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我国煤炭地质勘查工作不断加强,聚煤盆地的综合研究工作不断得到深化。在华北、华东、鄂尔多斯盆地等多地域展开了盆地聚煤规律的研究,从盆地整体的高度上把握我国煤炭资源的聚集形式和规律。盆地地形中煤炭资源的研究让煤炭勘察工作更有保障。其中,《中国聚煤作用系统分析》建立了聚煤作用系统和系统分析方法,为我国开展聚煤盆地煤炭资源开发指明了方向。另外,东部煤田的勘探工作也取得了很大进展,《中国东部煤田构造和找煤研究》为实地的煤炭开采奠定了基础,东部地区煤炭开发翻开了新的一页。
(二)煤炭资源综合勘查技术
每个国家的地理位置和自然环境条件都是不一样的,所以煤田的地质特点也会有差别。这就意味着我国煤炭勘查一定要结合自己的实际情况,根据我国煤田地质特点,建立独具特色的煤炭综合勘察技术体系。煤田地质勘察最重要的就是提高勘察的准确率和精度。围绕这一目标,就需要不断加强对煤田地震技术研究,提高对煤炭勘查的准确性。三维地震技术在勘探工作中的应用就是一个最好的例子,这种技术成功的减小可误差,提高了勘探精度。这种技术把查明地质构造的准确率提高到了60%以上,同时突破了各种地形地质条件的限制,对煤炭勘探范围大幅度扩大。煤炭开采的钻孔技术业发展迅速,钻探装备不断更新,钻探工艺也进一步改进。各种新型装备和技术的应用大大提高了钻探的速度和质量,也使我国煤炭钻探水平达到了国际水平。
(三)煤炭和煤气层资源评价
要正确进行煤炭工业的宏观决策,建设大型煤炭基地,就需要对我国的煤炭和煤气层的资源有合理评价。我国完成的三次全国煤炭资源预测和《全国煤层气资源评价》,在我国煤炭工业规划和国民经济宏观决策中都产生了重大影响。
(四)煤炭地质勘查信息化及“3S”技术
随着科学技术的发展,工业生产的信息化水平不断加快。在煤炭勘探和开发中,信息技术的应用是发展趋势。从煤炭地质勘查到野外数据采集都要实现信息化和数字化,建立电子版地质报告,以GIS系统为平台,建立《全国煤炭地质工作程度数据库》、《全国煤炭矿产地数据库》,并初步形成《全国煤炭资源信息系统》框架。重视对煤炭遥感技术的应用。利用遥感技术对地质地形进行测量,绘制高精度地质地图。航测和地理信息技术也得到迅速发展,我国水利行业建成的“塔里木河流域水量调度管理系统”就是一个成功的尝试。这个系统采用了全数字摄影测量系统进行数字成图,充分利用地理信息技术。为了提高煤炭勘探的准确性,在煤炭勘探中建立类似的系统是很有必要的。
二、煤炭地质科技面临的挑战
我国的煤炭消耗水平在世界范围内是最高的,而且现阶段里对煤炭的依赖程度很高。工业生产基本能源原料都是煤炭,这就预示着在将来的发展中煤炭的供应量会紧密关系到经济建设的发展。可以预见的是我国对煤炭资源的消耗在将来工业生产中还会增加,煤炭资源的缺口也会越来越大。目前来看,我国的煤炭勘探和开发工作还相对滞后,地质勘探程度明显不足,如果这种现状得不到改善必定会影响国民经济建设。面对日益突出的能源问题我们必须要解决好下面的问题。第一,怎么样解决东部地区深层采煤问题;第二,解决中部地区由于盲目开发引起的环境污染和水资源破坏问题;第三,如何对西部地区的煤炭资源提高勘查的准确度和对聚煤盆地的认识;第四,如何对煤炭资源的开发管理实施有效的信息化管理提高煤炭资源管理效率。
三、煤炭地质勘查技术发展方向
煤炭资源勘探在新时期下要提高勘探精度,确保地质勘查质量,为合理使用煤炭资源做保证。在煤炭技术勘查上树立科学发展观,对煤炭开发实行可持续发展,重视煤炭资源综合利用。建立新的地质勘查机制,创新地质勘查技术,培养精干高效的地质队伍,努力把煤炭勘查工作做好。
(一)树立正确的发展思路
在以后的煤炭资源勘查中主要重视两方面的工作。一方面是煤炭勘查,加强煤炭地质基础研究,最大限度的发现新的优质煤炭资源;另一方面要以现代地质理论为指导,依靠高新技术,提高创新能力,从整体上提升煤炭的地质勘探能力和水平。
(二)明确主要任务
1.煤炭资源综合勘探技术。研究不同地形、地质条件下的煤炭勘查技术,确保对沙漠、黄土层、采空区等复杂地区的合理勘查和开发。加大对东部深部煤田地质勘查力度。进一步发展复杂地区条件下的三维地震技术应用,深化地震勘测技术研究,扩大该技术的应用范围。加强多元地质条件下的信息复合技术研究,建立高准确度地质模型,整体提高煤炭地质勘查精度和地质报告研究程度。加强煤炭地质综合勘探技术研究工作,在地震地质条件较好的地区应该仔细到3-5米的小断层,甚至是1-2米的小断点。如果是复杂地区,就应该达到现有简单地区的探测水平。只有这样才能在岩性探测方面取得新的进展,同时也让勘探精度显著提高。
2.展开煤炭资源评价。对全国的煤炭资源潜力和国家煤炭规划区资源都要有合理的评价。在这方面注意应用新的地质理论和评价方法。完成煤炭资源的总体评价才能对煤炭资源总体开发理清思路。清楚了煤炭资源分布优势、储藏状况、开发的难易程度,再在实际的勘探中合理利用,才能做到煤炭资源开发的科学规划。
3.加强洁净煤技术的地质基础研究。在煤炭资源利用中,洁净煤技术应该得到高度重视。就全球来看,各国的洁净煤技术都取得了比较好的发展,提高了对煤炭资源的利用率。这就要求在煤炭资源开发利用中将煤岩学、煤化学等基础理论与洁净煤技术的有机结合,了解煤炭形成的原理和过程。另外还要从地质-地球化学角度了解煤炭中有害元素的赋存状态,揭示煤的物质组成在煤炭资源开发中的迁移、富集、转化等物理化学反应发生的过程,为优化洁净煤技术,改善环境质量提供科学依据。
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2)图根控制测量。通常来讲,运用GPS-RTK技术所得到的坐标数据能够满足图根控制点的精度要求,因此经常运用于矿区的图根控制点布设。这种方法不仅快捷简便,而且具有较高的精确度。
3)地形测量。一般情况下,用传统方法进行地形测量时需要1:1000、1:2000、1:5000的比例,所以往往精度差距较大。而采用GPS-RTK技术不仅能够解决这个问题,数字化的测图还能从很大程度上提高测量地形的工作效率。
4)剖面测量。运用GPS-RTK技术对剖面进行测量时,集测、放、检、算于一体,并且还能够完成土石方的相关计算,简便有效。
5)其他相关应用。虽然全站仪在工程测量中仍发挥着重要的作用,但是由于其测量方法受到通视和距离等条件的限制,而造成产生设置测站多、劳动强度大、作业效率低下等问题,已经不能够适应较大范围内的地质勘查工作,因此,这种情况下就需要采用GPS-RTK技术,不仅具有智能化和多样化的特点,还能够进行记录、通讯、导航、计算等工作,为地质勘查工作提供了较大的便利性。
2GPS-RTK技术在地质勘查中的优缺点及相对应对措施
1)GPS-RTK技术在地质勘查中的优点。综上所述中,GPS-RTK技术在地质勘查中具有广泛的应用,主要是因为其具有诸多优点,如下:①GPS-RTK技术需要较少的控制点数量和仪器搬站数量,从而使作业速度快、劳动强度低,工作效率高。②GPS-RTK技术实现了厘米级的三维坐标,具有较高的精度,且得到的数据安全可靠。③与传统的地质勘查工作相比,GPS-RTK技术对于环境条件要求低,只要接收卫星信号和电讯数据传输正常,就能够实现快速的定位。④GPS-RTK技术具有强大的测量功能,其自动化和集成化程度高,无需人工干预便能够完成多种测量功能,这样就减少了人为误差,确保了工作精度。⑤GPS-RTK技术操作简单,具有极强的数据处理能力,在工作过程中,只要在设站时进行简单的仪器操作,便能够实现测量结果和工程放样。
2)GPS-RTK技术在地质勘查中的缺点和相对应对措施。虽然GPS-RTK技术具有许多优点,能够广泛应用于多种地质勘查工作中,但是毋庸置疑的是它也具有一些缺陷,其工作过程也会受到各种问题的限制。接下来,本文将根据GPS-RTK技术在地质勘查中的缺点相应的提出一些应对措施。①GPS-RTK技术受到卫星图形的限制。由于受到卫星图形的限制,所以在一段时间内被卫星覆盖时容易产生假植。解决这种问题的办法主要是通过重测比较法来进行弥补,即在作业前先对1到2个已测的地点进行检核,确定是否产生假值。②GPS-RTK技术在地质勘查中会受到天空环境的影响。一般在中午时,RTK技术容易受到电离层的折射干扰,因此出现初始化时间长等问题,甚至无法进行初始化而无法进行测量。因此,通常情况下放弃在上午11点到下午2点之间进行作业。③RTK技术的数据链在传输时容易受到高频信号的干扰,这种情况主要出现在地形起伏较高的山区或是城镇楼房密集的地方。解决这种问题主要是通过将基准站设置在有效半径控制范围内的中央最高点,使其远离磁场较强的地方。④在测量时GPS-RTK技术进行高程转化容易产生异常。我国有些山区的高程异常图存在较大的误差,因而使得GPS在进行高程转换时相当困难,精度也不准确,因此对于这种情况,应该在作业时尽量多地测量精度可靠地高程,并适当的缩小作业面积,确保高程测量本身的观测质量。
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2.1由于地质形态造成的问题:通常包括确定不明的地下物体、地下空洞以及岩石的分布形态和相关位置等。
2.2岩土参数的相关问题:需要对一些难以取到原装的岩石以及难于在室内进行实验的粗颗粒土、风化石以及残积土等。这些岩石的参数是比较难确定的。
2.3技术素质的问题:工作人员的专业素养和知识水平也会对岩石勘察工作产生巨大影响,一些工作人员缺乏基本的专业素质或者是技术交流能力,也是造成岩石勘察工作问题的重要原因。
3提高勘察水平的解决方法
3.1随着电子、电子计算机技术的飞速发展,近十几年来,工程物探专业根据弹性波理论、电磁波理论和电学原理发展了许多新的工程物探方法并相应发展了一大批集数据适时采集处理,软、硬件功能于一体的工程物探探测设备,它具有采样密度大、速度快、成本低、信息量大等特点。可以利用工程物探可连续加密测点的办法来获得连续的地质界面。从而有效的解决传统钻探手段以点带面划分地质界面时常带来的漏判、划分不准确等缺点;并且可以利用综合工程物探方法有效地解决传统勘察手段难于解决的诸多岩土工程问题,如地下不明物体、洞穴、软弱结构面、滑动面、断层、破碎带等在地下的分布特征、形态、埋藏深度、位置。并且可以提供许多工程建设所需的岩土动力参数和设计地震参数。相对传统的钻探方法,工程物探技术使用时受场地、地形条件的限制较少,具有节省时间、费用且勘探精度高等特点。但是,各种工程物探方法的有效性决定于它对探测对象的适用性,物探条件的适用性越强,解决问题的可靠的性越大,因此,为了有效地解决某些复杂的岩土工程技术难题,必须采用多种工程物探手段和钻探联合使用的方法,起到互相补充、互相验证的作用。合理地选择、运用工程物探技术与传统勘探手段相结合,无疑是解决岩土工程勘察中存在的主要问题的有效手段之一。
3.2加强室内、外测试新技术和施工检测、监测技术的使用,通过其所获得的数据和资料,经过分析、对比,建立它们之间的经验关系,并通过工程施工检测、监测所获取的实测资料反算得到的参数作为对比依据,确保所提供的岩土工程设计参数的可靠性。并达到解决那些采用传统勘探手段难于获取可靠的岩土工程设计参数等问题。此外,还可以利用土工离心模拟技术检查工程安全的可靠性;验证堤坝、边坡的变形和稳定性;解决建筑物浅基础的地基变形特征、破坏模式及极限承载力,桩基础的承载力和施工工艺对桩基础承载力及变形的影响;解决挡土结构的变形及破坏机理,土体与结构物之间的相互作用;了解动力工程、砂土液化、单桩和群桩在水平动荷载作用下的性状。
4针对我国岩土工程勘察提出的建议和对策
虽然我国岩石工程勘察技术得到一定发展但是仍然不能满足我国发展的需要,而造成这一问题的因素比较多,我国必须要结合自身发展实际选择正确的方式解决,主要从以下几个方面入手:
4.1要不断加强对岩土工程技术人员的培训,提高勘察人员整体素质;岩土工程勘察是一项专业技术工作,集多种学科于一体,近年来,随着勘察工艺和技术的不断发展,各种新的规范和标准不断更新,因此,岩土工程勘察人员必须与时俱进,提高自身的专业素质,以适应新时代的岩土工程勘察要求。在推行土木工程师准入制度的同时,要不断加强对勘察人员的培训,以全面提高其技术水平和专业素质。此外,还应该不断加强勘察市场的监管,推行勘察监理体制。
4.2要不断加强勘察质量的认证,健全勘察质量管理体系。建立专业的质量管理体系,设置以过程模式作为勘察标准的结构。而且要明确勘察工作的质量标准,通过过程方法对岩土工程实施PDCA的勘察管理方式,以全面提高勘察工作的质量及作用。
4.3对建设程序、市场勘察进行严格的规范,科学的建设程序应该严格坚持先勘察、再设计、后施工的流程。对于投资决策的工程,如没有科学的地质勘察资料,则不予报建。对于未按照地质勘察规范进行勘察的的工程不予报建。此外,还应该建立高效的市场约束体系。一方面加强国家和政府法律法规的监管,通过项目招投标制度和实际过程中对行为主体进行有效的监管;另一方面应该实行工程建设全程监理制,通过事前、事中、事后全程勘察的地质控制办法,以最大限度的避免建设过程中的地质问题,从而确保勘察有效,使建设投资效益最大化。
4.4定期进行勘察设备的维护和保养。随时掌握各种室外勘察设备和室内试验设备的完好性能,这是确保勘察工作有效进行的基础。对于现有的仪器设备应该定期进行检测,以确保其工作性能和状态,对于老化陈旧的设备仪器要及时更新换代。
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2.13D技术的应用
3D技术即为三维可视化技术,其实计算机数据处理与图像显示技术的综合体。通过3D技术可以在煤矿地质勘察过程中对地面以及地下的多种地质现象进行准确描述[2]。3D技术应用在煤矿地质勘察工作中有以下优势:1)3D技术具有强大的数据处理能力。当地质勘察人员在收集到大量数据资料后可以通过3D技术来对其连续性进行检查,从而判断数据的真实度;2)地质勘察人员可以通过3D技术来对地层现象进行解释,通过不同透明度的参数来分析地震反射率数据,进而在3D的空间里对地层现象进行解释,从而提高地质勘察的准确性。
2.2GIS技术的应用
建立三维地质勘察模型。煤矿地质勘察工作主要就是通过物理勘探等方式对探测对象地区的特点、地貌等进行分析调查,从而获得定量与定性的指标,通过文字或图像的形式表现出来。因此可以通过雷勇GIS技术来建立三维地质勘察模型,将地质成因、岩土性能等通过GIS空间分析功能抽象的展示出来,从而更加准确的准确矿床地体制边界。空间分析。在利用GIS技术对各项数据进行导入后对地层统计结果进行输出,获得煤矿地质勘察中所需要各项图标与数据图。根据勘察对象的地质体层特征利用GIS技术分析功能生成三维空间模型,从而判断岩体与矿床体边界。结果分析与结论。GIS技术在煤矿地质勘察工作中能够妥善处理众多问题。空间分析与索引技术能够处理信息处理与提取问题;空间数据库技术能够对数据进行录入、导出、统计以及搜索;并且GIS模型还能够将思维中的概念模型转变为预测评价模型,使得其更加直观形象[3]。
2.3数据库技术的应用
煤矿地质勘察过程中使用数据库技术一般体现在两大方面:第一,开发煤矿地质勘察工作信息系统。目前我国煤矿地质勘察工作所涵盖的内容十分宽泛,其中包括地面工程、地质构造、岩土特性等。这些内容中的数据之间都存在密切的联系,因此需要一个完善的信息管理系统来对其进行管理;第二,在煤矿地质勘察过程中众多数据的存储、分析以及展示都能够通过数据库技术来进行。
2.4高密度电阻率法的应用
高密度电阻率法是一种非直接性的勘察方式,其主要是通过地质体的物性来解释地质问题,其收集的数据容易受到各种因素的影响。因此其得出的结果需要其他直接手段加以验证。高密度电阻率法与地质勘察工作的点勘察方式不同,其是属于面勘察,因此其能够对地质勘察进行数据补充。高密度电阻率法经济高效、操作简便,勘察效果佳,获得数据简单易读。尤其是分布式高废止的高密度仪器能够在复杂的地表上完成地质勘察[4]。
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岩土工程勘察所涉及的基本理论主要包括土力学的理论、工程地质理论、工程力学理论等,这些工程理论都是一种半科学半经验的理论,很多理论是建立在经验的基础上的,如很多公式都是经验公式。岩土工程问题的解决过程实际上是在理论的指导下,岩土工程技术人员利用自己的工程经验,结合工程实际情况,建立相应本构模型,运用合理适宜参数,加上良好的判断力,解决问题的过程。对岩土工程技术人员来说,扎实的基础理论同丰富的经验、良好的工程判断力是同等重要的。在学习和运用理论的过程中,一定要注意隐藏在公式和规律背后的背景知识和真正实际内涵及其假定边界条件。而积累经验的过程可分为分析与预测现场观测对分析、预测和现场观测结果进行比较、分析、评估和总结3个过程,可见积累经验的过程也离不开理论的支持。笔者认为:理论与经验在岩土工程勘察中具有同等的地位,过分强调哪一点都是不合适的。笔者讨论此问题,目的在于目前很多岩土工程技术人员过分强调经验,而对理论的学习和运用不足,这种现象对岩土勘察技术的发展不利;同时用于对年轻技术人员的传、帮、带上,不利于年轻技术人员的成长,甚至会出现以讹传讹。
2、与设计沟通的重要性
《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)要求:房屋建筑工程在进行详勘之前,应收集附有坐标和地形的建筑总平面图,场区的地面整平标高,建筑物的性质、规模、荷载、结构特点、基础形式、埋置深度、地基允许变形等资料。在此笔者要强调勘察前与设计沟通的重要性,因为勘察成果的直接使用者就是设计人,在进行勘察前,勘察人应充分了解设计意图,弄清楚拟建物工程特性,这样勘察工作就能作到有的放矢、经济合理,提供给设计人最直接、最有用的勘察成果。如:现在很多高层建筑都带有裙房,这种项目在勘察前,必须要弄清楚设计拟采用的基础形式及联接方式;还有一些主体不高但跨度很大的建筑,采用柱基布置的勘探孔深度就与采用筏基布置的勘探孔深度有很大差别。所以必须要重视勘察前与设计的沟通。目前有的经营人员和技术人员对此认识不足,造成勘察项目的返工。笔者讨论此问题,目的在于提醒经营与技术人员重视承揽项目和实施项目时与设计的沟通。
3、注意各种等级的划分
在进行岩土工程勘察工作量布置时,应按相应的分级标准,确定项目的相关等级。如勘察等级、地基复杂程度等级、拟建物安全等级、重要性等级等。因为这些等级的划分直接决定了勘察工作量的布置,只有充分了解了各种等级,布置工作量时才能作到安全、经济、合理。
4、注意经济性
岩土工程勘察,应在满足规范、规程要求的前提下,用最经济的勘察手段和工作量实现勘察目的和任务。同时达到相同的勘察目的和任务,所用成本的多少,可从一定程度上说明技术水平的高低。针对当前岩土工程勘察现状,目前的勘察成本在一定条件下还是可以节约的。如:对“桩基础一般性孔深入到桩端以下3~5倍桩径,且不小于3m,对大直径桩不小于5m”这一要求,如勘察方案布置的一般性孔为50m,根据控制性孔资料,40m处分布有良好的桩端持力层且能满足桩基设计要求,项目负责人现场可将50m的一般性勘探孔调整为45m(当然按权限该上报审批的进行上报审批),这样就可节约不少工作量,从而达到经济的效果。再有土工试验项目的选取,也是一条实现经济勘察的重要途径,希望岩土工程技术人员予以重视。
5、重视规范、规程的学习
规范、规程是进行岩土工程勘察工作的依据,对勘察工作的目的、任务、评价等均提出了详细的、可操作的要求,岩土工程技术人员要重视对规范、规程的学习,充分了解其要求,这样在岩土工程勘察的过程中,就不至于出现诸如工作量布置不足、原状土样或原位测试数据不足、未划分抗震地段等问题了。另外规范、规程中的条文说明,技术人员也要认真研读,条文说明中有丰富的信息,对于提高我们的理论水平及正确理解规范、规程具有重要作用。
6、房屋建筑和构筑物岩土工程详勘的目的、任务
(1)查明勘察范围内场地原始地形、地貌,岩土层的成因、类型、深度、分布、工程特性和变化规律,分析评价地基的稳定性和均匀性。
(2)查明埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞、旧基础、孤石等对工程不利的埋藏物及其分布范围。
(3)查明影响建筑场地稳定性的不良地质作用(包括:岩溶、滑坡、危岩和崩塌、泥石流、采空区、地面沉降、场地和地基的地震效应、活动断裂等)和特殊土(包括软土、填土、污染土、湿陷性土、膨胀土、红粘土、多年冻土等)的类型、成因、分布范围、发展趋势和危害程度,并提出相应防治措施的建议。
(4)查明地下水埋藏情况、类型、补给及排泄条件,地下水位,水位变化幅度及规律;评价地下水(土)对建筑材料的腐蚀性。对基坑工程还应查明各土层的渗透性质,分析评价地下水的静水压力、动水压力及浮托力的作用和影响;预估产生基坑突涌、流沙(土)或管涌等地下水不良作用的可能性及危害程度,并提出相应的防治措施建议;提供基坑施工降水的有关技术参数及施工降水方法的建议;提供用于计算地下水浮力的设计水位。
(5)基坑工程还应查明基坑周边环境,提供基坑设计所需的岩土参数,分析评价放坡开挖的可能性和基坑边坡稳定性,适宜选用的支护结构类型及其稳定性,基坑开挖与降水对地基变形、周围建筑物和地下设施的影响。
7、结束语
使岩土工程技术人员理论与经验、细节决定成败、重视规范学习等方面能有所启示。抛砖引玉,不当之处,敬请批评指正。
参考文献:
[1]赵成刚,白冰,王运霞.土力学原理[M].北京:清华大学出版社,北京交通大学出版社,2004.
[2]GB50007-2002,建筑地基基础设计规范[s].
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岩土工程勘察工作能够为岩土工程建设施工方案的制定提供必要的基础数据,并能够帮助工程建设方制定合理有效的质量控制方案与措施,避免不良地质条件对岩土工程施工及未来的使用造成不利的影响,因而是岩土工程建设不可或缺的重要环节和先行环节。基于此,加强岩土工程勘察技术研究,积极采取有效措施解决当前所存在的一系列技术问题具有很大的必要性。
1 岩土工程勘察工作的目的和意义
岩土工程勘察工作的开展目的主要在于通过工程地质等相关学科的理论知识与技术成果的有效应用,并结合现代化勘察设备与手段,针对岩土工程项目的建设区域岩土结构特性、相关地质参数等进行采集和分析,科学地对区域内岩土结构未来发展变化的趋势进行预测,一方面指导岩土工程建设方案的制定与施工技术的合理选用;另一方面为各类可能发生的地质灾害的预测与预防提供必要的数据资料支持,是岩土工程建设不可缺少的重要环节。岩土工程勘察本身具有一定的复杂性与综合性,其所应用的理论知识与技术涉及地质、物理、化学等多个学科门类,且随着现代科技的不断发展,岩土工程勘察技术也在不断得到丰富和完善,当前岩土工程勘察工作主要包括原位测试、取样、钻探以及室内试验等内容。岩土工程勘察的方法有很多,一般可以根据工程实际情况、地质条件、测绘资料等合理进行选取。岩土工程勘察工作所获得的勘察数据与资料,能够有效地提高工程设计、施工方案的科学性、可行性,进而有效地提高岩土工程施工的质量,避免不合理施工所带来的质量隐患、安全隐患、成本浪费,提高对地质灾害预防的科学性与有效性,因而具有十分重要的意义。
2 我国岩土工程勘察中现存的主要技术问题
2.1 岩土分类、描述缺乏准确性
由于自然界中岩土生成与发展变化的特点不同,因而所形成的岩土类型也各不相同,对不同特征的岩土进行准确的分类与描述,对于岩土工程勘察而言是一项重要的工作内容,我国相关规定中对于岩土分类描述也提出了一定的规范性要求,但在实际的岩土工程勘察工作中,仍存在着岩土分类、描述资料缺乏准确性,勘察质量无法保证的问题,而失准或错误的分类与描述很可能会对岩土工程建设方案的制定与相关技术的选用造成负面的影响,进而导致工程质量问题及安全隐患的出现。
2.2 勘察工作存在一定的盲目性
岩土工程勘察工作虽然具有重要的意义,但是在当前许多岩土工程项目开展初期,由于对岩土工程勘察及相关数据资料收集工作缺乏有效的重视,勘察部门及工作人员对于勘察工作的目标并不明确,工作的开展具有一定的盲目性,许多工作内容的开展缺乏必要充分的材料依据,导致勘察工作开展的质量得不到保障,并且许多分析由于材料数据不足,导致分析结果准确性与可靠性不高,严重影响着岩土工程施工建设的质量,尤其对于地质灾害及不良地质条件勘察分析不到位,更容易导致安全事故的发生,造成严重的危害与损失。
2.3 野外勘察工作安排存在问题
岩土工程勘察工作大多在野外进行,并且可能会涉及各类不同的复杂环境条件,这也都可能会对勘察工作造成影响,需要在勘察工作开展前期做好准备工作,并能够在出现情况变化时及时采取有效措施进行变化与调整,这也增加了工作安排的难度与复杂性。在实际的野外勘察过程中,仍然存在由于前期准备工作不到位,临时应对能力不足导致的工作安排缺乏合理性的问题,加之一系列客观条件的限制,也导致了勘察工作整体的开展效率不高,许多勘察技术手段在实际应用中会受到条件制约而无法有效发挥作用,使得勘察数据资料等真实性与可靠性受到影响,而部分单位或个人出于解决成本或个人利益考虑,可能会对野外勘察工作中的部分环节进行人为简化,如减少取样数量,这就更加影响了勘察结果的准确性。
2.4 勘察技术方法选用缺乏合理性
由于现代岩土工程勘察技术手段与方法较多,各种技术手段在实际应用中的优劣势特点存在一定的差异,其适用范围也不尽相同。因此,在实际的勘察工作中应根据实际条件与工程建设的实际要求,合理地进行勘察技术与方法的选用,从而保证勘察结果的准确性。然而现阶段我国许多岩土工程项目的勘察工作中,仍存在着不合理运用勘察技术方法的问题,如为节约成本盲目选取经济性好但与工程实际不适合的勘查技术,为求方便一味采用便携式设备进行勘察,盲目根据经验进行技术手段选取而忽略实际地质条件,这些都会导致勘察结果数据准确性的降低。此外,由于对勘察设备装置等缺乏有效的养护,使用勘察设备装置时不按照规范要求进行操作,岩土取样后不及时送往实验室进行试验,对于各类测量仪器不按照标准进行校对,这些也都会影响到勘察结果的可靠性,并可能造成勘察设备装置的损坏,也无法发挥出其对于岩土工程建设的积极指导作用。
2.5 岩土工程勘察报告缺乏规范性
勘察报告作为勘察工作的总结性材料,保证其书写的规范性也是十分重要的。而在实际的岩土工程项目中,书写不规范的勘察结果报告依然十分常见,在报告的内容中,编制人员由于对工程状况缺乏详细的了解,而且未能明确岩土分析的重难点,导致忽视了对于设计与施工的建议及相关问题分析,并且严重缺乏分析数据的综合能力,未能将勘察和设计紧密结合在一起,导致勘察结果报告中出现许多漏洞。
3 造成岩土工程勘察技术问题发生的主要原因
3.1 对相关规定理解片面、不到位
我国目前在岩土工程勘察质量控制方面已经有了明确的规定,如《建筑工程勘察质量管理办法》,在规定中明确给出了相关勘察费用收取和业务承揽的具体要求,以实现对市场的规范性管理。然而由于许多项目的建设方与施工方,为了追求经济效益和施工进度,对于相关规定中的要求理解十分片面、不到位,不仅在岩土工程勘察工作中投入的时间和资源不足,并且急于获得勘察最终报告,而勘察单位未获得更多的利益与发展空间,不得不投客户所好,使得勘察工作工期被一再挤压,而为获得客户资源又存在着不合理降价的行为,使得实际工作资金十分紧张,这些也就导致了一系列勘察技术问题的出现,影响着勘察工作的有效开展。
3.2 勘察工作队伍专业性不足
部分勘察单位在工作队伍建设方面缺乏足够的重视,对工作人员的专业化培训十分不到位,并且没有建立完善的考核机制,使得一些工作人员专业技术水平达不到实际的工作需求,现场勘察作业过程中出现不规范操作,加之责任意识淡薄,不能够很好地约束自身行为,工作中应付了事,得过且过,对于勘察工作中遇到的问题无法有效应对和解决,甚至放任一系列地质安全隐患不管,这些都会导致勘察质量的降低。此外,由于专业化、高素质的人才缺乏,也使得勘察队伍整体的专业水平较低,工作效率不高,工作能力得不到有效提升,制约着勘察技术水平的发展。
3.3 缺乏完善的管理制度体系
部分勘察单位由于观念守旧,发展模式更新缓慢,在管理制度的建设方面也十分滞后,缺乏管理制度的有效约束,也无法实现勘察工作的高质量开展,内部工作人员态度散漫、工作不积极,缺乏自我提升与自我完善的意识,现有管理制度的执行落实不够严格,许多管理措施无法落实到位,为勘察工作中各类技术问题的产生埋下隐患。
4 提高岩土工程勘察工作质量的有效策略
4.1 着力提高岩土取样及原位测试工作的质量与水平
岩土取样和原位测试是岩土工程勘探结果的重要数据来源,也成为解决岩土工程勘探技术问题的重点。首先,测试数据是分析评价的基础,为分析评价提供了基本的参数依据,岩土工程设计计算的准确性和可靠性决定于计算模式和计算参数,计算参数比计算模式更重要;其次,岩土工程测试有较大难度,在钻探取样、样品制备过程中,总会有一定程度的扰动和受力环境差异,对测试结果影响较大。岩土体是非均质体,具有明显的各向异性,测试结果应具有代表性。
4.2 加强勘察队伍建设,提高队伍综合素质与专业水平
勘察工作队伍是执行勘察工作的主体,因此,勘察工作人员的综合素质与专业水平直接关系着勘察工作的质量,要想有效地提高岩土工程勘察工作的质量,应该着力加强勘察队伍的建设。首先,应建立科学的培训机制,对勘察队伍现有人员进行系统的专业技术培训,尤其针对一些拥有多年工作经验,但整体知识结构较为陈旧,对现代化勘察设备与技术掌握运用能力不足的老技术人员,应采取长效的专项训练,帮助他们优化知识结构,提升现代勘察技术水平与工作能力;其次,要建立科学的考核机制与激励机制,一方面对工作人员的专业水平进行考核与评定,以准确把握其能力素质水平,另一方面通过多种激励手段的共同运用,使工作人员能够自觉主动地进行自我提升,以此来实现勘察队伍整体素质与专业化水平的提升。
4.3 加强现代工程物探技术的合理应用
近年来,工程物探专业利用如电磁波理论、弹性波理论等发展出了很多新的工程物探方法,并开发出了与物探方法配合使用的具备数据采集,处理软、硬件功能于一身的物探设备,它具有采样密度大、速度快、成本低廉、信息量大等优点。这些物探方法以及设备的应用对于岩土工程勘探具有重要的影响。而且与传统的钻探方法相比,工程物探技术对场地、地形条件的要求较低,花费的时间、费用也较少,且具有良好的勘探精度。针对一些较为复杂的岩土工程技术难题,可以采用多种工程物探手段和钻探综合使用的方法,起到互相补充、互相验证的作用。
参考文献
[1] 贾男.关于岩土工程地质勘察相关问题的探讨[J].民营科技,2015,(4).
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②依据荷载试验进行确定运用荷载试验确定地基承载力主要是在现场进行原位测试,首先在载荷板上面分级加载,并且侧定各个级别荷载下的沉降量,然后依据P-S曲线来确定地基的承载力。
1.2压缩模量的取值
在详勘阶段,最为重要的变形参数就是压缩模量E。在进行岩土勘察的时候,一般都要求用土工试验来进行压缩试验以确定地基土体的压缩系数和压缩模量。由于构筑物具有不同的荷载压力,因此即使是同类地基土地,其压缩系数以及压缩模量并非是一个固定的值。通常勘察报告中多以100-200Kpa下的压缩系数和压缩模量值为主。但是这种计算方法和岩土土体的实际受力情况不符。第一,若构筑物的荷载力较大或者是采用的桩基础的工程压缩层的计算比较深,则压缩层下部的土体的荷载压力就比较大,在进行压缩试验的时候,就要计算不同荷载压力下的压缩系数以及压缩模量,以便于确定沉降估算值;第二,建筑地基基础设计规范》(GR50007-2002)中给出的公式E=(1+e)/a,a为土体的自重压力至土的自重压力与附加压力之和压力段的压缩参数,e为土体自重压力下的孔隙比,而不是天然的孔隙比,由于天然空隙比相对于自重压力下的孔隙比要大,因此用第一种方法计算的压缩模量要大于第二种方法计算的结果,则前者计算的变形量相对较小,偏向不安全。这就需要通过压缩曲线来明确自重压力下的孔隙比。因此在进行地基土地沉降估算的时候,在开始试验之前应首先明确工程竣工后地基土体不同土层的应力环境或荷载压力大小,压缩模量一定要选用与实际应力环境相对应荷载压力级别下的压缩模量。
1.3明确各等级划分
在进行岩土工程勘察的时候,需要依据工程的具体情况来确定相关项目的等级,以便于布置岩土工程的勘察工作量。例如对于勘察等级的划分、地基复杂程度等级的划分等。明确等级划分后才能科学合理经济的布置勘察工作量。
1.4勘察工作应符合经济性要求
在进行岩土勘察的时候,在满足相应规范以及勘察质量的前提下,应尽量降低勘察的经济成本,提高勘察的速度以及工作量。当前勘察工作的成本相对还是比较节约的。例如:在勘察的时候,一般要求桩基础的孔深在桩端以下3-5倍桩径处,且不能小于3m,若是最大直径桩则不小于5m。一般而言勘察方案布置的孔深为50m,依据相关规范标准以及现场勘察的资料,可以得知在40m的位置就分布着较好的桩端持力层,且能够满足桩基的设计要求,此时就可以将现场孔深由50m降至45m,这样就能既满足设计要求,又能节省一定的工作量,有助于实现经济效益。
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很多水利水电工程企业在进行水利水电工程地质勘察时,在设计基础上和施工基础上没有深入评价水文地质对岩土工程的影响,导致许多工程的质量受到威胁,造成下沉或开裂的的后果,因此,水利水电工程的勘察中一定要加强做好水文地质的研究和详细评价,提出预防及治理措施的建议。其对水利水电工程水文地质勘察中的评价内容有如下:从岩层、构造、地貌等方面阐述区域的水文地质特征及其一般规律,根据地下水的分布、类型、及其与地表径流的关系、水化学类型进行评价。应重点评价地下水对岩土体和建筑物及建筑物基础的作用和影响;对可能产生的岩土工程危害进行预测,并提出防治措施。消除地下水对工程建设的负面影响。水利水电工程勘察中还应根据建筑物及建筑物地基类型的需要,查明有关水文地质问题,进行选型,提供所需的水文地质资料。对地下水的天然状态进行查明,并分析预测地下水在人为工程活动中的会发生的变化情况,及对岩土体和建筑物的反作用。按地下水对水利水电工程的作用与影响,提出不同条件下的地质问题。
3水利水电工程地质勘察技术与应用
近年来,我国在水利水电工程勘察技术手段获得了飞速发展,从深度、广度及精度上都获得了巨大的进步,其主要的技术手段及应用如下:
3.1工程地质测绘工程地质测绘是运用地质学的理论和方法,通过野外调查和综合研究勘察场区的地形地貌、地层岩性、地质构造、不良物理地质现象、水文地质条件等,并将它们填绘在适当比例尺的地形图上,为下一步布置勘探孔、试验及长期观测工作打下基础。工程地质测绘的比例尺主要取决于不同的设计阶段。工程地质测绘使用的地形图必须是符合精度要求的同等或大于工程地质测绘比例尺的地形图。图件的精度和详细程度,应与地质测绘比例尺相适应。在图上,大于2mm的地质现象应尽量反映,宽度不足2mm的重要工程地质单元,如软弱夹层、断层等,要扩大比例尺表示,并注示其实际数据。地质界线误差,一般不超过相应比例尺图上的2mm。
3.2水文地质测绘水文地质测绘是通过对地质、地貌、第四纪冲洪积物、新构造运动、地下水的调查,填绘出水文地质图,查明勘察场区内地下水形成与分布的基本规律,在此基础上做出初步的开发利用远景评价,并对区内存在的水文地质问题等提出防治措施。
3.3工程地质勘探工程地质勘探是在工程地质测绘的基础上,进一步查明地下工程出现的问题和取得较深入的资料。主要有工程钻探、工程物探、坑探、遥感技术等。
3.3.1工程钻探。钻探是指为了鉴别和划分地层,用钻机从地表向地下钻进,在地层中形成圆柱形钻孔。钻探是水利水电工程勘察中最基础的一种方法,应用广泛。钻探通过钻孔采取不同深度的岩芯可直观地确定地层岩性,地质构造,岩体风化特征等,从而判断地质情况,查明地下水的类型。从钻孔中取出的岩石、土样可进行室内试验,用以测定岩土层的物理力学性质和指标。利用钻孔可进行工程地质、水文地质及灌浆试验、长期观测工作及地应力测量等。地质人员在钻探过程中应根据钻探质量要求,认真记录钻探中出现的各种地质现象;对于像砂砾石层、软弱夹层、滑坡等特殊地段,应选择合理的钻探方法以保证成果能够真实反映该地段的地质条件。
3.3.2工程物探。工程物探是工程地球物理勘探的简称,它是以地下岩土层(或地质体)的物性差异为基础,通过仪器观测自然或人工物理场的变化,确定地下地质体的空间展布范围(大小、形状、埋深等)并可测定岩土体的物性参数,达到解决地质问题的一种物理勘探方法。岩层有不同的物理性质,物探应用观测仪器来测量勘探区的物理参数,如导电性、弹性、磁性、密度等参数。工程物探主要有以位场理论为基础的重力场勘探、磁场勘探、直流电场勘探等,以及以波动理论为基础的地震波勘探、电滋波勘探等。
3.3.3坑探。坑探是指用挖坑方式观察地层地质情况的作业。其特点是勘察人员能直接观察到地质结构,便于素描,且准确可靠。对研究断层破碎带、软弱泥化夹层和滑动面(带)等的空间分布特点及其工程性质等有重要意义。坑探主要包括探坑、探槽、浅井、竖井、斜井、平洞等。由于坑探人员能够直接深入地进行观察,记录,揭示地质现象,且对地质体扰动较小,可以不受限制地采取原状结构试样,并可用来做现场大型试验,所以坑探在水利水电项目中作为一种辅助勘察手段被广泛使用。3.3.4遥感技术。遥感技术是通过对信息的分析、研究,确定目标物属性和相互关系的一种技术,它从远处探测、感知物体或事物而不直接接触目标物或现象而搜集信息,在水利水电勘察中也应用较为广泛。遥感技术根据遥感平台高度的不同,一般分为地面遥感、航空遥感和航天遥感共3大类。按探测电磁波的工作波段分类,可分为可见光遥感、红外遥感、微波遥感等。遥感技术优势:
(1)感测范围大,具有综合、宏观的特点(大面积同步观测)。
(2)信息量大,具有手段多,技术先进的特点。(时效性)。
(3)获取信息快,更新周期短,具有动态监测特点。(数据的综合性和可比性)
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引言:
岩土工程勘察的目的在于解决和处理建设工程中与岩土介质有关的问题,是建设工程中不可或缺的重要环节。各项工程建设在设计和施工之前必须按基本建设程序进行岩土工程勘察,岩土工程勘察的重要性和其质量的可靠性越来越为各级政府所重视。但是,在各级检查和施工图设计文件审查中,勘察问题仍旧突出。当前,施工图审查主要集中于房屋工程和城市基础设施,对为城市建设服务的勘察单位来说,既是促进更是考验。因此,将岩土工程勘察中常见问题加以归纳、分析,对其产生的根源进行了深层次的探讨,对提高勘察技术水平、保证勘察成果质量、减少勘察过程中的错误不无裨益。
1、岩土工程勘察中存在的主要技术问题
随着我国国民经济不断高速发展,众多基础建设项目和现代化超高层建筑物不断兴建,基础和基坑开挖深度越来越深,各种公共建筑物的建筑风格迥异,其平面和立面变化大,给结构和勘察专业带来诸多的新课题,采用传统的勘察方法和传统的勘察手段已经很难满足设计的需要,存在着许多急需解决的岩土工程勘察技术问题。这些问题主要有以下几个方面:
1.1岩土工程勘察技术中的地质形态及界面划分问题:在岩土工程勘察中,会面临着地下物不明确,埋藏位置及埋藏的深度难以确定,还有地下空洞和它的分布形态问题等都是在岩土勘察工作中需要解决的问题,另外,对于岩土体及岩石的风化程度界面划分、软弱结构及地质构造的判断和不良地质界面的确定等问题,界面的划分和地质形态问题均是岩土工程勘察所面临的技术问题。
1.2岩土参数问题:主要是那些难于取到原状岩土样和难于进行室内、外试验的岩土层如粗颗粒土、残积土和风化岩等。其岩土设计参数(承载力、变形指标等)难于确定。
1.3岩土工程勘察技术中的岩土参数及综合能力问题,在岩土工程勘察中所面临的岩土参数问题,主要有获得的原状岩土样品无法用于室内、外试验,因为这些岩土层出现了残积土、粗颗粒土及风化岩等情况,这样岩土的变性指标、承载力等设计参数就难以确定了。其综合能力的问题,主要表现为一些工程勘查技术人员不能对所勘察的室内及野外的原始资料进行有效地整理、分析及利用,同时还缺乏相应的去伪存真、归纳总结及补充印证的能力,对于建筑结构有关方面的设计知识也不懂,这就会常出现工程勘察目标的不明确,所勘察的资料无法满足相关设计的需要。
1.4技术素质问题:主要是勘察技术人员知识的广度和深度问题,勘察各专业缺乏内部沟通、技术交流,对各自技术服务的对象和技术发展状况不了解,导致碰到重大项目和复杂工程时束手无策,不知应采用何种技术方法和手段去解决所碰到的技术问题。
1.5资料搜索不全问题:不能有效地解决岩土工程设计与施工中的问题在岩土工程勘察规范中,明确规定要搜集带有地形及坐标的工程区域总平面图,建筑物的规模、性质、结构及荷载的特点,工程区域的地面整平标高,地基的允许变形资料等。但是现在的岩土工程勘察报告准备工作做的不到位,资料的搜集不够全面,对于工程的地面整平标高及结构形式情况不清晰,对于设计单位的工程勘查技术缺乏相应的要求。
1.6数字化勘探技术应用不够,在很多岩土工程勘察信息技术上,虽然有些地方应用了数字化系统,但某些环节的技术条件还不够成熟,跟CAD的设计软件接口不是很匹配,难以顺利对接,对于勘察资料不得不进行重新的数字化,这在一定程度上,影响了设计系统的推广应用。
2、岩土工程勘察中相关技术问题的解决措施
2.1岩土工程勘察中运用新工程物探法解决相关技术问题随着现代技术的发展,依据电磁波、弹性波理论及电学原理等发展起来了一批集采集处理、硬软件功能为一体的工程勘探设备,它具有样品采集密度大、成本低、速度快及信息量大的特点,能够运用加大测点密度的手段来获取连续地质界面的情况,这种物探技术有效解决了传统钻探技术所带来的划分准确及漏判的问题,这种综合性的物探手段还能解决遇到的诸多岩土勘探问题,像地下洞穴、不明物体、断层、软弱结构面的分布位置、形态、特征等问题,也能够为所需要的岩土参数及设计参数提供可靠的勘探信息资料,能够有效地解决岩土工程勘察中所面临的主要技术问题。
2.2加强工程勘查技术人员的综合素质及数字化技术的广泛应用对于岩土工程勘察技术人员应该加强他们的再教育及相关技术的培训工作,同时还应该加强数字化技术的应用,像数理统计、土压力、承载力的计算、地震反应的分析、受压层深度计算及渗流分析等,像加强室内、外探测技术及施工检测与监测技术的应用,并通过探测所得数据资料进行分析对比,并对它们建立起一定的关系,同时对获得的实测资料进行反算,来对比得到的参数的准确性,从而在工程设计时拥有更为可靠的设计参数。
3、岩土工程勘察技术的发展趋势
在岩土工程取样技术方面,其地质钻探技术、岩土取样技术等朝着标准化发展,混凝土的灌注桩取心技术也在不断的发展完善,确定岩土参数上朝着原位测试技术发展,并且非破损探物技术也有了很大的发展;对于岩土工程的地基处理上,原有的技术也在不断的翻新,并不断地有新方法被应用,现在常用的方法有砂石桩、CFG 桩、劈裂注浆、夯坑基础等,这些技术的不断发展都是勘查技术发展的主要内容。而且随着计算机的广泛应用,其数据库技术、测绘技术、网络通信技术、计算机技术及 CAD 技术等也被广泛的应用在岩土勘察中来,并且在不断的完善之中,它能够更有效地对岩土工程的地质及空间形态进行分析和预测,而且其勘察信息资料更为准确和可靠,数字化工程勘察技术还将会进一步的发展,并且与传统的岩土工程勘察技术相结合,对工程的勘察将会带来更便利有效地勘察成果。
结语:
岩土工程勘察作为一门应用科学和技术,在自身的发展中正经历着一个重要的阶段、并面临着新的挑战和机遇。随着工程地质岩土力学和土木工程等学科的发展,很多勘查技术问题已经得到了解决,可在实际的工作中依然有很多问题需要去研究与解决,要有效地解决岩土勘察技术问题,需要提高相关技术人员的专业知识及技能水平,同时加强新勘查技术和传统勘察技术相结合的应用能力,并且在相关建设制度及程序的严格执行下,对工程进行有效地勘察,推动着勘察技术向高精深方向发展,从而为工程建设带来巨大的经济效益及社会效益。
参考文献:
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引言:
由于我国地域环境差异很大,地质地形呈现多样性,即便是在同一区域,也会呈现岩土结构的不同;再加上我国城市化进程步伐的加快,已建建筑设施和待建的工程就会不同程度的相互制约与作用,这样,岩土工程勘察的难度可想而知。因此,岩土工程勘察问题与对策成为本文的基调。
1 当前岩土工程勘察中存在的技术问题
1. 1勘察工作量布置与《岩土工程勘察规范》要求不符
一是对于勘探点的布置和孔距设定随意,不沿建筑物周边线和角点布置;二是勘探深度和勘探孔及桩基工程钻孔深度不能满足要求;三是对一些条件下加密勘探孔有助于弄清埋藏物和夹层或透镜体的分布范围,但实地勘察却不进行加密勘探孔;四是天然地基与桩基同时可能符合的条件下而按天然地基要求确定勘探孔孔深;五是高层建筑场地勘察不考虑基坑支护;六是高层建筑裙房和仅有地下室的建筑场地不考虑抗浮设计的要求,不布置勘探点;七是不增加高层建筑的上部土层的原状土试样件数。
1.2 外业施工过程中的不规范行为
1.2.1勘察测试手段和方法的采用
在当前的岩土工程勘察中,由于多种因素的作用和影响,勘探装备、取土器规格等缺乏深入细致的了解,往往在实地勘察过程中,对静力触探装备未定期标定、贯入速率未严格控制,导致勘察数据失真,不能顾及当地的岩土特点进行相对应的措施,造成后续工程成本的提升。更有甚者,为了使本勘察单位获得最大的利益,只使用静力触探来替代全部的勘察工作,这样勘察测试手段的单一和不合理,不满足地基基础规范对地基评价要求。另外,在岩土工程勘察当中,还不同程度低存在其他问题,诸如在碎石土层中和未清除孔底废土的情况下就做标准贯入试验,高层建筑场地勘察不做钻孔波速试验,圆锥动力触探试验未连续进行等等,在此就不再一一列举。总而言之,在实地岩土勘察中,手段和方法的采用比较不规范,没有一定的勘察程序和勘察流程来加以约束和督查,就会造成勘察工作的随意性和投机性。
1.2.2 钻探操作
随着时代需要和发展,我国对工程地质钻探制定了相应的技术标准,明确规定了钻探操作规范,对鉴别地层和取样钻孔中的回次进尺要求适度,而在实地的岩土勘察过程中,一般地层和巨厚淤泥质土中分别达到2m和5m。
1.2.3 取样和原位测试
原状土试样要按照相关技术标准规定严格执行,不能间隔很长时间才进行贴签、封蜡和试验操作,这样往往会因土样失水严重而使液性指数、压缩系数、孔隙比、含水量和抗剪强度指标严重失真。另外,为了有效得到全面的岩土记录,不能漏登,也不能错位测试,而在一些粉土、砂层和卵石层中钻进时,由于采取质量不好的泥浆护壁使得泥浆浓度很难控制,进而出现塌孔甚至埋钻现象,造成漏登和错位测试,使得力学性质指标、原位测试数据、主要持力层与下卧层的原状土样不能符合设计和统计要求。
1.2.4 地层描述和地下水量测
野外地层描述要求对土特别是粘性土和粉土的状态、包含物、韧性、湿度、干强度、光泽反应、摇振反应等,而在野外岩土实地勘察中,很少进行全面详细的土层描述,仅仅描述其中几项甚至没有描述,使得土工试验结果与肉眼鉴定有较大误差。在潜水含水层和承压含水层同时存在的勘察场地地层中,需要对承压水头进行测量和分层量测水位,而实际却是没有予以测量,致使报告中无法明确地下水性质,只能提供混合型地下水位和水头。
2 岩土工程勘察中相关技术问题的原因分析
2.1勘察市场未能良性发展
目前勘察单位竞标中互相挤压,国家收费标准几乎成为摆设,可想而知,勘察工作质量下降也就不足为怪,出现不合理勘察手段和凭经验编写报告的现象。
2.2 岩土工程勘察技术水平低
传统勘察方法和勘察手段日益不能满足市场发展需求,勘察人员往往也缺乏建筑、结构设计知识,甚至欠缺逻辑推理能力。
2.3岩土工程专业人才趋于紧缺状态
部分勘察单位基于多种因素影响,雇用没有经过专业培训和教育的临时工来承担测试、取样、量测地下水位、土层鉴定与记录等工作,这就不可避免出现原位测试、基础设计参数不准确、地基评价力度不足等诸多勘察问题。
2.4 忽视地区研究
地区性勘察经验成果研究对于岩土工程勘察至关重要。而目前实地勘察中,往往只是基于工程点研究。如在高层建筑地基勘察中,采用箱基本已满足而采用箱基加桩基复合基础,其结果造成工期延长。
2.5 忽视工程与环境的共同作用
随着我国城市化进程的加快,城市建设空间趋于紧张,往往待建工程周围存在许多建筑物,这样工程建筑基础与地基共同作用及与周围环境的相互作用日益明显。但岩土工程勘察单位对此熟视无睹,以致出现设计和施工论证不足,造成很大经济损失。
3 岩土工程勘察中相关技术问题的解决对策
3. 1 建立健全勘察市场监管控制体系,使其良性发展
完善岩土工程监理体制,强化监督管理力度,有效遏制和清除勘察市场中的不规范操作现象。这就需要做到;强化勘察现场监管和控制力度,强化勘察合同审核与监理力度,完善勘察报告编写和检查过程。
3. 2 运用新型工程物探探测设备和工程物探方法
近年来,在弹性波理论、电子学原理和电磁波理论的理论支持下,能够提供精确的岩土动力参数的新型工程物探探测设备和工程物探方法相继应运而生。这些高新设备能够采取连续加密测点手段获得连续地质界面,具有采样过程迅速、采样密度和信息量大而成本低的优点,实现了实时采集处理与软、硬件功能的综合统一,有效解决了地下不明物体、破碎带洞穴等岩土工程难题。
3.3加大培训力度,提升勘察单位人员的工作能力
一是实施内部岗位轮换制度,以便加强资源共享和信息交流能力。二是建立规范的培训机制,实现定期与专业培训制度化。三是增强单位人员的计算机应用能力,能够熟练进行岩土工程的多种计算(如基坑支护设计计算、承载力计算等)和多种分析(如沉降分析、渗流分析)及岩土工程图件制作与治理模拟等。这样,使得岩土工程勘察人员的勘察能力和素质得到提高。
3. 4 强化地区性研究、制定地方性规程
虽然我国制定了统一的岩土工程勘察规范与准则,但基于我国地理环境复杂和地质地形多样性,加上地基的运动特性,使得不同区域的基土承载力相差悬殊。因此,有必要在岩土工程勘察规范的整体性指导下,加强地区勘察标准的规范。
4结语:岩土工程勘察是各项工程设计与施工的基础性工作,对于当前出现的岩土勘察问题一定要采取多种手段和措施加以综合治理,特别是需要社会的广泛参与和监督及政策监管,才能予以逐步解决岩土勘察问题。
参考文献:
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1矿山环境地质灾害问题分析
1.1常见矿山环境地质灾害问题类型
当前我国矿山环境发生的地质灾害,其存在的类型主要有以下几种:
(1)泥石流
在矿山环境地质灾害中,泥石流是比较常见的一种类型。泥石流的形成不仅会受到自然环境地质状况的影响,和矿山的操作也存在着极为密切的联系。随着矿山的不断开采,环境地质结构的松散程度不断加大,并且在开采过程中形成了大量的泥土,这就给泥石流的形成创造了外部条件。矿产开采形成的各种沟洞,会造成大量的雨水存积,也会对泥石流的灾害形成造成一定的影响。对于这种泥石流灾害问题,为了尽可能的降低其出现的概率,降低其危害性,除了在矿山的开采过程中加强控制,针对各种条件进行严格的处理之外,还应该重点加强矿山环境地质的勘查,全面及时的了解其相应的变化状况,预防和应对矿山泥石流灾害的发生。
(2)塌陷
对于矿山开采过程来说,塌陷也是极为常见的一种环境地质灾害。塌陷地质灾害的出现主要就是因为在矿山开采过程中,其内部的地质结构受到了较大的损害,甚至出现了较多的采空区,就会对相应的矿山地质结构稳定性产生一定的影响,当其承载体系出现了变故,也就会出现塌陷问题。针对这种塌陷问题,主要防治措施就是在矿山开采过程中严格做好支撑保护工作,避免稳定性受到干扰。
(3)滑坡
滑坡在当前矿山环境地质灾害中也比较常见。滑坡问题的影响也是极为恶劣的,对于相应人员的伤亡影响也比较突出,必须要在矿山开采施工中引起高度的重视。滑坡问题的出现也和具体的矿山开采存在着密切的联系,矿山不断开采影响到地质结构。
1.2矿山环境地质灾害问题产生的原因
对于矿山环境地质灾害问题的形成,其产生的原因和矿山的开采以及其它操作存在着密不可分的关系。矿山地质灾害的形成,很大程度上取决于施工设计以及施工设备的应用,部分工程队还有违规施工的情况,这些因素都极有可能导致矿山环境地质灾害,具体来说主要有以下两方面的因素:
(1)疏干排水
对于矿山开采来说,地下水是需要积极关注的一个方面,当前比较常见的一种措施就是疏干排水。疏干排水对于地下水的影响是比较大的,对于整个矿山结构体系的支撑效果影响也比较突出。通过分析近年来的实际工作情况来看,疏干排水质量会受到设备、施工计划以及山体结构影响,三点中的任何一个环节出现问题都会影响到疏干排水工作质量,进而会影响到环境地质结构的稳定性,就有可能出现各种地质灾害问题,是矿山开采中最为突出的一点。
(2)违规操作问题
对于具体的矿山开采操作来说,违规操作对矿山环境地质灾害问题的形成有一定影响。违规操作,主要就是一些非法采矿问题,尤其是对于私挖乱采现象而言,其影响更是极为恶劣。随着私挖乱采程度的不断加深,其对于环境地质造成的不良影响也越来越恶劣,也就更容易产生一些矿山环境地质灾害问题。
2矿山环境地质灾害勘查方法
2.13S技术的应用
在矿山环境地质勘查中,3S技术的应用是比较常见的,其应用价值也得到了较好的呈现。GPS技术主要就是能够较为全面的对整个矿山环境地质进行勘查分析,尤其是对于矿山环境地质的全天候勘查取得较好的勘查效果;RS技术主要就是指在矿山环境地质的勘查过程中,充分运用遥感摄像技术来进行具体目标的勘查,其最大的优势就是能够实现较大范围的勘查,进而能够提升其整体的勘查效果;GIS技术对于矿山环境地质勘查来说同样具备着极强的应用效果,其最大的优势就是能够针对整个矿山环境地质进行全真模拟和动态分析,能够更为有效的把握好相应的变化趋势,为后续矿山环境地质灾害的预防提供较好的信息支持。
2.2水文地质的勘查分析
对水文地质进行全面详细的勘查分析,能对具体的矿山环境地质灾害问题的解决提供帮助。对水文地质勘查工作来说,其最突出的方面就是应尽可能的对其岩土力学结构进行准确的判断。因为岩土力学结构的稳定性对于矿山环境地质灾害问题的预测来说极为必要。基于矿山水文地质和岩土力学的分析,通过试验的方法来进行预判。当前比较常见的试验方法主要有水质测试、含水层顶板渗透性试验、浸泡试验、淋滤试验、采矿引起周围地层渗透性变化试验、含水层吸附试验等,通过这些试验能够较好的对矿山环境水文地质进行了解,进而分析其承载力效果,针对可能会出现的各种灾害性问题有一个直观掌控,这也是勘查工作的重要目标所在。
2.3高密度电阻率法
在矿山环境地质勘查中,高密度电阻率法也是比较常用的一种技术手段。高密度电阻率法本质就是一种物探法,即针对矿山结构中的一些岩土进行相应的勘查施测,进而也就能够较好的提升对于整个矿山地区的了解。尤其是对于矿山的地质结构组成来说,通过高密度电阻率法能够得到较好的呈现,进而也就能够针对相应的地质灾害做出预防和控制。
3结语
综上所述,矿山环境地质灾害问题最为有效地一种控制手段就是加大勘查力度,综合运用各种勘查手段来提升人们对于矿山环境地质的了解,最终保障其能够把矿山环境地质灾害问题的影响降到最低。
参考文献:
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1职业发展通道建设的提出及作用
最近,笔者所在城市一家具有50多年历史的综合设计院,接连出现8名在该院任职高级工程师多年的专业技术人员(其中有2人在该院担任副主任工程师、主任工程师技术职务)辞职,跳槽到当地某新成立勘察设计公司并担任要职,4人任公司副总经理(1人为常务副总经理,1人兼任公司总工程师),4人任公司副总工程师。辞职的原因除了谋求个人更好的成长空间和发展外,也与该院专业技术人才队伍存在的问题分不开,主要表现在:专业技术人员层次结构比例严重失调,具有高级职称的人员偏多,上升空间较小,人才队伍发展后劲不足;职业发展通道单一,长期从事相同岗位工作,缺乏横向的流动调配和交流,如有的专业技术人员在同一部门或同一岗位上担任同一职务长达十多年,极易产生职业倦怠,影响组织生产效率,造成骨干技术人员流失。如何解决既有利于实现勘察设计组织长远发展目标,又不影响专业技术人员工作积极性,避免人才发展后劲不足和职业发展“一条路走到底”问题?笔者认为,建设多元化的职业发展通道不失为一个可以尝试的办法。
职业发展通道是一种对前后相继的工作岗位和经验的客观描述,展现某一种职业中,专业技术人员个人发展的一般路线或理想路线,它是建立在将职业角色放在一个不断变化和发展状态的基础上,为专业技术人员合理使用和拓展能力提供各种发展机会,包括确定某一职业进口和出口通道,职业的纵向流动通道、职业的横向流动通道等三个方面。专业技术人员的职业发展通道通常以工程技术类、项目管理类通道为主,企业管理类、市场营销类通道为辅。
建设职业发展通道,一方面,有利于勘察设计组织明确自身发展战略,规划专业技术人才队伍结构,合理安排专业技术人员的工作变动和人事流动,使个人在此过程中得到应有的锻炼,具备担任更高职务或胜任其他岗位的广泛能力,使专业技术队伍整体素质得到提升,从而更好地为组织创造更大的价值;另一方面,职业发展通道建设,强化了专业技术人员对自我职业价值观、需求、兴趣、目标和行为的认知程度,能使专业技术人员更加明确职业生涯发展的方向,更加清晰地认识到组织对个人能力的要求,从而能够自主地发展和提升自身的某些潜能。同时,对勘察设计组织中,部分天生具有某一方面才干的专业技术人员,科学合理的职业发展通道体系建设能将其放在合适的岗位上,根据个人的专长合理使用,为其提供更好的职业成长阶梯,促进其能力的发挥,达到人力资源的最佳效益。
2职业发展通道建设的主要内容
(1)归并职种,建立多元化职业发展通道
职种是指组织内部的职业种类,一般来讲,工作性质、职责和知识、技能要求相同或类似的职位,可以打破组织部门界限,全部归为一类,形成一种职种,勘察设计组织的职种一般可以分为企业管理类、工程技术类、市场营销类、工勤辅助类等。以职种为基础,建立多元化职业发展通道就是将所有的职位纳入到不同的职种中,每个职种根据其对组织的重要程度和自身特点设定层次,这样,专业技术人员不管是否在职位层级中得到提拔,只要在本职种内不断提高自身的任职能力和工作业绩就能获得晋升,其报酬水平就会相应提升,个人价值就可以得到实现,同样可以实现职业发展。
(2)设计职层,划分职级
专业技术人员的发展具有阶段性,其职业生源分为探索阶段、建立阶段、维持阶段和离职阶段,职业成长周期一般为20年左右。因此,需要在一个职种内按照职层、职级来确定员工的职业发展阶段。一般来讲,每个职种可以划为3-5个职层,例如基础层、骨干层、中坚层、核心层。确定职层之后,按照勘察设计组织的发展战略和业务模式,根据每个职种的职业要求,划分职级,职级是依据同一职种的从业人员所需专业知识的深度与广度、职业素质、任职年限、履职责任和管理职责等因素,结合该职种员工职业生源周期特点进行划分。不同职种的职级有所差别,职级设置要同职级晋升可能需要的年限相匹配,专业技术人员职业生涯周期较长,晋升年限较短,可以设置较长的职级。确定了职级就解决了每个职种的任职者在对应的职层上所对应的职业发展通道有多长的问题。
(3)设置任职资格,确定晋升办法
在确定每个职种的职层和职级之后,必须确定相应的任职资格和晋升办法,这是职业发展通道建设的重点,目的在于使组织能够清晰表达对专业技术人员的要求,专业技术人员可以比照自己的情况,确定自己现在大致处于职业发展的哪个阶段,与组织要求相比,还有哪些不足,自己下一步的目标在哪里。一般而言,专业技术人员的能力发生了较大的质的变化,其职业发展应提升一个职层,而只是有了小的量的变化,则可以提升一个职级。任职资格的设置具体应该包括学历、学习专业、工作经历、职称、工作业绩、注册执业资格等方面的内容,应做到容易判定和便于操作。每一个职层、职级的晋升应该做到适度适中,可以采取低职级全额晋升制和高职级差额晋升制办法。这样,既不影响专业技术人员工作积极性,满足专业技术人员职业晋升需求,同时又做到有升有降,体现竞争激励。
(4)制定跨职种转换的管理办法
职业发展通道建设的目标是追求组织需求和个人能力的最佳结合,专业技术人员因工作需要或个人兴趣除了可以在每一个职种进行纵向发展外,还可以横向发展,既可在同一职种内不同职位之间进行轮岗,又可在不同职种之间进行转换,如专业技术人员由工程技术类职种向企业管理类职种转换发展。对跨职种转换的专业技术人员,鼓励在具有专业继承性和相似性的岗位之间进行选择和转换,在有相应岗位空缺又不影响工作的前提下,可根据各职种职层任职资格及本人条件,经审核允许进入新的职业发展通道,从制度上避免专业技术人员“一条路走到底”。
3职业发展通道建设应注意的事项
(1)按照勘察设计行业专业技术人员特点,有针对性地开展职业发展通道建设
勘察设计组织大多是是从原来的各类设计所、研究院改企建制发展而来,承担着国家或地方大中型基础项目勘察设计和科研攻关工作,其员工大部分是由具有较高专业技术知识和技能的专业技术人员构成。专业技术人员工作独立性和自主性较强,就业能力突出,对报酬的要求不再认为是生活的必须,更追求对工作价值的认同,工作地位的尊重,工作变换与流动的个人职业增值,对个人成长和发展的需求愿望明显。勘察设计组织的生产设计工作与企业管理工作紧密联系,担负一定领导职位的技术人员既在从事管理工作,又要参与具体的专业技术工作,因此,在建立多元化职业发展通道的时候要注意工程技术类与企业管理类通道的转换对应关系,留够职业发展空间。专业技术人员的职业发展,不仅可以向组织中的管理者方向发展,也可以向组织中的专家方向发展,组织中的专家应该获得跟管理者同样的报酬、权限、地位和尊重。对专业技术人员的激励应该全面,除薪酬待遇与岗位价值要一致外,同时应该在出国考察、科研课题及经费申报、组织疗养、集体旅游、专家申报等方面对表现优秀的专业技术人员进行倾斜激励。
(2)及时开展专业技术人员职业性向和职业锚的分析工作
帮助专业技术人员清晰认识自己的职业性向,了解自身的职业锚倾向,有利于专业技术人员更好地开发自己的能力和潜质,增强职业发展的成功性和职业满足感,也有利于组织更好地实现发展目标。否则,个人的职业发展容易走弯路,组织的职业发展目标也将受到影响。以笔者所在单位一位道路设计工程师为例,该技术人员因设计工作业绩表现优秀,被单位提拔为分管项目生产的副处长,主要职责为协调生产项目完成进度及与业主等建设单位的对外联系,不再从事具体的勘察设计工作。然而,对外沟通协调能力并非该技术人员强项,从事该项工作也并非其自愿和喜好,这样导致该技术人员职业发展非常不顺,也影响到组织的生产项目完成。造成这种现象的原因是因为组织没有分析该技术人员的职业性向和职业锚,组织认为对该技术人员进行职位提拔是对其工作表现和能力的认可,希望其朝领导管理工作方面发展,该技术人员自身缺乏职业性向和职业锚判断等方面知识,认为这是组织的安排必须服从。最后,经对该专业技术人员职业性向和职业锚分析,对其职位重新进行了安排,调整为承担一定技术管理工作的副主任工程师,该技术人员的职业发展重回“正道”,最终成为行业内一名比较知名的勘察设计专家,设计项目屡获大奖,在个人职业发展取得成功的同时,也为组织迎得了荣誉。
(3)做好离职率分析评估工作,促进职业发展通道建设不断完善
离职率的高低反映了勘察设计组织内专业技术人员的工作满意程度和组织人力资源管理水平。专业技术人员的离职除正常的退休或组织裁员、辞退外,主要是专业技术人员个人单方面选择的离岗,如辞职、“跳槽”、调出等。根据笔者多年从事人力资源管理工作的经验,专业技术人员离职后,90%以上仍将从事原有的专业技术工作或者与勘察设计行业有关,转行的可能性不大,其去向大致有两个方面,一大部分是被挖或主动“跳槽”,前往民营或其他国有勘察设计单位担任高层或一定级别职位,这种职位原单位因机构级别、职数限制等原因而无法提供,还有一部分是“炒老板鱿鱼”,自愿辞职,利用在勘察行业积累的人脉及业务资源,创办勘察设计实体,在勘察设计行业单干。专业技术人员离职的原因并不主要是薪酬待遇问题,一个重要的因素就在于组织成长程度太低(受制于体制或机制问题),一大部分作为核心业务骨干的中青年专业技术人员职业发展处于“天花板”状态,如职称升到高级工程师后就难于继续发展,晋升空间受限,或者组织内高层次专业技术人才过多、“藏龙卧虎”,论资排辈现象又严重,导致中青年专业技术人员感到“出人头地”无望,在“职位不晋升,职业不成功”和“出人头地”传统观念影响下,此类专业技术人员随时都有流失的可能。因此,在建设多元化职业发展通道过程中,还需要对组织离职率进行定期分析评估和追踪,促使职业发展通道不断进行完善,构建能够有效激励专业技术人员的职业发展通道体系,完善薪酬待遇、绩效考核、教育培训、公平晋升等人力资源管理制度,更加迅速地回应专业技术人员职业发展中出现的困惑和危机,为专业技术人员创造更多的能力提升与发展机会,增加对组织的认同感和归属感,完美实现专业技术人员的职业发展。
参考文献:
[1] 孙伯瑛,祁光华.公共部门人力资源开发与管理[M].北京:中国人民大学出版社,2007.
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“勘查技术与工程”专业需要具有综合素质和先进技术的人才,毕业论文写作期间,要注重培养学生收集信息、应用英语、计算机编程和解释软件使用等能力。①查阅文献的指导。论文题目选定之后,学生需要了解相关地球物理方法的发展、研究现状及应用情况。在查阅科技文献过程中,教师对相关方向的现状及学生存在的疑问进行讲解和指导。②计算机应用的指导。在“勘查技术与工程”专业毕业论文撰写过程中,教师要安排一定的计算机编程和学习使用最新地球物理资料解释软件的工作量。将这部分内容和毕业论文有机地结合起来。对于计算机基础好、能力强的学生,鼓励他们独立编程,激发他们的创新精神。对于计算机能力弱的学生,则重点学习现有软件的使用方法和技巧。指导学生灵活运用广泛应用的办公软件对资料进行简单处理,比如运用Grapher、Surfer、Excel等的电子表格计算视电阻率等一些简单的处理。③地球物理资料解释和绘图技术的指导。在“勘查技术与工程”专业毕业论文撰写过程中,资料解释和绘制成果图示是论文的核心内容。指导教师要对这部分进行重点指导。指导学生写出明确的解释依据、解释思路、解释结果,并绘制出规范、符合要求并美观的图件。规范的插图和附图是“勘查技术与工程”专业毕业论文的重要组成部分,在论文写作过程中,教师要指导学生学习必要的专业绘图软件,能够熟练地掌握绘图技巧,做出能为毕业论文提供有效证据和支撑的图件。④论文写作的指导。在毕业论文的撰写过程中,指导教师要将资料解释部分作为论文的重点部分。不仅要有解释思路、解释依据,解释理论和解释结果的讨论,还要有规范的写作格式、规范用语、规范地引用图件,以明确各部分的逻辑关系。在论文的写作过程中,提高学生的科技写作能力。