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综合勘察技术在岩土工程中的应用探究

作者

李剑飞

身份证号码:370303199311107658

引言

岩土工程作为基础设施建设的基石,广泛涉及交通、能源、建筑等领域,其勘察结果的准确性直接影响工程设计、施工安全及运营稳定性。从跨海大桥的桩基设计,到超高层建筑的地基处理,再到地铁隧道的掘进施工,每一个环节都依赖精准的岩土工程勘察数据作为决策依据。

、综合勘察技术在岩土工程中的具体应用

1.1 工程选址阶段的应用

勘察阶段是开展岩土工程工作之先,综合勘察技术是其前期勘察的评估。遥感(RS)技术和地理信息系统(GIS)的联合技术有效地为大区域工程进行初步地质调查提供解决方案,卫星遥感影像资料解译能够利用较快速的方式来辨别区域地形、地貌、地层、岩性分布和断裂构造走向等宏观地质要素。工程勘测中,物探技术也起到了不可替代的作用。地震勘探(Seismic)技术根据地震波在地下介质的传播情况,对深部地层和构造形态进行探测,可以获取地下一定深度内的潜在断裂情况和规模,从而对潜在风险作出评估。一个在江上选建的桥梁,在考虑其选线时采用了浅层地震反射波法获取其河床下基岩起伏情况及断裂带分布,从而排除了桥址位选在地质条件较为复杂地段。

1.2 详细勘察阶段的应用

详细勘察阶段获取岩土工程参数,为工程设计提供详细的参数和依据,钻探和原位测试技术是其主要手段。钻探可以获得岩芯,观测直观地层岩性及结构构造,并通过室内土工试验确定岩土体的物理力学指标,比如密度、含水量、抗剪强度等。而原位测试技术在不破坏岩土体的性质前提下获得岩土体的物理力学指标,与钻探可形成互补,如标准贯入试验可以粗略的确定砂土的密实程度以及粘土的强度,静力触探试验连续测定土层的比贯入阻力,从而间接判断土的类别、强度等。

1.3 施工与运营阶段的应用

综合勘察技术是通过在施工和运营阶段实施岩土体与工程结构稳定性的实时监测。自动化监测系统通过集合位移、沉降、应力等各类传感器,可以对监测对象进行实时监测。分布式光纤传感技术可以对地下工程实施检测工作,在地下空间隧道、地下管线等工程建设部位均匀铺设光纤监测系统,对工程结构实施分布式监测,从而可以及时找到局部应力集中点和局部可能破坏点等位置,进而就可以及时采取防范措施。利用无人机巡检可以实现对工程建设区域进行宏观影像采集,及时发现地表裂缝、滑坡等地形地物缺陷,从而可以在事故发生后,对应急处理提供依据。各类监测技术协同配套构成了一种网格化的动态监测体系,实现对岩土工程施工与运营过程实时的动态监测。

二、综合勘察技术应用中的问题与挑战

2.1 技术层面问题

多源数据集成融合的勘察综合技术。勘察技术获得的不同形式的数据与信息存在较大差异,例如物探数据以连续的波形图或图像形式为主,钻探数据多是离散的数据样本和参数形式,数字化监测数据具有实时、动态等特点。有些勘察技术的应用范围存在局限性,目前工程建设中向深海、高山等极端环境发展,现有的勘察仪器设备和技术存在耐高低温、高压、高湿等局限性,无法满足极端环境中的勘察要求。

2.2 管理与人才层面问题

勘察行业缺乏统一的综合勘察技术标准和规范。不同地区、单位在勘察技术应用、数据采集与处理、成果报告编制等方面执行标准不一,导致勘察成果质量参差不齐,难以互认和共享。复合型勘察人才短缺是制约行业发展的重要因素。综合勘察技术涉及地质学、地球物理学、测绘学、计算机科学等多学科知识,要求技术人员既掌握传统勘察方法,又熟悉数字化技术。

2.3 成本与环境问题

高端勘察设备的采购与维护成本高昂。三维激光扫描仪、高精度物探仪器等设备价格动辄数百万元,且后续的校准、维修费用较高,增加了勘察企业的运营成本。对于中小型勘察单位而言,难以承担先进设备的投入,限制了综合勘察技术的推广应用。勘察作业对环境造成的破坏与污染不容忽视。钻探过程中产生的岩芯废弃物、泥浆废水若处理不当,会对土壤和水体造成污染;物探作业中的爆破地震勘探可能引发局部地质灾害,影响生态环境。随着环保要求日益严格,如何实现勘察作业的绿色化成为行业面临的重要挑战。

三、综合勘察技术应用的优化对策

3.1 技术创新与整合

加强多技术集成的勘察设备与系统研发。鼓励科研机构与企业联合攻关,开发集钻探、物探、监测等功能于一体的智能化勘察设备,实现多种技术的同步作业与数据实时采集。例如,研制具备自动取芯、原位测试和数据传输功能的智能钻探设备,提高勘察效率和数据准确性。建立多源数据融合分析平台与算法。制定统一的数据标准和接口规范,开发智能化的数据处理软件,运用机器学习、深度学习等人工智能算法,实现多源数据的自动匹配、融合与分析,生成直观、准确的三维地质模型和勘察成果报告,提升数据处理效率和成果质量。

3.2 管理与标准完善

制定综合勘察技术行业标准与规范。由行业主管部门牵头,组织专家学者和企业代表,结合工程实践需求,制定涵盖勘察技术应用、数据采集与处理、成果质量评价等方面的统一标准,规范勘察市场秩序,提高勘察成果的通用性和可比性。优化项目管理流程,加强各技术环节的协同。引入项目管理信息化平台,实现勘察项目全流程的数字化管理,从任务分配、数据采集到成果提交,各环节信息实时共享。建立跨专业技术团队协作机制,定期组织技术交流与沟通,确保各勘察技术环节紧密配合,提高项目整体效率。

3.3 人才培养与环境保护

推动高校与企业联合培养复合型勘察人才。高校应优化相关专业课程设置,增加跨学科课程比重,如开设地质大数据分析、智能勘察技术等课程;企业可与高校共建实习基地,提供实践机会,培养学生的实际操作能力。同时,企业内部应建立完善的培训体系,定期组织技术人员参加专业培训和学术交流活动,提升员工的技术水平和创新能力。研发环保型勘察技术与设备,减少环境影响。推广采用环保型钻探泥浆,研发岩芯废弃物资源化利用技术,降低钻探作业对环境的污染。探索非侵入式勘察技术,如利用卫星遥感、无人机航测等手段替代部分传统勘察方法,减少对生态环境的破坏,实现勘察作业的绿色可持续发展。

结语

综合勘察技术在岩土工程全生命周期中发挥着不可替代的重要作用,通过多技术协同应用,显著提升了勘察的准确性和效率。然而,当前该技术在应用过程中仍面临诸多问题与挑战。通过加强技术创新与整合、完善管理与标准体系、重视人才培养与环境保护等优化对策的实施,有望推动综合勘察技术的进一步发展,为岩土工程建设提供更可靠的技术保障,助力基础设施建设行业的高质量发展。

参考文献

[1]王珂.综合勘察技术在岩土工程中的应用探究[J].石材,2025,(06):42-44.

[2] 李世权. 智能技术在岩土工程勘察中的应用探究[J]. 智能建筑与智慧城市,2025,(04):168-170.