综合勘察技术

综合勘察技术（通用11篇）

综合勘察技术 篇1

摘要：在我国经济快速增长的时代背景下, 各类工程项目拥有了广阔的发展前景, 同时, 对岩土工程项目的勘察工作提出了更高的要求。岩土工程勘察作为岩土工程设计方案的重要参考依据[1], 只有对施工场地的地形地貌以及水文地质条件等相关信息有全面的了解及掌握, 才能确保岩土工程设计方案的合理性以及可行性。相关人员或单位应该加大对综合勘察技术的研究投入力度, 以为后期岩土工程施工的顺利进行提供保障。

关键词：综合勘察技术,岩土工程,勘察,措施

1 引言

近年来, 在我国建筑业快速发展的同时, 勘察技术也在不断地发展和创新, 在工程建设过程中起着举足轻重的作用。所以, 在岩土工程勘察过程中, 灵活并合理地运用勘察技术就显得至关重要。相关企业要在岩土工程建设中, 不断学习和借鉴国内外优秀的岩土勘察经验和技术, 对勘察中出现偏差的原因认真进行分析研究, 从而在有效处理勘察工作问题的前提下, 为岩土工程勘察工作的顺利进行提供保障。

2 开展岩土工程勘察工作的内涵及其重要性

在工程建设初期, 开展岩土工程勘察工作, 主要是通过对项目建设地点进行实地勘察, 来为工程设计、施工、地基处理、降水和开挖支护等工序提供重要的地质资料以及相关的技术参数。其中, 岩土勘察工作的内容主要包含以下几个方面内容[2]:

1) 通过实地勘测对施工场地的工程地质条件以及水文地质条件等进行全面详细的表述, 分析不良地质作用对工程建设的影响;

2) 针对岩土工程问题进行分析研究, 并提供相应建议以及改进措施;

3) 对工程建设场地及可能危及工程建设安全的邻近地区可能引发或加剧的和工程本身可能遭受的地质灾害等进行预测评估, 并提出合理的可行性保护措施及建议;

4) 对工程范围内岩土体的分布、性状以及地下水情况等进行清晰明确的阐述, 并将其作为工程设计方案以及施工方案等相关内容制定的重要参考资料;

5) 对初步制定的工程设计方案、岩土体加固处理方案以及不良地质现象处理方案等进行论证, 并提出修正意见。

目前, 我国绝大多数的工程审核主要针对的是房屋建筑方面的工程以及基础性工程的审核, 而对于岩土工程的审核却较为欠缺, 甚至于有些审核人员由于缺乏对岩土工程勘察工作的正确认识, 不了解勘察工作对于整个工程建设的重要性以及必要性, 使得整个勘察结果与实际情况相差甚远, 不仅无法为工程项目建设提供科学依据, 同时还会产生极大的资源浪费现象, 并阻碍工程施工的有序进行。基于此, 将岩土工程勘察工作作为工程建设的关键点以及核心, 对于我国整体建筑业的发展前景而言, 具有十分深远的意义。

3 综合勘察技术在岩土工程勘察中的应用

3.1 工程地质测绘技术的应用

工程地质测绘是岩土工程勘察中的最基本工作, 它主要针对工程建设范围内的地形地貌、工程地质条件以及不良地质作用等情况, 并对它们之间的相互关系进行分析研究, 划分地貌单元, 调查和确定地层年代、成因以及分布等, 在此基础上, 对地下的实际情况有一个准确判断以及掌握[3]。与此同时, 勘测到的地下实际情况可以按照相关比例尺真实精准地反映在地形设计图上, 并结合工程地质勘察及相关试验得出的数据, 来描绘相应的工程地质图, 这也是工程设计方案以及施工方案编制的重要参考资料。尤其是在一些地质条件相对复杂的区域内进行工程建设, 加强对工程地质测绘技术的研究以及应用是很有必要的, 相关部门及人员应该对其引起高度重视, 从而保证整个工程项目的安全性以及使用寿命。

3.2 勘探技术与取样技术的应用

在当前的岩土工程建设中, 想要对相关区域内的工程地质条件有一个充分了解及掌握, 可以借助物探、钻探以及坑探等勘探技术, 另外, 采取勘探工程取样方式也能够达到原位测试和监测的目的。据此, 在岩土工程建设期间, 相关技术人员应该根据具体的勘探要求以及岩土层的特性, 合理选择并灵活运用勘探技术。打个比方来说, 从物探技术方面来看, 因其成本低、勘探效率高以及设备轻巧等优势, 在岩土工程勘察中, 能有效缓解或处理工程地质测绘中遇到的各类问题, 而在实践中, 这项技术也会与工程地质测绘工作相辅相成。然而尽管物探技术具有以上种种优势, 但是它在实际应用中也会存在许多不确定性, 比如地形地貌等相关地质条件, 因此, 需要对物探技术勘探的结果进行进一步的验证及确定。

3.3 原位测试技术的应用

所谓原位测试, 就是要在确保岩土位置、结构、自然含水量以及自然应力状态等不变的前提下, 对它的工程力学性质指标进行测定的技术。在岩土工程建设中运用原位测试技术, 可以将测试得出的数据作为工程设计方案以及施工方案制定的参考依据。值得注意的是, 整个原位测试技术的运用, 都要严格遵循相关的规范标准行事, 严禁出现“走捷径”现象, 以免影响到整个工程的建设质量以及正常使用功能。

3.4 室内试验

在岩土工程勘察过程中, 总会不可避免地遇到一些岩土问题, 相关人员应该就这些问题进行有针对性的试验分析, 从而在确保得出岩土物理力学性质指标准确性以及真实性的基础上, 为之后的岩土工程评价以及土石工程分级奠定基础。

3.5 数字化勘察技术的应用

在我国信息技术不断发展的过程中, 以数字化建模以及地形建模为主的数字化勘察技术也在岩土工程勘察中得到了广泛应用。使用这一技术, 相关技术人员就能够将勘察区域内的地质条件真实地反映出来, 这也是一种能够清晰准确表述地形地貌情况的勘察技术。具体步骤如下:首先, 相关技术人员要按照一定的规则, 将同等性质的点连接起来形成面, 这时工作人员就能得到一个网状的表面图;然后, 通过分析和研究表面图, 来得到该区域的区域属性。其中, 数字化建模技术需要依托真实准确的数据信息, 比如属性特征以及几何形状等, 而这些数据信息的来源较为繁杂, 需要工作人员对这些资料进行收集并归纳整理;最后, 根据这些资料就可以对地质构造进行分析以及判断, 同时还能对工程施工现场的地质特征有一个根本性的了解与掌握。另外, 采用地形建模技术, 需要相关的OEM数据信息作为支撑, 并结合先进的叠加遥感影像技术, 实现立体地形图像的呈现。

3.6 现场检验与监测技术

在岩土工程勘察中, 现场检验与监测是其中较为关键的一环, 主要在工程施工以及交付使用后的期间内进行, 可以在工程建设期间保证施工安全以及施工质量, 以此来确保工程的经济效益以及使用功能。其中, 在工程施工期间, 要进行以下两个方面的工作:其一, 要对岩土工程勘察结果进行严格审核, 保证该结果的真实性以及准确性;其二, 对工程施工质量进行检测。相关人员可以根据这些数据信息来推算工程技术的相关参数, 而这正是保证以及完善工程设计方案合理性以及可行性的重要依据。通常情况下, 这项工作会在工程建设期间进行, 而对于那些有特殊要求的工程, 会在工程竣工后才展开这项工作。

4 结语

综上所述, 岩土工程勘察是一项包含了结构学、力学以及工程学等多领域知识的系统性工作。而岩土工程勘察工作的质量以及效率将直接决定整个工程的安全与稳定。所以, 应该加大对岩土工程勘察技术的研究力度, 在保证勘测资料真实准确的基础上, 为整个工程的顺利进行奠定基础。

参考文献

[1]赵君鹏.试探综合勘察技术在岩土工程勘察中的应用[J].工业c, 2015 (5) :286-287.

[2]刘海.勘察技术在岩土工程施工中的应用研究[J].工程技术, 201 (26) :182.

[3]梁应科.勘察技术在岩土工程施工中的应用研究[J].低碳世界, 2013 (22) :124-125.

综合勘察技术 篇2

（一）实验具有实用性

岩土工程勘察综合性实验，按照勘察工程实际生产流程设计，具有明确的职业性、实用性、实践性。岩土工程勘察技术是人们在长期的工程实践中积累发展起来的，其最显著的特点就是实践性强，三分理论、七分实践。如果不进行贴近真实过程的实验，一来他们难以建立起岩土工程勘察技术体系的概念，同时也会影响到他们形成独立的系统性思考问题和解决问题的能力。通过岩土工程勘察综合性实验，学生毕业后能较快地进入角色。即使大部分学生毕业后到工程建设设计部门工作，岩土工程勘察技能对他们同样重要。在编写岩土工程勘察任务委托书时就会心中有数；在应用岩土工程勘察资料设计建筑物基础及岩土治理方案时就会得心应手，使设计的建设工程更符合经济合理、确保安全运行和提高投资效益。

（二）实验内容具有系统连贯性

岩土工程勘察综合性实验内容，包括对某一建筑场地测量定位、钻探、原位测试、收集采取岩土试样、鉴定描述、室内土工试验，综合分析评价，确定土岩层承载力特征值，建议建筑物基础持力层及基础形式、以及相关的岩土工程综合治理方案。学生对岩土工程勘察的全过程、全工序进行学习实践。按照工程实际开展实验，调动学生实验实习的积极性，让学生在具体工程实践中增长才干，培养学生理论联系实际的能力。领会将来到工程勘察单位实际工作的内容和方法，培养他们初步承担技术工作的能力，并提高他们的综合素质。改变分散的、独立的课程验证性实验只见树木不见森林，缺乏系统性的弊端。

（三）实验时间具有连续性

岩土工程勘察综合性实验应在相关课程讲授完毕之后，集中安排2周时间，连续进行综合性实验，独立设置实验课程。时间具有连续性，可以培养学生连续工作的毅力和能力，利于学生提前熟悉就业环境，增强工程意识及严谨的科学态度。同时培养学生吃苦耐劳的精神。

（四）实验具有可行性及优越性

我校建筑工程专业工程测试中心，具备有岩土工程勘察乙级资质企业所有的全套岩土工程勘察生产设备和技术。利用专业工程测试中心自备的设备与技术资源，用学校新征收的规划建设用地或闲置空地，在校内开设岩土工程勘察综合性实验。实验的时间安排可以随着教学进度自行确定，可以按照传统的课程实验模式，由教师事先设计布置实验项目，按照事先安排的实验程序按部就班地进行实验操作，具备实施实验的可行性和可操作性。钻探施工是综合性实验的一个重要组成部分，不同于校外的实习以生产为主，所以在校内安排专为实验的钻探施工可以大大提高实验效果。同时可以节约学生到校外生产单位实习的经费开支，节省联系校外生产实习基地实习的时间，并有利于在实验实习过程中对学生的学习生活管理。避免了到校外勘察生产单位联系实验实习诸多环节的纠结，具有校外实习不可比拟的优越性。

（五）实验内容具有未知性

综合勘察技术 篇3

【关键词】煤炭；地质勘查；综合勘察技术

我国有着十分丰富的煤炭资源，但是因为有着比较复杂的赋存规律和开采地质条件，在勘察研究中存在着较大的难度。我国经过近些年的发展，相关的地质工作者对很多传统的勘查技术进行了改进和发展，并且将其综合运用起来，以便更好的进行煤炭地质勘查。

1、我国煤炭地质勘查研究的现状及发展趋势

煤炭资源是人类生存和发展过程中，非常重要的一种资源，它是煤炭工业生产和发展前提，通过煤炭地质勘查，可以更加安全和高效的开发煤炭资源，并且还可以促使工业能够可持续发展。通过调查研究发现，我国有着十分丰富的煤炭资源，种类也比较的齐全，但是却有着比较复杂的赋存规律和开采地质条件，这样就给煤炭地质勘查工作带来了较大的难度；对于一些发达地区，后备资源远远不能够满足需求；而那些西部地区，虽然有着丰富的煤炭资源储量，但是却有着比较恶劣的自然环境，这样就无法有效开展煤炭地质勘查工作。

近些年来，我国的相关工作人员进行了实践和探索，在很大程度上改进了传统的勘查技术，并且结合煤炭资源的具体情况，如地质条件、自然环境等，将单一的勘察技术给有机结合起来。在对东部煤炭进行深部勘查的基础上，开始监测和治理西部煤炭资源丰富的矿区，以此来科学勘查煤层气及各种可再生清洁能源。在煤炭地质勘察理论体系方面，也更加的完善和健全，三维地震技术的出现，促使地质勘查的深度和广度得到了进一步的拓展，并且相关部门也出台了相关的勘查标准和操作规程，以此来健全和完善煤炭地质综合勘查体系。

2、煤炭地质勘查中的综合勘察技术分析

一是煤炭资源综合勘查技术新体系：首先，引入了煤炭资源遥感技术，通过遥感技术，可以获得相应的图像数据，以此来对地貌进行有效观测，一般在前期踏勘阶段应用遥感技术，以此来对地形、地貌和其他方面的信息进行准确快速的查明；另外，还可以在普查勘探中，应用这些信息，了解到地表情况以及地下情况等。

其次，引入了高精度地球物力勘查技术，这样就可以从技术层面上来实现煤炭生产的安全性。我国聚煤盆地有着多样化的类型和十分复杂的构造，那么就对煤炭地质工作带来了较大的难度。并且目前往往采用的是机械化采煤方法，那么就要求地质报告具有越来越高的精度，通过大量的实践研究表明，过去那种地质报高精度与建井设计的要求和开采的要求远远无法匹配。近些年来，逐渐出现了高精度地球物理勘查技术，其中非常重要的一个典型技术就是3D地震勘探技术，这样煤炭综合勘查的效率就得到了较大程度的提高。

然后，引入了快速钻探技术，因为我国有着特别复杂的煤炭地质条件，并且含有多样化的煤区，那么在选择钻进工艺时，就需要结合当地的具体情况来进行，目前快速钻探技术日趋成熟和多样，如气动潜孔锤钻进工艺、液动冲击回转钻进工艺等等。

再次，引入了煤炭资源勘查信息化技术，这样既可以促使开采质量得到提高，也可以促使工作量得到有效减少，并且还可以共享数据资料，以便更好的来存储、管理以及使用资料等。

最后，在新时期，人们越来越重视环境保护，那么就需要引进煤矿区环境监测与治理技术，注重环境保护。

二是复杂条件下的勘查模式研究：我国煤炭资源在十分广泛的地域内分布，在煤系赋存状况方面存在着较大的差异。在过去长期的勘察中，那些有着十分简单的地质条件和良好的自然环境，并且埋藏不深的资源已经得到了较为深入的开采，剩下的煤炭资源往往有着比较复杂的赋存条件，针对这种情况，就不能够采用单一的勘查技术和方法，因此，就需要结合具体情况，对多种勘查技术和方法进行综合，对资源合理配置，提高工作效率。并且结合地质条件的具体情况，来对勘查模式等进行合理选择。通过确立综合勘察方法体系，目的是最大限度的提高勘查效果，对勘查区内的具体情况进行综合考虑，如地理条件、地质条件以及地球物理条件等，对勘查技术手段和组合进行最为合理的选择。具体来讲，包括这些内容：

首先，要将地震以及钻探配合的勘查手段应用到中国东部老矿区和外围巨厚新生界覆盖区，将地质填图技术以及遥感技术等应用到那些有着较好地层出露的低山丘陵地区，并且将那些大比例尺填图模式给深入开展下去。

其次，因为我国西部地区往往有着十分恶劣的自然条件，如沙漠环境、高寒环境等，先要综合调查矿产资源，采用的是遥感地质技术，然后将地质填图技术以及施工钻探工程等应用到那些有利含煤区块，可以将钻探工程和物探工程应用到那些有着较好物性条件的地区。

然后，要将遥感技术、地表地质填图技术等应用到我国西南部岩溶地区的暴露煤田和半隐伏煤田，以此来提高勘查工作的效率，促进煤矿建设工作更好的展开。

3、结语

通过上文的叙述分析我们可以得知，我国有着十分丰富的煤炭资源，经过近些年来的勘查和开采，那么有着较好赋存条件以及埋藏较浅的煤层已经被开采殆尽；针对那些有着较为复杂自然条件和赋存较深的煤层，单单采用某种技术是满足不了要求的；针对这种情况，就需要将综合勘察技术应用到煤炭地质勘查中，将更加纤细和准确的煤炭资源信息数据提供给煤矿建设过程，以此来促使煤炭资源保障能力得到提高，促使煤炭工业获得更好更快的发展。本文简要分析了煤炭地质勘查中的综合勘察技术，希望可以提供一些有价值的参考意见。

参考文献

[1]徐水师，孙升林，李增学.中国煤炭资源综合勘查技术新体系架构[J].中国煤炭地质，2009，21（6）：123-125.

[2]曹代勇，王栋.中国煤田构造研究现状与展望[J].中国煤炭地质，2008，20（10）：98-99.

[3]邵龙义，张鹏飞.含煤岩系层序地层模式[J].长春科技大学学报，1998，2（1）：54-57.

综合勘察技术 篇4

永定河是海河水系最大的一条河流,全长747km,其中北京段长约170km,流经门头沟、石景山、丰台、大兴和房山五个区。按河道不同特征和防汛特点,分为官厅山峡段、平原城市段、平原郊野段。由于生态退化,环境恶化,水源短缺,为改变这一局面,恢复北京“母亲河”的形象,根据《永定河生态走廊建设规划》,平原城市段河道建设“五湖一线”和沿河两岸建设生态绿色发展带。

永定河流域多年干旱少雨,河床干涸,水源极度紧缺,为解决河道水源,拟引再生水作为水源,同时利用人工湿地对未达河道水质标准的再生水进行深度净化后入河。根据规划及后期选址,确定将永定河丰台段再生水水源净化湿地工程项目设置在拟建丰台园博园内。

永定河园博园是城市段沿河生态绿色发展带主要的规划公园之一,位于莲石湖西南岸,总占地面积约276×104m2,是2013年第九届北京国际园林博览会的举办场所。公园湿地作为公园的主要建设内容,发挥永定河水质净化的主要功能,是永定河“五湖一线”水质保障的重要承载对象,同时发挥体现园博园生态公园的重要景观功能、永定河河道生态恢复功能。工程范围为园博园南端京石高铁与永定河右堤之间,总面积约40×104m2。

由于当时的规划问题,工程区范围内遗留了大量的回填垃圾坑,地表经多年填埋已经不能确定其位置,所以本次勘察工作的重点之一就是查明工程区范围内的填土分布情况,为进行地基处理设计等提供依据。仅采用钻探这种以点带面的常规勘探方法,对一些空间分布特征较不明显的垃圾坑会很难准确把握,所以要采用相应的地球物理方法来探测。

关于垃圾坑的勘察问题,目前国内并没有明确的方法和具体的参考实例,所以根据垃圾坑的一些参数必须要进行相关的试验研究。国内外的一些理论和工程实例可以为物探方法的选取提供一些相关参考,如黄小宏[1]等,在查清水库大坝坝基覆盖层厚度的变化规律中采用了高密度电法,资料解译与勘探数据基本符合,效果良好;李军[2]等在水库大坝的塌陷的探测中,吕慧进[3]等在地面塌陷调查勘测中,葛双成[4]等在水库坝址的勘察中,都选用了高密度电法来进行探测应用,均取得了较好的效果;林万顺[5]等,在南水北调主管道下穿五棵松地铁工程中,地下回填的勘察选取了高密度地震映像法,通过开挖验证数据符合实际,取得了良好效果,解决了在不能钻探勘察的情况下获取可靠地层资料的问题;张华[6]等在各种地质灾害调查中,唐林[7]等在探测临安膨润土矿采空区工程中,都采用了高密度地震映像法,均准确地圈定了采空区的具体位置,提供了科学可靠的数据;王书增[8]等在堤坝隐患勘察中选用了面波法进行探测,朱友群[9]等在老路路况评价的试验研究中选用了多道瞬态面波的方法,均取得了良好的应用效果。由于垃圾坑成分和位置的独特性,不能与常规的采空区、堤坝等工程场地等同考虑,要对多种物探方法分别进行试验研究。

1湿地工程地质概况

1.1区域地质

永定河自三家店出山后,进入平原区,形成了广阔的冲洪积扇,构成了北京平原区的西北部分,地势较平缓,总体地势西北高东南低。三家店—大宁段沿线地形起伏不大,河道左岸内地面高程由110m逐渐降至55m;河道右岸内地面高程由110m逐渐降至48m,总体地面坡度2‰,河道底高程由三家店水库下游的100m,逐渐降至大宁水库的55m。本区地层出露除普遍缺失的部分外比较齐全,从中元古界到第四系都有出露。按构造单元划分,工程区跨越两个地质构造单元,位于门头沟迭陷褶(Ⅳ11)和坨里—丰台迭凹陷(Ⅳ14)的交界地带。两个构造单元以黄庄—高丽营断裂为界。

1.2湿地工程地质条件

1.2.1地形地貌

湿地位于永定河桩号3+000～1+700(桩号以卢沟桥为零点桩号,并向永定河上游排桩号)河道右堤内,该段河道走向北西向,湿地总体地势西北高东南低,地面高程最低处63.09m,最高处72.06m。在工程区宽度最小处地形起伏较大,50m长度范围,高程相差4～5m。

1.2.2地层岩性

工程区的地层岩性上部为杂填土,下部为卵砾石层,杂填土填筑时间为2003～2008年。

地层岩性自上而下具体描述如下:

(1)杂填土:杂色,稍密—中密,成份为碎石填土、建筑垃圾和生活垃圾。各种成份在空间分布上无规律性。杂填土厚度为0.8～23.70m,层底高程46.70～70.62m。该层局部分布有卵砾石填土层、粉砂填土层和粉土、粉质粘土填土层,且主要分布于杂填土层的底部,个别分布在地表和层间。

(2)卵石层:杂色,稍湿,密实。卵砾石揭露最大厚度为2.50m,最低层底高程为45.54m。该层层间夹有粉土、粉质粘土层、粉细砂、中砂层。

(3)卵石层之下为第三系始新统长辛店(E2 c)组泥岩和砾岩。

2综合物探方法选取

工程区具体位置位于永定河莲石路下游右岸老滩地上拟建园博园南端,北起公园规划国际展园,西至京石高铁,东至永定河右堤,南接规划梅市口路。根据建设场地区域地形地势,园博园水源净化湿地划分为四个区,包括潜流湿地30.44×104m2、表流湿地3.04×104m2、道路等2.59×104m2,总面积36.07×104m2。如此大面积的勘察,而且场地限制条件多,工期又紧张,为了保证该重大工程的数据精准,必须要选定合适的物探方法。

在物探勘察之前,收集了该测区的地质资料,并进行了垃圾坑参数(大致位置、大致面积等)的相关调查,通过分析资料得知,勘察区范围内的地层分布情况大致为杂填土,其下部为全新统Q4al冲积砂砾石层,卵石层之下为第三系始新统长辛店(E2 c)组泥岩和砾岩,在测试范围内,上下岩层存在着明显的电性、介电参数、弹性波差异等,符合开展高密度电法、高密度地震映像法、地震面波勘探法试验的地球物理条件。

3物探试验的工作布置

为了回避单一物探方法的多解性,充分发挥每种物探方法的优点,将多种方法相互补充、相互印证,在工程条件与试验条件允许下,尽量在同一条测线的位置进行多种方法的测试。测线的布置要尽量符合实际调研情况,缩小测区范围,避免盲目探测和浪费大量人力物力。物探测线布置示意图如图1所示,该图仅为部分测线。

4物探技术的试验研究

4.1高密度电法试验研究

4.1.1工作原理及特点

高密度电法是电阻率的一种特殊形式,是电阻率剖面法和测深法的结合,是在预先选定的测线和测点上,同时布置几十乃至上百个电极,然后一红多芯电缆将它们连接到特制的电极转换装置,后者可根据操作员的指令,将这些电极组合成制定的电极装置和电极距,进而用自动电测仪,快速完成多种电极装置和多电极距在观测剖面的多个测点上的电阻率观测。

高密度电法采用高密度布点进行二维地电断面测量,它具有提供的数据量大、信息多、测量速度快、精度高、探测深度灵活、数据反演成果反映剖面图和深度双重性质、横向及纵向分辨率高等特点,在工程与环境地质等一些方面取得了很好的地质效果[10,11,12,13]。

4.1.2资料解释

(1)高密度电法试验参数设置

参数设置:采用120根分布式电极,电极距为2m,排列长度238m。采用温纳装置,供电电压360V。

(2)资料解释依据

高密度电法以岩土介质的导电性差异为基础,通过观测和研究人工建立的地下稳定电流场的分布规律,来分析和解决地下介质的地质问题。由于探查的垃圾坑主要是回填的房渣土、卵砾石、砖块、水泥块等建筑垃圾,所以电阻率表现为上稍高、下高、中间低,层次分明,垃圾坑范围及产状的分析很清晰。

(3)资料解释

测线DF16-16'电阻率反演剖面如图2所示,在测线0～142m范围内,埋深为0～4m左右,视电阻率约为50Ω·m左右,推测为表层杂填土;在埋深4～16m左右,为相对低阻层,视电阻率约为20Ω·m左右,推测为回填垃圾,主要成分为房渣土;在埋深为16～20m左右,为一相对高阻层,视电阻率约为70Ω·m左右,推测为回填垃圾,主要成分为碎石填土、卵石填土;在埋深20～24m左右,为高阻层,视电阻率约为150Ω·m左右,推测为卵砾石层。

DF16-16'测线143～234m范围内,在埋深0～3m左右,视电阻率为500Ω·m左右,推测为地表杂填土;在埋深4～15m左右,为一相对高阻层,视电阻率约为50～70Ω·m左右,推测为回填垃圾,主要成分为碎石填土、卵石填土等;在埋深15～24m左右,为高阻层,视电阻率约为100～150Ω·m左右,推测为卵砾石层。

测线DF23-23'电阻率反演剖面如图3所示,在测线0～130m范围内,埋深为0～2m左右,视电阻率约为75Ω·m左右,推测为表层杂填土;在埋深2～14m左右,为相对低阻层,视电阻率约为35Ω·m左右,推测为回填垃圾,主要成分为房渣土;在埋深为14～20m左右,为一相对高阻层,视电阻率约为60～75Ω·m左右,推测为回填垃圾,主要成分为房渣土,但含有大量砖块;在埋深20～24m左右,为高阻层,视电阻率约为150Ω·m左右,推测为卵砾石层。

DF23-23'测线130～234 m范围内,在埋深0～4 m左右,视电阻率为750Ω·m左右,推测为地表杂填土;在埋深4～10m左右,为一相对高阻层,视电阻率约为60～80Ω·m左右,推测为回填垃圾,主要成分为房渣土,含有大量大粒径的砖块;在埋深10～24 m左右,为高阻层,视电阻率约为100～150Ω·m左右,推测为卵砾石层。

4.2高密度地震映像法试验研究

4.2.1工作原理及特点

地震映像法,又称高密度地震映像法,是以相同的小偏移距逐步移动测点来接受地震波信号,利用各种地震波的运动学和动力学特征,来反演介质的物性参数,获取物性分界面或突变点的一种浅层地震勘探方法(如图4)。地震映像法主要利用反射波、折射波、面波等多种弹性波作为有效波来进行探测,同样也可以采用一种特定的地震波作为有效波,常用反射波为有效波。在野外用地震影响法采集数据时,采用单点激发,单个检波器进行接收。仪器记录后,激发点和接收点同时向前移动一定的距离(点距),重复上述过程,可以获得一条地震映像的时间剖面图[14,15,16]。

地震映像法是基于反射波法中的最佳偏移距技术发展起来的,其特点主要在于:

(1)数据采集简单,施工人员需3人左右,具有很高的工作效率;

(2)在近震源的面波采集区,锤击震源即可采集到能量较强的弹性波;

(3)小偏移距小距点采集,类似于自激自收,因而采集到的数据信噪比高,其抗干扰能力较强,探测效果较好;

(4)地震映像法的数据处理相对简单,把野外采集的地震波在计算机上进行压密,对反射能量以不同的可变换的颜色显示,可以有效地反映出地下结构及形态。

4.2.2资料解释

(1)试验工作采集参数设置

本次工区使用的仪器是北京市水电物探研究所的SWS-3C工程勘察仪。工作参数:偏移距10m,点距1m,采样间隔0.5ms,采样点数为1024,震源为锤击,锤重24磅,合金钢板边长20cm,检波器频率4Hz。

(2)资料解释依据

地震映像图上具有同相轴错断、散射波、频率变化等特征,是判断是否存在垃圾坑的主要标志;地震映像图像上呈现的低速、多相位、波组不连续异常是反映地层界线的标志,当地震映像图像上呈现能量明显降低、波组不连续主要是地层较软所致。

地震映像法的资料解释遵循由已知到未知的原则,以波形特征和同相轴的连续性及完整性为依据,结合地质、钻探成果,对实测资料进行合理的推断解释。垃圾坑回填后虽经过多年的轧实,但回填成分与原地层有明显的边界,地震波的走时、波形及频谱等都有明显的区别。

(3)资料解释

从YX16-16'测线的地震映像记录中(见图5)可以看出映像剖面在0～2 2 5 m,垃圾层底面埋深分布不均,高低起伏,厚度约为5～17 m左右。在地震波走时0～50 ms范围内,地震映像同相轴波组连续,频率低,能量强,推测为杂填土。在地震走时50～100 ms范围内,地震映像同相轴波组连续,频率低,能量强,波组延续时间长,推测为回填垃圾,成分以房渣土、碎石土、卵石填土为主,含有大粒径砖块。在地震波走时100～150 ms范围内,映像同相轴不明显,波组分散,且频率高,能量强,推测为卵砾石。

从YX23-23'测线的地震映像记录中(见图6),可以看出映像剖面在0～105m,垃圾层底面埋深分布平缓,厚度为12～20m。在地震波走时0～50ms范围内,映像同相轴波组连续,频率低,能量强,推测为杂填土。在地震波走时50～100ms范围内,映像同相轴波组连续,频率低,能量强,波组延续时间长,推测为回填垃圾,成分以房渣土为主,含有砖块。在地震波走时100～200ms范围内,映像同相轴不明显,波组分散,且频率高,能量强,推测为卵砾石。

在映像剖面106～176m,可以看出垃圾层底面分布高低起伏,厚度10～20m。在地震波走时0～50ms范围内,映像同相轴波组连续,频率低,能量强,推测为杂填土。在地震波走时50～150ms范围内,映像同相轴波组连续,频率低,能量强,且波组延续时间长,推测为回填垃圾,成分以房渣土为主,并含有较大的砖块。在地震波走时150～200ms范围内,映像同相轴不明显,波组分散,且频率高,能量强,推测为卵砾石。在106m处布验证孔YZK9进行验证:0～0.9m为杂填土,0.9～7.5m为回填土(垃圾),7.5～8.2m为卵砾石、含砂,8.2～12m为回填土(垃圾),12～14m为卵石,分析基本一致。

4.3多道瞬态面波法试验研究

4.3.1工作原理及特点

(1)工作原理

瑞利面波在地下地层传播过程中,面波振幅随深度衰减,主要能量基本集中在1/2波长范围内,某一面波波长的一半为地层深度。即同一波长的面波的传播特性反映地质条件在水平方向的变化情况,不同波长的面波的传播特性反映地质条件在垂直方向上不同深度的地质情况。

单一波长(或单一频率)组分的面波传播速度为该波长(或频率)的相速度,不同频率的相速度有差异称为频散,研究水平地层面波的频散特征,可以求得地层内部不同深度的弹性参数,进而求得地层深度。

以上为多道瞬态面波法的探测原理[17,18,19,20,21,22,23,24]。在地面通过锤击、落重、炸药等震源,产生一定频率范围的瑞利面波,再通过振幅谱分析和相位谱分析,把记录中不同频率的瑞利波分离出来,从而得到vR-f曲线或者vR-λ曲线,通过及时处理,获得地层深度与面波速度的分布。

(2)特点

与折射波、反射波相比,瞬态面波具有高分辨率、能反映地层物性参数的特点。

4.3.2资料解释

(1)经现场试验对比分析,面波数据采集参数设置:24道检波器,偏移距为5m,道间距为2m,检波器频率为4Hz,采集点数为1024,采样间隔为0.5ms。

(2)数据处理包括前期数据的输入、时间距离域(X-T)和频率波数域(F-K)处理、地层波速正反演综合求解频散曲线,建立速度结构层。多道瞬态面波数据处理流程如图7所示。

(3)资料解释

从测点M1的面波频散曲线(见图8)分析可知,在埋深0～4m处,频散曲线点密度大并往右倾斜,代表岩层波速从上往下逐渐变大,推测为杂填土;在埋深4～6.8m处,频散曲线密度较大并向右倾斜,代表岩层波速从上往下逐渐增大,推测为房渣土,含有砖块;在埋深6.8～20m处,频散曲线点密度适中并往右斜,代表岩层波速从上往下逐渐增大,推测为碎石填土、卵石填土。

从测点M2的面波频散曲线(见图9)分析可知,在埋深0～2.6m处,频散曲线点密度大并且向左斜,代表岩层波速从上往下逐渐减小,推测为杂填土;在埋深2.6～9.6m处,频散曲线点密度较大并且向右斜,代表岩层波速从上往下逐渐变大,推测为房渣土,含有大粒径的砖块;在埋深9.6～13.8m处,频散曲线点密度适中并且向右斜,代表岩层波速从上往下逐渐变大,推测为碎石填土、卵石填土,含有砖块;在埋深13.8～24m处,频散曲线点密度适中并且向右斜,代表岩层波速从上往下逐渐变大,推测为原状卵石层。

4.4资料综合解释

通过高密度电法、高密度地震映像法、多道瞬态面波法对园博园垃圾坑进行定性和定量分析,利用高密度电法剖面和地震映像剖面圈定垃圾坑的位置、范围,根据勘探过程中测线标记的米数,在工地表层划出范围,再结合面波资料的配合把垃圾坑的主要成分划分清楚。这样就能将园博园勘察区的垃圾坑全部查明。经开挖验证,符合实际情况(如图10所示)。

5结语

(1)通过试验研究,高密度电法具有观测方式多样性、数据采集密度大、横向和纵向分辨率高、划分浅部不同电性层精度高等特点,对垃圾坑的范围、深度等勘探效果明显,弥补了钻探、坑探等只反映单点情况的局限性,电法具有点线面结合的优势,能够对垃圾坑进行全面探测。而且能够根据工程场地现场具体条件选择合适的观测方式,避免因场地条件限制而无法真实反映垃圾坑实际情况。

(2)由试验效果分析可知,由于回填垃圾与原地层之间边界条件不同,地震波的走时、震相、波形、振幅、频谱等都有很大区别,所以高密度地震映像法对垃圾坑的探测具有观测成果直接、精度高、适用性强等优点,地震映像剖面图能够清晰反映不同垃圾层的分布,使勘察工作有的放矢,映像法比较有效地探测出垃圾坑的规模和空间分布等情况,探查效果良好。

(3)由试验研究可知,通过高密度电法和高密度地震映像法的资料了解地层情况之后布置面波点,利用面波的资料求取各个垃圾地层的波速和厚度,进而推测垃圾层的岩性,弥补了高密度电法和地震映像法的定量解释与实际情况存在一定的误差的缺点,而且多道瞬态面波勘探也可对地质钻探数据提供参考,使对垃圾坑的属性定位更加准确。

(4)物探技术的综合应用,在永定河园博园垃圾坑的探测效果良好,查明了垃圾坑的范围、分布等,为设计提供了可靠的数据,保证了工程的顺利进行。同时为以后城市不明垃圾坑的勘察积累了经验,为综合物探技术的应用推广提供依据。综合物探技术在新领域的不断拓宽,表明在今后的工程勘察中具有更广阔的发展前景。

致谢:感谢北京市水利规划设计研究院地质所同仁给予的支持和帮助,同时更感谢地质所所长、教授级高工张琦伟和高级工程师林万顺在本次试验研究中给予的指导和帮助,也对本文的审稿人表示诚挚感谢!

摘要：园博园是永定河平原城段沿河生态绿色发展带主要的规划公园之一,也是2013年第九届北京国际园林博览会的举办场所,同时园博园湿地还起到再生水净化入河的作用,但是园博园工程区内有大量分布不明的垃圾坑,使设计工作无法正常开展。为了圈定不明垃圾坑的范围,经现场试验研究,决定采用高密度电法、高密度地震映像法、多道瞬态面波法相结合的手段进行勘探,三种方法相互验证、相互补充,探测效果良好,准确查明了垃圾坑的分布及产状,查清了垃圾坑的主要成分,为设计提供了可靠的数据。综合物探技术在园博园垃圾坑勘察中的成功应用,可为今后城市不明垃圾坑勘察提供参考和借鉴,表明综合物探技术又开拓了新的应用领域,将具有更广阔的发展前景。

综合勘察技术 篇5

关键词：高速公路；物探；岩溶

现填路基的施工单位在进行公路施工时，在昆明～第二合同段轿子雪山旅游专线这一带出现施工问题。该地出现梁桩基岩溶事故，出现路基下沉、桩孔坡环的工程事件，如果不能仔细的勘察当地地形，详细了解公路岩溶的情况，施工就不能正常进行。

经过初步的勘察，可以了解到这是一桩严重的沉陷工程事故，该地地处于岩溶位置，且岩溶发育不完全，若要工程能顺利继续，就要准确的了解当地的地质情况。从理论上说，钻探的方法能够达到勘察的目的，但是考虑到井眼直径很小，也许勘察的效果还是不能满足施工的要求，这是因为岩溶地区的地质目标是高度不确定，所以很难用钻井方法做好勘察，此时使用探索工程物理是一种很好的办法，即所谓物探勘察的办法。

物探勘察是根据勘察对象的物理性质进行勘察，人们在勘察时可用电位法、电磁法、声学检测法等，提取勘察对象的物理数据，并对数理数据进行分析，从而掌握勘察对象的物理情况。在公路岩溶勘察时，可以根据不同的地区、不同的对象选择最适当的物探方法。以该次的勘察为例，在进行物探勘察以前，在做好初步的勘察以后，选择高密度电阻率法和高密度探地雷达（GPR）结合的勘察法。

一、项目概述

二、物探流程

1、高密度电阻率法

该物擦法为1980年创立，它是在常规电阻率法创立以后，由于要针对某一勘察对象进行精密的探测的缘故，所以选择某一个勘察对象进行高密度的勘察，这种物探方法非常适合探察山地的复杂地形。人们使用高密度电阻率法进行物探时，需要把很多的的电极布置在需要勘察的对象上，高密度电阻率法电测量仪器会以地震勘探覆盖的方式对它进行勘察，并提取电极传来的地电信息。这种勘察方式具有以下的几个特点：

干扰少的特点，一次性的安排电极，使电极之间产生的干扰比较少；可以全方位勘察，由于它针对某一对象布置高密度的电极，所以能全方位的了解勘察对象的地电结构；数据采集和分析灵活的特点，人们使用这种勘察方法，既可以应用仪器自带的参数采集和分析数据，也可自设参数让仪器按要求采集数据，也可人工干涉数据的分析。

以该次勘察项目為例，该次使用仪器预设的参数采集数据以后，进行人工分析采集的数据，筛选出不合理的参数。然后将剩下的数据交由仪器的数据分析系统进行分析，将得到的数据与相邻钻井的数据进行分析比较，最终仪器绘出该工程地质区的图纸。

2、探地雷达（GPR）

探地雷达（亦即地质Redar GPR）是一种使用超高频（106-109 MHZ）短脉冲电磁波来来勘察地下介质分布的物探方法，这种方法的勘察原理为由地面发射高频电磁波宽带短脉冲，然后天线接收r接收反射的数据信息，它的接收范围可达0 - 2.5米，使用这种方法可利用高频电磁波宽带短脉冲遇到不同的物质其反射的波速不同的原理，让人了解该地的地质情况。

使用该勘察方法时脉搏波传播时间要求： ，

在当地中波速度v是已知的，根据t值的测量精度（ns，Ins=10-9 s），

由该公式可以较精确的求出反射体的深度（m）。

其中测定获得固定的值类型，V值（m / ns）使用一个直接测量，广角可以根据近似计算，在c是光速（c = 0.3 m / n s），ε作为地下介质的相对介电常数的值。后者可以使用现有的数据或测量。

根据科学的资料统计，水的工作区域的平均波速0.3 m / n s。雷达波速的土壤是0.05 ～ 0.15 m / m / n s ns之间及其属性有密切关系，水越多，雷达波速较小，因为前几天的大雨下的检测工作区域，因此粘土层雷达波速较低，约为0.05 nm / ns；砂卵石波速0.07 ～ 0.11米/ ns；0.06 ～ 0.09米/ ns泥岩波速；石灰石在0.1 ～ 0.12米/雷达波速ns，但在冲水岩溶断裂带，非常低的雷达波速的水（0.0 3 3 m / ns），所以雷达波速岩溶分解。经过反射信号处理后，探地雷达输出的反射波的输出时间部分，会根据由于不同的介质的反射波形特征得到南质勘察数据。结合已知地质和钻井数据调查的一部分地区的数据进行分析比较，可以得到来探测介质的内部结构。比如，如果腐蚀槽或岩溶洞穴充填粘土（或砂），就会出现在沟或岩溶洞穴弱反射；如果填充材料，过于紧凑，则反射量越少，然而它与石灰石之间的接口会有较强的反射。根据以上的例子可以看到，使用该种方法能够根据强反射圆腐蚀槽或洞的位置。

依该次的勘察为例，图3是小麦K2 7 1 + 9的57.3部分大型桥梁雷达图像和地质解释图表，约3米的深度，砂卵石层底部埋深7.5-11米，厚4.5-5米，底部的泥岩层深度20-25米，10-18米厚的泥岩在石灰岩，巨大的厚，而不是穿透。图6是小麦K2 7 1 + 984段的大型桥梁雷达图像和地质解释图表，它反映了区域有两个洞，第一个洞宽约1。Sm、深9-30米；第二个洞宽lm，10到24米深。

三、结语

1、在高速公路第二合同段从昆明～轿子雪山旅游专线喀斯特地区，出现的岩溶地质不利于公路的建设，为了了解当地地质的情况，本次使用物探的方式对它的空间分布情况、岩溶深度情况进行勘察，该次的勘察项目结果令人满意，目前杭州黄金官方公路安全操作已经超过三年了。

2、工程建设，利用地球物理技术与经济快速和岩性、构造断裂区，岩溶地质现象明显反映，为广泛的地下的一项调查，提供直观的截面和飞机的持续状态；工程勘察检测方法的重要组成部分。

应该指出，在进行物探以前，初部的勘察是非常必要的。在初部勘察的时候，需要使用钻进的方法初步的了解当地的地质情况，接下来才能准确的选择物探方法，否则进行地质勘察时，会耗费太多的人力物力。

从本次的勘察实例可以了解，在地质勘察时，使用物探勘察法，能更准确的了解地地的地质情况。

参考文献

[1]赵远由，林贵生.探地雷达在隐伏岩溶勘察中的应用[J].矿产与地质，2006（3）.

[2]祝卫东，钱勇峰，李建华高密度电阻率法在采空区及岩溶探测中的应用研究[J].工程勘察，2006（4）.

综合勘察技术 篇6

关键词：勘察手段,综合应用,高速公路

1 概述

1.1 概况

王庄堡—繁峙高速公路(以下简称王繁线),是山西省高速公路网规划中“3纵11横11环”的高速公路网主骨架东纵的重要组成部分,也是第3横局部重合路段。项目起点位于大同市浑源县王庄堡镇西北,与灵丘—山阴高速公路T形交叉,终点于忻州市繁峙县楼岗村南与规划的繁峙—神池高速公路相接,经浑源、繁峙二县其中浑源县境内占路线全长繁峙县境内45.141km,占路线全长77.574%。

1.2 地形、地质特点

项目区位于山西省东北部,其东部和北部为恒山山脉,地势高峻,峰岭高耸,海拔一般在1 400m以上,主要山峰为铁交岭和目泪坨等;西部为滹沱河上游阶地,地势较为平坦;路线范围内,地势呈现出东高西低,东边山区,岩性复杂,西边河谷,地层简单的总体特征。根据地貌特征及成因类型将项目区划分为山前冲洪积倾斜平原区、山前冲洪积黄土丘陵区、构造剥蚀基岩中山区、构造侵蚀河谷区和河谷冲积平原区五个地貌单元。

1.3 勘察工作思路及程序

首先收集与线路走廊有关的地质资料,初步了解沿线地形、地貌条件和岩土结构特征。然后通过1∶10 000全线工程地质调绘及1∶2 000工点调查,进一步查清工程区地形地貌、地层岩性、工程岩土类型、水文地质、不良地质以及特殊性岩土分布等情况。对工程地质调绘难以调查清楚的地质问题,根据其所处地段工程地质特征或构造物类型,有针对性的选择物探、钻探、挖探等勘探手段。勘探工作量的大小以能够解决工程地质问题和满足设计要求为宜。

2 各种勘察手段综合应用

2.1 勘察方法

勘察方法以地质调绘、工程钻探、挖探、原位测试及室内试验为主,辅以物探的原则进行,各种勘察方法及使用目的见表1。

2.2 综合应用

2.2.1 工程地质调绘(测量)

初勘阶段,通过1∶10 000比例尺(中线两侧各500m)工程地质调绘,首先从宏观上查明了推荐方案及各比较方案的地形地貌、地层岩性、地质构造、特殊岩土及不良地质分布情况,为路线方案的比选提供了必要的地质依据;其次通过1∶2 000比例尺(中线两侧各200m)对全线各个方案总计大中桥62座(包括枢纽及互通),深挖路堑31段,天桥和立交27座,隧道3座,涵洞或通道44座,进行了工点地质调绘,并对隧道进出口、深挖路堑及特大桥、大桥桥台边坡稳定性进行了定性评价,为路桥方案的比选和初步设计提供必要的地质依据。

工程地质调绘在初步设计阶段对路线方案的比选提供了重要的地质依据,使最终的路线推荐方案尽可能绕避了不良地质。

详勘阶段,对优化后最终的路线方案、新增大中型构造物及新发现的不良地质和特殊岩土进行补充工程地质调绘,完善、核实、修正初勘调绘资料,对于露头好,地层岩性分界清楚,地形陡峭,钻机非常难到位的个别桥台,实测记录桥台剖面地层岩性、状态,代替钻孔资料。既满足了设计需要,也有效提高了勘察进度。

2.2.2钻探

钻探在公路工程地质勘察中是广泛采用的一种最重要的勘察手段,通过其获得了深部地层的可靠地质资料。主要用于对沿线桥梁、隧道等构造物及滑坡、空洞等不良地质的勘探,同时采取岩土的试样,以获得岩土的物理力学指标。

根据不同勘察阶段,钻孔布设原则相应变化,满足《公路工程地质勘察规范》的规定。其中在详勘阶段桥梁工程沿桥轴线布设钻孔,原则上每墩(台)布孔,在地层较复杂的桥位处增加横向钻孔孔深视孔跨地层结构及填挖方厚度钻隧道工程在初步勘察基础上,对疑点、异常点、重点进行补充钻探,钻孔深度一般达到隧道底板设计标高以下2.0m。钻孔直径开孔为110mm,终孔为91mm,所有钻孔均按技术性钻孔取样,取样间距1.0m～1.5m,对于均质厚层土取样间距2.0m～3.0m,各类岩土岩芯采取率均达到规范要求。

本项目两阶段钻探共使用XYL-I型履带式钻机5台,XL-100型钻机10台,XL-150型钻机16台,Y 2钻机4台,以回转钻进为主,冲击钻进为辅,共完成钻孔578个,总进尺22 250.3m,其中大中桥15 247.8m/403孔,深挖1 926.8m/29孔,天桥及立交3 554.6m/70孔,隧道243m/5孔,共采取原状样品4 241个,扰动样品1 112个,岩石样品301组,DCP试样30件,地下水试样3件。通过较为密集的钻探,首先探明了全线深部地层情况,为室内试验采取了大量的试样,为原位测试提供了便利,为所有构造物地基强度及稳定性评价提供了保障,满足了桥隧设计的要求;其次验证了调查和物探深度、隧道的物探土石界面;同时提供了隧道围岩综合分类的岩石物理力学指标;另外也为全线地下水位的判断、量测、地下水试样采取及孔内摄影测试创造了条件。

2.2.3 原位测试

本项目勘察的原位测试包括标准贯入试验和中型动力触探试验,其中在对砂类土、粉土或软弱粘性土钻探时,按深度进行了标准贯入试验,根据标贯击数,判定砂土密实度或粘性土稠度,估算土的强度和变形指标,评价砂土、粉土的振动液化,并可采取扰动土样进行一般物理性试验;在对碎石类土、各类软质岩石及强风化、全风化的硬质岩石钻探时,按深度进行了中型动力触探试验,根据触探击数,评定了碎石类土的孔隙比、密实度和岩石的风化界面,确定了土、岩承载力。本项目两阶段勘察共进行标准贯入试验120次,中型动力触探试验195次。为确定砂土、碎石土及风化岩的承载力提供了准确的依据。

2.2.4 地球物理勘探

地球物理勘探简称物探,其优点是效率高、成本低、仪器和工具比较轻便、对地形条件适应强。针对王繁高速隧道所处区域地形复杂、地表覆盖厚层黄土、土石界面不清的特点,在初勘阶段对推荐方案A线太安岭隧道物探采用浅层反射波地震勘探方法,沿隧道左、右线布置2条测线,剖面总长度4 880m。通过上述物探手段,对判定沿线隧址区地质构造、土石界面及岩石风化壳厚度,调整隧道的埋深,确定不同层位岩土的弹性波波速,进行围岩工程地质分级提供了地质依据。

详勘阶段对太安岭隧道典型钻孔采用孔内摄像的方法,对确定隧址岩体节理、裂隙等发育情况及其在孔内的位置、走向;确定孔内地下水的出水点,直接观察出水量提供了依据。为隧道的施工图设计和施工方案的确定提供了可靠的地质依据。

2.2.5挖探

挖探主要用作判定沿线黄土湿陷性及湿陷等级;确定滑坡滑动面的位置;对钻机难以到位的高填涵、深挖方,也采用挖探的方法代替钻探,其优点是能够取得详尽的直观资料和原状土样,缺点是勘探深度有限。

本项目初勘在对全线Q3湿陷性黄土勘察时,采用挖探手段,样品规格127mm×200mm,取样间距1.0m。共布设完成湿陷性黄土探井54个,深度一般5.0m～15.0m,累计进尺515.3m,共采取原状样品497个。通过挖探采取的Ⅰ级原状土试样,满足了室内相关试验要求,为全线湿陷性黄土的评价和路基及相关构造物地基湿陷性处治提供了可靠依据。

另外本项目初勘时对处银钩滑坡采用挖探的方法,准确的找到了滑面,为确定滑坡的处置方案、工程量等提供了依据。详勘时路线偏移该滑坡。本项目初、详勘时,对于钻机难以到位的高填涵、深挖方,也采用挖探的方法代替钻探,为设计提供了准确的地质资料,同时节约了成本、加快了工期。

2.2.6 室内岩土试验

室内试验包括岩土试样的常规试验和强度试验。本项目对全线构造物钻探、挖探所采取的所有岩土试样根据岩性的不同均做了相应的常规试验项目,获取了其密度、含水量、液限、塑限、孔隙比等物理性质,每个钻孔的原状土样间隔做压缩试验和直接剪切试验,获取了土的压缩系数、压缩模量、粘聚力、摩擦角等力学性质指标;对探井采取的原状黄土试样加做双线浸水压缩试验,用以判定黄土湿陷性;对钻孔所采取的新鲜岩样,桥梁地基做天然湿度单轴抗压强度试验,隧道围岩做饱和单轴抗压强度试验;对初判膨胀土试样加做有关工程特性指标试验;对采取的地表水试样和地下水试样做水质分析试验,判定场地水对混凝土和钢筋的腐蚀性,以备构造物基础材料的防腐蚀处理。

本项目两阶段共试验原状样品个扰动样品个岩石样品301组,DCP试样30件,地下水试样3件,取得了详实的岩土物理力学指标,为岩土承载力的取得提供了依据。

3 结语

在王繁高速两阶段勘察中,对于不同的构造物及其所处不同的地形条件、地质情况,有针对性地采用了工程地质调绘、钻探、挖探、物探、原位测试、室内试验等多种勘察方法,既节省了大量的人力、物力和时间,又提高了工作质量,取得了良好的勘察效果。随着山区高速公路的不断延伸,地形、地质条件越来越复杂,建议今后在山区高速公路勘察中应采用多种勘察手段互相配合的勘察方法,多种方法相互结合、相互验证,获得正确的结论,为设计提供可靠的基础资料。尤其初勘阶段应加大工程地质调绘和物探工作力度,适量减少钻探和试验工作量;而在详勘阶段应以钻探挖探和试验工作为主。

参考文献

云南炼厂覆盖型岩溶综合勘察研究 篇7

我国碳酸盐岩地区面积辽阔,其分布区域高达3.40×106km2,被第四系松散堆积层以及少数碎屑岩覆盖的面积占碳酸盐岩出露面积的70%,其中以我国西南部云、贵、桂为主体[1]。

岩溶作为复杂并且可能对工程建设和人员安全造成极大危害的不良地质现象,越来越受到工程界和学术界的关注,岩溶不良地质构成的地基常常引起地基承载力不足、不均匀沉降、地基滑动和塌陷等地基变形破坏。

中国石油云南1000万吨/年炼油项目属国家重点项目,该项目建成促进“国家石油安全保障体制”的健全,优化中国炼油业的区域布局,解决了全国炼油业过于集中东部、西南地区运输距离大、成本高等问题,同时促进了西南地区的经济发展。

该工程位于云南省安宁市境内,根据《地灾评估报告》和《可行性研究报告》,该区域内有灰岩、白云岩等可溶岩分布。

覆盖型岩溶,由于其埋藏深、危害隐蔽性大、地基蠕变时间长等特点,更加需要引起研究人员的注意。覆盖型岩溶地区的勘察方式若仅限于常规地质测绘、钻探和局部的物探,一般难以达到令人满意的效果。前人已对岩溶地区勘察方法进行了大量研究[2~5],但主要针对裸露型岩溶,对覆盖型岩溶的研究主要集中在溶洞顶板的稳定性分析方面[6~7]。至今未见针对云南高原地区大型工程覆盖型岩溶的综合勘察方法。

因此根据工程实际情况,采用多种方法有机结合的综合勘察方法,查明岩溶的分布、形态及发育规律,正确评价岩溶地基的稳定性,提出安全、经济、可行的处理措施具有重要的工程价值和现实意义。

经过大量现场试验和工程实践,积累了大量实际工程经验,总结出了针对高原覆盖型岩溶发育区的勘察体系(见图1),总体思路为:

(1)第一阶段。根据地质调查资料和初步勘察,确定了可溶岩分布范围(包括研究区东北部和西南部);

(2)第二阶段。以高密度电法为主,结合多种物探方法,制定勘察方案,确定岩溶发育区,并利用钻探排除了西北部磷矿层造成的物探异常,确定了以东北部为主的岩溶发育区;

(3)第三阶段。利用详细勘察和电磁波CT确定溶洞的形态。

1 岩溶初步勘察(第一阶段)

在广泛收集前期资料的基础上,根据相关规范[8~12]、业主委托和设计提供的平面总图,按100m×100m、75m×75m方格网布置勘探点,并采用相关的原位测试、物探测试手段。

钻探:勘察方案共布设钻探孔378个,其中控制性钻孔126个,钻孔深35m或在预定深度内进入中风化岩层1.5m,孔深在25~35m,均为取土标贯孔;一般性孔252个,钻孔深20m或在预定深度内进入强风化岩层1.5m,孔深在10~20m。其他工作方法和工作量在此不做赘述。

根据岩溶初勘的结果,查明了该区域的岩性分布(见图2),主要可能存在岩溶发育的区域为右上角泥盆纪白云岩、灰岩(D2+3)分布区和左下角寒武纪白云岩、灰岩(∈1z)分布区,区域内可溶岩分布范围广,总面积约1.332km2,约占厂区范围的70%,存在可溶岩的区域频现溶洞。

可溶性白云岩、灰岩在厂区内大规模分布,但存在可溶岩的地区未必有岩溶发育;可溶岩分布区域的岩溶发育程度,直接决定了后期地基处理的难易程度和工程造价,因此有必要通过勘察手段,确定岩溶发育的范围。

2 工程物探和钻探验证(第二阶段)

针对单个或者小范围的建(构)筑物,可以直接通过钻探确定地基的岩溶发育范围和程度,局部针对性地进行处理。但如此大范围地通过钻探进行岩溶勘察,勘察费用高且工期长,因此有必要通过其他方便快捷的手段来确定岩溶发育范围。

由于溶沟、溶槽、溶隙、溶洞等岩溶地质体以及破碎带、断层等不良地质体的存在会影响正常地层的结构及其完整性,从而改变原有地质体的地球物理特征而形成新的物性特点,与周围原岩体形成明显的电性、波阻抗差异,这就为采用相应的物探方法进行探测奠定了物性基础[13~15]。根据前期试验及以往工作经验,认为本场地具备采用高密度电法、地质雷达法、地震映像法进行探测的地球物理条件。

通过试验和钻孔验证得出对于覆盖型岩溶采用高密度电法效果最佳,对不具备作业条件的区域采用地震映像法,并确定了地下介质的物性参数。本次工作共完成了物探测线184条(见图3),总长104175m。各种物探方法的理论资料众多,不再赘述。通过采用高密度电法查明了厂区物探异常分布情况。

利用高密度电法探测的视电阻率断面图来识别异常体,并利用其二维反演断面图来划分基岩面。本场地局部地段地形起伏较大,二维反演加入了地形校正,故在识别基岩面上有一定的优越性。但二维反演也存在着一定的不足,其中异常放大以及异常无规律性的偏移对较小异常的识别以及定位带来了麻烦,而二维反演的不足可以通过野外原始采集的视电阻率断面图像来补充。

2.1 岩溶异常的电性特征与识别

在基岩面以下呈封闭状的低阻区或呈V字形延伸的低阻区,岩溶异常视电阻率值范围为100~160Ω·m。典型图像见图4。该图为1360测线上1850~2545m段剖面图像。为了对物探测试结果进行验证,选定了多处判断有岩溶发育异常的钻探验证点进行验证,其中YZ06钻孔的工程地质柱状图见图5,可见高密度电法对岩溶异常的探测是可靠的。

2.2 构造的电性特征与识别

构造一般发育在基岩内向下延伸,在平面分布图上等值线不连续,存在明显的视电阻率差别,构造带位置易形成溶蚀,使得构造带和两侧基岩视电阻率存在明显差异,两侧基岩视电阻率较高,构造带视电阻率较低,典型图像见图6。该图为1200测线上1850~2595m段剖面图像。同样,为了对物探测试结果进行验证,选定了多处判断为地质构造异常的钻探验证点进行验证,其中YZ10钻孔的工程地质柱状图见图7。

2.3 确定基岩面

本场地基岩主要为白云岩和砂岩,其电阻率较高,基岩和覆盖层的视电阻率差别较大。判断基岩面的重要标志是视电阻率快速上升,等值线变密,且等值线较连续。根据试验以及以往工作经验,本次基岩面视电阻率取值在175~200Ω·m。完整白云岩视电阻率基本高于240Ω·m,完整石英砂岩视电阻率基本高于300Ω·m,典型图像见图8。该图为1420测线上750~1495m段剖面图像。基岩面的钻探验证较为简单,不再赘述。

2.4 结合钻探判定岩溶发育范围

经对前期及本次工作的资料处理、分析、解释,共发现有一定规模的物探异常30个,编号为R1~R25、G1及K1、K2、K3。其中R1~R8、R26、G1分布在测区东部,R9~R25、K1、K2、K3分布在测区西部。在该场区西侧共发现了17个异常,编号为R9~R25,延伸长度118~355m,异常宽度3~63m,高密度电法多为低阻异常。

由于地下水活动等多种因素均可导致电阻异常带的出现,因此在电阻异常带辅以钻探验证很有必要。

R9~R23电阻异常带同样位于可溶岩发育区,也具备岩溶发育的前提条件。结合钻探验证结果,发现该局部区域电阻异常带范围内发育磷矿富集带。经综合解释,推断电阻异常带为该区域的含磷白云岩、灰岩,并有磷矿露头出现。通过钻探验证,可以排除非岩溶发育导致的电阻异常。

2.5 岩溶发育区立体切面和三维基岩面

连接高密度电法探测的多个岩溶解释剖面,可得垂直方向的视电阻率剖面,高密度电法推测岩溶发育范围斜视图见图9。由横剖面和纵剖面确定的岩溶发育范围见图10,预估面积约为36400m2。

为了对地下岩溶的形态和分布有更加直观的认识,制作了岩溶发育范围的三维展示模型,由于场地岩溶发育范围较大,无法全部展示,仅在图9中选取两处进行展示,见图11。

通过物探异常的钻孔验证及资料对比分析,绘制了本区域基岩面起伏3D图(见图12),为后续场地的岩溶发育特征分析提供了重要依据。本场地的基岩面起伏较大,东浅西深,南东侧覆盖层厚度在3~29m范围内,西侧基岩面深度在18~47m深度范围内起伏变化。

根据圈定的岩溶发育范围和场地地质资料进行对比后发现,该区域岩溶较发育主要有以下两方面原因:(1)附近有麦地厂断裂带通过;(2)该区域为白云岩、灰岩、炭质泥岩、炭质砂岩等几种不同岩性接触地带。

3 详勘和电磁波CT(第三阶段)

由岩溶普查和钻探验证确定了该场地的岩溶发育大致范围,却难以确定地基处理和工程设计需要的溶洞发育形态、顶板埋深、顶板厚度、溶洞高度等参数。

为了解决上述问题,根据工程物探和钻探验证所确定的溶洞(群)分布范围,采用10~15m的勘探点间距进行了岩溶详细勘察,与此同时对钻探中揭露的洞高大于等于2m的溶洞进行了电磁波CT探测,共完成225对钻孔测试,探测和解译的典型剖面见图13。

共布置岩溶勘察钻孔821个,其中揭示溶洞钻孔为250个,见洞率为30.4%,勘察区属岩溶发育区,整个勘察区岩溶发育等级总体为强。

对电磁波CT探测工作进行综合分析解译,物探异常处出现的溶洞在钻探中主要以孤立单体为主,局部存在连通性,造成异常比较零碎,基本查明了岩溶勘察中钻孔揭露的洞高大于等于2.0m且深度小于30m的溶洞的地下分布形态情况,达到了探测目的。

采用多种方法对查明的溶洞(群)的稳定性进行了分析评价,提出了不稳定岩溶体平面分布图(见图14)。不稳定溶洞区域面积约为13600m2,约占发现溶洞区域面积(36400m2)的37.3%。从而大大减少了后期岩溶处理面积,缩短了工期,减小了工程造价。

4 结论

立足云南炼厂工程实际,探索出适合本场地覆盖型岩溶发育特点的一套综合勘察方法,并在实践中总结出以下几点结论:

(1)该场地覆盖型岩溶发育,第四纪覆盖层多为10m以上,经多次试验和钻孔验证得出该场地采用高密度电法探测效果最佳。

(2)利用以高密度电法为主的多种物探方法与钻探验证相结合,提出了本场地基岩面起伏准三维地质图,排除了由磷矿富集层造成的物探异常区(视电阻率异常带),圈定了岩溶发育范围。

(3)在对岩溶发育区进行详细勘察的基础上,采用电磁波CT测定了溶洞的多个参数,满足地基处理和工程设计的要求。

综合勘察技术 篇8

对于国内已竣工运营的公路隧道,由于受修建时期设计与施工技术条件的限制,目前普遍存在各种各样的病害问题。隧道病害的存在对运营生产的影响甚大。分析病害的成因,除对既有隧道病害的整治起到指导作用外,对正在施工的隧道,也可起到预防病害发生的效果。针对公路隧道特点进行病害综合勘察与治理,进而形成一套适合于公路隧道的病害检测技术和综合评价方法体系显得非常必要[1~6]。论文以实体工程为依托,通过地质踏勘、裂缝测绘、激光隧道断面仪观测、衬砌混凝土无损检测等方法对隧道病害成因进行了系统调查分析,提出了针对性处治建议。研究成果将有助于构建适合于公路隧道的病害综合评价体系[7~12]。

1 工程概况

西康二级公路旬阳连接线起于旬阳县甘溪镇终至灵岩寺,全长19.96km。该路段设计为山岭重丘区一般二级公路标准。隧道从设计到施工,及质量检查的结论可概括如下:隧道区域内构造以断层为主,共有四条,其中影响隧道的有:F2正断层,破碎带宽度5~6m,产状55°斜交隧道,倾角∠48°;F3正断层,产状40°,倾角∠64°,宽度2~4m,推测对隧道出口围岩有一定影响。隧道出口区共有四个滑坡体,可区分为岩石滑坡和第四纪堆积物两种,认为滑坡稳定,对隧道基本无影响。隧道围岩以千枚岩、风化千枚岩为主,受断层及节理破坏,局部围岩性质差。进出口的风化千枚岩,岩体较破碎,开挖边坡可能产生局部失稳。

施工单位关于隧道施工中出现的问题及措施:隧道穿越不良地质地段,造成两次大塌方。1999年4月8日,施工的k0+660~675上半断面,地表出现纵向20m、横向15m、深2m的塌陷,对山体注浆加固后,仍发生多次小塌方。1999年12月19日,k0+739~801突发全断面塌方,地表多处开裂,山体有蠕动现象。经瑞雷波勘查,塌方段冒落高度20~35m,冒落带存在1~3m空洞,空洞层之上为松动带和裂隙带,裂隙直至地表。坍塌冒落带平面分布长度67m、宽15~18m。后经地表注浆、洞内注浆处理,达到固结、填充目的。进洞口施工时,将原公路开挖至上半断面,浇注片石混凝土拱圈,处理好拱脚及拱上构造,待达到安全强度后,开放原公路交通。出洞口施工时,先明洞开挖,待暗洞进洞完成后,再进行明洞施工。

竣工文件中有关梁家山隧道从设计到施工,及质量检查的结论可概括如下:梁家山隧道总体内外轮廓线条顺滑美观,混凝土强度、衬砌厚度、断面尺寸均满足设计要求,混凝土表面密实平整。分部工程、单位工程评分值见表1,质量等级为优良。存在的问题:隧道出口水泥混凝土路面与沥青混凝土路面衔接不平顺,进口左侧八字墙有裂缝。

表1

2 隧道病害调查

调查采用地质踏勘、裂缝测绘、衬砌变形观测、衬砌混凝土强度检测、询问当地居民和施工人员及营运管理人员等方法。调查范围包括隧道及进口引线300m、出口引线50m。调查了隧道门墙毁坏程度、洞顶地表滑动表现、地表截水沟损坏现象、衬砌开裂分布、路面沉降开裂、路基下挡墙稳定状态。调查结果如下。

图1所示为隧道出口洞门墙向外鼓凸情况,其中外凸最大处在隧道右侧,距路面约2m高的地方。洞门墙与衬砌接触处出现环型缝隙。从外凸最大处到隧道拱顶偏左,洞门墙向外移动与衬砌分离,分离值逐渐减小。明洞边墙出现1~2cm宽的裂缝,急流槽和洞门墙出现裂缝、砌石脱落,明洞墙脚外的水泥混凝土构造完全破损。明洞边墙出现1~2 cm宽的剪切裂缝,明洞拱脚处混凝土受压脱落、出现钢筋外露。因隧道出口洞门墙水沟出现墙体外移、拉裂破坏导致洞顶地表水顺裂缝下渗软化明洞回填碎石土层。

激光断面仪是建立在无合作目标激光测距技术和精密数字测角技术之上的极坐标测量法,结合专门设计的图像处理软件能迅速得到隧道断面图;与设计图进行对比可以快速给出检测结果。具有全自动化、全站测量等优点。采用隧道断面仪实测隧道衬砌内轮廓线,与原设计内轮廓线比较可获得衬砌变形情况。图2给出了部分设计与实测内轮廓线对照结果。表2为4个测试断面衬砌最大变形值及变位方向成果。可见距离隧道出洞口越近衬砌变形值越大,当距离洞口62m之后,衬砌基本没有产生变位。

表2

隧道出口仰坡的部分裂缝见图3。图4a、4b为截水沟破损情况,图4c为隧道出口仰坡截水沟的位置,截水沟从隧道塌方段右侧进入隧道右侧的冲沟,再由明洞回填区、洞门墙急流槽,将水排入路基边沟。梁家山隧道进口衬砌开裂、路面及护面墙裂缝情况见图5。

隧道进口引线路面沉降裂缝破坏。图6为隧道进口引线边倾斜4°多的楼房。

出口洞顶坡面裂缝位置如图7a,进口引线沉降如图7b。

3 隧道病害原因分析

隧道出现的病害,在竣工文件、验收报告都未见到相关的描述,且隧道施工塌方段距病害处较远,受其影响的可能性甚小;隧道进、出口附近的民宅早于隧道修建,除1998年特大降雨引起进口的房屋有轻微的裂纹外,其余均未出现异常,居民反映30年内未见隧道顶部山体有滑动现象,故由山体滑动复活造成隧道病害的依据目前还显不足。分析隧道进、出洞口,进口引线的病害原因如下:

(1)隧道出口地表覆盖层为第四纪坡积土,明洞周围回填用料也为该坡积土。该坡积土主要由极度风化的、碎块的千枚岩构成,结构松散、浸水后强度极低,一般不能作为构造的地基。为处理隧道塌方,防止地表水进入塌方区,原设计的截水沟斜穿隧道顶、进入隧道右侧第四纪坡积土覆盖层、由隧道明洞右侧回填土上,通过洞门急流槽与路基排水涵洞相联。截水沟采用浆砌片石构造,未经处理直接砌筑在原状土上,沟外径流水沿沟外壁下渗软化土层,截水沟下沉开裂,沟内水沿裂缝下渗加重基底土层软化,导致截水沟沉降拉裂破坏。明洞回填土区的水沟也由同样的原因遭到损坏。由于截水沟将大量地表水引入隧道右侧的第四纪坡积土覆盖层和隧道明洞右侧回填土区,遭破坏的截水沟加速地表径流的入渗,尤其是右侧洞门墙起到阻水出渗的作用。明洞右侧回填土的含水量急剧增加、强度丧失,明洞右侧和门墙背后的土压力增加,导致衬砌向左、门墙向外变形。明洞回填区以上的坡积土覆盖层丧失坡脚的支撑力、沿软化面向下移动,更加剧明洞右侧和门墙背后土压力的增加,最终出现目前隧道出口病害现象。

(2)隧道进口地层情况为:左侧边坡为坡积土,右侧可见基岩出露,土石交界面与隧道轴线斜交、倾向隧道左侧的水库。从竣工文件隧道进口地质纵断面图可知明洞洞口桩号就在土石交界面处。在车辆荷载的作用下,进洞口以外的坡积土路基沿交界面向下错动,拉动路面、衬砌,导致进口明洞衬砌、路面开裂。隧道左侧边坡、路面裂缝在隧道洞口及以外,隧道右侧衬砌裂缝在洞口以内,且裂缝下宽上窄,表明该处病害不是山体滑动所致,而是坡积层错动或沉降引起。因路面裂缝加剧降水下渗、软化填土,可能会进一步恶化路面、明洞的基底,隧道进口的病害可能趋于严重。

(3)隧道进口引线(k0+400~540)为高填方路基(填方7~11m),靠水库侧采用下挡墙支挡。据调查该段填料主要为隧道弃渣(千枚岩)。施工期曾出现沉降,采用注浆填充处理。根据路面裂缝、错动、下沉情况和楼房倾斜的程度,与下挡墙几乎未遭损坏相对照,排除病害是由山体滑动或水库浸泡所致,主要起因仍为填方沉降。

4 隧道病害治理方案

(1)隧道出口病害整理方案

将原截水沟改到隧道左侧、坡积层左侧以外,使水流向水库;增加坡积层顶边和右边的截水沟,使水从隧道右侧山坡流入路基边沟。采用石灰土夯填、封闭坡面裂缝和废弃的截水沟,防止地表水下渗。改造原路基过水涵洞,使洞顶坡面水流入水库。

明洞右侧回填土区注混凝土浆固结,右侧冲沟底部和明洞回填区表面采用石灰土夯填1.5m,再采用浆砌片石铺砌。

接长明洞6m,两侧采用钢筋混凝土抗滑挡墙顶住原洞门墙。接长明洞顶夯填碎石土。钢筋混凝土抗滑挡墙需嵌入基岩,特别是右侧混凝土抗滑挡墙要稳定在傍边的山体上。

(2)隧道进口病害整理方案

边坡、路面较大的裂缝采用灌注水泥浆,衬砌较小裂缝注入环氧树脂,继续观察裂缝发展。如有继续扩大的趋势,考虑采用小型抗滑桩处理。

(3)隧道进口引线病害整理方案

采用支墙加强下挡墙,注双液浆填充该段填方路基。

5 结语

综合勘察技术 篇9

静力触探既是一种原位测试手段, 也是一种勘探手段, 其成果应用范围广, 然而却未能广泛应用。深入了解静力触探、分析其不能得到广泛使用的原因, 探讨其综合应用的方法, 具有不可忽视的价值和意义。

2 静力触探概述

2.1 基本情况概述

静力触探是用静力将探头以一定的速率压入土中, 利用探头内的力传感器, 通过电子量测器将探头受到的贯入阻力记录下来。由于贯入阻力的大小与土层的性质有关, 因此通过贯入阻力的变化情况, 可以达到了解土层工程性质的目的。静力触探试验适用于软土、一般粘性土、粉土、砂土和含少量碎石的土, 具有勘探和测试双重功能, 作为勘察手段, 相对于常规的钻探———取样———试验 (室内试验和标准贯入、动力触探等常规原位测试试验) 勘探程序相比, 通常具有快速、精确、经济和节省人力等特点。作为原位测试方法, 辅助运用于常规勘探中, 可以修正、复核地层划分与相关物理力学参数, 提高勘察成果的准确性和科学性。

静力触探试验设备由加压装置、反力装置、探头及量测记录仪器等四部分组成。探头主要可分为单桥探头、双桥探头或带孔隙水压力量测的单、双桥探头, 可测定比贯入阻力 (ps) 、锥尖阻力 (qc) 侧壁阻力 (fs) 和贯入时的孔隙水压力 (u) 。

2.2 成果的应用概述

静力触探试验的应用范围有: (1) 查明地基土在水平方向和垂直方向的变化, 划分土层.确定土的类别; (2) 确定建筑物地基土的承载力和变形模量以及其他物理力学指标; (3) 选择桩基持力层, 预估单桩承载力, 判别桩基沉入的可能性; (4) 检查填土及其他人工加固地基的密实程度和均匀性, 判别砂土的密度及其在地震作用下的液化可能性; (5) 湿陷性黄土地区用来查找浸水湿陷事故的范围和界线。

静力触探试验成果具体应用为: (1) 利用静力触探进行土层分类; (2) 判定地震时饱和砂 (粉) 土液化的可能; (3) 判别粘性土的塑性状态; (4) 检测压实填土的密度度和均匀程度; (5) 用以估算物理力学参数:地基土或单桩承载力、土的变形性质指标、不排水抗剪强度Cu值、砂土的内摩擦角、饱和粘性土的天然重度、砂土的相对密度和砂土密实度的界限。以上应用主要是通过工程类比或试验研究, 建立经验关系 (公式) 来实现, 目前有些应用较缺乏研究, 经验关系 (公式) 较少;部分应用相对成熟, 有较多的经验关系, 但经验关系的来源与适用范围各异, 差异较明显, 未能达到较好的统一。

3 静力触探在工程勘察中使用的现状

3.1 国家和行业规范对采用静力触探的要求

目前相关规范对静力触探的具体操作方法和设备技术要求等有较详尽的专门规定, 对静力触探在什么条件应该采用极少做明确规定, 有要求的也未做强制性要求, 如《岩土工程勘察规范》 (GB50021-2001, 2009年版) 和《软土地区岩土工程勘察规程》 (JGJ83-2011) 仅规定“软土地区勘察宜采用钻探取样与静力触探结合的手段”, 规定是“宜采用”, 允许稍有选择。静力触探属于间接的勘探手段, 其成果应用需借助经验公式或方法转换。由于经验关系有地区局限性, 加之经验关系发有待进一步研究, 规范对静力触探在工程勘察中的应用很难做出统一要求。

3.2 静力触探在工程实际中使用的基本情况

我国地域广阔, 各地地质条件差异大, 各省市勘察技术水平发展也有所差异, 但现阶段工程勘察多采用常规的钻探———取样———试验 (室内试验和标准贯入、动力触探等常规原位测试试验) 勘探手段, 静力触探在常规勘察中 (初步设计与施工图设计阶段对应的初步勘察和详细勘察, 查明、评价地基土物理力学性质) 较少主动采用, 多在重要性工程或特殊性工程中当设计单位有明确提出任务要求时才采用, 此外在一些特定条件下的施工勘察或专项勘察中采用。总体而言静力触探在工程勘察中尚未得到广泛的使用。

3.3 未能广泛使用的主要原因

3.3.1 经验关系不成熟, 成果应用不便

静力触探是一种间接的勘探方法, 不能直接划分地层及获得物理力学参数, 有时贯入曲线具有多解性, 需利用地区经验或与钻探结合使用, 而各地地区经验较欠缺, 无较成熟的经验方法或经验公式对照, 导致静力触探成果应用的可靠性和准确性不强, 成果应用不便。

3.3.2 适用条件受限, 充当勘察手段使用的条件较苛刻

静力触探适用地层主要为软土、一般粘性土、粉土、砂土和含少量碎石的土, 对硬杂质含量较高填土层、碎石土、强度较高的基岩风化层等难以贯入。而大多建筑场地岩土层结构复杂, 往往分布有这些难以贯入岩土层, 使得静力触探无法连续全孔贯入。此外, 端承桩对持力层的强度要求高, 较理想的桩端持力层静力触探大多难以贯入, 使得静力触探孔无法满足规范对勘探孔的深度要求。静力触探的适用条件限制了静力触探的使用, 在工程应用中难以作为一种勘察手段代替钻探孔, 具有不通用的缺点。

3.3.3 不能有效综合应用, 优势不能充分发挥

在工程实践中经常因地质条件受限或人为的勘察工作量布置不合理, 导致静力触探不能有效的得到综合运用, 勘探和测试的双重作用不能有效发挥, 优势得不到充分体现。主要表现在静力触探往往仅作为测试方法辅助采用于钻探取样勘察手段中, 没有将静力触探孔合理地取代部分钻探孔, 增加了勘探工作量, 从而使得勘察费用、勘察外业时间不降反升, 不能达到不增加或减少勘察工作量的前提下提高勘察准确性的目的。

3.3.4 国家规范无明确的相关强制规定, 使用多为主观性选择

国家主要相关规范对静力触探无明确的相关强制规定, 除参照执行地方规范的少量相关规定外, 静力触探的选用多取决于勘察技术人员的主观意愿。然而因上述“不便于使用、不通用、不经济省时”等因素, 在规范不强制使用的条件下, 勘察时对静力触探的选择大多是“尽量不用”。

4 静力触探综合应用的工程实例及分析

4.1 工程概况

拟建福州某交易中心, 拟建物为11幢4层交易楼, 最大单柱荷重约3600k N。场地岩土层自上而下为 (1) 素填土, 厚度约2m; (2) 中砂, 呈松散~稍密状态, 层厚约3m; (3) 淤泥, 局部夹少量薄层粉砂, 层厚约5m; (4) 粉砂, 多呈稍密状态, 普遍不均匀夹有厚度1~20mm薄层状淤泥 (局部呈粉砂与淤泥互层) , 层厚约3m; (5) 淤泥, 普遍夹有层状粉砂 (厚度多为2~30mm, 局部大于100mm) , 层厚约5m; (6) 中砂, 多呈稍密~中密状态, 普遍夹有厚度约1~10mm淤泥, 该层层厚约2m; (7) 淤泥质土, 普遍夹有薄层状粉砂 (局部较厚, 呈透镜体分布) , 层厚约18m; (8) 中砂, 呈中密~密实状态, 层厚约15m; (9) 卵石, 呈密实状态, 层厚约10m;其下为强风化-中风化花岗岩。各拟建物拟采用预应力管桩基础, 以 (8) 中砂作桩端持力层。

本工程详细勘察共布设勘探孔148个, 孔间距约20~24m, 其中钻探孔110个, 静力触探孔38个。静力触探孔在平面上均匀布设, 穿插布置在钻探孔间。

4.2 静力触探的综合应用说明

本工程中静力触探的有效综合应用主要体现在通过合理使用, 将勘探和测试两种功能有效、充分发挥, 使勘察提高质量、增加效益, 达到经济、省时、精确的综合效果。

4.2.1 通过合理布置取代钻探孔, 发挥其省时、经济的优势

根据工程特性和场地地质条件, 在满足相关技术要求的前提下, 将静力触探作为勘探孔布置, 取代部分钻探孔, 而不是单纯的原位测试在钻孔上辅助采用, 勘察工作量没有增加。相对于钻探孔, 静力触探的施工速度更快、效率更高, 本工程中完成1个钻探孔平均约需要1.5个工作日, 而完成1个静力触探孔仅需约0.3~0.5个工作日, 单孔效率提高显著。此外, 静力触探对比钻探费用也更低。静力触探的使用, 有效得缩短了工期, 节约了勘察费用, 做到了“增效”。

4.2.2 结合地质条件特点, 发挥其测试手段性能优势

本工程场地属海陆交互相冲淤积平原地貌, 上覆土层以砂和淤泥为主, 滨海地区该地貌的砂层多夹有厚度不等的淤泥或表现为含泥砂, 淤泥层同样多夹有厚度不等的砂层或表现为含砂淤泥, 因此普遍具有成分与力学性能均匀性较差的特点。传统的钻探———取样———试验勘察方法, 因钻探取芯率有限及工艺受限, 对该场地的地层划分精准度不高, 而对不均匀地层, 为体现代表性、提高成果准确性, 取样和试验的数量要比较大。

本工程应用静力触探, 提高了工程勘察质量: (1) 对照钻探资料, 提高了地层划分的精准度; (2) 合理减少了取样和测试的数量, 通过静力触探成果与土工试验、原位测试试验成果对比分析、校核修正, 提高了承载力和变形模量等物理力学参数的可靠性和准确性; (3) 对预应力管桩的成桩可行性进行了较科学、较准确的分析评价; (4) 对含泥砂土进行液化判定, 通过综合对比分析, 弥补常规标准贯入试验判定法对含泥砂判定不够准确的缺陷。

5 结语

现阶段静力触探在工程勘察中的应用, 地区经验不足和不能广泛使用互为因果又互相制约。探讨研究静力触探的综合应用意义重大, 合理、有效的应用有助于工程勘察提质增效, 促进静力触探的推广使用, 从而形成地区经验不断完善和应用范围不断扩大的良性循环发展。

摘要：本文对静力触探进行简要概述, 归纳其成果的应用;论述静力触探在工程勘察中使用的基本现况, 初步分析其未能得到广泛使用的主要原因;通过工程实例, 初步探讨静力触探综合应用的方法和意义。

关键词：静力触探,岩土工程勘察,综合应用

参考文献

[1]国家标准.《岩土工程勘察规范》 (GB50021-2001, 2009年版) .

[2]《工程地质手册》 (第四版) .工程地质手册编委会, 2007.

岩土工程勘察技术 篇10

关键词：岩土工程；相关问题；新技术

岩土工程勘察技术是一门综合性的科学技术，主要建立在地质学、岩土力学、测试技术和现代信息技术等基础学科上。

一、岩土工程勘察基本技术

岩土工程勘察基本技术主要有工程地质测绘与调查、勘探与取样、岩土工程试验。其中勘探主要分为钻探、坑探、物探和触探。岩土工程试验分为室内试验和现场原位测试。原位测试技术是岩土工程勘察的一个重要组成部分，目前主要有载荷试验、旁压试验、动力触探、静力触探、直剪试验、十字板剪切试验和波速测试等。

二、岩土工程勘察技术中存在的主要问题

岩土工程勘察技术中存在的主要问题如下： 第一，界面划分和地质形态问题：划分岩石风化程度和岩土界面，判断地质构造、软弱结构面，查明地质的形态，确定空洞、孤石等埋藏的位置深度、不明地下物体的实际分布情况。第二，岩土参数问题：岩土参数的统计分析不规范，离散性大，难以取得室外原状岩土样，使岩土设计参数难以确定。第三，综合能力问题：一些勘察技术人员缺乏对野外原始资料的利用能力、缺乏建筑方面的知识，导致勘察目的不明确，或者其所提供的资料无法满足设计的多种需求。 勘察人员要正视勘察工作中存在的问题，并且针对这些问题提出相关的解决对策。

三、解决岩土工程勘察工作中存在的技术问题的对策

（一）借助连续加密测点法来获取地质界面

通常情况下，借助工程物探，采用连续加密测点的方法了解到地质界面的实际情况。连续加密测点法不仅可以将传统钻探的问题解决掉，还可以避免地层划分不准确的缺点。同时在岩土工程勘察中运用综合工程物探法，可以解决很多岩土工程的问题。

（二）重视勘察现场的岩土取样和原位测试工作

岩土取样和原位测试是岩土工程勘探结果的重要数据来源，也成为解决岩土工程勘探技术问题的重点。这首先是由于测试数据是分析评价的基础，没有完整、可靠、适用的测试数据，一切分析评价都是空中楼阁。岩土工程设计计算的准确性和可靠性决定于计算参数和计算模式，计算参数比计算模式更重要。其次，岩土工程测试有较大难度，在钻探取样、样品制备过程中，总会有一定程度的扰动和受力环境差异，对测试结果影响较大。岩土体是非均质体，具有明显的各向异性，测试结果应具有代表性。

（三）定期培训勘察技术人员

对于勘察技术人员，其应该定期学习，以此来提升自身的专业技能。勘察单位要实行内部岗位轮换制度，这样做不仅可以丰富勘察技术人员的专业知识，还可以加强勘察技术人员之间的交流。另外，勘察单位要组织技术人员定期参加学术活动或者聘请专业人士来开展讲座，以此来拓宽勘察技术人员知识的广度与深度。除了要掌握专业技术之后，勘察技术人员要掌握专业技术软件操作，提高工作效率。如果勘察单位的勘察技术人员仅仅掌握了相关的专业知识，但是却不会利用现有的专业软件，那么他们最终会被时代所淘汰。因此勘察技术人员自身要有“终身学习”的意识，在学习中来丰富自身的学识，提升自身的人生价值。

四、岩土工程勘察新技术

（一）数字化勘察技术

在数字化的大环境下，传统的勘察方法逐步过渡到数字化勘察。数字化勘察法是时代发展的产物。数字化勘察技术在实际工程中得到了广泛的应用，具体表现如下：1、数字化建模方法。现阶段，数字表面模型法是建模过程中经常采用的一种方法，此种方法可以切实表现出地面的起伏情况。数字表面模型法的基本内容是准确将工程地质体外表面情况表示出来，换句话来说依据相关的规则来将同属性的点连接起来，从而构成了网状曲面片，进一步还可以将整个地质体的空间属性确定下来。离散的测点资料是表明模型法数据的主要来源。其中测点的几何特征数据、属性特征数据成为该数据的组成部分，然后借助数据来对地质体界面进行分析。地形建模方法往往以该地域的DEM数据为参考资料，然后借助叠加遥感影像来显示三维地形。在投影变换正射影响时，往往会用到地质三维数字化这一重要技术。2、数字化岩土勘察工程数据库系统。岩土工程勘察中包括了一些原始数据，具体来说这些原始数据包括了地理信息方面的非空间数据、地理信息方面的空间数据。然而基础地理数据、岩土工程勘察数据是原始数据的主要来源。由于各个建筑场地的地质信息是不同的，因此最终得出的数据也是不同的。

（二）发展测试新技术

在整个勘察工作中，测试技术起着基础性的作用。我国在测试新技术的研究远远少于国外。当前虽然测试新技术得到了发展，但是在其发展过程中却遇到了障碍，即：不成熟的参数测试技术。要想进一步完善测试技术，这就要以传统测试手段为基础来运用电子技术等现代物理技术。例如：在土工测试过程中，要从点向着面、体的方向发展。除此之外，土工测试也将从第一代到第二代、第三代无损测试技术发展。在发展测试新技术的时候，往往要将硬件作为支撑，因此设计仪器者、设计设备者要努力提高自身的制造水平。一些研发者要充分结合自身的工作经验，及时了解本行业的技术，真正推动本行业的长远发展。

五、总结

不管是在设计各项工程时还是在施工过程中，岩土工程勘察成果越来越重要，是准确的勘探数据为工程施工建设的进行提供了可靠保证。但是由于岩土工程本身具有显著的特殊性，如果仅仅想要借助直接法来调查地基岩土的状况、获取相关的信息是远远不够的。岩土工程勘察传统模式变革，逐步实现其信息化和数字化运行，是现代社会建设工程发展对岩土工程勘察提出的新要求，也是岩土工程勘察未来发展的方向。

综合勘察技术 篇11

一、水文地质勘测

1.与工程降水紧密相关的便是水文地质中的地下水、含水层、井流、稳定流、非稳定流等概念或理论。地下水按赋存条件可以分为包气带水、潜水、承压水、上层滞水以及透镜体内含水。含水层是可以透过和给出相当水量的岩层;隔水层是不能透过和给出水量的岩层, 或透水或给水均甚微的岩层;透水层是可以透水但给出水量微弱的岩层。设计基坑降水方案之前, 首先要进行水文地质勘察, 以便了解含水层的特性和测定水文地质参数:影响半径R、渗透系数k或导水系数r、释水系数S或给水度、导压系数、越流因素B等。

2.水文地质勘察一般通过井流抽水试验取得以上参数, 就抽水试验的类型而言, 按地下水成因可分为承压井抽水、潜水井抽水:按与观测孔关系可分为单井 (无观测孔) 抽水、多孔 (有观测孔) 抽水;按井孔完整程度可分为完整井抽水、非完整井抽水;按与含水层关系可分为分层 (或分段) 抽水、混合抽水;按Q-s关系可分为定流量抽水、定降深 (变流量) 抽水;按井流流态可分为稳定流抽水、非稳定流抽水。此外还有同位素井流试验、冲击试验、压水试验、注水试验、水位恢复试验等。

二、现代水文地质勘测方法的运用

1.遥感技术

(1) 热红外的监测方法。这一类方式主要是利用红外线波段, 从而取出探测区域之内的遥感成像, 然后通过表面的温度, 就可以对地下水资源加以判断, 这样的方法可以在干旱的区域使用。其工作原理在于:在过毛细、热传导以及地标蒸发等作用下, 就会引起干旱区域湿度与温度出现变化, 这样也会导致区域之内出现异常的冷热, 因此, 在红外遥感之下, 就会有不同的结果显示出来, 这样也可以方便水资源的勘探。

(2) 环境的遥感信息分析方法。这一类方式是运用遥感方式得到的图像, 然后将植被、湖泊以及水系等环境因子从图像中挖掘出来, 在探讨其相互关联程度下, 勘探出地下水系的贮存状况。这一类方法的工作原理:如果是相对干旱的区域, 其植被很容易受到气候、地下水以及地貌的影响, 并且在这一部分因素中, 浅水层的地下水对于植被的影响最大, 这样也可以间接利用这一部分信息将区域之内的水化深浅以及矿化程度等相关信息判断出来。

2.地球物理测井。作为一种方式, 地球物理测井需要配合水文地质的实际情况, 才能够将探测加以精确。这一种方式主要是基于严密的物理数学原理, 一般应用在地下水的分布之中, 对地下水的质量加以判断, 做好岩溶洞的探测, 分析底层的基本构造, 其工作原理:第一, 准确地划分出含水层, 确定好厚度与层位, 然后对相互关系加以研究;第二, 对于地下水的矿化度进行探测, 如果矿化度越高, 那么其电阻率就会越低;第三, 判断具体的泥质含量以及裂隙。在判断裂隙的时候, 主要依据在于声波时差越大, 其电阻率就会越小, 也会降低其密度。如果裂隙存在, 那么就会存在更多的泥质, 这样也会加大自然伽马测井值;第四, 根据不同的岩石密度、电阻率以及孔隙度等参数差异, 就可以划分出钻孔地层岩性, 并且配合上密度测井、声波测井、电阻率测井等资料, 将钻孔岩性的坡面划分出来。

3.地面核磁共振法。地面核磁共振法是通过不同物质原子本身存在的差异产生的核磁共振效应, 通过地层水质子当中核磁共振信号变化规律的观测与研究, 以此来判断地下水的分布情况。地面核磁共振法是当前位移的地球物理直接找水法, 可以将含水层的信息量化, 其勘探的深度小, 只适合勘探深度小于150m的地方, 并且适合于北方地表相对干燥的区域。

(1) 工作原理主要是在地磁场的作用下, 水中的氢核质子处于一定的能级之上, 然后通过拉摩尔频率的交变磁场激发地下水当中的质子, 这样就能够在原子核能级之间产生跃迁, 也就是和产生核磁共振。核磁共振信号的衰减快慢以及信号的强弱直接联系到含水层的孔隙大小以及含水层的氢质子数量, 核磁共振信号幅值越大, 其含水量也就越丰富, 也可以通过由小到大的核改变将脉冲矩激发出来, 通过这样的方法来对含水层的实际贮存状况进行判断, 这样才能够实现地下水的寻找目的。

(2) 地面核磁共振属于直接找水法, 在勘探深度有效的范围之内, 如果存在水, 就会有核磁共振信号的显示, 从而对各种类型的地下水加以探测。主要是用于其余物探方法难以存在的地下水, 主要应用在:裂隙水、黄土孔隙的探测;对于基岩裂隙带的富水性加以确定;做好灰岩区溶洞、裂隙含水的判断;寻找层间承压裂隙水以及碎屑岩类浅层风化裂水。

随着现代化科学技术的不断发展, 水文地质勘察方法也必定会迎来新一轮的革新与优化, 这样不仅可以确保找水工作顺利、可靠、有序的发展下去, 同时对于矿产勘察、天然气以及石油等行业的勘探也非常有利。目前, 综合利用现代化的水文地质勘察方法, 不仅可以将原本的地质水文存在的问题加以克服, 同时, 也有利于地下水资源的顺利寻找促进地区和经济的快速发展。当然, 目前的水文地质勘察方法还存在诸多不足之处, 还需要在不断地探索实践当中加以解决, 不过, 我们也相信在不久的将来, 这一些问题都将在高速发展的科学技术下不断地完善、解决。

参考文献

[1]黄东山.地球物理测井在水文地质勘察中的应用综述[J].工程地球物理学报, 2014, (02) .

[2]李泽坤.饮水困难区地下水勘察新技术的应用[J].地质与勘探, 2010, (1) 147-152.