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【摘 要】 随着经济建设步伐的加快,我国经济呈现高速发展趋势,而在经济建设过程中,工程地质勘察具有重要的作用,促进了我国经济建设和能源资源开发,尤其是工程建设。近年来,科学技术日新月异,各种勘察方法广泛应用于工程地质勘察中,如物探方法,这些技术的应用,大幅度提高了现代工程地质勘察水平,从而促进了工程地质勘察工作的顺利进行。本文主要对地质工程勘察中技术的应用进行了分析和探讨。
【关键词】 地质工程;勘察技术;应用
一、工程地质勘察的目的
在现代工程建设的过程中,做好地质勘察工作,其目的是为了保证工程建筑物从规划设计、施工、使用等达到安全、经济和合理的标准,最大限度地使建筑物的场地、结构、规模、类型与地质环境、工程地质条件相适应。对于工程地质勘察而言,它是充分认识客观地质条件和地质环境的一个过程,需要遵循由区域到场地、由地表到地下、由一般调查到具体问题的研究、由定性到定量评价的基本原则,认真调查并分析地质勘察的场地,从而为工程设计和施工提供可靠的地质资料。
二、地质勘察在现代工程勘察中的重要性
(一)有利于建筑工程的顺利施工
地质勘察包括两个方面,其一是揭示地质构成;其二是提供土体的力学指标。一般来说,地质构成决定着基础处理方案的选择,而且力学指标对工程造价的影响较大。众所周知,地下是看不见、摸不着的,必须依靠钻探勘察工作,再加上工程场地是唯一的,这一切使得勘察成果缺乏可比性。因此,作为建设单位,选择一家专业技术较强、操作规范,且能够提供勘察成果的优质地质勘察单位至关重要,它对于建设工程的顺利施工具有重要意义。
(二)有利于提高建筑工程的质量
在现代工程勘察过程中,依然存在许多迫待解决的问题。1)工程概念不清,勘探侧重点不明确,缺乏针对性,手段落后;2)在地质分析工作中,其理论、方法、计算公式等与实际情况不符合;3)报告中的基本地质条件含糊不清,主要工程地质问题的界定不明确,有问题遗漏;4)有些地质报告缺乏地质结论,甚至先下结论,后进行地质勘察等等。不难想象,这些问题的存在,使得阶段性工程审查难以一次性通过,以至于延误开发时机,要么是通过了审查,却留下了隐患,危险性较大,严重影响工程质量。因此,在现代工程勘察中,只有科学地进行地质勘察,才有利于提高建筑工程的质量。
(三)确保地质构成与施工相符合
当前,我国许多工程地质勘察缺乏监管,首先,在工程的前期,需要由建设单位选择勘察单位,但是大多数建设单位的專业知识不足,没有充分意识到地质勘察的重要性,以至于所选勘察单位的资历不高,勘察技术落后。其次,由于地质勘探属于野外作业、土工试验和资料整理的类别,只能由勘探单位独自完成全过程,而在监督不力的情况下,钻孔、孔的深度、土样、土工试验等方面都存在许多漏洞。此外,在现代工程地质勘察中,严格审查施工图和地质勘察成果也至关重要,只有科学合理的地质勘察工作,才能确保地质构成与实际施工相符合,以便精确地判断力学指标。
三、工程地质勘察中常用的勘察技术
(一)电法勘探
电法勘探通常观察观测点深度和电阻率变化,进而分析出岩层分布规律,普遍应用于勘测较厚岩层。近年来,很多城市应用了相对灵活的高密度电阻率法,该法能详细的对地质结构进行分类,有效勘测地下管道。一般勘测方法难以分清岩层分布规律,但电法勘探可通过电极装置勘测到大范围岩石分布规律,并分清岩层是否水平或轻微倾斜。此外,根据供电电极间的距离差异,可勘测不同深度岩层,而且通过不同电阻率,能了解不同岩层中详细的分布情况。目前,在实际地质勘察中,电法勘探已取得了一定效果,尤其是工程建设,而且随着科学技术的不断发展,电法勘探在工程地质勘察中将会充分发挥应有的作用。
(二)地震勘探
地震勘探主要有两种方法,即反射波法和折射波法,其原理是通过观测反射波或折射波时间场沿测线方向的时空分布规律,明确地下反射面或折射面的深度与地质构造形态、性质等,即利用地下介质弹性和密度差异,根据大地对地震波的响应,有效推断地下岩层的形态和性质。与其他物探方法对比,地震勘探精度高,深度可达数十米到数十千米,而且解释成果单一,但需要较高的成本。在覆盖层探测中,浅层折射波法具有一定的技术优势,能有效勘探隐伏构造、空洞等,并已取得良好的应用效果,但该方法极易受工程施工场地影响。此外,随着科学技术的不断发展,地震勘探分辨率逐渐提高,更加有助于精细研究地下构造,详细了解地层构造和分布,进而为工程建设提供有价值的参考依据。
(三)重力勘探
重力勘探是物探方法之一,指的是根据地壳各种岩体、矿体间的密度差异,通过地表变化对地质进行勘察的方法。该方法以牛顿万有引力定律为基础,具有受干扰小、精度高等特点,只要勘探地质体和周围岩体的密度差异,就能利用精密仪器明确重力异常,如重力仪、扭秤等重力测量仪器。
目前,重力勘探已在工程地质勘察中广泛应用,并取得了良好的勘察效果,而且结合拟建区地质和其他相关物探资料,可有效推断覆盖层下的矿体性质和地质构造情况,从而为工程建设提供切实依据。但是为了确保勘察效果的科学性、准确性,应用该方法时必须全面考虑拟建区天气、地形和振动情况。
(四)磁法勘探
在自然界中,岩石和矿石具有一定的磁性,可产生使局部地区发生变化的磁场,即出现地磁异常现象。通过采用相应的仪器可发现和研究地磁异常,从而有效研究该地地质构造,这种方法称为磁法勘探。磁法勘探是常应用的物探方法之一,可用于勘探矿产、工程地质等,目前该勘探方法已广泛应用于工程地质勘察,并取得了良好的地质勘察效果。在工程地质勘察中,磁法勘探的应用主要包括:进行地质构造分区,研究并确定断裂带、基底构造、破碎带等;划分各种岩土分布范围,如沉积岩、侵入岩、喷出岩、变质岩等,并进行区域地质填图。 (五)GPS技术
GPS技术又称全球定位系统,其在地质勘察中的应用突破了原来仅能在地面进行地质勘察工作的方式,是一种比较常见的地质勘察技术手段。GPS技术的工作机理是,在卫星上设置无线电信号发射装置,建立卫星导航定位系统,实际工作过程中,根据无线电测距交会机理,依据地面上三个及以上的控制点可将卫星的具体位置进行定位。同时,也可以依据三颗及以上的已知具体空间位置的卫星经地面接收机的具体位置进行定位。通过采用GPS技术,可快速精确的计算出接收机的实际坐标和准确度。此外,GPS技术这种高效、精确、快速定位能力在解决地质灾害、环境治理、医疗诊治等问题时得到了广泛的应用。
(六)GPR技术
GPR技术又称探地或地质雷达技术,在地质勘察中是一种短距离探测的工程地球物理方法,具有分辨率和精确性高等优点。其工作原理:地面发射天线将电磁波发射至地下,电磁波到达地下目标体后发生反射,回至地面接收天线上,将接收到的电磁波进行振幅、频率等方面分析和判断,从而可完成对地质体的特性、分布状态等进行综合性和准确性的评价。GPR技术具有自身分辨率高、数据采集和处理自动化、数据图像清晰、操作方便快捷等特点,广泛应用于查找隐伏断层和破碎带、探测基岩起伏状况和覆盖层厚度、浅层考古调查等领域。GPR技术在地质勘察中主要应用于探测水库防渗墙结构层、建筑物地下边坡裂缝探测以及城市地下管网分布和深度探测等方面。
(七)TEM技术
TEM技术又称瞬变电磁法,早期主要应用于探测航空物方面,在我国是一种新型的探测技术手段。随着其应用技术的不断改进和提高,现已广泛应用于地质灾害、环境勘测以及各种地质勘测领域。其工作原理:通过电磁设备利用回线原理,将脉冲电磁波传送至地下,同时观测二次涡流场变化,通过二次涡流场的变化情况分析地下物状况。若观测到二次涡流场或无规律化的涡流场时,则可判定探测区域内地下存有带电的非均匀地质体。
在进行TEM技术探测时,受地下电磁场影响,产生眼圈效应。通过分析眼圈效应,可对瞬变场的变化情况进一步了解,获取的相关参考数据有利于解决地质问题。当前,TEM技术实施方法主要有垂直磁偶源法和電偶源法两种,不同方法其应用范围不同,前者比后者应用更广泛。因TEM技术进行探测应用时,不受外界地质条件影响,并具有高敏感性等特点,因此在我国地质勘察中应用及其广泛。
四、结语
随着国家经济和科技水平的不断进步,国内信息化科技发展迅速,这为地质勘察技术的改革和创新提供了有利条件。在现代地质研究中,不断的引入先进的技术手段和设备,缩短了地质勘察的工作环节,提高了地质勘察的精确度。因此,在后期工作中,地质工作者应不断的总结实际工作经验,结合实际地质情况,运用新型勘察技术,获得及时、高效、准确的能源资源地质相关参数,为提高能源资源利用率和维持社会经济的可持续发展作出应有的贡献。
参考文献:
[1]邓康.勘探技术在岩土工程中的应用探析[J].科技资讯,2013,04:83+85.
[2]王晨芳.浅谈对岩土工程水文地质勘察的认识[J].黑龙江科技信息,2013,17:7.
[3]范建.关于工程地质勘察的探讨[J].科技与企业,2013,18:220-221.
[4]孙秋元.浅谈岩土工程勘察中质量技术问题[J].门窗,2013,09:84-85.
【关键词】 地质工程;勘察技术;应用
一、工程地质勘察的目的
在现代工程建设的过程中,做好地质勘察工作,其目的是为了保证工程建筑物从规划设计、施工、使用等达到安全、经济和合理的标准,最大限度地使建筑物的场地、结构、规模、类型与地质环境、工程地质条件相适应。对于工程地质勘察而言,它是充分认识客观地质条件和地质环境的一个过程,需要遵循由区域到场地、由地表到地下、由一般调查到具体问题的研究、由定性到定量评价的基本原则,认真调查并分析地质勘察的场地,从而为工程设计和施工提供可靠的地质资料。
二、地质勘察在现代工程勘察中的重要性
(一)有利于建筑工程的顺利施工
地质勘察包括两个方面,其一是揭示地质构成;其二是提供土体的力学指标。一般来说,地质构成决定着基础处理方案的选择,而且力学指标对工程造价的影响较大。众所周知,地下是看不见、摸不着的,必须依靠钻探勘察工作,再加上工程场地是唯一的,这一切使得勘察成果缺乏可比性。因此,作为建设单位,选择一家专业技术较强、操作规范,且能够提供勘察成果的优质地质勘察单位至关重要,它对于建设工程的顺利施工具有重要意义。
(二)有利于提高建筑工程的质量
在现代工程勘察过程中,依然存在许多迫待解决的问题。1)工程概念不清,勘探侧重点不明确,缺乏针对性,手段落后;2)在地质分析工作中,其理论、方法、计算公式等与实际情况不符合;3)报告中的基本地质条件含糊不清,主要工程地质问题的界定不明确,有问题遗漏;4)有些地质报告缺乏地质结论,甚至先下结论,后进行地质勘察等等。不难想象,这些问题的存在,使得阶段性工程审查难以一次性通过,以至于延误开发时机,要么是通过了审查,却留下了隐患,危险性较大,严重影响工程质量。因此,在现代工程勘察中,只有科学地进行地质勘察,才有利于提高建筑工程的质量。
(三)确保地质构成与施工相符合
当前,我国许多工程地质勘察缺乏监管,首先,在工程的前期,需要由建设单位选择勘察单位,但是大多数建设单位的專业知识不足,没有充分意识到地质勘察的重要性,以至于所选勘察单位的资历不高,勘察技术落后。其次,由于地质勘探属于野外作业、土工试验和资料整理的类别,只能由勘探单位独自完成全过程,而在监督不力的情况下,钻孔、孔的深度、土样、土工试验等方面都存在许多漏洞。此外,在现代工程地质勘察中,严格审查施工图和地质勘察成果也至关重要,只有科学合理的地质勘察工作,才能确保地质构成与实际施工相符合,以便精确地判断力学指标。
三、工程地质勘察中常用的勘察技术
(一)电法勘探
电法勘探通常观察观测点深度和电阻率变化,进而分析出岩层分布规律,普遍应用于勘测较厚岩层。近年来,很多城市应用了相对灵活的高密度电阻率法,该法能详细的对地质结构进行分类,有效勘测地下管道。一般勘测方法难以分清岩层分布规律,但电法勘探可通过电极装置勘测到大范围岩石分布规律,并分清岩层是否水平或轻微倾斜。此外,根据供电电极间的距离差异,可勘测不同深度岩层,而且通过不同电阻率,能了解不同岩层中详细的分布情况。目前,在实际地质勘察中,电法勘探已取得了一定效果,尤其是工程建设,而且随着科学技术的不断发展,电法勘探在工程地质勘察中将会充分发挥应有的作用。
(二)地震勘探
地震勘探主要有两种方法,即反射波法和折射波法,其原理是通过观测反射波或折射波时间场沿测线方向的时空分布规律,明确地下反射面或折射面的深度与地质构造形态、性质等,即利用地下介质弹性和密度差异,根据大地对地震波的响应,有效推断地下岩层的形态和性质。与其他物探方法对比,地震勘探精度高,深度可达数十米到数十千米,而且解释成果单一,但需要较高的成本。在覆盖层探测中,浅层折射波法具有一定的技术优势,能有效勘探隐伏构造、空洞等,并已取得良好的应用效果,但该方法极易受工程施工场地影响。此外,随着科学技术的不断发展,地震勘探分辨率逐渐提高,更加有助于精细研究地下构造,详细了解地层构造和分布,进而为工程建设提供有价值的参考依据。
(三)重力勘探
重力勘探是物探方法之一,指的是根据地壳各种岩体、矿体间的密度差异,通过地表变化对地质进行勘察的方法。该方法以牛顿万有引力定律为基础,具有受干扰小、精度高等特点,只要勘探地质体和周围岩体的密度差异,就能利用精密仪器明确重力异常,如重力仪、扭秤等重力测量仪器。
目前,重力勘探已在工程地质勘察中广泛应用,并取得了良好的勘察效果,而且结合拟建区地质和其他相关物探资料,可有效推断覆盖层下的矿体性质和地质构造情况,从而为工程建设提供切实依据。但是为了确保勘察效果的科学性、准确性,应用该方法时必须全面考虑拟建区天气、地形和振动情况。
(四)磁法勘探
在自然界中,岩石和矿石具有一定的磁性,可产生使局部地区发生变化的磁场,即出现地磁异常现象。通过采用相应的仪器可发现和研究地磁异常,从而有效研究该地地质构造,这种方法称为磁法勘探。磁法勘探是常应用的物探方法之一,可用于勘探矿产、工程地质等,目前该勘探方法已广泛应用于工程地质勘察,并取得了良好的地质勘察效果。在工程地质勘察中,磁法勘探的应用主要包括:进行地质构造分区,研究并确定断裂带、基底构造、破碎带等;划分各种岩土分布范围,如沉积岩、侵入岩、喷出岩、变质岩等,并进行区域地质填图。 (五)GPS技术
GPS技术又称全球定位系统,其在地质勘察中的应用突破了原来仅能在地面进行地质勘察工作的方式,是一种比较常见的地质勘察技术手段。GPS技术的工作机理是,在卫星上设置无线电信号发射装置,建立卫星导航定位系统,实际工作过程中,根据无线电测距交会机理,依据地面上三个及以上的控制点可将卫星的具体位置进行定位。同时,也可以依据三颗及以上的已知具体空间位置的卫星经地面接收机的具体位置进行定位。通过采用GPS技术,可快速精确的计算出接收机的实际坐标和准确度。此外,GPS技术这种高效、精确、快速定位能力在解决地质灾害、环境治理、医疗诊治等问题时得到了广泛的应用。
(六)GPR技术
GPR技术又称探地或地质雷达技术,在地质勘察中是一种短距离探测的工程地球物理方法,具有分辨率和精确性高等优点。其工作原理:地面发射天线将电磁波发射至地下,电磁波到达地下目标体后发生反射,回至地面接收天线上,将接收到的电磁波进行振幅、频率等方面分析和判断,从而可完成对地质体的特性、分布状态等进行综合性和准确性的评价。GPR技术具有自身分辨率高、数据采集和处理自动化、数据图像清晰、操作方便快捷等特点,广泛应用于查找隐伏断层和破碎带、探测基岩起伏状况和覆盖层厚度、浅层考古调查等领域。GPR技术在地质勘察中主要应用于探测水库防渗墙结构层、建筑物地下边坡裂缝探测以及城市地下管网分布和深度探测等方面。
(七)TEM技术
TEM技术又称瞬变电磁法,早期主要应用于探测航空物方面,在我国是一种新型的探测技术手段。随着其应用技术的不断改进和提高,现已广泛应用于地质灾害、环境勘测以及各种地质勘测领域。其工作原理:通过电磁设备利用回线原理,将脉冲电磁波传送至地下,同时观测二次涡流场变化,通过二次涡流场的变化情况分析地下物状况。若观测到二次涡流场或无规律化的涡流场时,则可判定探测区域内地下存有带电的非均匀地质体。
在进行TEM技术探测时,受地下电磁场影响,产生眼圈效应。通过分析眼圈效应,可对瞬变场的变化情况进一步了解,获取的相关参考数据有利于解决地质问题。当前,TEM技术实施方法主要有垂直磁偶源法和電偶源法两种,不同方法其应用范围不同,前者比后者应用更广泛。因TEM技术进行探测应用时,不受外界地质条件影响,并具有高敏感性等特点,因此在我国地质勘察中应用及其广泛。
四、结语
随着国家经济和科技水平的不断进步,国内信息化科技发展迅速,这为地质勘察技术的改革和创新提供了有利条件。在现代地质研究中,不断的引入先进的技术手段和设备,缩短了地质勘察的工作环节,提高了地质勘察的精确度。因此,在后期工作中,地质工作者应不断的总结实际工作经验,结合实际地质情况,运用新型勘察技术,获得及时、高效、准确的能源资源地质相关参数,为提高能源资源利用率和维持社会经济的可持续发展作出应有的贡献。
参考文献:
[1]邓康.勘探技术在岩土工程中的应用探析[J].科技资讯,2013,04:83+85.
[2]王晨芳.浅谈对岩土工程水文地质勘察的认识[J].黑龙江科技信息,2013,17:7.
[3]范建.关于工程地质勘察的探讨[J].科技与企业,2013,18:220-221.
[4]孙秋元.浅谈岩土工程勘察中质量技术问题[J].门窗,2013,09:84-85.