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        地質(zhì)工程勘察在工程設(shè)計(jì)和施工中的作用分析

        2021-06-28 06:13:22曹江賓
        中國金屬通報(bào) 2021年8期
        關(guān)鍵詞:勘測巖土工程施工

        曹江賓

        (中國有色集團(tuán)撫順紅透山礦業(yè)有限公司,遼寧 撫順 113321)

        巖土工程建設(shè)離不開地質(zhì)勘察這一基礎(chǔ)性工作。我國相關(guān)法律及文件中明確指出:地質(zhì)勘察企業(yè)需要采用先進(jìn)、前沿的地質(zhì)勘察技術(shù)與方法提升勘察的精度。因此,地質(zhì)勘察的結(jié)果會對巖土工程項(xiàng)目決策、規(guī)劃等產(chǎn)生直接影響。同時(shí),相關(guān)研究表明,巖土工程勘察設(shè)計(jì)階段節(jié)約投資的潛力超過10%,而地質(zhì)勘察作為勘察設(shè)計(jì)的前端環(huán)節(jié),其獲取的資料是否全面準(zhǔn)確、勘察成果質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)將會影響勘察設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性。因此,地質(zhì)勘察的主要目標(biāo)在于全面、客觀、準(zhǔn)確地收集地質(zhì)相關(guān)信息與數(shù)據(jù),形成具有指導(dǎo)意義、借鑒價(jià)值的地質(zhì)勘察報(bào)告,為巖土工程設(shè)計(jì)、規(guī)劃等提供依據(jù)。不同巖土工程有其特別的地質(zhì)勘察質(zhì)量要求,也會采用不同的地質(zhì)勘察技術(shù)方法。

        1 基礎(chǔ)工程中工程地質(zhì)勘查發(fā)揮的重要作用

        1.1 忽視勘察報(bào)告

        在傳統(tǒng)工程設(shè)計(jì)中,因?yàn)樵O(shè)計(jì)科學(xué)理念不足,導(dǎo)致設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)時(shí)對勘察報(bào)告缺乏仔細(xì)深入研究,大多數(shù)時(shí)候僅僅是對勘察報(bào)告結(jié)論性文字進(jìn)行了解,規(guī)避比較明顯的不利因素,而對勘察報(bào)告中的地質(zhì)、地貌、地質(zhì)活動、水文參數(shù)等信息缺乏科學(xué)評估,導(dǎo)致所設(shè)計(jì)出來的工程方案不夠完善,對周邊地質(zhì)環(huán)境的考慮也不周到。

        1.2 為合理施工奠定技術(shù)基礎(chǔ)

        任何一項(xiàng)工程在地質(zhì)環(huán)境方面都存在較大的差異。在工程施工建設(shè)之前,如果缺乏對現(xiàn)場施工場地各類環(huán)境條件的全面了解,就有可能在施工建設(shè)環(huán)節(jié)中因?yàn)椴糠汁h(huán)境條件的隱患出現(xiàn)工程施工建設(shè)安全或者質(zhì)量問題。在這種情況下,通過工程地質(zhì)勘查工作,可以有效探測工程建設(shè)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)部地質(zhì)環(huán)境指標(biāo)等,為基礎(chǔ)工程的設(shè)計(jì)施工建設(shè)提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)和信息支撐。在有效了解整個(gè)工程施工建設(shè)目標(biāo)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境脆弱部分的前提下,采取有效的方式降低整體施工建設(shè)安全風(fēng)險(xiǎn)問題的發(fā)生概率。

        1.3 輔助進(jìn)行工程建設(shè)選址工作

        基礎(chǔ)工程施工建設(shè)工作得以有效落實(shí)的重要前提就是完成工程選址工作。而通過工程地質(zhì)勘察技術(shù)的有效應(yīng)用則可以進(jìn)一步提升工程選址工作的效率以及質(zhì)量,能夠在有效分析所選目標(biāo)區(qū)域的實(shí)際地質(zhì)情況的前提下,對周邊環(huán)境和建筑情況做出全面的了解,同時(shí)在結(jié)合工程施工建設(shè)對于質(zhì)量和施工場地質(zhì)量的要求的基礎(chǔ)上,合理判斷所選擇標(biāo)區(qū)域是否可以用作工程施工建設(shè)的場地。在工程建設(shè)的初步勘察環(huán)節(jié)中,借助工程地質(zhì)勘探技術(shù)的應(yīng)用,對目標(biāo)區(qū)域周邊的地質(zhì)條件做出全面的分析,為工程的設(shè)計(jì)提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)和信息支撐。在落實(shí)工程實(shí)施工作的過程中,需要在全面了解所選擇目標(biāo)區(qū)域內(nèi)部地質(zhì)條件信息的基礎(chǔ)上,結(jié)合工程施工建設(shè)對于地質(zhì)條件方面的實(shí)際要求,將初步勘察得到的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行合理的分析和處理,從而為設(shè)計(jì)人員提供數(shù)據(jù)方面的支撐。

        1.4 為基礎(chǔ)工程建設(shè)提供安全保障

        基礎(chǔ)工程施工建設(shè),質(zhì)量安全問題始終是被建筑行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的主要問題之一。通過工程地質(zhì)勘查技術(shù)的應(yīng)用,在了解目標(biāo)施工建設(shè)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)及薄弱點(diǎn)位置的基礎(chǔ)上,采取合理的方案最大程度降低目標(biāo)施工建設(shè)存在的各種安全問題。相關(guān)人員做到以工程地質(zhì)勘查工作得到的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),對施工現(xiàn)場的安全設(shè)施做出合理的配置,從而確保施工人員在工程施工環(huán)節(jié)中的人身安全。除此之外,工程地質(zhì)勘察工作得到的各項(xiàng)數(shù)據(jù),可以幫助完善施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì),有效降低因?yàn)樵O(shè)計(jì)環(huán)節(jié)隱患引發(fā)的安全問題。

        2 巖土工程勘察過程中存在的問題

        2.1 勘察缺乏可靠依據(jù)

        在實(shí)際的巖土工程項(xiàng)目發(fā)展過程中,許多技術(shù)人員都忽略了勘探工作對整個(gè)項(xiàng)目的重要性,沒有考慮到地形地貌與項(xiàng)目特點(diǎn)之間的聯(lián)系,自然而然也忽視了水文地質(zhì)對整個(gè)項(xiàng)目的影響,很多隱患都在后期的工程實(shí)施過程中顯露出來,大大增加了勘探工作的難度和危險(xiǎn),沒有為勘察工作提供有效的數(shù)據(jù)依據(jù)。

        2.2 勘察報(bào)告質(zhì)量欠佳

        為了能夠確保巖土工程按照施工方案順利進(jìn)行,相關(guān)工作人員需要對勘察結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)匯總,但是,許多勘探部門的工作人員都沒有對勘探結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)分析與總結(jié),勘探數(shù)據(jù)也沒有得到充分、高效的利用,導(dǎo)致勘察報(bào)告的質(zhì)量較低,無法為施工方案提供有用價(jià)值。除此之外,由于施工方案中所使用的勘測報(bào)告質(zhì)量欠佳,導(dǎo)致該區(qū)域?qū)嶋H的水文地質(zhì)情況沒有有效反饋給相關(guān)施工人員,某種程度上增加了工程的危險(xiǎn)系數(shù),為后期的施工過程埋下了許多隱患。

        2.3 勘察情況的反映不夠客觀

        從目前勘察情況的反饋結(jié)果來看,許多勘察部門所給出的勘察情況總結(jié)都缺乏實(shí)質(zhì)性的內(nèi)容,大多數(shù)都是空話和紙上談兵,沒有客觀地指出水文地質(zhì)情況以及施工條件,在勘探方面所提及的內(nèi)容比較籠統(tǒng)。除此之外,許多勘察報(bào)告的內(nèi)容都沒有提及相關(guān)水文地質(zhì)的情況,導(dǎo)致近幾年的地質(zhì)勘察結(jié)果意義不大。

        3 地質(zhì)工程勘察在工程設(shè)計(jì)和施工要點(diǎn)

        3.1 收集地質(zhì)資料與信息

        在巖土工程中,為了做好勘察作業(yè),需要收集全面的地質(zhì)資料以及相關(guān)的信息數(shù)據(jù),為基礎(chǔ)地質(zhì)技術(shù)的高效應(yīng)用奠定基礎(chǔ)??辈烊藛T需要全面掌握勘察地區(qū)的相關(guān)資料,做好信息數(shù)據(jù)的搜集工作,確??睖y作業(yè)的順利開展,以及減少不必要的資源投入。根據(jù)現(xiàn)階段我國工程勘測情況來看,地質(zhì)地貌比較多樣化,且具有一定的復(fù)雜性,工程建設(shè)的范圍不斷擴(kuò)大,不少區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)勘測中沒能夠深入認(rèn)識測繪以及勘測的重要性,如圖1所示。在具有勘察之前,如果能夠提前收集相關(guān)的資料,將會對勘察工作的順利開展提供良好的條件,勘測人員也能夠合理選擇地質(zhì)技術(shù),特別是在碎石過多的區(qū)域,經(jīng)過分析影響因素可以合理選取地探技術(shù),做好充分的技術(shù)準(zhǔn)備工程,從而利用鉆探技術(shù)或槽探技術(shù)完成地質(zhì)資料收集目標(biāo)。

        圖1 地質(zhì)勘察水文地質(zhì)單元分布狀況 3D 模擬圖

        3.2 基礎(chǔ)地質(zhì)巖土室內(nèi)測試

        在地質(zhì)勘測初期,需要對地質(zhì)情況進(jìn)行鉆探取樣及測繪,對巖石樣本進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析,進(jìn)而明確勘測工作方向,保證選擇適合的地質(zhì)技術(shù)。在現(xiàn)階段來看,對勘察工作實(shí)施的過程中,基礎(chǔ)地質(zhì)巖土還應(yīng)該進(jìn)一步進(jìn)行室內(nèi)測試,不少勘察單位沒能夠高度關(guān)注實(shí)驗(yàn)室測試,又或者沒能夠按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試,這樣就會無法掌握勘測區(qū)域的地質(zhì)情況,對巖土的勘察結(jié)果帶來了負(fù)面影響。在開展室內(nèi)測試時(shí),需要做好樣品保存工作,一旦保存不當(dāng)很容易導(dǎo)致樣品性質(zhì)改變,進(jìn)而無法得到準(zhǔn)確的測試結(jié)果。對于原樣土以及巖石來說,在保存時(shí)需要使用專門的保存器具,避免接觸化學(xué)試劑等,還要控制溫度、震動等,保證樣品密度不發(fā)生改變。在進(jìn)行取樣時(shí),軟土可以選取薄壁取土器,若土質(zhì)堅(jiān)硬,可以應(yīng)用單動、雙動二重管取土器。除此之外,對粉土承載力的深度和寬度進(jìn)行修正時(shí),又或者是液化判別時(shí),需要根據(jù)粉土粘粒含量進(jìn)行。

        3.3 做好水文地質(zhì)參數(shù)的測量工作

        3.3.1 監(jiān)測地下水位

        在進(jìn)行勘探工作時(shí),一旦發(fā)現(xiàn)含水層的存在,就必須對水位進(jìn)行測量。此外,還要根據(jù)含水層的類型和實(shí)際情況選擇測量方法,如果含水層的水位恰巧是靜止不動的,那么就必須要靜候水位平穩(wěn),等待一段時(shí)間后再進(jìn)行測量,這樣做的目的不外乎是為了測得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和有效;而如果所測區(qū)域的含水層不止一層時(shí),就需要采取適當(dāng)措施將各個(gè)含水層分離,接著單獨(dú)對每一層進(jìn)行測量。

        3.3.2 利用幾何法確定地下水的流向和水位

        在遇到一些復(fù)雜的地形時(shí)需要選用特殊的方法才能確定地下水的實(shí)際情況,如幾何法、批試劑法、充電法等等,特殊情況特殊處理,選用合理的方法才能測得精準(zhǔn)的水流方向、水位數(shù)據(jù)、水流速度等等。對含有多層含水層的區(qū)域進(jìn)行測量時(shí),則需要選用適當(dāng)?shù)闹顾椒?,將每一層含水層分離開來。

        3.3.3 測定滲透系數(shù)

        在施工過程中設(shè)計(jì)和選擇降水方式是相當(dāng)重要的一環(huán),而滲透系數(shù)又是設(shè)計(jì)和選擇降水方案中最為重要的參數(shù),因此,如何測得精確的滲透系數(shù)尤為關(guān)鍵,應(yīng)用最為廣泛的方法有兩種:第一種是在施工地段對泥土進(jìn)行采集,對土樣進(jìn)行滲透檢驗(yàn),雖然這種方法較為簡單,消耗的資金相對較少,整個(gè)過程的時(shí)間也十分短暫,但是測得的數(shù)據(jù)并不準(zhǔn)確,極容易出現(xiàn)誤差。第二種則是直接在施工現(xiàn)場抽取水樣,對其進(jìn)行滲透檢驗(yàn),這種做法得出的滲透系數(shù)較為精準(zhǔn),但是由于水質(zhì)的實(shí)際情況不穩(wěn)定,整個(gè)測量過程花費(fèi)的時(shí)間也相對較長,不僅如此,水樣滲透檢驗(yàn)使用的機(jī)器成本也相當(dāng)高昂。

        3.4 建立巖土勘察信息庫

        勘察人員不夠重視收集和使用信息資料,在勘察工期和經(jīng)濟(jì)因素的影響下,降低了勘察結(jié)果的質(zhì)量,不利于指導(dǎo)巖土工程施工。當(dāng)前在巖土勘察信息庫中輸入大部分的勘察資料,減少資金消耗。單純利用鉆探無法滿足工程需求,因此需要進(jìn)一步完善巖土勘察信息庫,全面了解施工現(xiàn)場的巖土條件,減少巖土地質(zhì)勘察工作的工作量。

        3.5 建立完善的地下水評價(jià)制度

        在進(jìn)行水利工程的勘察工作時(shí),為了能夠更好地解決相關(guān)水文地質(zhì)難題,需要技術(shù)人員創(chuàng)新并完善針對地下水的評價(jià)制度,盡可能將其在工程勘察中的作用充分發(fā)揮出來,從而有效降低地質(zhì)問題給水利工程所帶來的影響,制訂出合理的解決方案,實(shí)現(xiàn)對地下水位變化的控制。同時(shí),對這個(gè)過程中存在的水文情況展開深入分析,為后續(xù)的防治工作提供支持,保障水利工程建設(shè)的順利進(jìn)行。

        4 結(jié)語

        綜上所述,在現(xiàn)代工程項(xiàng)目開發(fā)、設(shè)計(jì)與建設(shè)過程中,都需要地質(zhì)工程勘察人員對地質(zhì)狀況進(jìn)行全面勘察。只有通過科學(xué)的選址勘察、初步勘察和詳細(xì)勘察,才能確定工程場地適宜性以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)狀況。通過對相關(guān)勘察得到的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行全面科學(xué)分析,可以提升工程設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性,提高整個(gè)工程的質(zhì)量和安全。隨著時(shí)間的推移,礦產(chǎn)資源作為現(xiàn)代社會經(jīng)營運(yùn)轉(zhuǎn)的重要環(huán)節(jié),極易產(chǎn)生資源短缺現(xiàn)象,對相關(guān)企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營造成較大影響;為此,相關(guān)企業(yè)及人員需要積極轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的思想理念,加強(qiáng)現(xiàn)代勘測技術(shù)與設(shè)備的應(yīng)用,為勘察人員進(jìn)行全面、專業(yè)、系統(tǒng)化的培訓(xùn)教育,提高其自身專業(yè)水平,同時(shí),相關(guān)企業(yè)還需要創(chuàng)建相應(yīng)的監(jiān)管制度與體系,保障勘察、檢測及開采工作的順利進(jìn)行,避免安全問題的出現(xiàn),提高地質(zhì)資源勘察工作的水平,進(jìn)而推動相關(guān)行業(yè)及社會整體的進(jìn)一步發(fā)展。

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