全過程工程咨詢視角下的巖土工程技術(shù)咨詢應(yīng)用與探索

趙宏宇，張?jiān)t飛，陳 括，席 偉

（1.中鐵資源集團(tuán)有限公司中心試驗(yàn)室，河北 廊坊 065000； 2.中鐵資源廊坊物探勘察有限公司，河北 廊坊 065000）

0 引 言

近年來，隨著工程管理模式改革的持續(xù)推進(jìn)，國(guó)家正在大力推進(jìn)全過程工程咨詢服務(wù)[1-2]。從縱向來說，全過程工程咨詢包含了工程前期決策、設(shè)計(jì)階段、采購(gòu)與施工階段、交付使用階段在內(nèi)的全建設(shè)周期工程咨詢；從橫向上來看，又包含了組織、管理、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等多方面、多專業(yè)的咨詢服務(wù)[3-4]。巖土工程是以工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、巖石力學(xué)、土力學(xué)等理論為基礎(chǔ)，進(jìn)行巖石和土的利用、改良、災(zāi)害防治和環(huán)境保護(hù)的科學(xué)技術(shù)，是工程主體與地面結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)連接的基礎(chǔ)性工程技術(shù)，關(guān)系到工程建設(shè)的投資控制、質(zhì)量控制和安全管理水平[5-6]。

錢于軍等[7]從巖土工程現(xiàn)行模式的弊端出發(fā)，構(gòu)建巖土工程的全過程咨詢管理模式，分析其優(yōu)勢(shì)，并通過工程實(shí)例探索，提出模式實(shí)施建議；王偉[8]從完善相關(guān)制度、人力資源配置、明確市場(chǎng)定位等方面提出了巖土工程勘察、設(shè)計(jì)、施工一體化的建議；王東利[9]通過對(duì)比巖土工程勘察、設(shè)計(jì)、施工獨(dú)立運(yùn)作模式和一體化模式，分析一體化模式的優(yōu)點(diǎn)和必要性；顧國(guó)榮[10]從客戶的需求出發(fā)，剖析了巖土工程勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)中的疑難問題，并介紹了在超高層建筑全過程咨詢、基坑優(yōu)化設(shè)計(jì)與風(fēng)險(xiǎn)控制、既有建筑加固咨詢中的應(yīng)用情況，提出了巖土工程全過程咨詢是解決地下工程關(guān)鍵技術(shù)問題的基礎(chǔ)；楊石飛[11]詳細(xì)介紹了老港再生能源利用中心二期、上海軌道交通 17號(hào)線、上海臨港新城蘆潮港西側(cè)灘涂圈圍工程等3個(gè)巖土工程全過程咨詢的具體案例，提出了開展巖土工程一體化咨詢勢(shì)在必行的觀點(diǎn)。從以上文獻(xiàn)中，我們可以看出，在全過程工程咨詢模式中的巖土工程技術(shù)服務(wù)對(duì)工程建設(shè)的巨大作用和自身強(qiáng)大的生命力。本文以“一帶一路”上非洲節(jié)點(diǎn)某重點(diǎn)項(xiàng)目為例，介紹巖土工程咨詢服務(wù)在工程前期決策、設(shè)計(jì)、采購(gòu)與施工、交付使用階段的應(yīng)用情況，總結(jié)在全過程工程咨詢模式中，巖土工程技術(shù)咨詢的工作重點(diǎn)，以供同行在同類項(xiàng)目中的實(shí)踐參考。

1 項(xiàng)目決策階段的巖土工程技術(shù)咨詢

某銅鈷礦二期工程位于剛果金南部地區(qū)，當(dāng)?shù)匾缘V業(yè)生產(chǎn)為主要支柱產(chǎn)業(yè)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)條件落后，礦山基建所需的大部分建筑材料、物資和施工機(jī)械需要從國(guó)內(nèi)供給。一期工程已于 2014年建設(shè)完成，規(guī)模為年產(chǎn)銅12.5萬噸，鈷2 500噸。為擴(kuò)大產(chǎn)能，提高項(xiàng)目盈利水平，2017年，決策層確定開啟二期工程的可行性研究工作。有限的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件決定了項(xiàng)目可研工作的深度要比一般項(xiàng)目有所提高，任何一方面的考慮欠缺都可能導(dǎo)致建設(shè)成本增加，建設(shè)周期加長(zhǎng)，從而減緩基建投資回收步伐。巖土工程作為基礎(chǔ)專業(yè)，在工程建設(shè)中屬于先導(dǎo)步驟，為避免因本專業(yè)的疏漏而對(duì)后續(xù)工作造成不利影響，項(xiàng)目可行性研究階段除常規(guī)性質(zhì)的區(qū)域地質(zhì)、地形地貌、地震、地下水等條件的搜集和調(diào)查，重點(diǎn)應(yīng)關(guān)注下列內(nèi)容：

（1）當(dāng)?shù)赜袩o對(duì)工程建設(shè)影響較大的特殊土發(fā)育，如軟土、濕陷性土、分散性土等。

（2）當(dāng)?shù)厥欠癜l(fā)育影響工程穩(wěn)定性的不良地質(zhì)，如巖溶、滑坡、采空區(qū)等。

（3）擬建場(chǎng)地的地形坡度是否過大，場(chǎng)地平整的工作量如何，是否需要采取支護(hù)措施。

（4）地下水對(duì)工程的影響程度如何，地表是否有利于施工的排水條件。

（5）當(dāng)?shù)氐慕ㄖ牧?、施工機(jī)械、施工企業(yè)等經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件如何，如果需要做地基處理，或做樁基礎(chǔ)等深基礎(chǔ)，可供選擇的方案有哪些。

基于以上5點(diǎn)，巖土工作人員開展了地質(zhì)調(diào)查、地質(zhì)測(cè)繪、挖探、市場(chǎng)調(diào)查等必要的工作，取得了以下結(jié)論：

（1）當(dāng)?shù)貙儆跓釒в炅謿夂騾^(qū)，在雨旱交替的氣候環(huán)境和反復(fù)的雨水淋濾條件下，地表淺層發(fā)育的紅壤一般具有濕陷性，濕陷深度一般為 2～4 m，在一些溝谷地形的中間部位，濕陷性深度會(huì)有所增加，濕陷程度為輕微-中等，僅自重條件下一般不濕陷。廠區(qū)地面沉降造成設(shè)備錯(cuò)位情況（見圖1）。

圖1 某廠區(qū)地面沉降造成設(shè)備錯(cuò)位Fig.1 Dislocation of equipment caused by ground subsidence in a factory

（2）當(dāng)?shù)氐臐裣菪酝帘憩F(xiàn)出分散性土的特征，比如在有坡度的地方會(huì)出現(xiàn)沖溝和孔洞（見圖2），下雨后路旁的水溝、水坑和河道里流的水都是渾濁的。雖然在外觀上表現(xiàn)出分散性，但當(dāng)?shù)亟ㄖ?jīng)驗(yàn)并未專門關(guān)注過分散性土，并且也未發(fā)生過因分散性土所造成的工程事故（如尾礦壩等雍水建筑）。

圖2 降雨前（左）后（右）邊坡面對(duì)比Fig.2 Comparison of slope surface before (left) and after(right) rainfall

（3）當(dāng)?shù)氐V產(chǎn)資源豐富，歷史上曾無序開采和排放，渣碓、尾礦庫星羅棋布。首先，埋藏在地下的尾礦不宜發(fā)現(xiàn)（如圖3）且厚度較大，一般會(huì)大于10 m，這些尾礦多屬于欠固結(jié)土或松散土，在其上布置建筑物后會(huì)發(fā)生較大沉降，存在嚴(yán)重的隱患；第二，渣碓的成分（采礦棄石）很不均勻，壓密程度也不盡相同，厚度一般較大，容易發(fā)生不均勻變形；第三，渣碓場(chǎng)地較一般場(chǎng)地地形起伏較大，場(chǎng)地平整的工作難度較大；第四，在一些地方，排放尾礦之后，又逐步堆放礦渣或者尾渣（如圖4），一方面掩藏了下面尾礦的分布范圍，使得探明尾礦分布的難度加大，另一方面，因排水不暢，渣碓荷載并不能對(duì)其下臥尾礦造成壓密或固結(jié)作用。因此，調(diào)查尾礦和渣碓的范圍對(duì)工程選址至關(guān)重要。

圖3 尾礦范圍與電積車間規(guī)劃位置Fig.3 Range of tailings and planned location of electrowinning workshop

圖4 尾礦之上堆放礦渣Fig.4 Slag stacked on tailings

（4）礦區(qū)處于區(qū)域性的逆沖推覆構(gòu)造體中，地質(zhì)條件復(fù)雜，露天采場(chǎng)多發(fā)育褶皺和斷裂，一些區(qū)域受構(gòu)造作用力強(qiáng)烈，可能發(fā)育層間破碎帶。采剝生產(chǎn)和疏干排水過程中，受當(dāng)?shù)赜旰到惶娴臍夂驐l件影響，邊幫巖體中地下水位變動(dòng)頻繁，加劇了地下水對(duì)巖體的物理及化學(xué)浸蝕作用，在白云巖巖組中多有巖溶發(fā)育。這些不良地質(zhì)條件的存在，造成局部邊幫的穩(wěn)定系數(shù)和安全儲(chǔ)備較低。二期采礦工程在布置輸送膠帶系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)盡量避開不良地質(zhì)發(fā)育和邊坡穩(wěn)定性較低的段落。

（5）礦區(qū)屬丘陵地貌，地形變化較大，地面起伏頻繁。受采礦生產(chǎn)影響，礦區(qū)地下水位一般偏深，對(duì)工程建設(shè)影響不大。受地形影響，地面排水條件較好，方便布置雨季集中降雨期間的排水措施。

（6）當(dāng)?shù)厮?、砂石等建筑材料匱乏，缺乏打樁機(jī)、強(qiáng)夯機(jī)等專用的地基基礎(chǔ)施工機(jī)械。礦區(qū)配備有采剝生產(chǎn)用的挖掘機(jī)、裝載機(jī)、吊車以及拉礦車。采礦棄石堆積成山，礦山建有小型的砂石料廠，利用采礦棄石生產(chǎn)少量的建筑材料，以備日常基建所需。如需做地基處理，換填壓實(shí)法是當(dāng)?shù)刈畛Ｓ煤妥钣行У姆椒ā?/p>

基于以上結(jié)論，可研報(bào)告的巖土部分提出建議如下：工程建設(shè)場(chǎng)地基本穩(wěn)定，采場(chǎng)部分地段受地質(zhì)構(gòu)造影響，穩(wěn)定性尚待專門研究，參考生產(chǎn)探礦等資料揭露的工程地質(zhì)條件，輸送膠帶系統(tǒng)等采場(chǎng)建（構(gòu)）筑物應(yīng)盡量避開相關(guān)區(qū)域；礦區(qū)地形起伏較多，建議做好各種功能廠區(qū)的平面規(guī)劃，盡量減少場(chǎng)地平整工作量，部分陡坎地段需根據(jù)需要進(jìn)行支護(hù)；廠區(qū)布置應(yīng)盡可能避開渣碓和尾礦區(qū)域，減少場(chǎng)平和地基處理工作；礦區(qū)普遍分布濕陷性土，建議盡量加大基礎(chǔ)埋深，減少換填方量，如需換填，可預(yù)先對(duì)采礦棄石的換填效果進(jìn)行試驗(yàn)，以供工程建設(shè)使用；對(duì)于尾礦壩等雍水構(gòu)筑物，建議深入分析研究淺層濕陷性土的分散性質(zhì)，排除工程隱患。

2 設(shè)計(jì)階段的巖土工程技術(shù)咨詢

設(shè)計(jì)階段，巖土工程技術(shù)咨詢的主要任務(wù)是基于決策階段發(fā)現(xiàn)的巖土問題，指導(dǎo)工程勘察單位制定專項(xiàng)方案，采取針對(duì)措施查明特殊土和不良地質(zhì)的分布和工程性質(zhì)，并指導(dǎo)設(shè)計(jì)單位制定經(jīng)濟(jì)、可行的處理方案。

2.1 工程勘察

除常規(guī)的勘察任務(wù)之外，查明濕陷性土、渣碓和尾礦等特殊土，以及斷層、軟弱破碎帶、巖溶等不良地質(zhì)的分布及其工程性質(zhì)是勘察工作和巖土工程技術(shù)咨詢同樣也是主要任務(wù)。圖5為銅鈷礦選礦二期勘察項(xiàng)目的平面圖，表1為建（構(gòu)）筑物概況表。

表1 主要建（構(gòu)）筑物概況略表Table 1 Summary of major buildings

圖5 尾礦營(yíng)地工程平面圖Fig.5 Plane of tailings camp project

（1）采用地質(zhì)調(diào)繪、谷歌歷史影像對(duì)比、走訪調(diào)查和必要的挖探等方法，查明濕陷性土、渣碓和尾礦等特殊土的平面布置范圍；對(duì)于礦建工程與渣碓、尾礦分布重合的區(qū)域，應(yīng)采用鉆探和物探相結(jié)合的方法查明特殊土的埋深。鉆探應(yīng)盡量采用雙管單動(dòng)或雙管雙動(dòng)工藝，保證取芯率和鉆探效率，鉆探成果的典型地質(zhì)剖面圖見圖6。物探方法以高密度電測(cè)深和面波勘探相結(jié)合，排除金屬礦對(duì)物探結(jié)果的干擾；采用動(dòng)力觸探為主的原位測(cè)試方法獲取渣碓采礦棄石的工程參數(shù)，尾礦的參數(shù)獲取則建議采用標(biāo)貫為主的原位測(cè)試方法，結(jié)合必要的原狀樣室內(nèi)試驗(yàn)；對(duì)于工程建設(shè)最為關(guān)注的地基土承載力，因當(dāng)?shù)厝狈Τ浞值呐卸ń?jīng)驗(yàn)，建議采用靜載荷試驗(yàn)直接獲取特征值，載荷試驗(yàn)成果匯總見表2。

表2 載荷試驗(yàn)結(jié)果匯總表Table 2 Summary of load test results

圖6 典型工程地質(zhì)剖面圖Fig.6 Geological section of typical engineering

（2）濕陷性土分布廣泛，是本工程建設(shè)無法回避的問題。建議采用鉆探和探槽相結(jié)合的方法，查明其在不同部位的埋藏深度；濕陷性室內(nèi)試驗(yàn)所用的原狀樣應(yīng)在探槽的槽壁上刻取，除常規(guī)的物理力學(xué)試驗(yàn)項(xiàng)目之外，尚應(yīng)進(jìn)行必要的顆粒分析、固結(jié)快剪、滲透系數(shù)及濕陷性試驗(yàn)；濕陷性試驗(yàn)應(yīng)以室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)浸水載荷試驗(yàn)（相對(duì)少量）相結(jié)合，并以現(xiàn)場(chǎng)浸水載荷試驗(yàn)的結(jié)果為基礎(chǔ)計(jì)算場(chǎng)地濕陷量，結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)獲取的濕陷系數(shù)，推算濕陷量計(jì)算的修正系數(shù)β；濕陷性土的下限劃定，應(yīng)嚴(yán)格以室內(nèi)濕陷性試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)浸水載荷試驗(yàn)的結(jié)果為依據(jù)，在此基礎(chǔ)上總結(jié)濕陷性土的現(xiàn)場(chǎng)鑒別特征，以便于施工階段指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)確定地層層位；礦區(qū)濕陷性土與國(guó)內(nèi)分布的濕陷性黃土在形成原因和顆粒級(jí)配上有本質(zhì)的不同，在計(jì)算濕陷量之后，地基濕陷等級(jí)的判定建議參考國(guó)標(biāo)《巖土工程勘察規(guī)范》（2009年版，GB 50021—2001）[12]中非黃土類的濕陷性土的濕陷等級(jí)判定標(biāo)準(zhǔn)，判定結(jié)果更符合工程的要求，有利于制定適用性強(qiáng)的地基處理方案。

（3）礦區(qū)斷層、軟弱破碎帶、巖溶等不良地質(zhì)的埋深一般較大，對(duì)一般建（構(gòu)）筑物的影響較小，可忽略不計(jì)。對(duì)于采場(chǎng)內(nèi)部布置的輸送膠帶系統(tǒng)等，因其布置在邊坡臺(tái)階之上，易受不良地質(zhì)的影響。應(yīng)采用鉆探、物探和現(xiàn)場(chǎng)水文試驗(yàn)相結(jié)合的方法，查明不良地質(zhì)的分布。鉆探應(yīng)盡量采用雙管單動(dòng)或雙管雙動(dòng)工藝。因工作面受限制，垂直邊坡走向的鉆孔間距一般較大（大于100 m），且坡面地形較陡，垂直邊坡走向無法布置物探測(cè)線。物探方法建議以單孔管波為主，測(cè)試鉆孔周邊一定范圍內(nèi)的巖溶發(fā)育程度和巖體完整程度。現(xiàn)場(chǎng)水文試驗(yàn)采用壓水試驗(yàn)，可獲取巖體透水率、滲透系數(shù)、巖體完整程度以及在動(dòng)水壓力作用下巖體中裂隙的發(fā)展趨勢(shì)。巖體參數(shù)除常規(guī)的完整巖體的單軸抗壓強(qiáng)度、塊體密度、吸水率外，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注結(jié)構(gòu)面破碎帶內(nèi)巖體的強(qiáng)度，松散巖體可在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行直接剪切試驗(yàn)，碎裂巖體可將樣品托運(yùn)回國(guó)，進(jìn)行大三軸壓縮實(shí)驗(yàn)，以獲取最真實(shí)的巖體抗剪強(qiáng)度。針對(duì)垂直邊坡走向的鉆孔間距過大而不利于推斷巖組產(chǎn)狀的問題，建議可加大橫向鉆孔密度，以三維地質(zhì)成型技術(shù)彌補(bǔ)鉆孔縱向間距過大的缺陷，并結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力方向、地下水的變化規(guī)律等條件，合理推斷了邊坡軟弱結(jié)構(gòu)面的分布范圍和發(fā)育產(chǎn)狀，同時(shí)所建立的三維地質(zhì)模型，將有利于對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行數(shù)值模擬分析，合理推斷邊坡應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng)，計(jì)算邊坡安全系數(shù)。

（4）對(duì)于濕陷性土表現(xiàn)出的分散性質(zhì)，應(yīng)在尾礦庫等雍水構(gòu)筑物處采取試樣進(jìn)行分散性鑒定試驗(yàn)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)條件，可采用碎塊試驗(yàn)、孔隙水陽離子試驗(yàn)、交換鈉離子試驗(yàn)、不同條件下的（加分散劑、煮沸條件下和不加分散劑、不煮沸條件下）顆粒分析試驗(yàn)等，以便于從碎塊浸水崩解狀況、土粒表面雙電層發(fā)育程度、交換性鈉離子百分比、經(jīng)驗(yàn)公式及分散度等不同角度詳細(xì)判定試樣分散性。

在此基礎(chǔ)上，勘察工作取得了良好的效果，對(duì)礦區(qū)進(jìn)行了地貌單元?jiǎng)澐?，?biāo)識(shí)出濕陷性土、渣碓和尾礦分布區(qū)域，便于礦建工程平面布置，對(duì)于局部無法避讓渣碓和尾礦的建（構(gòu)）筑物（如圖3所示的電積車間），勘察提供了特殊土的分布特征和巖土參數(shù)，以供設(shè)計(jì)使用；查明了濕陷性土的分布深度，基本在3.5 m左右，多為I級(jí)非自重濕陷，設(shè)計(jì)單位可根據(jù)建（構(gòu)）筑物類別，合理確定地基處理方案；礦區(qū)發(fā)育的濕陷性土雖在表面表現(xiàn)出分散性土的一些特征，但在交換鈉離子含量和土顆粒表面的電化學(xué)性質(zhì)等方面有本質(zhì)上的不同，為非分散性土，工程無需考慮因分散性土帶來的隱患；對(duì)于采場(chǎng)的輸送膠帶系統(tǒng)，查明了邊坡巖組和軟弱結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀和發(fā)育規(guī)律，建立了邊坡三維地質(zhì)模型（如圖7），并提供了高精準(zhǔn)度的巖體參數(shù)，為邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和膠帶系統(tǒng)的建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)奠定了基礎(chǔ)。

圖7 膠帶傳送段落邊坡三維地質(zhì)模型Fig.7 Three dimensional geological model of belt conveyor slope

2.2 工程設(shè)計(jì)

對(duì)于巖土工程咨詢來講，工程設(shè)計(jì)方面的主要任務(wù)在于根據(jù)工程勘察提供的基礎(chǔ)資料，從巖土工程角度提供合理建議，以便于實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量、安全、建設(shè)周期和投資控制的有機(jī)統(tǒng)一和利益最大化。

針對(duì)礦區(qū)濕陷性土、填土廣泛分布的問題，地基處理在所難免。在有限的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下，選擇適當(dāng)?shù)牡鼗幚矸桨甘菓?yīng)首先重點(diǎn)關(guān)注的問題。選擇擬建生活區(qū)進(jìn)行以采礦棄石做換填材料的可行性試驗(yàn)。生活區(qū)擬建場(chǎng)地淺層分布6～8 m厚的素填土，成分以全風(fēng)化泥巖、粉質(zhì)黏土、粉土為主，固結(jié)程度不高，地基承載力特征值為80 kPa。主體建筑為數(shù)棟2層宿舍樓，采用柱下條形基礎(chǔ)，基底埋深1.5 m，柱下基底荷載按120 kPa考慮。按換填1 m條件下驗(yàn)算下臥素填土的承載力。

墊層底面處經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值為：

墊層底面處的附加壓力值為：

墊層底面處土的自重壓力值為：

經(jīng)驗(yàn)算換填1 m時(shí)，下臥軟弱層的承載力可滿足要求。

以上驗(yàn)算中，換填材料的壓力擴(kuò)散角θ參照國(guó)內(nèi)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ 79—2012）[13]中礦渣的擴(kuò)散角確定，采礦棄石應(yīng)參照上述標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)要求進(jìn)行分選處理，最大粒徑建議控制在碾壓厚度的1/2以內(nèi)（不大于150 mm），松散重度不小于11 kN/m3，有機(jī)質(zhì)及含泥總量不超過5%。按上述要求在擬建生活區(qū)進(jìn)行換填試驗(yàn)，并采用靜載荷試驗(yàn)（見圖8）檢驗(yàn)墊層承載力和壓力下的變形程度。

圖8 換填試驗(yàn)點(diǎn)載荷試驗(yàn)p-s曲線Fig.8 p-s curve of load test at replacement test point

載荷試驗(yàn)結(jié)果顯示，在逐級(jí)加載條件下，地基沉降量緩慢增加，在90 kPa壓力附近，p-s曲線出現(xiàn)輕微拐點(diǎn)之后進(jìn)入平滑的直線段落。歷時(shí) 16 h后，壓力增長(zhǎng)至240 kPa，沉降量5.83 mm，且仍處于直線段落，未達(dá)到破壞標(biāo)準(zhǔn)?？梢姴捎梅诌x后的采礦棄石做為換填材料是可行的[14]。

根據(jù)勘察提供的礦區(qū)地貌分布圖，合理布置礦建工程，盡量避讓渣碓和尾礦分布區(qū)域。對(duì)于難以避讓的區(qū)域，可布置對(duì)不均勻沉降敏感度較低的低等級(jí)建（構(gòu)）筑物，如庫房、藥劑間等，同時(shí)應(yīng)進(jìn)行換填處理。個(gè)別構(gòu)筑物（電積車間）因與一期車間配套需要，布置在尾礦分布的邊緣區(qū)域，擬建場(chǎng)地西南側(cè)尾礦及受尾礦影響造成的軟弱土深度在2～6 m之間，自西南向東北方向逐步減少。該車間因有不同設(shè)備連接的需要，需嚴(yán)格控制地基變形量。建議設(shè)計(jì)采用0.6～2 m之間不同的墊層厚度進(jìn)行分級(jí)，用以協(xié)調(diào)不同厚度軟弱土的變形量。換填后對(duì)不同厚度的墊層區(qū)域分別進(jìn)行載荷試驗(yàn)檢測(cè)其承載能力和變形量，工后設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)其長(zhǎng)期變形。

協(xié)調(diào)邊坡研究單位對(duì)輸送膠帶系統(tǒng)途徑的軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)育邊坡進(jìn)行評(píng)價(jià)。經(jīng)計(jì)算，邊坡整體穩(wěn)定，但受軟弱結(jié)構(gòu)面穿插的影響，局部區(qū)域在數(shù)值模擬中出現(xiàn)聯(lián)通的剪切塑性區(qū)，存在局部垮塌的可能?；谠u(píng)價(jià)結(jié)果，巖土咨詢?nèi)藛T協(xié)調(diào)評(píng)價(jià)單位和采礦設(shè)計(jì)單位進(jìn)行采礦境界優(yōu)化，制定了基于壓腳的優(yōu)化處理方案，壓礦量5 345 m3；另一方面，因勘察提供的巖組產(chǎn)狀和巖土參數(shù)精準(zhǔn)度較高，設(shè)計(jì)人員對(duì)中部穩(wěn)定區(qū)域的臺(tái)階坡面角進(jìn)行了調(diào)整，減少剝離量41×104m3，綜合計(jì)算結(jié)果，在不增加成本的情況下，通過調(diào)整境界，增加了邊坡的安全系數(shù)，可實(shí)現(xiàn)邊坡穩(wěn)定，可在其上布置輸送膠帶系統(tǒng)。另外建議在邊坡上設(shè)置深部位移在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)邊坡巖體深部變形情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)邊坡滑移的超前預(yù)報(bào)。

對(duì)于邊坡臺(tái)階上的膠帶系統(tǒng)支架基礎(chǔ)，指導(dǎo)設(shè)計(jì)單位進(jìn)行基礎(chǔ)的穩(wěn)定性計(jì)算，協(xié)調(diào)基礎(chǔ)底面外邊緣線至坡肩的水平距離a、垂直于坡肩的基礎(chǔ)底面邊長(zhǎng)b、基礎(chǔ)埋置深度d以及坡面角β四者之間的關(guān)系。

3 采購(gòu)與施工階段的巖土工程技術(shù)咨詢

該階段巖土工程技術(shù)咨詢的主要任務(wù)是基于設(shè)計(jì)方案，落實(shí)地基處理要求，提高工程質(zhì)量，保證工程安全和建設(shè)工期。

（1）指導(dǎo)施工單位識(shí)別開槽所見土層，正確識(shí)別濕陷性土、填土、尾礦等特殊土。因當(dāng)?shù)厣形唇⑤p型動(dòng)力觸探等簡(jiǎn)易原位測(cè)試測(cè)定承載力的經(jīng)驗(yàn)理論，建議應(yīng)由勘察單位完成基槽底部土層承載力的判定。

（2）對(duì)于因勘察密度等原因造成的開挖揭露地層與勘察結(jié)果不一致的情況，指導(dǎo)施工、勘察、設(shè)計(jì)單位進(jìn)行及時(shí)判定，并制定經(jīng)濟(jì)適用的處理方案，保證工程進(jìn)度和投資控制水平。

（3）協(xié)助施工單位選取符合要求的采礦棄石，進(jìn)行分選處理，對(duì)粒徑、重度、含泥量等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，確保墊層材料的質(zhì)量。

（4）為換填地基的承載力檢測(cè)提供咨詢，合理安排施工和檢測(cè)工序，優(yōu)化檢測(cè)方案，進(jìn)行檢測(cè)結(jié)論的復(fù)核判斷，進(jìn)一步確認(rèn)設(shè)計(jì)方案的安全性。

巖土工程技術(shù)咨詢以以上要求為原則開展工作，協(xié)助礦建單位及時(shí)解決施工中遇到的巖土問題，最終保證了地基基礎(chǔ)施工費(fèi)用控制在工程預(yù)算范圍之內(nèi)，使得后續(xù)工序提早開展，為二期工程提前半年竣工打下基礎(chǔ)。

4 交付使用階段的巖土工程技術(shù)咨詢

在該階段的任務(wù)主要在于協(xié)助礦方落實(shí)各種監(jiān)測(cè)方案，進(jìn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的復(fù)核和分析，用以監(jiān)控地基處理措施下各種建（構(gòu)）筑物的安全運(yùn)行狀況。主要包括以下幾個(gè)方面：

（1）原尾礦、填土等軟弱土分布區(qū)域，換填地基上的建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)沉降變形狀況，如電積車間、生活區(qū)宿舍樓等。

（2）輸送膠帶系統(tǒng)相關(guān)的邊坡深部巖體位移、坡面位移及人工巡視等監(jiān)測(cè)情況，以及膠帶系統(tǒng)支架基礎(chǔ)的位移監(jiān)測(cè)情況。

（3）尾礦壩的沉降、位移等監(jiān)測(cè)情況。

分析近一年的各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)沉降累計(jì)值最大不足 10 mm（見圖9），速度緩慢，平穩(wěn)，并趨于穩(wěn)定，可以認(rèn)為地基處理的效果較好；邊坡深部巖體豎向位移累計(jì)值 5～6 mm，增加量不大（見圖10），邊坡體內(nèi)無明顯的位移滑動(dòng)傾向，邊坡穩(wěn)定，境界優(yōu)化的效果較好；膠帶體統(tǒng)支架基礎(chǔ)基本無位移量，基礎(chǔ)處于穩(wěn)定狀態(tài)；尾礦壩在水平、豎直方向上的位移基本穩(wěn)定，隨壩體堆積過程，位移量呈現(xiàn)出遞進(jìn)式增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，但總體位移累計(jì)值均不超過20 mm，壩體處于穩(wěn)定狀態(tài)。

圖9 尾礦壩沉降監(jiān)測(cè)成果圖Fig.9 Monitoring settlement of tailings dam

圖10 邊坡深部位移監(jiān)測(cè)成果圖Fig.10 Displacement monitoring in the deep part of the slope

5 結(jié) 論

通過梳理工程建設(shè)的前期決策階段、設(shè)計(jì)階段、采購(gòu)與施工階段、交付使用階段巖土工程咨詢的開展情況及效果分析，不難看出在全過程工程咨詢視角下，巖土工程咨詢通過提早介入，溝通協(xié)調(diào)建設(shè)、勘察設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)等單位，重點(diǎn)關(guān)注礦區(qū)尾礦、填土、渣碓等特殊土及滑坡、巖溶等不良地質(zhì)，在工程質(zhì)量、安全、成本及建設(shè)工期方面均取得了積極的效果?？梢缘贸鼋Y(jié)論，全過程巖土工程咨詢是解決巖土工程問題的良好途徑。