赖政勇
(广东省地质局第三地质大队,广东 韶关 512026)
我国岩溶地层的分布范围较广,分布面积较大。这类地层在溶蚀问题、地下水分布等方面的特殊性,对前期勘察工作提出了较高的要求。根据既往经验,可影响岩溶地区工程勘察质量的因素较多。因此,探讨改进岩溶地区工程勘察质量的有效策略具有一定必要性。
在岩溶地区岩土工程中,开展勘察工作的作用体现为:
(1)了解地貌特征。岩溶地区的地貌状况较为复杂,原因在于:该地区可溶性岩层长期受地下水机械作用、化学作用影响,而形成暗河、沟槽、空洞等典型地貌。勘察工作的开展,可借助各种勘察工具,了解岩溶地区岩土工程的地貌特征,便于勘察人员确定勘察区域内是否有空洞、裂缝等特殊地貌,并判断特殊地貌的出现位置。
(2)确定地下水分布。广泛、复杂的地下水分布,是岩溶地区特殊地貌的重要形成原因[1]。根据既往经验,于岩溶地区开展工程施工期间,易产生局部涌水、坍落等问题。前期勘察工作的开展,则可帮助勘察人员确定岩溶地区岩层的溶蚀严重程度,并确定勘察区域内的地下水分布模式。
(3)提高施工方案质量。现场勘察数据是制定岩溶地区工程施工方案的重要依据。经勘察工作获取大量真实、可靠数据后,勘察人员可基于勘察范围内的地下水流动特征、分布特征、岩层地貌等信息,制定合理、可行的施工方案,避免施工期间因突发涌水、触及严重溶蚀岩层或特殊地貌等问题,而影响工程质量[2]。从整体角度来讲,规范化勘察工作的实施,可提高施工方案与岩溶地区地貌形态与水文特性的契合度,并提升施工方案质量。
造成岩溶地区岩土工程勘察工作质量提升受限的主要因素为。
(1)勘察方法因素。在岩溶地区开展岩土工程勘察时,勘察方法的选择,对最终勘察工作质量的影响较大。容易导致勘察工作质量下降的原因在于:第一,勘察方法选择不当。随着岩土工程勘察技术的不断更新,可用于岩溶地区工程勘察的技术种类持续增加。但就各勘察团队的勘察技术选用状况来看,部分勘察团队、单位,存在忽视勘察技术更新、所选勘察技术与岩溶地区勘察要求不匹配的状况。上述问题的存在,不仅不利于勘察工作价值的发挥,还可能影响岩土工程的顺利推进。第二,勘察技术应用不规范。部分勘察团队在实践勘察中,并未按照地质雷达勘察技术、浅层地震勘察技术、钻探勘察技术等的应用要求,规范开展实地勘察工作,导致岩溶地区勘察工作质量受到一定影响。
(2)勘察人员因素。结合既往岩溶地区工程勘察成效来看,勘察人员对勘察工作质量的影响较大。部分勘察团队中,具备丰富岩溶地区知识储备、实践勘察经验的专业人才占比较低,团队整体专业能力有限。另外,个别勘察团队不注重人员培训工作,培训方案内容与岩溶地区工程勘察实践要求不匹配,或培训工作流于形式,导致勘察质量提升受限。
(3)勘察方案因素。勘察方案的布设状况,直接决定岩溶地区岩土工程的勘察质量。如勘察方案中的任意细节设置不当,最终勘察数据真实性、勘察工作质量均可能受到一定影响。例如,某工程采用物探法开展岩溶地区实地勘察,但其测网布设模式(密度、测线方向等),与工程现场勘察要求不符,进而导致所获取勘察数据产生误差,进而影响勘察工作的有效性。
为强化岩土工程勘察工作价值的发挥,可将以下几种策略,应用于岩溶地区工程的实践勘察工作中。
在勘察方法、技术选用方面,可行优化措施如下。
3.1.1 基于岩土工程实际,选择适宜勘察技术
根据岩土工程勘察技术原理的不同,可将勘察技术分成物探、钻探2大类。在开展勘察工作期间,需充分考虑岩土工程的特征及要求,灵活选用适宜技术,推进现场勘察工作。目前,岩溶地区常用勘察技术的选择标准如下:第一,管波探测技术。这类技术适用于岩溶地区的空洞地貌或钻孔,其可满足勘察人员的高精度探查要求。该技术的分辨能力、有效探测半径参数分别为0.3m、2.0m。在岩溶地区的岩土工程中,运用该技术可精准评估钻孔周围有无异常区域(特殊地貌)存在。根据既往实践经验,这一勘察技术可减少空洞(溶洞)尺寸、形状判断误差的形成。第二,孔间CT技术。该技术以医学CT设备为原理,借助射线的扫描作用,获取被测物体的准确物体场量信息,并经过一系列验算分析,还原被测岩层内部的结构特征及相关物性参数。这种勘察技术的适用条件为:地质条件相对简单的岩溶测区、地貌及水文变化较少的岩溶地区等(复杂多变的环境条件易影响CT所采集数据准确性,进而干扰勘察结果可靠性)。第三,电视观测技术。该技术以光学成像为原理,可为勘察人员提供360°观测视角,便于观察人员获取含岩溶地层工程的2D岩层剖面图,并根据观测所得原始数据建立3D岩溶地层模型。这类勘察技术适用于无垮孔问题、地下水透明度较高的岩溶工程。
3.1.2 制定完善技术规范,约束勘察团队勘察作业
为了提升勘察工作质量,在运用各类勘察技术于岩溶地区现场进行勘测作业前,可针对工程中待使用的勘察技术,制定完善技术规范,借助该规范,约束勘察团队的实际作业,减少技术应用不规范问题的形成。例如,对于需使用地震波CT这一经典孔间CT技术进行勘测的岩溶工程而言,可将该勘察技术的技术规范设置为:运用CT扫描设备,扫描待测岩溶地层,获取岩溶地层的物理场量后,针对CT射线所提供原始数据进行综合分析,构建岩溶地层的内部分布图像。此外,为确保勘察技术规范的应用效果,可于勘察团队管理中,引入奖惩制度。将勘察人员应用各类勘察技术的规范性,与其绩效、奖金等挂钩,设置适宜的奖励、惩罚标准,利用奖励措施的激励作用、惩罚方法的约束及警示作用,进一步提升相关勘察技术的操作规范性。
为扩充勘察团队的岩溶地层知识储备,提升其实践勘察能力,可运用如下措施,加强团队建设。
3.2.1 优化培训方法
岩溶地区工程勘察工作,对勘察团队能力水平的要求较高。为确保勘察团队整体能力,符合岩溶地区工程要求,可运用分层培训法,替代勘察团队的传统培训方法。例如,某19人勘察团队在开展内部培训期间,参照分层培训法的要求,将整个团队成员分成基础层(勘察能力偏低,7人)、中等层(勘察能力尚可,8人)、高等层(勘察经验丰富,勘察能力较高,4人),针对各层人员,选用不同培训方案开展培训,以确保各层勘察人员,均可经内部培训,掌握更多的岩溶地层知识及勘察技术要求。
3.2.2 调整培训内容
培训内容的设置,直接影响勘察团队的培训成效。为优化岩溶地层工程的实际勘察质量,可在全面收集与岩溶地区勘察工作有关资料的基础上,将真实岩溶地层勘察案例或加工案例,融入勘察团队的培训工作中。利用恰当的案例,提高勘察团队人员的问题解决能力及勘察技术应用能力,间接促进实践勘察工作质量的提升[3]。此外,还可将勘察团队成员的培训考核结果,作为变更培训内容的重要依据。如勘察团队成员的考核通过率低于70%,可考虑沿用原培训内容,再次开展培训,直至团队成员的考核通过率达标为止。
在岩溶地层勘察中,优化勘察方案质量的可行措施包含:①开展勘察模拟分析。岩溶地层的特殊性决定着:在实践勘察工作中,勘察方案中的任意细节设置,不符合地层要求,勘察数据准确性、勘察工作价值,均可能受到一定影响。对此,在正式实施勘察方案前,可借助软件或勘察团队的专业优势,针对拟定方案进行模拟分析。例如,某勘察团队在于某岩溶工程开展实地勘察前,以小组头脑风暴法,评估勘察方案质量。经分析发现:既有方案中并未规定岩溶层开孔前的场地整平处理、钻机平台加固处理。为改善勘察工作质量,该勘察团队基于上述分析成果,于勘察方案中补充如下内容:于岩溶地层现场开孔前,需开展整平处理;运用钻机钻孔前,需针对钻机所处施工平台进行加固,谨防钻孔作业时出现坍塌、涌水等问题。②加强勘察失误分析。相对于其他地层而言,岩溶地层勘察工作中,更容易出现失误问题。为减少失误问题的形成,勘察团队可借助失误分析这一路径,促进勘察方案的改进。即在每次岩溶地层看场工作结束后,总结本次勘察工作中的不足,重点分析勘察失误的形成原因、预防方法等信息,并将分析结果体现于后续岩溶地层工程的勘察方案设置中。此外,在制定岩溶地区工程勘察方案期间,还需将易出现失误问题的要素作为重点,结合岩溶地区勘察要求,选用适宜措施,规避勘察失误问题的发生。例如,为避免由物探测网布设引发的失误问题,可于制定勘察方案期间,精准评估不同测网密度、测线朝向等信息,对勘察数据真实性、勘察质量的影响。基于上述分析结果,选定最佳测网密度、测线朝向,最终确定出契合岩溶地层勘察要求的勘察方案。
综上所述,强化岩溶地区勘察工作的优化具有一定现实意义。为了提升勘察工作质量,减少岩溶地区特殊地貌、水文地质引发的不良影响,可运用适宜策略,逐步优化勘察工作模式。此外,为进一步发挥勘察工作的价值,还可参照既往勘察工作经验,不断调整勘察方案及工作模式,以保障岩溶地区岩土工程施工质量。