賴政勇
(廣東省地質(zhì)局第三地質(zhì)大隊,廣東 韶關 512026)
我國巖溶地層的分布范圍較廣,分布面積較大。這類地層在溶蝕問題、地下水分布等方面的特殊性,對前期勘察工作提出了較高的要求。根據(jù)既往經(jīng)驗,可影響巖溶地區(qū)工程勘察質(zhì)量的因素較多。因此,探討改進巖溶地區(qū)工程勘察質(zhì)量的有效策略具有一定必要性。
在巖溶地區(qū)巖土工程中,開展勘察工作的作用體現(xiàn)為:
(1)了解地貌特征。巖溶地區(qū)的地貌狀況較為復雜,原因在于:該地區(qū)可溶性巖層長期受地下水機械作用、化學作用影響,而形成暗河、溝槽、空洞等典型地貌??辈旃ぷ鞯拈_展,可借助各種勘察工具,了解巖溶地區(qū)巖土工程的地貌特征,便于勘察人員確定勘察區(qū)域內(nèi)是否有空洞、裂縫等特殊地貌,并判斷特殊地貌的出現(xiàn)位置。
(2)確定地下水分布。廣泛、復雜的地下水分布,是巖溶地區(qū)特殊地貌的重要形成原因[1]。根據(jù)既往經(jīng)驗,于巖溶地區(qū)開展工程施工期間,易產(chǎn)生局部涌水、坍落等問題。前期勘察工作的開展,則可幫助勘察人員確定巖溶地區(qū)巖層的溶蝕嚴重程度,并確定勘察區(qū)域內(nèi)的地下水分布模式。
(3)提高施工方案質(zhì)量?,F(xiàn)場勘察數(shù)據(jù)是制定巖溶地區(qū)工程施工方案的重要依據(jù)。經(jīng)勘察工作獲取大量真實、可靠數(shù)據(jù)后,勘察人員可基于勘察范圍內(nèi)的地下水流動特征、分布特征、巖層地貌等信息,制定合理、可行的施工方案,避免施工期間因突發(fā)涌水、觸及嚴重溶蝕巖層或特殊地貌等問題,而影響工程質(zhì)量[2]。從整體角度來講,規(guī)范化勘察工作的實施,可提高施工方案與巖溶地區(qū)地貌形態(tài)與水文特性的契合度,并提升施工方案質(zhì)量。
造成巖溶地區(qū)巖土工程勘察工作質(zhì)量提升受限的主要因素為。
(1)勘察方法因素。在巖溶地區(qū)開展巖土工程勘察時,勘察方法的選擇,對最終勘察工作質(zhì)量的影響較大。容易導致勘察工作質(zhì)量下降的原因在于:第一,勘察方法選擇不當。隨著巖土工程勘察技術的不斷更新,可用于巖溶地區(qū)工程勘察的技術種類持續(xù)增加。但就各勘察團隊的勘察技術選用狀況來看,部分勘察團隊、單位,存在忽視勘察技術更新、所選勘察技術與巖溶地區(qū)勘察要求不匹配的狀況。上述問題的存在,不僅不利于勘察工作價值的發(fā)揮,還可能影響巖土工程的順利推進。第二,勘察技術應用不規(guī)范。部分勘察團隊在實踐勘察中,并未按照地質(zhì)雷達勘察技術、淺層地震勘察技術、鉆探勘察技術等的應用要求,規(guī)范開展實地勘察工作,導致巖溶地區(qū)勘察工作質(zhì)量受到一定影響。
(2)勘察人員因素。結合既往巖溶地區(qū)工程勘察成效來看,勘察人員對勘察工作質(zhì)量的影響較大。部分勘察團隊中,具備豐富巖溶地區(qū)知識儲備、實踐勘察經(jīng)驗的專業(yè)人才占比較低,團隊整體專業(yè)能力有限。另外,個別勘察團隊不注重人員培訓工作,培訓方案內(nèi)容與巖溶地區(qū)工程勘察實踐要求不匹配,或培訓工作流于形式,導致勘察質(zhì)量提升受限。
(3)勘察方案因素。勘察方案的布設狀況,直接決定巖溶地區(qū)巖土工程的勘察質(zhì)量。如勘察方案中的任意細節(jié)設置不當,最終勘察數(shù)據(jù)真實性、勘察工作質(zhì)量均可能受到一定影響。例如,某工程采用物探法開展巖溶地區(qū)實地勘察,但其測網(wǎng)布設模式(密度、測線方向等),與工程現(xiàn)場勘察要求不符,進而導致所獲取勘察數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差,進而影響勘察工作的有效性。
為強化巖土工程勘察工作價值的發(fā)揮,可將以下幾種策略,應用于巖溶地區(qū)工程的實踐勘察工作中。
在勘察方法、技術選用方面,可行優(yōu)化措施如下。
3.1.1 基于巖土工程實際,選擇適宜勘察技術
根據(jù)巖土工程勘察技術原理的不同,可將勘察技術分成物探、鉆探2大類。在開展勘察工作期間,需充分考慮巖土工程的特征及要求,靈活選用適宜技術,推進現(xiàn)場勘察工作。目前,巖溶地區(qū)常用勘察技術的選擇標準如下:第一,管波探測技術。這類技術適用于巖溶地區(qū)的空洞地貌或鉆孔,其可滿足勘察人員的高精度探查要求。該技術的分辨能力、有效探測半徑參數(shù)分別為0.3m、2.0m。在巖溶地區(qū)的巖土工程中,運用該技術可精準評估鉆孔周圍有無異常區(qū)域(特殊地貌)存在。根據(jù)既往實踐經(jīng)驗,這一勘察技術可減少空洞(溶洞)尺寸、形狀判斷誤差的形成。第二,孔間CT技術。該技術以醫(yī)學CT設備為原理,借助射線的掃描作用,獲取被測物體的準確物體場量信息,并經(jīng)過一系列驗算分析,還原被測巖層內(nèi)部的結構特征及相關物性參數(shù)。這種勘察技術的適用條件為:地質(zhì)條件相對簡單的巖溶測區(qū)、地貌及水文變化較少的巖溶地區(qū)等(復雜多變的環(huán)境條件易影響CT所采集數(shù)據(jù)準確性,進而干擾勘察結果可靠性)。第三,電視觀測技術。該技術以光學成像為原理,可為勘察人員提供360°觀測視角,便于觀察人員獲取含巖溶地層工程的2D巖層剖面圖,并根據(jù)觀測所得原始數(shù)據(jù)建立3D巖溶地層模型。這類勘察技術適用于無垮孔問題、地下水透明度較高的巖溶工程。
3.1.2 制定完善技術規(guī)范,約束勘察團隊勘察作業(yè)
為了提升勘察工作質(zhì)量,在運用各類勘察技術于巖溶地區(qū)現(xiàn)場進行勘測作業(yè)前,可針對工程中待使用的勘察技術,制定完善技術規(guī)范,借助該規(guī)范,約束勘察團隊的實際作業(yè),減少技術應用不規(guī)范問題的形成。例如,對于需使用地震波CT這一經(jīng)典孔間CT技術進行勘測的巖溶工程而言,可將該勘察技術的技術規(guī)范設置為:運用CT掃描設備,掃描待測巖溶地層,獲取巖溶地層的物理場量后,針對CT射線所提供原始數(shù)據(jù)進行綜合分析,構建巖溶地層的內(nèi)部分布圖像。此外,為確??辈旒夹g規(guī)范的應用效果,可于勘察團隊管理中,引入獎懲制度。將勘察人員應用各類勘察技術的規(guī)范性,與其績效、獎金等掛鉤,設置適宜的獎勵、懲罰標準,利用獎勵措施的激勵作用、懲罰方法的約束及警示作用,進一步提升相關勘察技術的操作規(guī)范性。
為擴充勘察團隊的巖溶地層知識儲備,提升其實踐勘察能力,可運用如下措施,加強團隊建設。
3.2.1 優(yōu)化培訓方法
巖溶地區(qū)工程勘察工作,對勘察團隊能力水平的要求較高。為確??辈靾F隊整體能力,符合巖溶地區(qū)工程要求,可運用分層培訓法,替代勘察團隊的傳統(tǒng)培訓方法。例如,某19人勘察團隊在開展內(nèi)部培訓期間,參照分層培訓法的要求,將整個團隊成員分成基礎層(勘察能力偏低,7人)、中等層(勘察能力尚可,8人)、高等層(勘察經(jīng)驗豐富,勘察能力較高,4人),針對各層人員,選用不同培訓方案開展培訓,以確保各層勘察人員,均可經(jīng)內(nèi)部培訓,掌握更多的巖溶地層知識及勘察技術要求。
3.2.2 調(diào)整培訓內(nèi)容
培訓內(nèi)容的設置,直接影響勘察團隊的培訓成效。為優(yōu)化巖溶地層工程的實際勘察質(zhì)量,可在全面收集與巖溶地區(qū)勘察工作有關資料的基礎上,將真實巖溶地層勘察案例或加工案例,融入勘察團隊的培訓工作中。利用恰當?shù)陌咐?,提高勘察團隊人員的問題解決能力及勘察技術應用能力,間接促進實踐勘察工作質(zhì)量的提升[3]。此外,還可將勘察團隊成員的培訓考核結果,作為變更培訓內(nèi)容的重要依據(jù)。如勘察團隊成員的考核通過率低于70%,可考慮沿用原培訓內(nèi)容,再次開展培訓,直至團隊成員的考核通過率達標為止。
在巖溶地層勘察中,優(yōu)化勘察方案質(zhì)量的可行措施包含:①開展勘察模擬分析。巖溶地層的特殊性決定著:在實踐勘察工作中,勘察方案中的任意細節(jié)設置,不符合地層要求,勘察數(shù)據(jù)準確性、勘察工作價值,均可能受到一定影響。對此,在正式實施勘察方案前,可借助軟件或勘察團隊的專業(yè)優(yōu)勢,針對擬定方案進行模擬分析。例如,某勘察團隊在于某巖溶工程開展實地勘察前,以小組頭腦風暴法,評估勘察方案質(zhì)量。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn):既有方案中并未規(guī)定巖溶層開孔前的場地整平處理、鉆機平臺加固處理。為改善勘察工作質(zhì)量,該勘察團隊基于上述分析成果,于勘察方案中補充如下內(nèi)容:于巖溶地層現(xiàn)場開孔前,需開展整平處理;運用鉆機鉆孔前,需針對鉆機所處施工平臺進行加固,謹防鉆孔作業(yè)時出現(xiàn)坍塌、涌水等問題。②加強勘察失誤分析。相對于其他地層而言,巖溶地層勘察工作中,更容易出現(xiàn)失誤問題。為減少失誤問題的形成,勘察團隊可借助失誤分析這一路徑,促進勘察方案的改進。即在每次巖溶地層看場工作結束后,總結本次勘察工作中的不足,重點分析勘察失誤的形成原因、預防方法等信息,并將分析結果體現(xiàn)于后續(xù)巖溶地層工程的勘察方案設置中。此外,在制定巖溶地區(qū)工程勘察方案期間,還需將易出現(xiàn)失誤問題的要素作為重點,結合巖溶地區(qū)勘察要求,選用適宜措施,規(guī)避勘察失誤問題的發(fā)生。例如,為避免由物探測網(wǎng)布設引發(fā)的失誤問題,可于制定勘察方案期間,精準評估不同測網(wǎng)密度、測線朝向等信息,對勘察數(shù)據(jù)真實性、勘察質(zhì)量的影響。基于上述分析結果,選定最佳測網(wǎng)密度、測線朝向,最終確定出契合巖溶地層勘察要求的勘察方案。
綜上所述,強化巖溶地區(qū)勘察工作的優(yōu)化具有一定現(xiàn)實意義。為了提升勘察工作質(zhì)量,減少巖溶地區(qū)特殊地貌、水文地質(zhì)引發(fā)的不良影響,可運用適宜策略,逐步優(yōu)化勘察工作模式。此外,為進一步發(fā)揮勘察工作的價值,還可參照既往勘察工作經(jīng)驗,不斷調(diào)整勘察方案及工作模式,以保障巖溶地區(qū)巖土工程施工質(zhì)量。