浅析复杂地形地质条件岩土勘察技术的应用
2020-02-16纪任东
纪任东
泉州水务工程建设集团有限公司工程勘察分公司,福建 泉州 362000
0 引言
现阶段,伴随着我国水利、交通等基础设施建设工作的不断发展,建设规模与复杂程度也在随之提高,对岩土勘察工作提出了更高的要求。岩土勘察效果的优劣,会对工程建设的质量安全,产生极为重要的影响。因而基于复杂地形地质条件下,针对岩土勘察技术的应用方法,进行探究分析,有着极大的必要性与现实意义。
1 原位测试试验
在开展岩土勘察工作期间,原位测试试验是其中重要的环节,技术人员应根据技术要求和地层条件选用合适的原位测试方法[1]。尤其在岩土层较多的复杂地质区域,往往要采用不止一种的原位测试方法。例如福建沿海地区,其上部地层结构常分布有黏性土、淤泥软弱土、砂质土等不同土质,这就需要应用到标准贯入试验(SPT)、十字板剪切试验(VST)、静力触探试验(CPT)等不同原位测试技术方法。
在现场原位测试试验中,技术人员应做到操作规范有序。通过针对不同土质熟练选用合适的测试方法,能更好地反映出复杂地质条件下的岩土工程特性指标,提高试验数据的准确度,保证岩土勘察工作的效果。同时我们也看到,原位测试的试验自动化和数据采集自动化是新工艺发展方向之一,通过利用模块的标准化和电子化,可以有效降低人为操作误差,提高试验效率和可靠性。
2 物理勘探技术
基于复杂的地形地质条件,其地质结构往往也相对复杂,因此在较小区域内,其岩土体的结构通常变化较大,为岩土层勘察工作带来诸多难题。针对这种问题,想要提升岩土勘察的精准程度,想要详细掌握岩土层,尤其是长跨距钻孔之间的地质变化情况,就需要运用到物理勘探方式。目前在勘察工作中较常用的物理勘探方式主要有两种,一种是高密度电法,另一种是声波测井技术。
高密度电法,主要是运用岩土体的不同电性,声波测井技术依靠声波在各个介质中所具备的传播时差原理,它们采取对比分析的方式,获得纵向岩土层结构的变化情况。在勘察工作中,存在差异的地质地貌条件,其深部特征一般也存在差异。在这种情况下,通过运用物探技术,便能够弥补因钻孔布置的局限性对勘察效果的不利影响。例如,在一些灰岩分布的地区,易构成伏流、土洞以及溶洞等不良地质,通过运用高密度电法技术,就可以对地下空间进行纵深探测,从而提高了勘察区域的空间覆盖范围[2]。
除此之外,在某些地质地形条件复杂的地区,其地质构造发育程度较强,然而其地表遭受风化、河流冲刷等方面的影响,会形成一种错觉,即地质构造在地表看起来并没有发生太大变化。这是由于部分地质条件属于隐伏类构造,单凭肉眼观察难以获得有效发现。因此,通过采用声波测井、高密度电法等先进物探技术,针对性地对其隐伏类构造进行勘探,对其相关地质资料进行研析,能够有效提升岩土层的勘察效果,为后续的工程设计环节,提供真实可靠的参考依据。
3 地下水勘察技术
第一,在对工程区开展地下水勘察工作期间,技术人员应当根据工程区的地形地貌等视觉状况,结合钻孔揭露地层资料,初步确定其主要含水层和地下水埋藏性状,并以此指导其对后续各钻孔地下水的量测。当出现新的含水层等水文状况变化时,应及时动态调整地下水的勘测内容和范围。
第二,在对地下水进行实际观测期间,不应该仅局限于所在工程场地,这是因为地下水的渗透补给和排泄具有连通性,其往往受周边地形地质等因素影响。如果仅是局限于对部分区域进行水文勘测,会导致数据资料的片面性。技术人员应充分考虑地下水的连通性,并对因此可能影响工程区地下水的附近区域,适当增加调查记录和观测分析,这对地下水勘察也是非常必要的。
第三,进行稳定水位的量测,需结合地层渗透性确定其间隔时间。对于渗透性较强的砂质土≮0.5h,渗透性较弱的黏性土≮8h。对于多层含水层情况,还要使用套管来开展隔水处理工作,以此使含水层达到分层效果。此外,水位量测使用导线刻度标记的精度较差,应推广使用电子水位计,其深度自动显示,且精度较高,保证了水位数据符合相关标准要求。
4 其他勘察技术
4.1 地质测绘技术
进行岩土勘察工作期间,倘若遭遇区域内的地形地质结构复杂的情况,技术人员需要运用到地质测绘技术,将其作为勘察作业的重要手段。针对勘察地区的具体情况,开展深入性的调查和研究工作。一方面,要根据地形与地貌的特征,搜集相关信息,比如区域地层岩性和不良地质条件的信息,确保应用该技术时资料信息的充分。另一方面,在运用地质测绘技术期间,技术人员还需要根据勘察区域内的岩土分布性质、构造分布特点、作用变化状况等因素,对地质现象进行发展成因分析和发展趋势判断,以此保证其后进行专门勘察工作的实效性。
4.2 室内试验技术
基于复杂的地质地形条件,其埋藏地层也往往表现为复杂多样性,对其采取的岩、土、水样亦是如此。同野外现场勘察工作相比,室内试验处理的方式,更加精细化,通常具备了更高的精准程度,但这也对试验环境、试验人员和试验技术提出了更高的要求。技术人员通过对室内试验成果的统计分析后,获得岩、土、水在物理力学和化学等方面的指标参数,并将其做为后续工程设计的建议参数使用。这就要求应用室内试验技术时,准确把控试验要点,规范操作试验流程,这对于获得准确有效的试验数据,是极其重要的。
4.3 地理信息技术
伴随着科学技术的发展,地理信息系统正被广泛应用于各个领域当中,该系统融合了计算机信息技术、地理定位技术等多项技术的优点,能够采取科学的方法来获取、分析并传送地理信息数据。因此,相关技术部门应当提高对该技术的重视程度,针对地质地形条件复杂的环境,可以使用GIS 技术,来获取所勘探区域的空间数据与属性数据,据此构建三维结构图,从而使勘察工作人员与技术人员,可以详细掌握该地区的地形地质信息,为勘察工作提供参考依据和帮助。
例如,我国泉州市的地形条件复杂,从内陆到沿海,地势呈现西北高、东南低的样貌,境内约有80%的土地属于山地与丘陵地貌,地面起伏很大,不利于从整体上开展地形勘测工作。通过对地理信息技术的运用,结合无人机影像和GPS,技术人员可以多方位全视角的获取地形信息,为之后的地质勘察工作提供有效帮助。
5 结论
综上所述,基于复杂的地质地形条件下,在开展岩土勘察工作的过程中,相关部门以及技术人员,应当综合考虑多方面的因素。要结合不同地质地形条件的实际情况,科学合理地运用相关勘察技术,从而确保岩土勘察效果,为后续的工程设计与建设提供重要帮助。