地質(zhì)工程勘察在工程設(shè)計(jì)和施工中的作用分析

曹江賓

（中國(guó)有色集團(tuán)撫順紅透山礦業(yè)有限公司，遼寧 撫順 113321）

巖土工程建設(shè)離不開地質(zhì)勘察這一基礎(chǔ)性工作。我國(guó)相關(guān)法律及文件中明確指出：地質(zhì)勘察企業(yè)需要采用先進(jìn)、前沿的地質(zhì)勘察技術(shù)與方法提升勘察的精度。因此，地質(zhì)勘察的結(jié)果會(huì)對(duì)巖土工程項(xiàng)目決策、規(guī)劃等產(chǎn)生直接影響。同時(shí)，相關(guān)研究表明，巖土工程勘察設(shè)計(jì)階段節(jié)約投資的潛力超過10%，而地質(zhì)勘察作為勘察設(shè)計(jì)的前端環(huán)節(jié)，其獲取的資料是否全面準(zhǔn)確、勘察成果質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)將會(huì)影響勘察設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性。因此，地質(zhì)勘察的主要目標(biāo)在于全面、客觀、準(zhǔn)確地收集地質(zhì)相關(guān)信息與數(shù)據(jù)，形成具有指導(dǎo)意義、借鑒價(jià)值的地質(zhì)勘察報(bào)告，為巖土工程設(shè)計(jì)、規(guī)劃等提供依據(jù)。不同巖土工程有其特別的地質(zhì)勘察質(zhì)量要求，也會(huì)采用不同的地質(zhì)勘察技術(shù)方法。

1 基礎(chǔ)工程中工程地質(zhì)勘查發(fā)揮的重要作用

1.1 忽視勘察報(bào)告

在傳統(tǒng)工程設(shè)計(jì)中，因?yàn)樵O(shè)計(jì)科學(xué)理念不足，導(dǎo)致設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)勘察報(bào)告缺乏仔細(xì)深入研究，大多數(shù)時(shí)候僅僅是對(duì)勘察報(bào)告結(jié)論性文字進(jìn)行了解，規(guī)避比較明顯的不利因素，而對(duì)勘察報(bào)告中的地質(zhì)、地貌、地質(zhì)活動(dòng)、水文參數(shù)等信息缺乏科學(xué)評(píng)估，導(dǎo)致所設(shè)計(jì)出來的工程方案不夠完善，對(duì)周邊地質(zhì)環(huán)境的考慮也不周到。

1.2 為合理施工奠定技術(shù)基礎(chǔ)

任何一項(xiàng)工程在地質(zhì)環(huán)境方面都存在較大的差異。在工程施工建設(shè)之前，如果缺乏對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地各類環(huán)境條件的全面了解，就有可能在施工建設(shè)環(huán)節(jié)中因?yàn)椴糠汁h(huán)境條件的隱患出現(xiàn)工程施工建設(shè)安全或者質(zhì)量問題。在這種情況下，通過工程地質(zhì)勘查工作，可以有效探測(cè)工程建設(shè)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)部地質(zhì)環(huán)境指標(biāo)等，為基礎(chǔ)工程的設(shè)計(jì)施工建設(shè)提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)和信息支撐。在有效了解整個(gè)工程施工建設(shè)目標(biāo)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境脆弱部分的前提下，采取有效的方式降低整體施工建設(shè)安全風(fēng)險(xiǎn)問題的發(fā)生概率。

1.3 輔助進(jìn)行工程建設(shè)選址工作

基礎(chǔ)工程施工建設(shè)工作得以有效落實(shí)的重要前提就是完成工程選址工作。而通過工程地質(zhì)勘察技術(shù)的有效應(yīng)用則可以進(jìn)一步提升工程選址工作的效率以及質(zhì)量，能夠在有效分析所選目標(biāo)區(qū)域的實(shí)際地質(zhì)情況的前提下，對(duì)周邊環(huán)境和建筑情況做出全面的了解，同時(shí)在結(jié)合工程施工建設(shè)對(duì)于質(zhì)量和施工場(chǎng)地質(zhì)量的要求的基礎(chǔ)上，合理判斷所選擇標(biāo)區(qū)域是否可以用作工程施工建設(shè)的場(chǎng)地。在工程建設(shè)的初步勘察環(huán)節(jié)中，借助工程地質(zhì)勘探技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)目標(biāo)區(qū)域周邊的地質(zhì)條件做出全面的分析，為工程的設(shè)計(jì)提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)和信息支撐。在落實(shí)工程實(shí)施工作的過程中，需要在全面了解所選擇目標(biāo)區(qū)域內(nèi)部地質(zhì)條件信息的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程施工建設(shè)對(duì)于地質(zhì)條件方面的實(shí)際要求，將初步勘察得到的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行合理的分析和處理，從而為設(shè)計(jì)人員提供數(shù)據(jù)方面的支撐。

1.4 為基礎(chǔ)工程建設(shè)提供安全保障

基礎(chǔ)工程施工建設(shè)，質(zhì)量安全問題始終是被建筑行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的主要問題之一。通過工程地質(zhì)勘查技術(shù)的應(yīng)用，在了解目標(biāo)施工建設(shè)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)及薄弱點(diǎn)位置的基礎(chǔ)上，采取合理的方案最大程度降低目標(biāo)施工建設(shè)存在的各種安全問題。相關(guān)人員做到以工程地質(zhì)勘查工作得到的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的安全設(shè)施做出合理的配置，從而確保施工人員在工程施工環(huán)節(jié)中的人身安全。除此之外，工程地質(zhì)勘察工作得到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，可以幫助完善施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，有效降低因?yàn)樵O(shè)計(jì)環(huán)節(jié)隱患引發(fā)的安全問題。

2 巖土工程勘察過程中存在的問題

2.1 勘察缺乏可靠依據(jù)

在實(shí)際的巖土工程項(xiàng)目發(fā)展過程中，許多技術(shù)人員都忽略了勘探工作對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的重要性，沒有考慮到地形地貌與項(xiàng)目特點(diǎn)之間的聯(lián)系，自然而然也忽視了水文地質(zhì)對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的影響，很多隱患都在后期的工程實(shí)施過程中顯露出來，大大增加了勘探工作的難度和危險(xiǎn)，沒有為勘察工作提供有效的數(shù)據(jù)依據(jù)。

2.2 勘察報(bào)告質(zhì)量欠佳

為了能夠確保巖土工程按照施工方案順利進(jìn)行，相關(guān)工作人員需要對(duì)勘察結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)匯總，但是，許多勘探部門的工作人員都沒有對(duì)勘探結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)分析與總結(jié)，勘探數(shù)據(jù)也沒有得到充分、高效的利用，導(dǎo)致勘察報(bào)告的質(zhì)量較低，無法為施工方案提供有用價(jià)值。除此之外，由于施工方案中所使用的勘測(cè)報(bào)告質(zhì)量欠佳，導(dǎo)致該區(qū)域?qū)嶋H的水文地質(zhì)情況沒有有效反饋給相關(guān)施工人員，某種程度上增加了工程的危險(xiǎn)系數(shù)，為后期的施工過程埋下了許多隱患。

2.3 勘察情況的反映不夠客觀

從目前勘察情況的反饋結(jié)果來看，許多勘察部門所給出的勘察情況總結(jié)都缺乏實(shí)質(zhì)性的內(nèi)容，大多數(shù)都是空話和紙上談兵，沒有客觀地指出水文地質(zhì)情況以及施工條件，在勘探方面所提及的內(nèi)容比較籠統(tǒng)。除此之外，許多勘察報(bào)告的內(nèi)容都沒有提及相關(guān)水文地質(zhì)的情況，導(dǎo)致近幾年的地質(zhì)勘察結(jié)果意義不大。

3 地質(zhì)工程勘察在工程設(shè)計(jì)和施工要點(diǎn)

3.1 收集地質(zhì)資料與信息

在巖土工程中，為了做好勘察作業(yè)，需要收集全面的地質(zhì)資料以及相關(guān)的信息數(shù)據(jù)，為基礎(chǔ)地質(zhì)技術(shù)的高效應(yīng)用奠定基礎(chǔ)?？辈烊藛T需要全面掌握勘察地區(qū)的相關(guān)資料，做好信息數(shù)據(jù)的搜集工作，確?？睖y(cè)作業(yè)的順利開展，以及減少不必要的資源投入。根據(jù)現(xiàn)階段我國(guó)工程勘測(cè)情況來看，地質(zhì)地貌比較多樣化，且具有一定的復(fù)雜性，工程建設(shè)的范圍不斷擴(kuò)大，不少區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)勘測(cè)中沒能夠深入認(rèn)識(shí)測(cè)繪以及勘測(cè)的重要性，如圖1所示。在具有勘察之前，如果能夠提前收集相關(guān)的資料，將會(huì)對(duì)勘察工作的順利開展提供良好的條件，勘測(cè)人員也能夠合理選擇地質(zhì)技術(shù)，特別是在碎石過多的區(qū)域，經(jīng)過分析影響因素可以合理選取地探技術(shù)，做好充分的技術(shù)準(zhǔn)備工程，從而利用鉆探技術(shù)或槽探技術(shù)完成地質(zhì)資料收集目標(biāo)。

圖1 地質(zhì)勘察水文地質(zhì)單元分布狀況 3D 模擬圖

3.2 基礎(chǔ)地質(zhì)巖土室內(nèi)測(cè)試

在地質(zhì)勘測(cè)初期，需要對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行鉆探取樣及測(cè)繪，對(duì)巖石樣本進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析，進(jìn)而明確勘測(cè)工作方向，保證選擇適合的地質(zhì)技術(shù)。在現(xiàn)階段來看，對(duì)勘察工作實(shí)施的過程中，基礎(chǔ)地質(zhì)巖土還應(yīng)該進(jìn)一步進(jìn)行室內(nèi)測(cè)試，不少勘察單位沒能夠高度關(guān)注實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，又或者沒能夠按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，這樣就會(huì)無法掌握勘測(cè)區(qū)域的地質(zhì)情況，對(duì)巖土的勘察結(jié)果帶來了負(fù)面影響。在開展室內(nèi)測(cè)試時(shí)，需要做好樣品保存工作，一旦保存不當(dāng)很容易導(dǎo)致樣品性質(zhì)改變，進(jìn)而無法得到準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果。對(duì)于原樣土以及巖石來說，在保存時(shí)需要使用專門的保存器具，避免接觸化學(xué)試劑等，還要控制溫度、震動(dòng)等，保證樣品密度不發(fā)生改變。在進(jìn)行取樣時(shí)，軟土可以選取薄壁取土器，若土質(zhì)堅(jiān)硬，可以應(yīng)用單動(dòng)、雙動(dòng)二重管取土器。除此之外，對(duì)粉土承載力的深度和寬度進(jìn)行修正時(shí)，又或者是液化判別時(shí)，需要根據(jù)粉土粘粒含量進(jìn)行。

3.3 做好水文地質(zhì)參數(shù)的測(cè)量工作

3.3.1 監(jiān)測(cè)地下水位

在進(jìn)行勘探工作時(shí)，一旦發(fā)現(xiàn)含水層的存在，就必須對(duì)水位進(jìn)行測(cè)量。此外，還要根據(jù)含水層的類型和實(shí)際情況選擇測(cè)量方法，如果含水層的水位恰巧是靜止不動(dòng)的，那么就必須要靜候水位平穩(wěn)，等待一段時(shí)間后再進(jìn)行測(cè)量，這樣做的目的不外乎是為了測(cè)得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和有效；而如果所測(cè)區(qū)域的含水層不止一層時(shí)，就需要采取適當(dāng)措施將各個(gè)含水層分離，接著單獨(dú)對(duì)每一層進(jìn)行測(cè)量。

3.3.2 利用幾何法確定地下水的流向和水位

在遇到一些復(fù)雜的地形時(shí)需要選用特殊的方法才能確定地下水的實(shí)際情況，如幾何法、批試劑法、充電法等等，特殊情況特殊處理，選用合理的方法才能測(cè)得精準(zhǔn)的水流方向、水位數(shù)據(jù)、水流速度等等。對(duì)含有多層含水層的區(qū)域進(jìn)行測(cè)量時(shí)，則需要選用適當(dāng)?shù)闹顾椒?，將每一層含水層分離開來。

3.3.3 測(cè)定滲透系數(shù)

在施工過程中設(shè)計(jì)和選擇降水方式是相當(dāng)重要的一環(huán)，而滲透系數(shù)又是設(shè)計(jì)和選擇降水方案中最為重要的參數(shù)，因此，如何測(cè)得精確的滲透系數(shù)尤為關(guān)鍵，應(yīng)用最為廣泛的方法有兩種：第一種是在施工地段對(duì)泥土進(jìn)行采集，對(duì)土樣進(jìn)行滲透檢驗(yàn)，雖然這種方法較為簡(jiǎn)單，消耗的資金相對(duì)較少，整個(gè)過程的時(shí)間也十分短暫，但是測(cè)得的數(shù)據(jù)并不準(zhǔn)確，極容易出現(xiàn)誤差。第二種則是直接在施工現(xiàn)場(chǎng)抽取水樣，對(duì)其進(jìn)行滲透檢驗(yàn)，這種做法得出的滲透系數(shù)較為精準(zhǔn)，但是由于水質(zhì)的實(shí)際情況不穩(wěn)定，整個(gè)測(cè)量過程花費(fèi)的時(shí)間也相對(duì)較長(zhǎng)，不僅如此，水樣滲透檢驗(yàn)使用的機(jī)器成本也相當(dāng)高昂。

3.4 建立巖土勘察信息庫(kù)

勘察人員不夠重視收集和使用信息資料，在勘察工期和經(jīng)濟(jì)因素的影響下，降低了勘察結(jié)果的質(zhì)量，不利于指導(dǎo)巖土工程施工。當(dāng)前在巖土勘察信息庫(kù)中輸入大部分的勘察資料，減少資金消耗。單純利用鉆探無法滿足工程需求，因此需要進(jìn)一步完善巖土勘察信息庫(kù)，全面了解施工現(xiàn)場(chǎng)的巖土條件，減少巖土地質(zhì)勘察工作的工作量。

3.5 建立完善的地下水評(píng)價(jià)制度

在進(jìn)行水利工程的勘察工作時(shí)，為了能夠更好地解決相關(guān)水文地質(zhì)難題，需要技術(shù)人員創(chuàng)新并完善針對(duì)地下水的評(píng)價(jià)制度，盡可能將其在工程勘察中的作用充分發(fā)揮出來，從而有效降低地質(zhì)問題給水利工程所帶來的影響，制訂出合理的解決方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)地下水位變化的控制。同時(shí)，對(duì)這個(gè)過程中存在的水文情況展開深入分析，為后續(xù)的防治工作提供支持，保障水利工程建設(shè)的順利進(jìn)行。

4 結(jié)語

綜上所述，在現(xiàn)代工程項(xiàng)目開發(fā)、設(shè)計(jì)與建設(shè)過程中，都需要地質(zhì)工程勘察人員對(duì)地質(zhì)狀況進(jìn)行全面勘察。只有通過科學(xué)的選址勘察、初步勘察和詳細(xì)勘察，才能確定工程場(chǎng)地適宜性以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)狀況。通過對(duì)相關(guān)勘察得到的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行全面科學(xué)分析，可以提升工程設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性，提高整個(gè)工程的質(zhì)量和安全。隨著時(shí)間的推移，礦產(chǎn)資源作為現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)營(yíng)運(yùn)轉(zhuǎn)的重要環(huán)節(jié)，極易產(chǎn)生資源短缺現(xiàn)象，對(duì)相關(guān)企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)造成較大影響；為此，相關(guān)企業(yè)及人員需要積極轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的思想理念，加強(qiáng)現(xiàn)代勘測(cè)技術(shù)與設(shè)備的應(yīng)用，為勘察人員進(jìn)行全面、專業(yè)、系統(tǒng)化的培訓(xùn)教育，提高其自身專業(yè)水平，同時(shí)，相關(guān)企業(yè)還需要?jiǎng)?chuàng)建相應(yīng)的監(jiān)管制度與體系，保障勘察、檢測(cè)及開采工作的順利進(jìn)行，避免安全問題的出現(xiàn)，提高地質(zhì)資源勘察工作的水平，進(jìn)而推動(dòng)相關(guān)行業(yè)及社會(huì)整體的進(jìn)一步發(fā)展。