矿区的岩土工程勘察技术应用

牟晨

摘要：本文介绍了矿区岩土工程勘察中的主要技术，并以金属矿区为例阐述勘察方法的应用，分析了岩土工程勘察中的技术质量问题，论述了解决岩土工程勘察质量问题的措施，对矿区岩土工程勘察技术的应用起到一定借鉴作用。

关键词：矿区；岩土工程；勘察技术

1.引言

岩土工程勘察中包含众多内容，要确保岩土工程勘察数据信息准确，针对实际勘察工作的每一环节实施严加监管与控制，根据当前的数据信息做出科学分析，从而为后续相关方案与工程实施的正常推进提供有力保障。然而现今岩土工程勘察工作中，因为受到各方面因素的制约，导致勘察数据信息准确性明显不足，岩土工程勘察质量有待进一步提升。

2.矿区岩土工程勘察中的重要技術

2.1高密度电阻率技术

该技术是基于垂向直流电测深与电剖面法两个基本原理的基础上以常规电法作为基础，主要应用了岩土介质特点的不同。工作人员在具体开展勘察工作的过程中，向勘察区域施加电场，监控地下传导电流的实际分布状况以及与之发生的变化，获得较丰富的关于地电断面结构特征的地质信息，进而根据电阻率的变化情况判定岩土性质。

2.2多道瞬态面波法技术

该种勘察方法具有多方面优势，无须实施钻孔操作，计算过程较为简便，同时运用范围较广。利用该种勘察技术对岩土性质做出判断，主要是应用了波扩散及其岩土物理性质计算出关于岩土力学评价参数，从而给岩土工程的建设提供更加有力的保障。

2.3浅层分辨反射波技术

通过岩土勘察实践得知，介质波实际运用的不同可以获取各种不同的阻抗差异。换言之，反射波进入地下后会发生较为显著的变化[1]。尤其在遭遇体积偏大介质的过程中，反射波的振幅明显减小，然后根据现有资料对波幅进行分析与计算，更加精准的确立反射层各种不同的层次，反射波不断向下传送的过程中，需要利用相关勘察设备收集这些反射波，并做好记录工作。反射波在通过各种介质的过程中，传播途径产生一定变化，对这些变化予以分析可以更加准确地判断岩土的实际性质。相较于其他技术而言，该项技术具有多方面优势，如具有更短的波长以及更高的分辨率等，在不同的介质中传播并不会产生比较大的变化。

2.4岩土工程物探技术

第一，探地雷达检测技术。针对浅层岩土的探测，探地雷达检测技术具备较为显著的优势，该项技术采用高频脉冲电磁波针对矿区地质情况实施检测，可以精确地显示地下介质的层次和实际分布情况。该项技术具有多方面特点，如不会产生破坏，不会产生污染，勘察精准程度高等。针对相关技术的要求偏低，操作流程相对简单，且实用性很高。第二，CT检测技术。该种勘察技术实际发展时间尚短，近些年来才逐渐投入到矿区岩土工程勘察中，接受电磁波，并对其加以检测，实施成像分析，合理应用地震波的激发点和接受点实施综合分析。并可以结合地震波波形的实际变化情况随时进行监控与分析，同时兼具实时性和精准性的特点。第三，TSP检测技术。该项技术利用软件和硬件相融合实施检测。通常采用深度偏移的成像方式实施测量，具备极高的精准性，对外界环境具有较强的抗干扰能力，可以对距离相对较远的地方实施勘察，同时降低给环境带来的影响。

2.5地理信息系统

该系统也被称作GIS勘察系统，该项技术通常利用数据信息的对比和分析，合理地将实际矿区岩土勘察中偏差相对较大的数据信息筛选出来，提升了勘察的精准程度。该项勘察技术有助于地质数据信息的保存和输入，使GIS更加具有专业性。

3.金属矿区勘察方法的应用

3.1工程地质测绘

针对金属矿区具体地质测绘的范围，一方面需要结合工程项目的实际占地面积，扩大相应比例[2]。另一方面，也应根据工程项目的实际特点、岩土地基的基本要求以及设计中的要求做出划定。相较于初期设计而言，可研阶段的实际测绘范围较大，比例尺较小，但后期的工程项目施工图设计时期，测绘范围通常都是在工程施工现场内相对较小的范围中，而比例尺较大。具体研究内容包含如下几个方面：

（1）区域内工程地质构造。工程现场地质构造特点，特别是存在区域断裂带的地方要针对工程项目地质结构中重要节理裂隙结构的特征模型和地下水、可溶岩发育之间的关系进行分析；岩溶实际的发育程度和各类地质构造的关系；岩溶发育和工程结构之间的关系。

（2）地形地貌的特点。利用区域卫星图能够针对区域整体、地表水文网的实际分布特征划出地貌单元，地形高差以及地面坡度可以用等高线进行表示。

（3）岩溶地下水。探寻地下水的动力状况以及潜蚀作用，地下水和地表水的水力联系，塌陷以及土洞的关系，可以针对地下水水质、水位以及具体流向实施长时间的观测[3]。地下水在岩土空隙中流动速度相对较慢产生的冲刷力偏小。

3.2工程地质钻探

工程项目实施地质钻探主要是为了查探施工现场地下基岩实际状况，岩溶的具体位置分布以及发育情况等。实施地质钻探时，针对偏大的溶洞区域，容易出现卡钻、掉钻的情况，对工程钻探过程做好相应记录，以如实反映实际的钻探过程。利用相关测绘以及物探方式勘察地质存在异常的地方，采用钻探的方式针对地下岩溶的实际情况进行验证。另外，关于地质勘查过程中，孔洞布置的位置和孔洞之间的间距需要重点关注如下两个方面：首先，针对地质勘查点，不但要保证布点密度符合岩土勘探相关规范，针对一些特殊的区域，需要采用加密勘查的方式，勘探地下岩溶的大小以及实际分布状况，给后续处理方案的制订提供更多信息资料，例如，地下水位降低和地面出现的塌陷，地下水活动较为强烈的区域及其实际影响范围，非岩溶性岩层和可溶性岩层在位置上的关系，软土层以及上覆土分布范围及厚度不够均匀的区域等。其次，关于钻探深度，要严格按照工程项目建设规定的实际要求执行，同时需要对各种不利影响因素加以考虑，保证合理的安全系数。依据基础相关设计规范确定溶洞钻探深度，通常情况下，针对完整基岩，需要进入3m～5m，或是基础宽度的三倍[4]。对于那些比较重要或是运用年限多于50年的建筑更需要加深建筑基础。

3.3金属矿区工程物探

针对金属矿区的熔岩场实施地球物理勘测，通常可以应用高精度磁法、声波透视、地质雷达等方式进行勘探。若是一种物探方式无法达到相关技术要求，需要结合物探装置的特点及精度，可以同时使用多种物探方法，这样便可以获取更加良好的探测效果[5]。实际应用中，需要注意每一种物探方法的实际应用条件，工程项目施工现场的地质状况、水文地质状况等。

4.矿区岩土承载力及压缩模量的选择

在工程地质勘查中，岩土承载能力以及压缩模量是较为关键的问题，这些因素和建筑物的基础造型特点以及工程造价之间都存在着密不可分的关系。以某工程为例，关于粉质黏土场，选取压缩模量的平均值與最大值所计算出的承载能力最大差值约为200kN，通常情况也在80kN～100kN。因此，怎样选取岩土承载能力以及压缩模量值需要仔细斟酌，为了增加安全系数，承载能力和压缩模量通常选取最小值，相当于减小了矿区岩土本身的承载力数值，提高了基础性造价，分析其原因：首先，如今矿区岩土勘察方法众多，除却静力触探等原位测试方式之外，很多工程施工单位逐渐开始运用袖珍微型贯入仪[6]。为了符合相关规定的实际需要，针对同样的勘察现场采用多种方式，然而不同方法中所获取的矿区岩土力学参数也会有所不同，这些不同除机械设备以及仪器方面的原因之外，相关工作人员之于数据信息处理的原因也包含其中。针对那些可以查询到真正原因不够准确的参数将其剔除，然而一般情况下是很难查到真正原因的，需要运用多种方式，根据周围岩土勘察的资料，比照、研究与分析，选取出相对接近、符合实际情况或是在实际中已经运用较为普遍的数据。国内有一些关于地基基础相关设计规定，更为健全的规范也已经成熟。所以，开展矿区岩土勘察工作的过程中，需要结合现场的真实状况实施对应的规范，确保工程地质状况的评估更为真实且可靠。那种追求安全，有意降低选取相对较小的承载能力与压缩模量的方式是不够严谨的。其次，勘察企业所提供的矿区岩土力学参数，通常有着一定安全系数，但工作人员为了能够确保更加安全，往往会再次加大安全系数，导致真正进行运用的承载能力以及压缩模量通过了两次乃至更多次的降低。近几年矿区岩土勘察技术能力逐渐提升，勘察市场管理机制日益完善，以上问题渐渐得到了有效解决。提供更加精准的承载力和压缩模量，做好工程现场施工的监管工作以确保各种测试方式关于岩土实际承载能力以及压缩模量等参数准确，更加真实地对矿区岩土物理力学性质进行反映。

5.矿区岩土工程勘察质量问题的解决措施

5.1根据实际情况实施矿区岩土工程勘察

工程项目施工过程中，由于工程项目规模、施工现场环境等诸多方面的不同，矿区岩土勘察工作的具体内容和要求亦会有所不同。以高层建筑和商业建筑而言，建筑地基需要勘察更深的深度，施工质量要求也会更加严格[7]。对水源勘察而言，由于工程项目施工现场地形以及用途等方面因素的影响，在勘察安全系数和距离等众多层面也会出现较为明显的不同。由此可见，开展矿区岩土工程勘察活动时，应结合施工的实际情况，这样才能保证勘察结果更加准确，勘察的安全性与工作效率得到相应提高。

5.2重视矿区岩土工程勘察中数据信息的收集

矿区岩土工程勘察，涉及众多数据信息资料，要想规避因数据遗漏导致勘察结果的精准性受到影响，在具体实施勘察工作之前，首先针对勘察数据信息列出一个清单，根据清单内容收集相关勘察数据信息资料，并对其加以整理。具体勘察中，若是存在勘察数据信息和实际勘察不相符的情况，就应针对勘察清单在第一时间内做出完善，有效规避由于信息遗漏或是缺失给后续工作开展造成的影响[8]。同时，针对收集与整理的勘察数据信息，需要对其加以分析，以给勘察工作的开展提供更加科学的指导，确保勘察质量。

5.3采用更加先进的勘察技术

矿区岩土工程勘察中，勘察质量和勘察技术之间存在着密不可分的关系。为了能够获取更加精准的勘察结果，需要采用更为先进的勘察技术，物探技术、地质测绘技术等常见且先进的矿区岩土工程勘察技术。有了这些先进勘察技术的支持，矿区岩土工程勘察工作必将得到良好开展。

6.结语

总而言之，工程施工中岩土勘察占据十分重要的位置。然而国内由于岩土勘察技术发展时间相对较短，没有健全的质量管理体系，有关工作人员不论是理论知识，或是技术方面依然存在很多不足，因此具有广阔的发展空间。相关从业人员彼此之间可以进行交流，获取更多经验，提升专业能力，尤其对一些新型的勘察设备及技术要及时掌握其所涉及的相关知识，推动国内矿区岩土勘察的发展与进步。

参考文献：

[1]吴翊诚.谈我国岩土矿产工程勘察技术现状及其改进措施[J].江西建材， 2016（01）：236+239.

[2]张慧杰.岩土勘察在岩土工程技术中的应用[J].西部资源， 2018（01）：62-63.

[3]何霖.解析岩土勘察在岩土工程技术中的发展方向[J].工程建设与设计， 2018（16）：50-51.

[4]段富平.岩土工程勘察技术的应用与技术管理研究[J].绿色环保建材， 2018（09）：171-172.

[5]魏以顺.岩土勘察在岩土工程技术中的应用[J].化工管理， 2016（04）：150.

[6]高英武.岩土勘察在岩土工程技术中的发展研究[J].世界有色金属， 2016（09）：164-166.

[7]黄昊.基础地质勘查技术在岩土工程勘查过程中的应用研究[J].智能城市， 2020， 6（10）：53-54.

[8]林海娟.基于数字化的岩土工程勘察探索构架[J].智能建筑与智慧城市， 2020（05）：83-84.