(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、動力觸深方法的運用

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)置放置到需要試驗的土層，通過探索土層的不同阻力來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。對其進(jìn)行加壓的方式一般包括三種，其一是機械式加壓，其二是液壓式加壓，其三是人力式加壓。靜力觸探對于不同類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候甚至很低，并且這與國際標(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。

動力觸探是動力檢測的一種形式，其主要就是利用圓錐進(jìn)行動力觸探，一般應(yīng)用于對物理學(xué)指標(biāo)的確定。動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

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

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

而本文所述及到的漿固碎石技術(shù)、GPS測量技術(shù)、PCC樁技術(shù)、靜力觸深以及動力觸深方法的運用等創(chuàng)新方法能夠為巖土工程的有效開展起到促進(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)展過程之中被廣泛的接納與使用，而針對于不同的情況，在具體的使用過程之中，工程項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，為我國的工程項目建設(shè)做出貢獻(xiàn)，進(jìn)而促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及綜合實力的不斷提升。