论综合勘查技术在岩土工程勘察中的应用

彭春

（湘西自治州紫源工程勘察有限公司 湖南湘西 416000）

论综合勘查技术在岩土工程勘察中的应用

彭春

（湘西自治州紫源工程勘察有限公司 湖南湘西 416000）

各种工程在实际施工设计前，通常需要开展地质勘查工作，从而获取相应地质资料，为工程施工与设计提供参考资料。本文主要针对综合勘查技术在岩土工程勘查中的应用进行了探讨，以供参考。

综合勘查技术；岩土；应用

1 引言

岩土工程勘察工作指的是根据建设工程相关标准，对建设施工现场进行准确分析和评价，并且能查明岩土工程的施工条件、岩土地质、当地自然环境等信息。在进行工程地质调查时，合适的勘查技术能够为施工、设计提供必要的各项参考参数，但是我国目前的岩土工程勘察面临诸多问题，因而需要通过综合勘查技术的合理运用加以完善。

2 现阶段国家岩土工程勘探现状

2.1 勘察技术人员能力不够

①勘查技术员工专业素质较低，未能够全面的掌握岩土工程知识，在勘察岩土工程时，不能有效沟通科学的施工技术，导致遭遇重大障碍或庞大繁杂项目时无法及时解决；②勘察岩土工程时，技术员工应当对各个环节室内、室外所获取的数据资料进行整理分析，但由于部分员工不具备统计知识，导致岩土数据获取工作出现问题，出现异常数值，结果误差过大，最终影响数据资料的实际应用。

2.2 勘察水平不均匀

由于科学技术与现行体制的限制，导致我国在岩土勘察水平上仍然较为滞后，许多企业由于各种原因都会忽视新技术、新设备的使用，因而影响了勘察成果的准确性。

2.3 勘查过程中易出现的问题

（1）常常忽略地形地貌等外部因素，导致对于工程区域的地质缺乏整体认识，不能掌握地基图层的变化规律，致使施工工期延误以及工程成本增加。对于施工环境和工程施工之间的相互作用的忽视，造成设计上的失误，也在一定程度上使施工场地环境条件不能满足施工要求。

（2）数字化勘查技术未能得到合理应用，勘查过程中仍然沿用传统文字、图纸、表格勘查形式，出现勘查资料信息运用、处理困难问题。无法全面实现与CAD软件的匹配，使数字化勘查技术的推广受阻。

2.4 成果水平不理想

伴随着科学技术的进步，岩土勘察组织的深化改革开始实现自主化管理，自己负责盈利与亏损。有些勘察组织为了提高利润率，可能会轻视工程质量，一味地为了减少工作时间，降低钻探获取样本的指标，在更加恶劣的情况下甚至会为了谋取暴利而伪造编撰勘察报告内容，胡乱编造虚假信息等，导致岩土工程施工中缺乏完整真实的勘察依据，难以获得科学的指导，极大的浪费了物资和时间。

3 岩土工程勘察中的综合勘察技术

综合性勘查技术是指在分析了施工地点的地质特征后，结合当地的自然、地质状况，参考勘察技术的使用前提条件，进行合理的选择，由不同的侧面获取各个成矿数据资料，从而高效地完成经济的地质条件勘察工作。

3.1 大地电场岩性检测技术

该勘察技术的施工原理，是以太阳风电磁波作为激发场源，运用探测仪点频的记录方法，接收由不同地表深度所反射的电磁波信息，并依据所接收波的幅度、速度、电阻率和转换的类自然电位等，判断储层的性质、岩性等，进而进行地质评价。大地电场岩性检测技术应用于岩土工程中，其实施流程如图1所示。

该勘察技术的优势如下：①大地电场岩性检测所采用的是CYT－VI探测仪，其体积小、重量轻，因而易于携带，能独立操作，在使用的过程中无噪音，无废弃物，可避免对自然植被的损坏，只需要将探测仪设定于预定位置上，预先调整好，即可随时进行探测，其探测的深度通常达到10000m，可探测地层岩性、矿体、含水层等信息，探测速度快，通过对测点的汇总即获取勘察地区的全面、真实信息；②误差小，CYT－VI探测仪运用的是平面点测方式，其垂直采样间距是可调整的，一般间距越小，则测量误差就越小；③场源稳定，CYT－VI探测仪通常仅接受大地天然低频的电磁波信号，因而不受地下给水、地下管网、高压电源或地形的影响。

图1 大地电场岩性检测流程图

3.2 多瞬态面波技术

该方法的实际实施原理，主要在于利用面波处于多层介质中时，其传播速度存在的变化特点，以瞬态的冲击力作为震源，激发面波，使地表在脉冲载荷的作用下发生波动，从而通过传感器记录波面垂直分量，处理微波信号，进而明确频散曲线的变化规律。因为频散曲线的变化规律通常与岩土介质结构形状有关，可以通过对这种内在联系进行分析处理，从而达到地质体探测目的。

3.3 高密度电阻率技术

该技术的原理是：因岩土介质的典型差异，工作人员会在勘察地点施加电场，探测地下传导电流的实际分布、变化规律等，以此判断当地的岩土性质。该技术运用供电电极，向地下输送直流电流，于测点创建电厂，并改变供电（A级、B级）、测量装置位置、大小、排列顺序等，进而改变地下电流分布，探测地面电场变化，以准确计算地表电阻率，据此判断岩土的性质。

该技术的应用优势在于：①电极布置可一次性完成，有效降低电极的影响与干扰，可自动、快速地探测野外数据；②可采用多种排列方式进行扫描与测量，获得多种地电断面结构特征、地质地球物理信息；③实现对野外数据的自动化采集，提高采集的速度与准确度，并进行实时的分析处理，计算出电阻率。

3.4 横波反射技术

所谓浅层地震横波反射法，其使用原理是运用地下介质，针对波的阻抗差异，进行地质勘查工作，在地下介质传输的过程中，如果地震波遭遇相对波阻抗差异，即会发生反射，反射信号波则会通过地表的检波器，接收记录数据，利用反射波的振幅、相位时空特性等，推断地下层的实际构造。横波反射法相较于纵波反射法，所受到的转换波干扰较小，且横波速度较低，垂向分辨率则会相应地提高。

4 综合性勘查技术在岩土勘查应用实例分析

4.1 工程简介

某工程的占地面积达到109亩，其建筑面积是9万m2，是一座单栋6层的超大面积建筑，对建筑的沉降度要求较高。依据设计方的勘查要求，可率先通过常规钻探、原位测试，针对拟建场地内的地质结构、主要持力层等进行勘察，对其桩基的持力层，埋深40～50cm厚的碎卵石层。在具体勘查中，发现该碎卵石层面的东西两段之间较平，且层面突变。通过钻孔施工，发现碎卵石层面最大标高差超过约10cm，最大坡度为45°。为确保工程的施工能够顺利开展，需要对卵石层异常进行综合勘查。

4.2 勘查的目的

本次勘查运用的常规钻探点间距是20～30cm，依据地质情况，为准确分析碎卵石层的实际变化状况，尤其是层面高低标高差与坡度的变化，需要采用综合勘探技术，结合钻探方法，就点、线、面等立体方位进行解析。本次勘察主要采用的是横波反射法、高密度电阻率法和瞬态面波法，其判别的精度达到2～3cm，同时还结合了钻探的精准点，实施了相关地质信息的校核。

4.3 综合勘探技术的运用

本次工程中，浅层地震波反射法采用的是CDP覆盖技术，接收道数是12道、道间距是2cm、偏移距离是4cm、炮间距是2cm，覆盖的次数是6次。

4.3.1 地质状况和矿产特性

在找矿的过程中，地质条件勘察结果是其中不可缺少的依据条件，其勘查内容包括矿产形成、分布以及基性、超基性侵入岩情况等，可使用磁法或重力测量来确定基本特征；矿产的形成与分布通常与断裂层的构造有关，可以通过遥感、航磁、重力测量和化探的方式，获取相关资料，查明地球物理场和化学场的构造关系。对于不同矿种、矿床的类型，也应当选择相应的勘察方法，例如多金属硫化物矿床，应当利用电法测量、地球化学等勘查方法；而对于铁矿床则建议使用磁法；如果内生金矿，则可采用地质测量法、地球化学测量法、地球物理测量法等；外生金矿可用地质测量法、重砂测量法等。

4.3.2 自然环境状况

针对自然环境状况的勘察，主要包括施工地域地势、地理条件、气候、水系、第四系土壤覆盖层面的发育程度、基岩剥蚀发育程度等信息，这些因素均会影响到岩土工程勘察方法的选择。如果是多山且海拔较高的地区，因地形繁杂，山体海拔较高，存在很大面积的基岩并露出地表，导致交通不便，这种情况下可采用航空化探、航空物探、遥感地质探测、水系沉积物探测、重砂探测等方法；而如果是在森林覆盖率较高的区域，基岩出露面积较小，覆盖较深，且水系发育良好，交通不便时可运用水系沉积物探测、航空化探、航空物探、生物地球化学探测、地质探测等手段；如果是海拔较低而地势较平坦的地方，则第四系覆盖层广阔而深厚，裸露于地标的基岩面积也较小，交通便利，可采用遥感地质探测、物探、气体地球化学探测等方法。

4.4 综合性勘查结果

通过此次的勘探，发现横波在风化岩层面、淤泥碎石层面上，均发生了显著的反射，除了风化岩外，其他界面产生的反射波能力都较强，且反射同相轴明显。另外，运用单个排列电极的高密度电阻率法，其电极的总数是60根，排列间距是3m，同时采用二级装置采集数据，通过实验的方式，发现电阻率随着岩土层深度的变化呈低-高-低-高状，判断出其电性层可大致分为4层。

5 结语

总而言之，综合勘察技术在岩土工程勘察施工中，发挥着重要的作用，而技术的先进性则将直接影响岩土工程勘察结果的准确性、真实性和全面性，从而有效解决传统单一勘察技术的弊端，扩大工程勘察的范围与内容，保证勘查结果能够准确反映岩土的实际情况，使得后续施工能够安全、稳定、高效的进行。

[1]李国占.地下水地球物理勘查技术模式[J].物探与化探，2010，34（2）：202～204.

[2]易宗旺，雷东军.浅谈地质找矿勘查技术原则与方法创新[J].中国新技术新产品，2011（2）：196～197.

[3]陈强，王运生，韩爱果.对勘查技术与工程专业实践性教学改革的思考[J].中国地质教育，2011，20（3）：40～44.

TU195

A

1004-7344（2016）23-0190-02

2016-7-26

彭 春（1987-），男，助理工程师，本科，主要从事岩土工程勘察、水文勘察、地灾评估勘察设计工作。