曾遠（江西省建筑設(shè)計研究總院　江西南昌　330046）

綜合勘查技術(shù)在巖土工程勘查中的應(yīng)用

曾遠
（江西省建筑設(shè)計研究總院江西南昌330046）

近年來，在社會經(jīng)濟不斷進步的背景下，我國加快了國家和城市建設(shè)的步伐，建筑、水利等工程廣泛開展，在巖土工程施工以前，必須進行科學的地質(zhì)勘查項目，對施工現(xiàn)場地質(zhì)環(huán)境進行充分掌握的基礎(chǔ)上，才能夠提高設(shè)計科學性，同時可以更加科學的選取施工技術(shù)，對于提升工程質(zhì)量具有重要意義。本文以某水利樞紐工程為例，對其泄洪洞巖溶勘查過程中應(yīng)用的綜合勘查技術(shù)展開了詳細介紹。

綜合勘查技術(shù)；巖土工程勘查；水利樞紐工程；泄洪洞巖溶勘查

前言

我國是農(nóng)業(yè)和人口大國，水利工程的有效實施，對于加強當?shù)毓喔饶芰?、提高城市供水和供電水平具有重要意義。該水利工程的建設(shè)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)以上目的，同時還能夠有效緩解當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的壓力，該工程施工過程中，泥質(zhì)白云巖等是其泄洪洞的重要組成部分，其天然形成的巖體和巖溶，嚴重影響工程的支護工作，同時還導致施工便道存在安全隱患。在這種情況下，必須應(yīng)用綜合勘查技術(shù)，加強泄洪洞巖溶勘查，為提升整體工程質(zhì)量奠定良好基礎(chǔ)。

1　綜合勘查技術(shù)概述

巖土工程施工過程中，鉆探是我國傳統(tǒng)的勘查技術(shù)措施，隨著科技的進步，現(xiàn)階段巖土工程施工過程中對勘探結(jié)果的精確度要求越來越高，因此傳統(tǒng)的勘查技術(shù)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代技術(shù)的需求，綜合勘查技術(shù)就是在這種情況下產(chǎn)生并得到廣泛應(yīng)用的。現(xiàn)階段，在對巖土工程進行勘查的過程中，主要應(yīng)用方式有探地雷達法和高密度電法等。不同勘查技術(shù)應(yīng)用過程中，存在一定限制性條件，同時也發(fā)揮了不同的優(yōu)勢。然而，通常情況下，這些技術(shù)的有效應(yīng)用只能夠?qū)ο嚓P(guān)地質(zhì)條件進行某一側(cè)面的研究，而無法從整體上對其進行體現(xiàn)[1]。綜合勘查技術(shù)的有效應(yīng)用，能夠根據(jù)不同地質(zhì)條件和自然環(huán)境等因素，綜合選用多種勘查手段，對多種技術(shù)進行結(jié)合利用，對于提升勘查可行性和精確性具有重要作用。

2　泄洪洞巖溶勘查原理

2.1地質(zhì)雷達技術(shù)

該技術(shù)是電磁波技術(shù)的一種，在應(yīng)用過程中能夠?qū)Φ叵陆橘|(zhì)的具體分布狀況進行確定，其在應(yīng)用過程中，能夠?qū)掝l帶短脈沖電磁波進行發(fā)射，該電磁波具有較高的頻率，發(fā)射媒介為天線。同時，另外一個媒介天線在應(yīng)用過程中，能夠?qū)Ψ瓷洳ㄟM行接收，它主要由地下介質(zhì)面產(chǎn)生。地下介質(zhì)在對電磁波進行傳播的過程中，傳播路線、強度在電磁場中的體現(xiàn)以及傳播過程中的性質(zhì)都會發(fā)生一定程度的變化，主要原因是受電磁特征的影響[2]。在這種情況下，能夠獲得重要的波形、幅度等相關(guān)數(shù)據(jù)，在經(jīng)過精細計算的基礎(chǔ)上，可以對該工程泄洪洞巖溶的大小、構(gòu)造等進行明確。現(xiàn)階段，我國巖土工程勘查過程中，主要應(yīng)用的地質(zhì)雷達為SIR20，天線通常擁有多種選擇，分別為40M、100M和400M，該工程施工過程中，工作頻率應(yīng)用100M。

2.2地震CT技術(shù)

該技術(shù)產(chǎn)生的基礎(chǔ)是醫(yī)學中應(yīng)用的CT技術(shù)。該技術(shù)應(yīng)用過程中，能夠?qū)Φ刭|(zhì)當中的軟弱夾層、溶蝕裂隙和斷層破碎帶等運用CT層析成像，同時還能夠?qū)⒌卣鸩ㄔ谄渑c完整圍巖之間傳播過程中形成的差距呈現(xiàn)出來，在處理相關(guān)掃描結(jié)果和數(shù)據(jù)的過程中，需要對地震波進行充分的利用，這樣一來就能夠?qū)ΧS地震波傳播速度的斷面實現(xiàn)鉆孔測試，將較差的地質(zhì)體性能進行判定是實施勘查的主要原因。測試過程中，地震波激發(fā)過程中需要將炮應(yīng)用于鉆孔內(nèi)，并在其它鉆孔中對直達的地震波進行接收，從而有效掃描斷面，計算過程中應(yīng)用的是地球物理反演，這樣一來能夠?qū)ΧS速度斷面圖像進行重建。

本文在對水利樞紐工程進行泄洪洞巖溶勘查的過程中，應(yīng)用的地震儀為Geode24，該設(shè)備內(nèi)部擁有高速電纜，能夠連接于StrataVisor NZXP和電腦等設(shè)備。在對高速過采樣計算和A/D轉(zhuǎn)換器進行應(yīng)用的過程中，可以提升該地震儀使用過程中的精度。20000Hz是其最高頻帶，1.75Hz是其最低頻帶，因此10ms與20μs之間成為其采樣的主要間隔[3]。疊加器擁有三十二位，能夠?qū)κ占降臄?shù)據(jù)進行保存，接下來將這些數(shù)據(jù)有效傳遞到不同介質(zhì)和主機當中的硬盤之上。預觸發(fā)器存在于該設(shè)備之中，在應(yīng)用過程中內(nèi)存能夠達到14K。在進行計算的過程中，震源信號和硬件相關(guān)器的數(shù)值可以得到確定。

3　綜合勘查技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1測線布置

根據(jù)該工程的特點，沿公路積分成為本工程地震CT剖面的主要綜合勘查技術(shù)之一，獲得主要數(shù)據(jù)的方式為沿下馬道進行，這一過程中，87次激發(fā)產(chǎn)生于施工便道當中，1m為點距，48道接收需要應(yīng)用于下馬道，同樣擁有1m的點距，在傾斜剖面獲得的過程中，需要對數(shù)據(jù)反演進行充分的利用，從而能夠得到20°的傾角。施工便道的分布成為布置地質(zhì)雷達測線的主要形式，便到內(nèi)側(cè)和外側(cè)分別擁有一條測線，二者之間的距離為5m，同時擁有0.1m的點距。

3.2資料的處理

（1）地質(zhì)雷達方面。計算機是進行資料處理的主要方式，這一過程中，首先應(yīng)當在計算機當中錄入相關(guān)數(shù)據(jù)，并對坐標系進行構(gòu)建，同時促使雷達輸入數(shù)據(jù)得以形成和體現(xiàn)，最后將軟件反演形成于RADAN當中，這樣一來就能夠活動雷達解釋圖。

（2）地震CT相關(guān)資料的處理。同地質(zhì)雷達相同，計算機是進行地震CT相關(guān)資料處理的主要方式，處理的過程中，首先應(yīng)當在計算機當中錄入相關(guān)數(shù)據(jù)，并對成像區(qū)域坐標系進行構(gòu)建，促使CT輸入數(shù)據(jù)得以形成，反演層析的環(huán)節(jié)之后，可以實現(xiàn)成像成圖。

3.3最終結(jié)果

（1）地質(zhì)雷達方面。測線RD1，在應(yīng)用過程中擁有90m的長度，能夠?qū)崿F(xiàn)最高15m最少12m的探測深度，反射波圖像的過程中需要對地質(zhì)雷達進行充分的利用，需要將81~85m、94m等位置進行測線深埋，最深應(yīng)達到五米距離，最低為4m，其中1272.1~ 1273.1m之間是高程值。值得注意的是，雜亂無章是反射波的主要特點，其通常擁有較強的反射，雙曲線和繞設(shè)備在應(yīng)用過程中會出現(xiàn)在局部位置，這樣一來就能夠斷定這是溶洞發(fā)育造成的。而測線RD2，在應(yīng)用過程中擁有93m的長度，能夠?qū)崿F(xiàn)最高17m最少15m的探測深度，反射波圖像的過程中需要對地質(zhì)雷達進行充分的利用，需要將59.5~60.5m、84.3m等位置進行測線深埋，最深應(yīng)達到9.5m距離，最低為8.4m，其中1274.4~1275.4m之間是高程值。值得注意的是，雜亂無章是反射波的主要特點，其通常擁有較強的反射，雙曲線和繞設(shè)備在應(yīng)用過程中會出現(xiàn)在局部位置，這樣一來就能夠斷定這是溶洞發(fā)育造成的。

（2）地質(zhì)雷達成果分析。在對剖面波速分布進行分析的過程中，最高11.7m和最低8.2m的測線分別分布于63m、69m、32m、48m處。不同位置擁有不同的垂直投影高程，例如，1279.968~ 1279.214m為11.6~12.8m處的垂直投影高程。經(jīng)過有效觀察可以發(fā)現(xiàn)，異常現(xiàn)象存在于波速當中，同時其值相對偏低，根據(jù)這一結(jié)果可以斷定，這一區(qū)域為主要的巖溶發(fā)育期，破碎是巖體的主要特點，低速異常存在于35值62m處的剖面上，這樣一來，可以斷定產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是在開挖公路的過程中，造成這一段產(chǎn)生松動圈，從而導致異常波速。

4　結(jié)論

在科學和信息技術(shù)不斷進步的過程中，我國加快了城市建設(shè)的步伐，各種巖土工程增多，為提高我國灌溉、發(fā)電等做出了重要貢獻。而巖土工程具有自身的特點，要想提升工程質(zhì)量，必須提前進行巖土工程勘查，在工程數(shù)量和實踐越來越多的基礎(chǔ)上，現(xiàn)階段，綜合勘查技術(shù)逐漸得到完善，然而不同的地質(zhì)地形需要應(yīng)用不同的勘查技術(shù)，本文在對綜合勘查技術(shù)的應(yīng)用進行探討的過程中，以某水利樞紐工程為例，希望對我國巖土工程及綜合勘查技術(shù)的發(fā)展起到促進作用。

[1]孫超，常虹.與注冊巖土工程師制度相適應(yīng)的勘查技術(shù)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索[J].吉林省教育學院學報（上旬），2012，02：149~150.

[2]田小甫，張碩，陳軍，張志林，賈雷，馬濤.三維建模技術(shù)在區(qū)域工程地質(zhì)勘查中的應(yīng)用研究[J].城市地質(zhì)，2012，01：20~25.

[3]白哲.從注冊巖土工程師考試探討勘查技術(shù)與工程專業(yè)教學改革[J].教育教學論壇，2014，37：46~47.

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2015-12-5