如何提高巖溶地區(qū)巖土工程勘察質(zhì)量

時間:2022-09-24 04:41:24

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如何提高巖溶地區(qū)巖土工程勘察質(zhì)量

1巖溶地區(qū)巖土工程勘察的方法

巖溶,又稱喀斯特,主要是可溶性巖石與水相互作用形成的,巖溶地區(qū)主要分布在我國西南地區(qū),該地區(qū)地形地貌復(fù)雜,有各種各樣的石灰?guī)r地形。目前巖溶地區(qū)巖土工程常用的勘察方法有三種,分別是鉆探、物探和工程地質(zhì)調(diào)查與測繪。1.1鉆探鉆探是利用鉆機(jī)向地下鉆進(jìn),在地層中會形成圓柱形鉆孔,之后在不同深度的鉆孔剖面上取得巖、土、水等實驗樣本,從而通過實驗研究對所勘察的地層巖土性質(zhì)、地下水的賦存情況與底層的埋藏深度與厚度都有詳細(xì)的了解。1.2物探物探又稱地球物理勘探,是通過對所在區(qū)域地球物理場的研究與觀測來探知地層巖土屬性、地質(zhì)構(gòu)造的方法。物理場有重力場、地磁場、地溫場和電場等,對應(yīng)的勘探方法則是重力勘探法、磁法勘探、地溫法勘探和電法勘探。在巖溶地區(qū)通常通用的物探方法是電阻率法、高密度電法、地質(zhì)雷達(dá)和淺層地震法。(1)電阻率法。電阻率法是早期電法勘探巖溶地區(qū)最常用的方法之一,是利用不同性質(zhì)的巖石之間導(dǎo)電性不同,從而分析所在區(qū)域電流場的分布規(guī)律,并確定巖石和水資源分布的方法。這里的導(dǎo)電性用電阻率表示,電阻率是指電流垂直通過單位橫截面積、單位長度的巖石時,所受阻力的大小,導(dǎo)電性越好,電阻率越低,導(dǎo)電性越差,則電阻率越高。這種探測方法不僅可以探測到豎直方向上巖溶地區(qū)的地質(zhì)情況,還可以根據(jù)電流場的分布規(guī)律,探測到周邊一定范圍內(nèi)的情況。(2)高密度電阻率法。高密度電阻率法是一種陣列的勘探方法,是通過巖溶地區(qū)內(nèi)巖石的電阻率差異,觀測人工施加電流場后研究區(qū)域內(nèi)的電流分布情況,然后通過信號轉(zhuǎn)換裝置,將電信號結(jié)果輸出為所測區(qū)域地電斷面的圖像,從而直觀的判斷巖溶區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況。高密度電阻率法在勘探覆蓋性巖溶地區(qū)的第四系土洞發(fā)育、灰?guī)r巖溶、斷裂發(fā)育情況以及確定灰?guī)r的分布情況等方面,都能取得較好的地質(zhì)效果。與傳統(tǒng)電阻率法相比,高密度電阻率法成本低、效率高,實現(xiàn)了勘探數(shù)據(jù)的自動化,而且輸出結(jié)果的成像技術(shù)也從一維和二維發(fā)展到了三維,既便于分析研究,又提高了勘探的精度。但是高密度電阻率法有一個明顯的缺點(diǎn),就是對所探測區(qū)域場地的要求較高,要求地勢平坦。(3)地質(zhì)雷達(dá)法。地質(zhì)雷達(dá)法又稱探地雷達(dá)法,是利用電磁波的特性對巖溶地區(qū)進(jìn)行勘探的方法,主要是發(fā)射天線定向發(fā)射高頻短脈沖電磁波,再通過反饋回來的信息實現(xiàn)對熔巖地區(qū)的地質(zhì)勘探。由于巖溶地區(qū)內(nèi)部空間形態(tài)比較復(fù)雜,反射波電信號在傳遞時會相互干擾,重疊,容易使探測結(jié)果出現(xiàn)誤差。(4)淺層地震法。地震勘探是指通過研究人工震源激發(fā)的地震波在地下介質(zhì)中的傳播規(guī)律來解決地質(zhì)問題的一種物探方法。在淺層地震勘探技術(shù)中,常被用來勘察巖溶地質(zhì)的勘察方法有:地震波CT層析成像技術(shù)、井間超聲波層析成像技術(shù)、瑞雷波面法等。淺層地震法在巖溶勘察中,具有使用儀器占地小,應(yīng)用范圍廣、精度高、可靠性強(qiáng)、成圖直觀、受外界干擾小的特點(diǎn),可以較為精確地反映和區(qū)分溶洞大小和溶蝕發(fā)育等。而且該勘探方法較前幾種勘探方法的勘探深度更深,可以勘探地下60m處的深度,但是在數(shù)據(jù)采集和計算時工作量較大,對于勘察人員的技術(shù)要求水平也比較高。1.3工程地質(zhì)調(diào)查與測繪工程地質(zhì)調(diào)查與測繪是采用搜集資料、調(diào)查訪問、地質(zhì)測量、遙感技術(shù)等方法,明確所勘探地區(qū)的地質(zhì)特點(diǎn),并繪制成相應(yīng)的工程地質(zhì)圖的方法。測繪前要搜集區(qū)域內(nèi)地質(zhì)資料、氣象資料、地震資料、水文及工程地質(zhì)資料和遙感資料。測繪的方法主要分為兩種,一種是相片成圖法,一種是實地測繪法。①相片成圖法是利用地面攝影、航空衛(wèi)星攝影得到的相片,在室內(nèi)進(jìn)行解譯。②實地測繪法,分為路線法、布點(diǎn)法和追索法。路線法是沿著一些選擇的錄像、穿越測繪場地,將沿線所測繪或調(diào)查的地層、構(gòu)造、地質(zhì)現(xiàn)象、水文地質(zhì)、地質(zhì)界線和地貌界線等填繪在地形圖上;布點(diǎn)法是根據(jù)地質(zhì)條件復(fù)雜程度和測繪比例尺的要求,于現(xiàn)在地形圖上布置一定數(shù)量的觀測線路和觀測點(diǎn);追索法是沿地層走向或某一地質(zhì)構(gòu)造線,或某些不良地質(zhì)現(xiàn)象界線進(jìn)行布點(diǎn)追索,主要目的是查明局部的工程地質(zhì)問題。

2提高巖溶地區(qū)巖土工程勘察質(zhì)量的措施

2.1鉆探。2.1.1完善鉆探施工方案。鉆探的方法分為很多種,像沖洗法、沖擊法、取巖芯法等,不同的鉆探工藝有不同的特點(diǎn),在實際鉆探施工之前,需要根據(jù)現(xiàn)場的地形地貌和其他特征,科學(xué)、合理的選擇有效的鉆探技術(shù),制定出行之有效的工程方案。同時還要對鉆探施工期間可能出現(xiàn)的情況進(jìn)行預(yù)測,并制定出有效的解決措施,這樣才能為整個勘察工程打下良好的基礎(chǔ)。2.1.2加強(qiáng)場地處理。由于巖溶地區(qū)地形地貌比較復(fù)雜,地面凹凸不平,在此條件下進(jìn)行施工肯定會影響鉆孔精度,因此,在實際施工之前,一定要對施工區(qū)域的土地進(jìn)行整平處理,確保鉆機(jī)水平安裝,在此基礎(chǔ)上還可以對鉆機(jī)進(jìn)行固定。另外由于巖溶地區(qū)土層結(jié)構(gòu)復(fù)雜,并不穩(wěn)定,因此在鉆孔達(dá)到設(shè)計深度時,要嚴(yán)格按照流程進(jìn)行下一道工序,防治因操作不當(dāng)引起的土層地基下陷、坍塌等現(xiàn)象。2.1.3優(yōu)化鉆機(jī)工藝與設(shè)施。(1)提高鉆芯采取率,要根據(jù)勘探區(qū)域內(nèi)大體地質(zhì)條件和勘探技術(shù)工藝正確選擇取芯方法和工具;在取芯困難的巖礦層中,應(yīng)盡可能選用金剛石或硬質(zhì)合金鉆進(jìn);在斷層和破碎的巖層中,應(yīng)用專用反循環(huán)單動雙管鉆具及無泵鉆具取芯,以保證巖礦芯的采取率。(2)降低孔深誤差,校正孔深、丈量鉆具尺寸時需要用鋼卷尺;經(jīng)常使用的精密儀器要經(jīng)常校正。2.1.4提高工作人員技能水平。利用鉆探勘探巖溶地區(qū)時,會利用鉆機(jī)與其他各項輔助設(shè)施進(jìn)行施工,而施工人員的技能水平是保證施工質(zhì)量和施工安全的重要基礎(chǔ)。為此,在實際勘探之前,有關(guān)部門要對施工人員進(jìn)行技能培訓(xùn),可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬現(xiàn)場施工環(huán)境鍛煉施工人員的實操水平,并制定考核制度和持證上崗制度,培訓(xùn)過后對施工人員進(jìn)行全面考核,考核通過的人員才可以進(jìn)行操作。與此同時還要加強(qiáng)施工過程中的監(jiān)管力度,完善管理制度,監(jiān)督部門的原則是,嚴(yán)格執(zhí)行,有效落實,只有這樣才能保證每一位施工人員嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工,以此提高整個工程的質(zhì)量和效率。2.2物探。2.2.1保證測網(wǎng)的敷設(shè)精度。(1)測網(wǎng)的密度。測網(wǎng)密度小,很可能在普查階段漏掉一些礦體、溶洞,因此就要設(shè)計好測網(wǎng)密度。為了測網(wǎng)可以更好地反映出異常情況,測線應(yīng)盡量垂直于探測對象的走向。(2)在物探勘察時,如果測區(qū)面積過小,當(dāng)遇到異常情況時,很難做出科學(xué)合理的解釋,此時如果測區(qū)足夠大,可以將地下各個異常區(qū)域和正常區(qū)域的關(guān)系顯示出來,工作人員就可以很容易做出正確的判斷。當(dāng)然測區(qū)過大一定會增加工作量和工作成本,因此在測區(qū)面積大小選擇時,要沿用經(jīng)濟(jì)、合理的原則,科學(xué)制定物探方案,選擇測網(wǎng)面積。2.2.2保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。通常情況下,物探常會利用先進(jìn)的探測技術(shù)與定位技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的測量,在此期間,為了保證觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,要特別注意以下幾點(diǎn);觀測數(shù)據(jù)時,應(yīng)做好重復(fù)觀測,避免偶然誤差的產(chǎn)生;選擇精密的儀器;提高野外工作中室內(nèi)計算的準(zhǔn)確性。不同的勘探手段其觀測進(jìn)度也有所不同,因此在實際勘探期間要根據(jù)勘探方法對勘探工藝或者地形地貌進(jìn)行一些有效改正,以促進(jìn)物探數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。2.2.3保證成圖的精度物探方法的最終成果通常都是由效果圖展示出來的,因此效果圖的精度亦關(guān)系著整個勘探工程的質(zhì)量。首先就是坐標(biāo)線和比例尺,一定要與野外觀測的數(shù)據(jù)一致,其次在選擇參數(shù)上,也要能客觀的體現(xiàn)出物探工作成果與熔巖地區(qū)的實際地質(zhì)特征。2.3工程地質(zhì)調(diào)查與測繪2.3.1克服環(huán)境影響熔巖地區(qū)地質(zhì)環(huán)境相對復(fù)雜,地形切割較大,通視條件差、交通不便,在實際測繪時應(yīng)提前關(guān)注氣象信息,加強(qiáng)對于測繪項目周邊環(huán)境的觀察,在建設(shè)基礎(chǔ)控制網(wǎng)與收發(fā)信號塔時,要盡量選擇視野開闊和外部磁場干擾小的地方,這樣才有利于細(xì)化測量線路和保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。2.3.2優(yōu)化測繪方式。隨著時代的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提升,現(xiàn)如今數(shù)字化、信息化的測繪技術(shù)已經(jīng)代替了傳統(tǒng)的手工測繪方式。以地理信息系統(tǒng)、遙感系統(tǒng)和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)為核心的測繪技術(shù)是當(dāng)下主流的測繪手段,在實際測繪期間,有關(guān)人員要科學(xué)合理選用測繪方式,保證實地測繪的高效性與實用性。2.3.3加強(qiáng)測繪監(jiān)管。工程地質(zhì)調(diào)查與測繪的工作內(nèi)容廣泛,涉及面廣,因此在實際測繪期間,要完善地質(zhì)測繪監(jiān)管體制,既要制定完善的管理制度,同時也要對測繪工作質(zhì)量實施動態(tài)監(jiān)管跟蹤,保證測繪人員能夠嚴(yán)格按照任務(wù)需求進(jìn)行測繪,對于測繪期間出現(xiàn)的問題也能夠及時解決,以此提高工程地質(zhì)調(diào)查與測繪的工作質(zhì)量。2.3.4培養(yǎng)測繪人才??茖W(xué)技術(shù)是測繪操作的核心支撐,測繪技術(shù)人員是測繪工作的質(zhì)量基礎(chǔ)。先進(jìn)的地質(zhì)測繪儀器和技術(shù)促進(jìn)了地質(zhì)測繪工作的質(zhì)量和效率,同時也要求技術(shù)人員能夠與時俱進(jìn)掌握當(dāng)下先進(jìn)的測繪工藝,這樣才能有效提升地質(zhì)勘察的質(zhì)量。

3結(jié)語

總之,巖土工程勘察報告質(zhì)量對工程的安全和造價起到重要作用,勘察成果的質(zhì)量將直接影響建設(shè)項目的工程安全。在巖溶地區(qū)的地質(zhì)勘察中,針對提高巖溶地區(qū)巖土工程勘察質(zhì)量的問題,提出了上述措施,供參考。

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作者:陳土均 單位:深圳市大升高科技工程有限公司