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摘要:地质勘查工作作为一项基础性、先行性、战略性的工作,在我国国民经济中占有举足轻重的地位,随着2006年1月国务院《关于加强地质工作的决定》的颁布实施,地质工作得到了进一步加强,各地勘单位对技术人员的需求与依存度日趋加大。文章从地勘单位激励机制存在的问题为出发点进行探讨研究,进而提出合理有效的技术人才激励机制。
关键词:地勘单位技术人员激励机制
1引言
在由计划经济向市场经济转化过程中,从事地质勘查的地勘单位为适应市场经济的需要,逐步开展事改企与商业经营思维的改革和变迁。虽然逐渐实行企业化管理,但传统的事业型管理模式仍然束缚着地勘单位人们的思维模式,在一定程度上也阻碍事业单位的市场化进程。这种普遍存在的诸如管理者对激励机制的思想认识不够、激励制度不完善等问题,导致了地勘单位出现招人难、留人难与用人难的局面,所以建立合理有效的激励机制已成薪酬管理工作的当务之急。
2地勘单位技术人员激励机制存在的问题
2.1技术人员薪酬分配上未体现艰苦性
地质勘查单位92%以上的专业技术人员从事着野外技术工作,其工作环境比较艰苦,工作压力比较大。而在目前地质勘查单位实行的岗效薪级工资制中,从事一线野外技术人员没在福利及其他补贴上予以考虑,影响了野外技术人员的工作积极性和主动性。以前,面对地质条件复杂、自然环境恶劣的客观因素,在外的地质技术人员一次又一次出色地完成工作任务。但随着市场经济的发展和商业经济在中国经济社会的影响,技术人员工作环境的艰苦性却没有在收入分配上充分体现出来,造成技术人员心理不平衡,阻碍了地勘工作的顺利开展。
2.2薪酬分配上没有体现绩效业绩
由于单位领导与技术人员思想意识本身的原因,特别是作为从浓厚的计划经济背景下走出来不久的地勘类事业单位,平均主义思想尤为深刻,表现为:一是技术人员相互之间的平均分配,薪酬的差别基本只体现在野外工作时间与项目的工期长短上,而与技术人员的工作能力、工作业绩没有太大关系;二是反映在岗位工资制度的标准差距非常小,虽然在工资改革过程中引入效益工资起到一定的激励作用,但效益工资也仅与职位和职称有关联,而与实际绩效挂钩不够明显。
2.3技术人员的个人理想与用人现实存在差距
任何一名从事地勘事业的技术人员都有自己的理想和追求,他们都有自己的个人职业生涯规划,但在地勘事业单位中传统的“官本位”思想根深蒂固,造成一些技术骨干从主观上不愿留下从事艰苦的技术工作。这种技术人才的职业生涯规划与组织目标之间相互矛盾,在一定程度上造成了技术人才资源的浪费和内耗。同时从地勘单位的干部用人的实际情况来看,管理干部与技术干部之间存在着错位现象,使技术人才产生错误的职业生涯规划,不利于技术人才发挥其应有的价值。
2.4对专业技术人才的人力资本投入不够
地勘事业单位未能体现使用、培养和开发的核心环节,是目前地勘单位人力资源管理的一个明显特征。人员的进出、业绩的考核等具体事务占据了人事工作者的大部分时间,对人力资源的引进、培养、开发等缺乏长远性和系统性的科学规划,更未将人力资源的合理配置提升到单位发展战略的高度。部分地勘单位出现对职工教育培训投资力度小、培训形式单一或过程形式化甚至只使用不培训开发的问题,阻塞了技术人才专业提升的直接通道,也没有满足作为技术人员特有福利的更高层次的精神需求,降低了其工作的的主动性。
3地勘单位技术人员激励机制探讨
3.1科学配置技术人才队伍,充分发挥技术人才资源价值
要进一步健全高级专业技术人才的吸引、培养、任用机制。一是建立宽松灵活的人才引进机制,对地勘单位急需和岗位紧缺的专业技术人才坚持特事特办、减少环节,以各种灵活的方式利用专业技术人才的智力;二是建立多元一体的人才培养机制,根据专业技术人才成长规律和总队发展需要,推行以职业技能培训、职业资格培训等为主要内容的培养和培训体系;三是竞争择优的人才使用机制,努力使优秀专业技术人才脱颖而出;四是制订适应技术人员自身特点的职业生涯通道,让他们实现个人的人生价值。
3.2注重薪酬激励与精神激励、情感激励机相结合
作为地勘单位队伍核心的技术人员,在当前实行的项目经理制与承包制模式下,更多的需要发挥项目团队的作用来共同完成组织安排工作任务,而尽管物质需要是人们从事一切社会活动的基本动因,但有机地发挥基于团队考虑的绩效激励机制以及目标激励、工作授权激励、参与决策激励与荣誉激励等精神激励以及感情沟通、尊重员工等形式的情感激励的共同作用,更能在较高层次上调动职工积极性,其激励深度大,维持时间也较长。
3.3建立针对性强的具体激励措施
应建立能对地勘单位技术人员起明显激励作用的激励机制。一要建立差距较大的薪金制,实行效益工资与岗位工资相结合的工资制度。二要建立具体的奖励制度,除地勘单位统一设立的质量奖、安全奖与年终奖之外,可以依据广大技术人员设立重大勘查项目或找矿成果奖、技术革新(管理)创新奖并设置技术带头人等奖项。三可采用晋升激励制度,可通过建立通畅、明确的晋升渠道,为优秀技术人才构筑施展才华的舞台,为技术人才创造晋升的机会。
3.4完善绩效考核机制,讲求奖励效果
地勘单位的技术人员分布在技术生产与技术管理等不同岗位,其工作性质、内容与条件存在着很大的差异,所以应建立完善的绩效考核体系,同时量化的评价结果不仅为实施有效的激励约束机制提供了准确的依据,而且对于在地勘单位内部建立起职工“能进能出、能上能下、奖罚分明”的管理新机制创造有利的条件,从而实现对技术人才的激励。
高精度地震勘探技术
1地震采集技术
1)散射成像数值模拟技术
地震成像技术一直是基于有效波的反射能量,即反射波法地震勘探。在断层十分发育、地层破碎、高陡直立界面等复杂地质现象情况下,地表接收不到有效的地震反射,对地下复杂地震体无法成像,在这种情况下反射波法是不适应的[6]。因此需要利用新的成像方法———散射波成像[7-11]。在没能接收到反射波的情况下,仍有波的能量传回到地面,依然观测到波动的存在,这种波动是由入射波与非均匀介质相互作用而产生的散射波,它含有地下介质不均匀性的信息。不同尺度和不同组成的非均匀性会引起不同形式的地震波散射,可以从这些散射现象来反推这些非均匀性的分布和性质,即基于散射波来成像。在地层破碎、高陡、岩脉等复杂地质条件下,可利用散射波场的波动方程正演模拟技术进行三观测系统的论证和设计。在泌阳凹陷南部陡坡带高精度三维中,在波动方程正演基础上进行基于散射成像理论的数值模拟(反演)来描述边界断裂带的波场传播规律,进行道间距、炮检距、覆盖次数等采集参数的论证,实现了用散射波成像技术解决复杂的地质问题(图2)。
2)高精度激发技术
复杂地表区的地震激发主要任务是减少干扰波能量、增大有效波能量,形成具有反映地下地质体能力的有效波波场(如:较宽的频带、较高的主频和信噪比)。泌阳凹陷表层有基岩出露区、河流和农田,勘探难度较大,采用了岩石出露区钻井技术和河滩河床区钻井技术。(1)岩石出露区钻井技术岩石出露区或者薄层风化覆盖区,若使用高能炸药在一定深度下使震源药柱处在风化层之下的高速岩石中激发,能够获得较好的激发效果,但是在有风化层覆盖的激发点,使用的几种钻机往往是能打坚硬岩石的打不了风化层,能打风化层的又打不了坚硬岩石,给打井造成困难。通过对QPY-30型钻机的技术改进,使其打穿风化层后,再打入坚硬岩石2m以上,解决了这一困难,保证了好的激发效果。(2)河滩河床区钻井技术河流区表层为疏松的粗砂夹杂砾石层,在高速层顶界面以下激发,能量强、能有效增加下传能量、减弱激发产生的各类干扰。但河滩区钻机到位及钻井成孔困难,激发药柱很难下到高速层顶界面以下,若采用浅井组合激发效果差。我们开展了钻井成孔工艺研究,通过对固沙剂与泥浆粉进行不同配方的试验,最终选用混合型固沙剂作为钻井泥浆,提高了固井性能。并采用新型材料的专用钻头进行钻探,保证了激发药柱下到了高速层顶界面以下3~5m;在砾石的区域使用配备套筒的冲击钻机,通过“冲击套筒—取出套筒中砾石—下药”等环节,使激发药柱下到了高速层顶界面以下3~5m。钻井新技术的应用,使单炮记录品质有了保证。
2地震资料处理技术
通过攻关形成了高陡构造地区三维地震叠前深度偏移处理技术的方法,取得了较好的效果。
1)静校正方法深化研究
泌阳南部陡坡带近地表突出的特点在于,山不高(高差不到200m),但南北速度横向变化大,高达2000m/s之多,这给替换速度的选取带来很大的困难;断陷区断层与水平层接触关系混乱,该部位资料信噪比很低;断层发育,倾角达45°,断面波发育,成像混乱,此处的剩余静校正有很大的时变性;工区北部沉积环境相对平稳,用常规的折射静校正即能达到勘探的要求,关键是与山地的对接形成了很大的差别[12]。针对这些特点,首先采用初至波层析反演方法反演近地表速度,精确地描绘近地表速度的纵、横向变化规律;然后依据初至波层析反演结果,用波动方程延拓基准面校正消除由于近地表高速造成的非地表一致性静校正误差;最后进行多次剩余静校正迭代消除剩余静校正的时变误差,实现复杂地表条件下准确的静校正处理。波场延拓处理方法是按地震波在近地表的真实传播路径使波场准确归位,该方法充分考虑了波在近地表非垂直传播的实际情况,既可实现曲射线的变时差校正,提高剖面质量,又可使校正后的波场满足所在位置的波动特征,为叠前波动方程偏移奠定良好的基础(图3)。波动方程延拓的步骤包括了数据由地表下延至中间基准面,然后再上延至最终基准面的过程。然而,这个过程并不仅限于两个基准面,可以包括更多的基准面,这取决于近地表的复杂程度。当然,基准面过多会增加计算成本和时间,但可以提高计算精度。图4为L30线采用不同静校正方法的L30线叠加剖面,比较而言采用波动方程延拓基准面静校正方法效果较好,南部大断层附近信噪比明显得到提高。
2)叠前偏移成像处理技术
针对凹陷南部陡坡带边界大断裂的存在,基岩速度较高,而凹陷内部断裂下降盘的沉积岩速度相对较低,存在速度的横向变化的特点,采用了在取得较好的叠前时间偏移成像及较准确的均方根速度的基础上,进行层速度模型构建及克希霍夫叠前深度偏移处理方法,收到较好的效果。(1)Kirchhoff叠前深度偏移Kirchhoff叠前深度偏移被认为是一种高效实用的叠前深度偏移方法,积分法具有高偏移角度、无频散、占用资源少和实现效率高的特点。它能适应变化的观测系统和起伏的地表,优化的射线追踪法和改进的有限差分法能够在速度场变化的情况下快速准确地计算绕射波旅行时,从而使积分法能够适应复杂的构造现象。近年来,解决真振幅偏移问题就是偏移地震数据得到真正的振幅和相位信息,从而为岩性解释服务。由于积分法具有许多优点,因此研究克希霍夫型保幅叠前深度偏移具有很高的理论价值和实用价值。(2)速度-深度模型建立方法克希霍夫积分法叠前深度偏移的关键是速度模型的建立。在泌阳凹陷南部陡坡带叠前深度偏移处理中,应用了速度-深度模型建立方法。为了获取高精度的速度-深度模型,采取了以下处理步骤:①借助叠前时间偏移的准确均方根速度建立深度域初始速度模型,得到长波长速度场;②利用叠前深度偏移的速度对模型细化。③利用网格层析成像技术进一步微调短波长速度场,得到高精度速度模型。传统深度域速度模型的建立,一般基于沿层速度分析,即首先在时间偏移数据体上解释层位,然后通过各种不同的方法求取目标层的层速度,最终得到大套层的速度模型。利用垂向速度分析得到时间速度对,通过样条插值和反演,产生速度模型。这种建立模型的方法充分考虑了构造信息,如构造倾角和方位角;最终得到的模型是有限差分网格化模型,是一个连续介质模型而不是大套地层模型[13-16]。经过以上的速度分析后,可能还有一些局部速度误差需要微调。利用网格层析成像技术,即根据剩余速度,全局修正速度模型。层析成像修正速度后,一些短波长的速度误差得以调整。(3)陡坡带高精度三维处理效果高精度三维处理后的剖面(图5)边界主控断裂面反射清晰,归位准确,信噪比、分辨率整体上有明显提高,尤其是深层系资料有了明显改观,波组特征明显,为南部陡坡带的深层勘探提供了可靠的地震资料。
3地震解释技术
1)三维可视化解释技术
三维地震数据可视化就是将每个数据样点转换成一个体元,即带有近似的面元空间和采样间隔的三维像素。每一个体元都有一个与三维数据体相对应的值,这样每一个地震道都被转换成一个体元柱状体。每个数据体都可通过调整颜色和透明度等参数,突出显示目标地质体,并在同一窗口一次完成锁定层位、体元追踪等可视化解释工作。三维可视化地震解释技术通过对地震数据应用不同透明度在三维空间地下的地震反射率做直接评估,立体可视化假定地下界面的反射率是地下界面的三维模型,实际上,它是三维空间中的构造、地层及振幅综合特性的反映,无论做三维的区域分析,还是特定目标体评价,都可以通过调整“透明度”来实现。因此对三维地震资料沿层振幅可视化,可以确定断层的空间展布及断层的组合形式,使断层的解释更合理(图6)。
2)利用地震属性预测储层
三维地震资料包含了丰富的地震信息,这些地震信息在不同程度上反映了地质储层的各种物性特征[17]。利用地震数据通过不同的计算手段提取各种不同地震信息,并通过单项地震信息或多项地震信息的综合分析,从不同角度对地震资料进行细致的解释和推断,以揭示有利储层的空间展布、地层岩性变化以及含油气性,同时据此还可推断由断层或裂缝引起的原始地震剖面上不易被发现的地质异常现象及油气分布情况[18-22]。根据泌阳凹陷南部陡坡带扇三角洲储层沉积特点,结合地震相反射特征和沟扇对应地质理论,应用三维可视化解释技术确定储层在三维空间的展布范围、地震属性参数判识砂砾岩体的发育规模[23]。
勘探效果
在泌阳凹陷陡坡带中段栗园地区,通过三维地震资料高精度采集,CDP面元20m×20m,利用地震测井和VSP测井资料开展高精度三维资料处理与解释,资料质量得到明显改善,落实了边界断裂带构造特征,为精细落实构造、岩性圈闭奠定了基础。利用叠前深度偏移剖面(图7)和时间切片(图8)解释,认为栗园地区构造背景为由NE-SW向的边界断裂向深凹陷倾没的鼻状构造,构造长约3km,宽约3km,面积约9km2。构造发育史分析发现:该构造是由南部边界断裂在廖庄组末期发生反转而形成的,构造形成时间较晚,且仅在浅层发育。由于边界断裂长期的断陷活动对深层油气藏的破坏,造成深层油气沿断层向上运移,在浅层圈闭中形成一定规模的浅层次生油气藏。储层预测及沉积体系研究表明,该区发育一中小型砂砾岩体,呈NW向下倾展布。砂体中浅层系呈舌状体展布,深层系呈扇型体展布。综合分析认为该区砂体与构造具有良好配置,是油气聚集的有利场所,2008年在该鼻状构造钻探B304、B315等井,相继钻遇大套油层,新增探明石油地质储量800多万吨,取得了良好的勘探效果。
串联去噪方法
为消除金属矿多源噪声,本文将其分解在不同物理空间域内,针对噪声类别设计不同物理域去噪方法,加以串联多级衰减。而如何选择合适的去噪方法,以及确定合适的顺序,是串联去噪的关键。对于金属矿区中的强线性干扰进行串联去噪,采用(1)式[12]将时--空域u(x,t)地震数据变换到f-k域。其中,U(k,f)为地震信号的f-k谱;k为圆波数,为2πk0;波数k0为1/λ,λ为波长。对于面波来说,其能量集中在低视速度范围,有效信号往往在高视速度段,将面波能量集中的部分置为零,并反变换为时----空域信号u''''(x,t)。此过程并不能将所有面波、直达波等线性干扰全部压制,虽压制了大部分强线性噪声,仍有部分干扰。处理后,采用(2)式[6]将u''''(x,t)变换到Radon域。其中,m(τ,q)为Radon变换域数据;x为偏移距;φ(x)定义了Radon变换曲线的曲率;q表示曲率的坡度;τ是时间截距;t是地震数据的双程旅行时。当t=τ+px时,(2)式化为线性Radon变换(τ-p变换),此过程将剩余的线性干扰能量集中于零偏移距截距时间、视速度为p的Radon域内,将这部分能量切除,再将其反变换为u″(x,t)即可。基于反演理论的Radon变换技术,在压制线性干扰的同时,还有压制随机噪声的作用,大幅提高了地震信号的信噪比[7]。通过两种去噪技术处理以后,大部分干扰波已被压制,但仍存在一定的随机噪声与散射噪声,采用近年来引入地震的Curvelet变换进一步衰减,为适用于不同尺度金属矿体引起的噪声,笔者设计了Curvelet--中值滤波组合变换法压制剩余的随机噪声。Curvelet—中值滤波法是利用Curvelet变换把地震数据分成不同频带,对每个频带分别做中值滤波,将各个频带的滤波结果加到一起得到整体滤波的结果。Curvelet变换中的尺度参量j表示数据的不同频带,随着被处理数据的变化,尺度参数j的值默认为(在不确切设定j时)。其中,M、N是被处理数据的行数与列数;ceil表示向小取整[10]。对于不同尺度金属矿体引起的地震数据噪声,在低频尺度设置较大的中值窗口,高频尺度设置较小的中值窗口,以达到最佳的去噪效果。多域串联去噪技术在不同的域内对噪声逐步进行压制,相应资料的信噪比逐步提高,最终记录上信噪比显著增强,从而有效地解决了金属矿低信噪比问题。与普通去噪方法相比,多域串联去噪的针对性和适应性更强,去噪更彻底,多种去噪方法优化组合,以达到比传统方法更加优异的去噪效果。
实际地震数据处理
本文所用的原始数据为金昌镍铜矿集区地震原始单炮记录。金昌白家嘴子铜镍矿田位于甘肃省金昌市境内,河西走廊的中部。矿区地表为地势平坦的戈壁滩,海拔为1500~1600m。该矿田位于华北地台阿拉善地块西南缘的龙首山隆起上;该隆起南接祁连褶皱系走廊过渡带。从图1中可以看到原纪录中存在较强随机噪声及很强的上倾规则干扰(靠近铁路引起的固定视速度干扰),大部分有效信号淹没在这些强干扰下。本文采用的串联去噪处理结果如图2-4所示。串联去噪第一步采用FK域滤波(图2),对比原纪录,大部分强固定视速度干扰波压制得较好,但记录中仍存在较多缓倾角短轴干扰以及一些随机噪声。串联去噪第二步,经Radon变换(图3),此过程消除了上倾的强噪声,恢复出了大部分有效反射波,地震信号的信噪比得到明显提高,仍存在部分随机噪声。串联去噪第三步,经Curvelet域组合变换法压制噪声方法处理单炮记录(图4),剩余的随机噪声已基本消除。为加强去噪效果对比,按照徐明才[1]介绍的去噪方法(频率域去噪,视速度滤波等)对图1所示的地震记录进行了处理,得到的去噪结果如图5所示,大部分噪声已被压制,但仍有部分随机噪声与线性噪声残余。对比徐明才综合去噪法(图5)与串联去噪法(图4)处理结果,后者剖面质量有较大改善,前者剖面中方框所示的浅层反射同相轴混叠噪声与远偏移距处成团噪声在后者剖面中已得到压制。从叠后剖面上看,徐明才法叠后剖面(图6)与串联去噪法叠后剖面(图7),后者整体信噪比明显提高,图6中细小的干扰波在图7中都已消除;对比其细节,即方框所示的几处位置,本文方法处理过的同相轴更加连续,矿体上顶界面更加清晰,为下一步的地质解译提供了较好的数据来源。
[关键字]岩土工程 勘察 问题 技术的应用
[中图分类号] TU195+.3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-4-131-2
随着国家的进步,社会、科技的经济不断快速发展,高层建筑物的不断兴建,从而对工程建设队伍的竞争压力与技术压力的不断扩大化,岩土工程的勘察越来越受到外界的关注,从而国家对岩土工程的勘察技术规范要求也越来越严格。工程施工前对施工现场地质条件的勘察尤为重要,应明确了解不良地质导致的灾害问题的发生,应做到精心、仔细、严谨、高端的勘察,为提高工程的投资效益和工程的质量保证,所提供资料的真实性、完整性、精确性、技术性等的质量保证。
1 对岩土工程勘察过程中存在的技术问题的分析
1.1 岩土工程勘察技术现状的分析
随着我国岩土勘察事业的不断发展,其竞争压力越来越大,在每一项勘察方案中的编制和报价都是对于施工企业实际所需的现状进行总结,而一些勘察企业因各种原因接受报价低于自身勘察报价的业务,施工企业因价格较低的问题不愿对勘察设备和勘察手段的更新,对勘察后的数据无法保证其精确性,更无法保证勘察的质量,从而影响了施工工程的质量。
比如某业主托某勘察企业对住宅小区进行岩土工程的实地勘察,设计部门根据勘察企业提供的勘察资料对住宅的基础施工图进行了设计并提交,在进行实际工程建设时,地质有软土层的存在与所提交的勘察设计图不相符,开发商要求勘察企业对其再次勘察,这样不仅致使施工时间的增长而且又增加了投资。严重时还会导致各种纠纷的发生。
1.2 存在技术问题的具体表现
笔者通过对岩土工程勘察技术现状的分析,结合自身的工作实践,认为当前在岩土工程勘察过程中仍存在这样或那样的技术问题,但主要体现在以下几个方面。
(1)在地层界面划分过程中存在的技术问题
经过实际的勘察,桂林的土层属于岩溶发育的,地层中软土及溶洞分布较多,由于勘察队伍的勘察手段不先进,致使勘察的精度不高,对土层无法做到最精确的定性、定量分析,导致数据的偏差。这便要求勘察队伍在对实地进行勘察时,对地质的构造及软弱结构面的判定,对不良地质界面、空洞、溶洞等及其他不同地质形态、埋藏位置与深度的确定。
(2)勘察精准度有待进一步提升
在岩土工程勘察报告中,我们经常会发现其勘察精度存在一定的不足,有待进一步提升。例如,地下水埋藏情况、水位、类型和相关变化的表述不够完善,尤其在确定岩土参数时,往往缺乏完整性,加上代表性不强,经常导致设计人员的计算存在一定的失误。
(3)综合性水平存在一定的不足
岩土工程勘察是一项系统而又复杂的工作,就目前来看,很多勘察企业的综合性水平存在一定的不足。具体表现在以下几个方面:一是勘察企业为了实现经济效益的最大化,往往在勘察过程中安排的专业的技术人员严重不足,加上这些勘察人员不思进取、安于现状,难以认识到勘察工作的重要性,因而其专业技术水平较低,尤其是基本的资料的处理与分析能力严重不足,对于场地资料的收集,往往不对其进行真伪辨别和分析、归纳以及总结,就直接录入勘察报告之中,导致勘察报告缺乏精准性,从而难以满足设计人员的需要。二是在很多工程勘察过程中,往往是少量的勘察人员需要同时操作多台勘察机械设备,加上勘察工作的专业性和复杂性,这不仅加大了勘察人员的劳动强度,而且极容易导致错误的出现,进而降低勘察报告的精准性,从而降低整个勘察工程的质量,降低企业的综合能力,久而久之失去市场而被市场所淘汰,因而我们必须对其进行高度重视。
2 加强岩土工程勘察技术的应用,着力解决岩土工程勘察技术问题
通过对上述的分析,我们对决岩土工程勘察过程中存在的技术问题有了一定的认识,那么,我们应该如何应用岩土工程勘察技术着力解决岩土工程勘察技术问题呢?以下笔者就带着这一问题,作出以下分析。
(1)加大培训和教育力度,着力提高勘察人员的专业技术素质水平
由于勘察人员是整个岩土工程勘察的主体,其勘察质量的高低与人员的专业技术水平有着直接的联系。因而作为新时期背景的岩土工程勘察企业,必须加大投资力度,着力加强技术人员的培训和教育,使其充分认识到做好岩土工程勘察的重要性,着力提高其专业技术素质水平,并建立健全具有激励和约束性质的奖惩体系,激发其工作的热情和活力,从人员方面确保勘察质量。
(2)加强现代信息技术的应用
在高新科技技术信息时代下,勘察队伍不能只靠单一的勘察手段进行实地勘察,应采取合理合法全面的勘察手段对实际施工现场进行勘察,提高勘察的精确度,结合地质工程中的测绘、钻探及坑探、生物工程、遥感及地理信息等多方面知识结合勘察中的情况得到实际的运用。
(3)加强岩土测试及新技术的运用
对实际勘察中会有许多不定因素的发生,对于内聚力、内摩擦角、压缩系数、压缩模量等很多都是野外无法确定的因素,这便需求勘察队伍对此进行更严谨更精确的数据进行分析和试验,从而保证所提供的岩土工程设计图与施工所需参数的可靠和保证。
(4)加强岩土设计计算的完整和可靠
勘察数据是一切工作的基础,勘察数据的完整、精确、可靠、真实才能保证工程施工质量的保证。勘察数据的精确对岩土的取样和原位测试尤为重要,是一切数据的来源,取得数据,再进行数据的计算,其计算模式和计算参数中计算参数更重要。每项工程的勘察都具有较大的难度,对钻探取样和样品制作的过程中,会受一定程序的扰动和环境因素的影响产生一定数据的差异,测试结果也会受到一定的影响。
(5)对地质勘测最主要最有效的勘察手段之一
据有关实践证明,目前而言,地质钻探是岩土工程勘察的最主要、最有效的方式之一,因地质中,存在各种不同的岩土体和地层,对其取样和测试都要求用钻孔方式进行全面控制,而根据相关技术要求规范,每台钻机必备一名编录人员,以保证技术与数据精确,提高经济效益的目的。由此可见,地质钻探对岩土的勘察是十分重要的,施工团队只有不断加强勘察队伍的技术要求,提供更准确的勘察资料及数据,才能有效保证施工工程的质量。
3 结语
综上所述,随着岩土工程勘察的不断发展与进步,有效解决了很多技术上的问题,但还有很多问题依然需要解决与研究,施工团队在施工时不仅要对前期资料和数据的真实做到保证,还应对报告进行分析、复核和验证。只有不断加强自身的专业知识和技能水平,提高勘察队伍的技术与勘察设备的与时俱进,做到严谨、仔细、真实、可靠的勘察资料,保证工程质量的安全性和有效性,提高施工团队的操作实体化,促进社会经济的可持续发展道路。
参考文献
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[2]李本富.岩土工程勘察技术应用探究[J].中国高新技术企业,2012,Z2:47-49.
1.1钻孔波速测试为了能够更好地对各类岩体土体的各种波速进行有效的确定,可以利用单孔波速测试手段,这样还可以有效地对相关的岩土参数进行确定,从而可以科学对民用建筑场地类别进行判断。而且利用钻孔波速进行测试,可以有效判断和评价地基的振动特性,有利于对建筑的抗震设计进行有效的指导。在利用钻孔波速进行测试时,需要在民用建筑下布置波速测试钻孔,将三分量检波器固定在孔内预定深度内,同时要对测试的垂直间距进行严格的控制,使其保持在1m左右,在测试时按照从下到上的顺序逐点进行。
1.2场地微振动测试为了能够更好地提高抗震设计的质量,可以对场地微震动进行测试,对脉动幅度值等参数进行确定,从而将场地内的地震区进行划分。另外,在室内外测试过程中,利用各种检测技术可以获取各种数据资料,通过对这些数据资料进行分析和研究,从而确保能够获得更加准确和可靠的岩土工程设计参数。
2地理信息系统
当前地理信息系统已经开始广泛应用在空间数据处理中,其主要是以地理坐标为主,通过勘察来获取某一区域内的数据资料,从而利用地理信息系统来有效管理岩土工程勘察信息。地理信息系统在应用过程中得以不断的完善,其功能也不断的增多,不仅具有输入、编辑、维护图形数据和属性数据的功能,同时对于文件型图形数据和关系型的属性数据还具有有效的连接功能,这样不仅有效确保了这两种不同的数据库能够互相进行访问,还可以对图形数据进行更好的分析。由于是完全面对用户进行界面设计,而且还能够提供相应的接口,这样可以有效确保二次开发的顺利进行。利用地理信息系统的空间信息处理能力,可以有效确保信息管理系统可视化功能的实现。当前地理信息系统技术和功能不断完善和发展,其应用领域也在不断的扩大。地理信息系统应用在民用建筑岩土工程勘察工作中,不仅可以将地质资料在工程中进行输入和查询,还可以使可视化综合动态查询和检索功能得以实现,有效确保了勘察信息的真实性和可靠性,这样就可以为勘察管理部门提供更真实的数据,确保其决策的科学性和合理性,有利于更好地指导岩土勘察工作的实施。
3遥感技术
利用遥感技术可以确保探测范围和信息量的进一步扩大,同时通过多种先进的技术手段,可以在短时间内即获取到相应的信息,可以实现动态的监测。而且利用遥感技术收集到信息后,可以对信息进行存贮、传输,这对于信息的进一步应用带来了较大的便利。在民用建筑岩土工程勘察中利用遥感技术,可以更好地显现出地域内的不同地貌特征,为工程建设方案的设计提供科学的依据,有利于更好地掌握复杂的地理环境。
4结语
关键词:岩土勘察;问题;技术
中图分类号: S29 文献标识码: A 文章编号:
引言
岩土工程勘察是指在地质学和岩土力学的指导下,依照科学的勘察程序,在有效的一仪器设备的支持下,进行的工程地质问题的评价。
一、岩土勘察取得的进展
回顾我国推行岩土工程的十多年来,已经取得的巨大进展表现在以下几方面:我国已经能够解决技术要求,地质条件复杂的岩土工程问题。相应的规范、规程的编制,标志着我国这方面已经积累的经验达到的水平。勘察工作已从单一的钻探、取样、试验、提报告模式发展为多种测试手段、综合评价的模式。多功能静力触探、超重型动力触探、预钻式和自钻式旁压试验、螺旋板载荷试验、孔隙水压力测试、波速试验等新技术的迅猛发展,大大提高了地基评价的水平。室内土工试验中高压固结试验和三轴压缩(剪切)试验的普遍应用,使土力学理论更进一步应用到勘察生产实践中。另外,土的动力性质的试验也日益增多;桩的动力测试已经列入有关规范、规程和手册中;表面波速法也开始在工程中得到应用;岩土测试的重要性已经越来越显示出来。勘察与设计、施工密切结合,初步形成了从勘察到设计、施工、监测,贯穿各个阶段的认识、实践、改造全过程。地基处理技术水平的大幅度提高。十多年来为了满足工程建设的需要,引进、发展了多种地基处理技术,积累了相当丰富的经验。对第四纪松散地层、湿陷性黄土、膨胀土、软土、填土、饱和松散粉细砂等各种不良地基,开发和应用了许多新的地基处理技术,已成为岩土工程中一项重要内容。
工程勘察体制发生了根本性的转变后,勘察结果形成的文件要包括以下重要的技术内容:
1、场地稳定性的评价,对建筑场地拟建的建筑作出适宜性的技术论证;
2、为工程设计提供场地各岩土分层、地下水的埋藏条件及其对工程的影响,以及岩土体工程设计参数;
3、对工程施工过程中可能出现的各种岩土工程问题(如开挖、降水、沉桩等)作出预测,并提出相应的防治措施和合理施工方法的建议;
4、对拟建场地作出岩土工程评价,对岩土加固(基坑支护)与改良方案或其他人工地基设计方案进行论证和提出建议,并根据设计图纸在岩土工程施工中监控施工质量;
5、预测由于场地及临近自然环境的变化对建设场地环境和临近建筑物可能产生的变化及其对工程建造的影响;
6、为已有工程的安全性进行预测性的评定,对拟建工程可能会造成已有工程的不良影响和事故调查分析提供依据;
7、指导岩土工程在建筑物运营、使用过程中的长期观测如建筑物的沉降和变形观测等工作。
二、岩土工程勘察热点
特殊土
包括湿陷性黄土、软土、膨胀土、盐渍土等。在特殊土地基上进行工程建设时,必须充分考虑到它们所具有的特殊物理力学化学性质。
特殊工程地质条件
包括岩溶、斜坡与滑坡、泥石流、采空区、地面沉降、地震效应等。其中强震区的砂土液化、断裂、震陷等问题是岩土工程勘察中经常遇见的。
3、特殊工程
包括高层建筑、动力机器基础、地下工程、水上工程、核电站、道路桥梁、机场跑到、水坝、尾矿坝等。大型建筑地基勘察与评价仍是当前最热门的话题,对可能产生不均匀沉降的预测及对策以及地震效应的抗震设计参数等问题。
三、存在主要问题
国内当前勘察质量问题主要表现在以下几个方面:首先,勘察方案不合理,工作量偏多或偏少的现象比较普遍,不是根据实际需要,而是片面追求经济效益或“手段齐全”,也有为了争取招标任务压低费用,勘察工作粗糙,不能满足要求;其次,第一手资料(钻探、描述、取土、试验、测试等)质量下降。再者,地基评价和勘察报告缺乏实事求是的科学态度,往往不问具体工程条件,不具体研究分析,又缺乏必要的理论基础知识和逻辑思维能力,比较多的是一般化、老一套,设计施工真正需要的内容不全或不准,而不需要的内容却洋洋大观。近年来,勘察报告有越写越长的趋势,实际上其中很多内容是重复或者不需要的。还有,对监测工作还没有足够重视。岩土性质和条件是非常复杂的,勘察时不可能把所有的问题完全搞清楚或预估到。为了保证安全,避免造成重大损失,对施工现场进行岩土工程监测是完全必要的。
四、在岩土工程中应用的勘察技术
1、工程地质的测绘技术
工程地质测绘为岩土工程勘察中一项最基础的工作,其目的为查明地貌地形同其地层、不良地质作用间的关系,划分地貌单元;对岩层风化的程度进行鉴定;调查岩土的性质、年代、厚度、成因、分布等。如果工程地段的地质条件非常复杂,那么工程地质的测绘就非常重要,因为工程测绘是相应人员了解工程场地地质最经济、最有效的手段,只有高效完成工程测绘工作,才会进行比较准确的地质情况分析。
2、原位测试的技术
原位测试必须按照规范进行,进行施工的时候绝对不可以为了方便而走捷径,选择错的方法:进行标准贯入测验的时候必须进行孔深及杆长校正,一旦孔底有缩孔或残留,就无法发现相应标贯器是否落到了应测试孔底的位置,造成标贯数据的错误。标准贯入试验遵循规定标准进行操作可以保证测试位置在孔底和缩颈有残留的时候控制于应测试段,还能比较方便的发现在相应的极软弱的地层,相应标贯自沉及自陷状况,从而确保标贯数据具有较高的准确性。静力触探试验也是岩土工程中经常采用的一种技术,主要是利用液压静力初探双桥探头测探,利用电脑进行信息的采集及处理,对信息进行自动化处理,绘制出触探曲线。动力触探为确定相应风化基岩的物理性质指标方法。
3、室内试验技术
从拟建工程产地岩土中的问题着手,通过室内试验获取相应岩土的物理指标,从而为岩土工程的评价工作及图示工程分级工作奠定良好的基础。通常都是采取测定相应土壤的物理性能指标判定图的物理性质;采用压缩试验来判定相应土壤的压缩性;通过对土壤颗粒的分析对砂土进行准确判定及定名。
4、取样的方法
土壤取样的方法很多,原状土样因为试验室的不同,在质量上会存在很大不同,从而导致室内试验数据的失真。取样方法不同还会造成土样中含水率的变化,因而要在相应的取土装置上面加上套管,避免地下水会对原状土造成影响,防止因为不同的取土方法导致土壤含水率的不同。取样以后一定要马上进行密封,夏季的时候由于天气炎热,要合理选择密封方法,避免蜡封融化破坏密封的效果,冬季因为比较寒冷,应避免冰冻,土样的保存期不要超出三个星期,运送过程中也必须做好相应的防护措施,假设缓震装置降低震动为土样造成的损害,从而保证测试结果的质量。
5、数字化勘察技术
随着科学技术的不断发展,很多新的勘察技术被广泛的应用到岩土工程当中。通过数字表面模型方法就是一种新的数字建模方法,该方法能够非常精确的表示相应工程地质体外表面,通过该方法表示均质地质体,可以将那些比较抽象的、同属性的点按照相应规律进行连接,形成相应的网状曲面片,对工程地质体空间属性进行确定。
结束语
岩土工程勘察是工程建筑的一个重要基础工作,对工程的经济性、合理性及安全性具有十分重要的意义,因而相应的建设单位及勘察人员必须高度重视这项工作,严格遵循相应的勘察技术方法进行操作,认真负责,积极应用新技术,从而推动岩土工程的进一步发展。
参考文献
[1]陈志芳.当前岩土工程勘察中存在的问题分析[J].建筑设计管理,2011(12).
1.1确定地基承载力的具体方法
①依据理论公式进行计算在详勘阶段,确定地基承载力有助于为工程深基坑的支护提供基本的参考依据。地基承载力的确定可依据理论公式也是汉口森公式进行计算,依据勘察的相关资料,首先计算出地基的极限承载力,然后将其除以安全系数K,就可以计算出地基的承载力。安全系数的值主要和建筑物的安全等级、荷载性质以及土体的抗剪强度等指标有关,通常可以取值2-3。此外还可以依据建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002),当偏心距e≤0.033b(b为基地宽度)的时候,还可以依据土体的抗剪强度来计算地基承载力的取值。具体计算公式如下:地基承载力=MbTb+dd+MCk。
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。
2结语
虽然每个工程项目岩土专业勘察的地质结构的规模、结构、形态等都有所差异,但各个地质空间结构的复杂形态都能通过抽象意义上的点、线、面、体等要素进行集合用以分析地质构造。比如,测点属于点状构造,人工填土层属于面状结构,地质剖面线条属于现状构造,不同性质的岩体结构属于体构造等等。同样,所有的地质研究对象在空间状态下都会占据一定比例范畴与结构位置,具有某些特定的结构形态与地质规律,或者说与其他所研究的地质对象又有着紧密关联等。通常而言,地质结构的空间特性主要是描述其研究结构所处空间的具有形态特征,可以称为定位特征或者是通俗意义上的几何特征。而要研究的地质对象是通过不同地质体形态来描述的,它们常态下多表现为不规则形态,具有不同的结构形状。在分析其结构规律或者具有的特征时,一般会通过研究地质对象的岩性、渗透率、含水饱和度、年代时间、强度等参数来解释其具有的特征或规律。可以说,对于统一地质研究对象上具有的属性特征往往在其空间形态下会表现不均一的关系,比如关于体构造岩体的抗压强度研究,其会随着所处空间范畴内的位置不同而发生变化。此外,研究的地质对象空间关系也多属于拓扑关系,包括相离、紧邻等结构关系。因此,岩土工程专业下的地质勘察技术应用以三维空间形态进行分析其结构形态的变化规律能够很好的分析出地质资料是否真实完整,通过当下较新的GIS系统建立出必要的地质模型具有重要的现实研究意义。
二、岩土工程勘察技术中的地理信息系统技术应用
近年以来,计算机信息化相关的通信技术、信息技术、电子技术等强势而又迅猛的应用开来,不论是生产制造业还是物流运输业等诸多产业组织机构都应用了信息化计算机有关技术。而工程领域中岩土专业中应用的信息化GIS技术在建筑市场中运用也较为成熟。比如,伴随GIS技术逐渐成熟发展,一些集成技术逐渐问世,包括CAD、通信、互联网、虚拟技术、多媒体等多种技术集成运用,对岩土工程地质勘察起到了较大助力作用。同时,在GIS平台软件的技术应用下,GIS技术已经分化出了GIS与CAD集成技术、GIS与RS(遥感)、GPS(定位)结合的集成技术以及组件GIS技术等。
1.GIS与CAD技术的集成
CAD属于计算机辅助设计,是近些年来在制图、设计、制造等相关领域所应用的常用技术,它最为显著的功能是处理诸多结构形态的图形,以便于技术设计人员配合计算辅助制造(CAM)系统设计出生产加工类产品。目前,虽然CAD开始着手于开发一些非图形性质的数据处理功能,但是其主要应用于一些数据信息程度较为完整的资料数据进行设计。但GIS属于针对于地理结构而应用的空间管理技术,在空间信息、资料等数据的分析上更具逻辑性。相比CAD而言,用它对一些地质资料进行分析,能够处理较为复杂、量大的地质信息资料,同时又能具有一定的空间结构分析功能。如此一来,CAD与GIS技术集成则能够充分支持岩土专业工程的地质勘测,给予其充分决策支持。
2.GIS与RS、GPS的结合
关于GPS、GIS以及RS目前在信息化技术领域中简称为3S技术。三者集成技术应用在岩土工程的对地勘测作业中能够良好的针对于地质空间结构形态完成各类相关数据的获取、管理、更新、存贮等,并且随着3S集成技术的完善发展,势必未来3S技术会愈发成熟。同样,其技术应用在岩土工程勘测工作中来,能够针对于数据信息处理、结构分析模拟、以及对地观测等进行实时控制与管理,使之应用功能集成于一体。在岩土工程勘察作业中,GPS(全球定位系统)主要用于某一集中区域内对场地目标展开定位与促进各类传感器顺利完成试验、测试工作,包括定位项目开工现场的运载平台等。对于RS(遥感技术)而言,其主要提供施工场地所研究目标的语义或非语义资源信息,以实时控制场地勘测、测量信息等的各种变化,及时的完成GIS关于空间形态数据资源的更新工作等。而GIS属于三者技术的集成系统应用平台,为数据采集及平台有关功能的应用提供智能化处理方案等,包括对多种空间数据信息等进行动态管理、贮存、加工等综合处理,使岩土项目专业的现场工作呈现于计算机的虚拟空间中,便于作业人员分析与处理相关工作。
3.组件式GIS
组件式GIS属于各大功能模块集成应用技术,每个组件间有着不同的平台系统应用功能,以最终模拟出GIS基础应用平台。当前,对于微软公司提供的COM与OMG组织机构提供的CORBA标准等在其平台系统中得到广泛应用。而微软基于COM组件的ActiveX控件又是一些可视化程序设计中的常见控件之一,所以对于呈现出虚拟化空间形态的GIS平台也十分受用。同样,将GIS功能版块模块化,将以组件方式呈现给开发者使用而形成的组件GIS要比传统的GIS平台软件更具优势,比如成本相对较低,扩展性与维护性较为灵活等。其中,MapInfo公司机构推出的MapX等组件则是组件GIS平台中被贯以应用的代表,能够利于其系统平台中诸多功能的集成应用,可为岩土工程地质勘察提供较大作业助力。
三、结语
[关键字] 基础地质 岩土工程 勘察
[中图分类号] P5 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-2-129-2
0引言
随着时间的推移,岩土工程勘察工作正如火如荼的开展着,有关于这方面的规章制度也在不断完善。然而人的思想不同,能力上也有所区别,就对这些规章制度产生了分歧,引发不必要的损失。与实际中,此类情况不胜枚举,是工程建设在规范性上达不到标准。下面就对此展开讨论。
1基础地质和岩土工程勘察概况
岩土工程地质勘察的主要目的是弄清楚工程现场的地质情况并为其设计、施工提供地质勘察成果及各项岩土的工程参数,其勘察报告的质量对工程的安全和造价起到举足轻重的作用。施工的安全问题以及成本的问题都与初期工程勘察的成果有着密切的关系。施工过程中的很多环节都涉及到了基础地质中岩石的实际情况。对岩土工程进行考察包含了很多步骤,这些包括现场钻探、原状土取样、室内试验和现场进行原位测试等方面,这些都是要在国家的支持下才能够进行,经验丰富能为施工带来很多好处,少走很多弯路。一份岩土工程的勘察报告要做到真实可靠,这样才能如实反映出真实的情况,才能找出存在问题,就可以进行探讨改正,给出适当的建议,有利于工程的发展。
2基础地质在岩土工程勘察中的应用
2.1对基础地质岩土的室内测试
工程基础地质室内测试的主要问题是地质岩土样送达试验室后未及时进行开样测试,或不按操作规程要求进行试验操作。举一些例子来说明吧:对于时间上比较随意,没有很好的把握;岩石固结试验的压力值达不到上覆自重应力与附加应力之和的要求,但很多固结测试并未按规范要求进行平行测试,这样就会是得出的结果真实度不高,不易令人信服,常常自相矛盾,浪费人力,物力,财力。这样一来,就要求地质室内的试验要有时效性,并遵守国家相关的规章制度。
岩土的室内试验可以测定岩土的物理力学性质指标,但这是建立在原状的土、岩样和科学、正确的试验分析方法基础上的,没有其中一个,都会大大降低真实性。这些情况就表现在:原状土、岩样的采取、保管。
不同的岩石和土要有不同的取样器,要根据岩石和土的性质,分别采取适应自身的取样器,这样才会对试验有所帮助。样品要及时进行试验,否则就要储存好;要根据土质的特性进行一定的划分。要充分了解土质的方面的特性,这样才能对土质有一个整体的概念。如膨胀土的特征是液限及塑性指数高、具裂隙,而且在50及100kPa压力固结试验时会出现百分表测出的变形量小于同级荷载作用下的仪器变形量的情况(因我国膨胀土的膨胀力一般在50~100kPa之间)。此外,对粉土定名时不能只重视塑性指数≤10的指标,还要注意粒径>0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%的指标,若仅按塑性指数划分必然会造成一些误判,另外,对粉土进行承载力深宽修正和液化判别时均须根据其粘粒含量数值来进行计算,因此,地质中粉土的粘粒含量是必做的工作;工程剪切方法的选择。直剪试验剪切破坏面与实际土石体剪切破坏面不一致,剪切时排水条件不易控制,按《土工试验方法标准》(GB/T50123- 1999) 规定,快剪试验只适用于渗透系数
2.2基础地质的野外踏勘和资料搜集
进行野外的勘察是十分必要的,这样可以收集最新的数据,进行分析了解就可以得出最新的成果,所以工作人员要在思想意识树立起这样的一个概念。进行野外勘察,工作人员可以得到很多知识,而且由于是实际考察得出的,所以真实性不容置疑,这样勘察工作也为后期工作的展开打下了基础,指明了前进的道路,避免在错误的方向上越走越远。
在野外进行勘察的时候,就要对岩土进行勘探,要想使工作进展顺利,就要做好前期工作,明确自己的目标,确定自己勘察的内容以及在这过程中会用的知识方法。准备工作是至关重要的,做好了准备工作,后期才会更加通畅,有计划的进行下去,否则只会是一盘散沙。
原始基础地质资料的获取,岩土工程勘察一般时间短、任务重,获取准确、全面的原始资料是岩土工程勘察中最基本的工作,任何误判和假象均会直接影响工程勘察的质量。从这些方面就可以看出:工程野外勘察地层的划分要十分仔细,要根据工程野外勘察地层的划分,而这就需要在勘察时做出必要的收集资料。对多钻机共同作业情况,应首先集中技术人员勘探1~2个钻孔,统一勘察编录形式,避免野外勘察资料的分层、定性、描述等难以统一,给勘察资料整理带来困难;勘察工作的原位测试应严格按规范进行。静力触探试验时为减少零漂应定深调零,尤其是在施工区域的气温与地温相差较大的季节,工程勘察的触探指标相差较大;标准贯入试验按照规定进行杆长和孔深校正,不仅可以保证在缩径和孔底有残留时测试位置控制在应测试段,还为及时发现极软弱地层标贯自陷、自沉现象,从而确保标工程贯入数据的真实性。重型及超重型动力触探按规定需连续贯入。由于碎石类土采样难、岩心采取率低(因钻进多采用泥浆循环,细颗粒易冲失),对碎石类土的相对软弱夹层较难发现,而且碎石土的承载力一般较好,但其均匀性对基础地基变形的影响很大,现实中不乏因碎石土的局部夹层导致建筑不均匀变形过大的实例,连续贯入是发现碎石土有无相对软弱夹层、判定碎石土均匀性和密实程度的必然要求。但也有人认为,连续贯入效率较低且起杆困难,在勘探时不能做到连续贯入;区域地下水位的观测,不仅要充分考虑周围地下水开采因素,还应在观测的最后一个钻孔施工24小时后进行,其次,水位观测宜与钻孔标高回测相结合。水位换算地下水的正确流向允许±2cm的误差,水位量测直接参照孔口是根本无法满足要求的。
野外地震数据采集的技术措施
1)针对复杂的地表条件和目的层断层发育等勘探难点,进行满足叠加和偏移要求的采集参数和施工方案论证;
2)采集思路是采用小道距和较高覆盖次数最终设计8线3炮束状三维观测系统。主要参数为:5m×10m的CDP网络,覆盖次数提高到24次,道数768道,接收线数8条,接收道距10m,炮点距20m,炮排距80m,最大炮检距511.59m。
3)在现场根据复杂的地表条件,灵活设计特殊观测系统,既保证了设计观测系统的完整性,又能够减少野外施工的强度,保证了野外原始资料的品质。
地震数据处理的主要技术措施
1)静校正处理中,采用高程静校正、层析静校正、折射波静校正、EGRM静校正、初至波静校正的分析,最终确定了该地区静校正处理的流程。采用初至折射静校正;使反射波同相轴的连续性明显提高。为进一步消除由于地表不均匀性或其他因素给反射波带来的剩余时差,进行剩余校正,并在此基础上进行叠加速度信息,确保叠加剖面的质量。
2)由于时间方向的能量衰减、单炮之间的能量差异,采用了时间方向上的球面扩散补偿和空间方向上的炮间能量均衡进行处理;同时结合地表一致性振幅补偿方法,完成振幅补偿和能量一致性处理,保证资料在空间和时间方向上的能量一致性。
3)地表一致性反褶积可以解决地表条件变化导致的地震子波横向上的不一致问题,它有抗干扰能力强,对子波振幅有较好调整能力,但对振幅谱的拓宽能力(子波的压缩能力)有限。而预测反褶积对子波的压缩能力强。结合二者优势,本次处理采用了串联反褶积技术,先采用地表一致性反褶积,后进行预测反褶积处理;
4)目前叠后时间偏移方法很多,自有特点,但是叠后时间偏移方法总都要求速度横向不能剧烈变化;否则,叠后时间偏移很难给出精确偏移结果。为了选择最适合资料特点的偏移方法,我们对比不同的偏移方法,并与解释人员一起对比偏移结果,最终确定采用带匹配吸收层(边界)的三维叠后时间偏移方法进行偏移。在偏移速度场的构建方面,根据偏移归位情况调整偏移速度,使煤层的断点、断层刻画的更清晰。
三维地震资料的解释状况
1)反射波地质层位的标定。在充分分析区内钻孔资料的基础上,与实际资料相结合,再按地震时间剖面上钻孔层位标定出各目的层反射波对应的地质含义。山西组2号煤的反射波,其波形特征较明显,信噪比较高,同相轴连续性较好,可以连接追踪对比。太原组9号煤的反射波,因煤层较薄,波形特征有一定的反映,但频率较低,信噪比较低,同相轴连续性一般,基本可以连接追踪对比。
关键词:地质 物探技术
一 概况
20世纪70 、80年代,随着地质找矿工作的不断深入,露头矿和近地表矿已基本查明。特别是我国东部较发达地区,地质工作程度较高,露头矿、易识别矿越来越少,找矿难度越来越大,地质找矿逐渐转向已知矿区的周边以及深部隐伏矿的勘查;在中西部地区地质工作程度相对较低,一方面继续寻找浅表矿,另一方面采用新技术进行隐伏矿的勘查。
随着我国改革开放的实行和深入,在矿产资源勘查的理论和技术方面与国际交流迅速增加,尤其是物探、化探新方法新技术的引进,有效地提取深部多种找矿信息,成为寻找隐伏
矿的主要手段。我国物、化探工作者,在引进新方法、新技术和消化吸收的同时,也自主研发了一些适合我国实际需要的新方法、新仪器等。
二 物探勘查方法技术
物探是地球物理勘查的简称,包括重力、磁法、电法、地震、放射性和地温等六大类方法。据统计,物探方法在寻找和扩大能源矿产、黑色金属矿产、有色金属矿产、非金属矿产和地下水等方面,起着主要的作用。
2.1地震勘察技术
其主要原理是基于地震反射技术,现已经成为油气勘探中使用的主要工具手段,但其在一段实践内该种方法在金属找矿中受到制约,直至上世纪90年代随着人们对岩石和矿物的物理性质的深入研究才为其在找矿中应用创造了条件。其基本原理是利用地震反射技术来探测到潜在反射体并对其加以成像,其形成取决于矿床或反射界面与周围介质间存在的声阻抗差异和该反射体的几何特征,二者综合为岩石的声阻抗并将其作为反射技术能否成功利用的先决条件。
2.2大地电磁测深(MT )
大地电磁测深对于地下低阻层(良导电体)相当敏感,这是大地电磁测深方法能够在(隐伏)金属矿勘探中发挥作用的主要地球物理依据。就金属矿床而言,矿体与围岩之间,蚀变围岩与未蚀变岩石间,一般均存在较大的电性差异。矿体中金属硫化物的富集会使其电阻率明显降低。而控矿脆性断裂、韧性剪切带、蚀变破碎带的出现,均可导致矿体与周围岩层(体)问明显的电性差异。这使大地电磁测深方法成为解决此类问题的有效手段。
2.3瞬变电磁法(TEM )
瞬变电磁法(Transient Electromagnetic Methods,简称TEM)是电磁测深法的一种,但它是有别于大地电磁测深(MT法)的以脉冲电流讯号为场源的主动场源时间域电磁勘探技术。TEM以电磁感应理论为基础,通过研究探测目标物感生出的涡流场在其周围空间形成的二次电磁场随时间变化的响应特征,推测目标物的空问形态,从而达到探测目的。基于此,TEM对于寻找高导电性的较大矿体的效能突出。另外,TEM还具有探测深度较大,受地形影响较小,施工环境宽松,作业方便等优点。这使得该方法在一些地理景观复杂的矿区得到了广泛的应用,找矿效果明显。
2.4可控源音频大地电磁法(CSAMT )
可控源音频大地电磁法(Controlled Source Au-dio一frequency Magnetotellurics,简称CSAMT),是20世纪80年代兴起的基于大地电磁法(MT)和音频大地电磁法(AMT)而发展起来一种主动场源频率域电磁勘探技术。它用一个发射偶极AB供电,电极距离为1~ 2km,测量工作布置在供电偶极中垂线±30?的扇形面积内,测线与供电AB极连线平行。这时的场源可以认为是平面波,通过不断变换供电频率便可达到电阻率测深的目的。在山区可根据地形灵活选择发射机位置。测量时只移动接收机便可进行面积性测深工作,从而提高了效率,降低了成本。
CSAMT法勘探深度大(可达2km以上),同时由于其可以通过“变频”改变探测深度的不同,而兼有测深和剖面研究的双重特点,是研究深部地质构造和探寻隐伏矿的有效勘查手段。对于地面甚低频电磁法( VIF)难以发挥作用的厚层覆盖区,可以选用CSAMT法。
此外,还有不少学者进行了CSAMT的应用研究工作毛,他们的研究中涉及CSAMT的成果都大致体现了其上述优点。
2.5连续电导率剖面测量系统(EH4)
E H4连续电导率成像系统是由美国Geometrics公司和EM1公司于20世纪90年代联合生产的一种混合源频率域电磁测深系统。结合了CSAMT和MT的部分优点,利用人工发射信号补偿天然信号某些频段的不足,以获得高分辨率的电阻率成像。其核心仍是被动源电磁法,主动发射的人工信号源探测深度很浅,用来探测浅部构造;深部构造通过天然背景场源成像(MT)。有地质专家等在砂岩型油矿床上应用研究指出; EH4在高阻覆盖区具独到的优越
性,可以穿透高阻盖层;而当基底为高阻时,且基底与上覆砂岩有明显电性差异时,EH4能准确而清晰地探测出基底的埋深和起伏。申萍、沈远超等采用EH4对横跨中国东西的9种不同成因类型的25个矿床进行了研究,结果表明:EH4连续电导率成像结果能够直观地反映矿化异常在剖面的形态、规模、矿化强度等,是隐伏矿定位预测的方法之一。同时应注意各种方法的综合使用以对异常进行相互印证,仅用单一的方法对隐伏矿进行成矿预测是很困难的,也不符合当前隐伏矿产勘查的发展趋势。
三 深部找矿存在问题及对策
3.1因地制宜的技术使用
目前国内在深部找矿工作上存在着不结合当地资源状况、工业布局以及其迫切程度,而是全面开花,实行需要与可能相结合。由于国内资源分部、工业布局以及经济发达程度非常不均衡,因此在深部找矿工作中应综合考虑各种因素,最终确定深部找矿的适宜区域,如在东北及东中部由于该区域范围为经济发达地区,工业布局相对集中,在近几十年则已经对区域内矿藏进行开采,其浅部资源已经几近耗尽,因而急需接替资源,因此在该类区域应尽快开展深部找矿;而在西部地区则正好相反,虽该区域范围内也有诸多危机矿山亟待接替资源,但也有相当大的部分资源等待开发,如三江、秦岭以及新疆、地区内的矿产资源则开发甚少,因此在该区域范围内进行采矿一则宜先开采浅部矿藏。而对于整个国家来说应由政府从上而下统一部署,绝不能全面开花,以免对矿产资源保有量甚多的地区过早进行深部勘察而对浅层矿藏造成浪费现象。
3 .2技术落后
在深部找矿工作中应对于深部找矿和危机矿山找矿的成矿重点区域作出足够的基础性地质工作,以便于对区域内深部成矿地质特征及矿产形成、赋存的地质条件进行充分了解,在实施过程中除了要先进的理论作为指导还要参考地球物理、地球化学圈定的异常,只有从地、物、化、遥等多方面同时开展,联合攻关,才能更有效的识别、发现以及提取新型的、深层次的找矿信息以及如何在不同地区与不同成矿背景下选择最佳勘测技术方法组合等问题总结出系列的勘测准则。
由于浅层矿日趋紧张导致深部矿成为主要找矿对象,因此找矿思维及策略及技术方法的变化都应随之改变,目前有关针对深部找矿的技术方法大多尚处于探索试验阶段,随着深部矿勘察的持续进行新的探侧方法必将应运而生,以便为深部找矿提供技术支持和保证。
四 应用与问题
4.1当前矿产勘查的发展趋向是应用综合勘查技术进行找矿预测,这需要各种勘查手段的密切配合,协同作战,以减少多解性,而仅用一种物探或化探的手段去进行隐伏矿的找矿预测是不现实的。
4.2物化探方法的运用必须以工作区的成矿地质背景为基础,物化探信息必须结合工作区的成矿地质条件来解释。在进行物化探勘查过程中始终坚持地质一物化探(结合地质理论进行合理分析、解释)一地质的思路,而不能脱离成矿地质条件,孤立使用某种方法,只有这样才能解决地质与找矿的实际问题。
参考文献
[关键字]矿区 水文地质勘察 钻探技术 应用
[中图分类号] P641.4+3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-4-123-1
随着科技的不断进步,矿区的水文地质勘查技术也会变得越来越先进化,不过在勘察的过程中,避免不了的出现技术性问题。根据不完全资料统计,目前我国大部分的国有矿区,都在扩建而且开采深度也在不断的加深,这样同时也会加大了水文地质勘察的技术难度。例如含水层、隔水层的渗透特征的勘察,埋藏在水层里面的岩层的深度、厚度、特性、密度等都要真实的勘测出来,如有不实,很有可能会造成难以弥补的后果。因此我们在水文地质勘察中,不仅仅要熟悉、而且更要熟练,能够结合其他的辅助方法,来探测出真正的结果。下面就是介绍当前水文地质钻探技术的现状和提出一些建议。
1 目前水文地质钻探的现状
近年来,我国频频出现矿区坍塌事故,对于这些坍塌事故,大部分的缘由就是水文地质的勘察不到位,造成了工程事故的发生。再加之地质环境的比较差(歪曲、断层、溶洞),例如老窑、废弃矿井水,由于长期处于死水状态,其内部滞留大量的有毒有害气体,岩层的还有时含有大量的水分,水力连通关系复杂,现场的施工作业人员,无法正确把钻机放到合适的位置,错过了最佳的钻探时机,结果就大大的影响了钻探的效率,钻机一旦钻通就可能对现场作业人员的生命安全构成极大威胁。加之部分的施工作业人员的综合素质偏低、安全意识较差,为了赶工没有计划性、目的性的操作,在这样的环境下就会频繁出现,钻探卡钻、掉钻的现场,导致工程不仅效率低下,而且存在安全风险。再者部分的矿区领导,为了节约成本,增加经济利润,不同的矿区选用相同的钻机,不严格遵守钻探工艺施工,盲目使用钻机勘探,结果导致水文地质区域岩层塌陷、变形、渗水,造成不可挽回的损失。
2 解决的当前的现状困境的具体措施
首先,对施工工作人员进行专业性的理论知识培训,通过对水文地质收集、考察,利用同位素、遥感、计算机等“三大支柱技术”和系统论、信息论、控制论等。“三论”思想在我国水文地质勘察领域的渗透、实践与应用。通过遥感技术,来研究地下水的分布区、埋藏深度和大至的矿化度;圈定地下水的补给和排泄地段;做好认证和描述工作,结合计算机技术,把地理信息系统呈现成电子影像投射到计算机上面,加之计算机二维或三维算法,分析出地下水的岩溶、饱和、密度情况。通过地下水成像模拟钻探地点,这样让钻探更加具有准确性。在施工现场,我们应参照实际的水文地质情况,找出合理的钻探点,保证钻机在这个位置点,起到最大的作用。同时做好安全知识的宣传,让施工人员对于技术和施工安全,都熟悉起来。现场要有专业的工作人员,做钻探技术的指导,要根据地质钻孔的布置原则,提前制定钻探方案,确保钻探人员的工作有依据性、可靠性。
其次,应根据水文地质情况挑选合适的钻机,因为钻机的选择,会直接影响钻探的效率。例如正反向一体化钻头等。还需注意钻机设备的保养和更换,对于磨损严重的钻头、泥浆泵要及时更换,保证钻机按最大效率工作。根据现场钻探的需要,应及时搭配辅助仪器,来更好的实现零误差的钻探,提高工作效率。不仅如此还要日常定期对钻机进行维护和检修,提前排除故障因素。加强操作人员对于钻机的整体认识,明确钻探的主要任务。
最后,优化钻孔布置。钻孔布置的基本类型,勘探孔、试验孔、观测孔、开采孔和探放水孔等。在满足各个钻孔布置的同时,准备好准确的矿区水文地质的资料,我们优化的目的,就是减少工程的操作量,降低难度,不仅缩短了工期,而且还降低了成本。因此水文地质钻孔应以钻探为主,在保证其他条件的基础上,来实现一孔多用。例如排水、蓄水和水层观测等。当然,如果遇到特殊的钻探情况,我们可根据钻探的实际情况,来修改钻探方案,例如具体的排水量、钻孔的具体类型等。
3 综合物探技术方法
为了提高探水的可靠性,水文地质钻探应结合物探方法提高效益和可靠性。根据物探成果中的异常区域,具体确定钻探的施工方案。目前常用的物探方法有:
(1)瞬变电磁法(TEM)是一种时间域人工源的电磁法,具有较高的抗干扰能力和分辨率,较强穿透高阻覆盖层的能力,剖面测量和测深工作同时完成,提供了较多有用的地质信息。基本原理就是在地面的发射线框供一直流电流,然后突然切断电源,线框内的电流将发生一个突变,从而产生巨大的磁场引起地下形成涡流,使涡流渐渐的扩散到含水层的各个部位,达到侦测的目的。与此同时在含水岩层上甚至可以测量到负的瞬变电磁响应,有利于这类地质体的探测。如果电阻率反应异常,对于干扰过大的,我们进行多次探测,以确定得到准确的数据。
(2)对称四极电测深,这个在探找水工作中应用的比较广泛,电测探法就是从地面上的探测点为基准,通过逐次加大供电电极AB极距的大小,测量同—点的、不同AB极距的视电阻率ρS值,研究这个测深点下不同深度的地质断面情况。这个方法明确的辨认出含水层、解释界面的深度,同时也预测出含水层的水位、密度和具体部位。对于不符合规范要求的供电和接收导线,我们应该事先检测,以免施工时出现安全事故。
(3)可控源音频大地电磁法,这个需要人工操作的方法,然而采用人工场源可以克服天然场源信号微弱的缺点,来弥补不操作控制。具有勘探深度大、快速高效、分辨能力强、低成本少投资等特点,已经成为当代深度勘察水文地质岩层的必要手段之一。
4 结语
由于经济的发展,矿区的开采量也随之越来越多,水文地质的研究难度也在逐渐的增大。在严峻的形式下,我们必须加强水文地质资料的搜集和整理,按照探测技术的要求,通过合理的技术方法,来保证钻探的准确性、可靠性和科学性,实现矿区的的建设或开采的平稳有序进行。
参考文献
【关键词】地质矿产研究;基本管理制度;专业技术管理
1、地质矿产研究的主要内容及职业定位
1.1 地质矿产研究的主要内容
地质矿产研究专业(学科)以“成矿研究”为主要内容,主要研究矿床的地质特征、成因类型、成矿机制、成矿机理、形成机理、形成机制、成矿大地构造背景、成矿环境、成矿地质背景、成矿条件、成矿规律、控矿因素、成矿系列、成矿系统、成矿模式及成矿预测等问题。
地质矿产基础研究的核心是矿床成因研究,主要研究矿床的地质特征、成因类型、成矿机制、成矿机理、形成机理、形成机制、成矿大地构造背景及成矿环境等问题。地质矿产应用研究的核心是成矿预测研究,主要研究矿床的地质特征、成矿地质背景、成矿条件、成矿规律、控矿因素、成矿系列、成矿系统及成矿模式等问题(这些问题的研究属于应用基础研究),在此基础上提出找矿靶区、找矿方向、找矿前景及找矿远景。
1.2 地质矿产研究的职业定位
地质矿产勘查(矿产地质勘查)过程中,通过地质勘查工程(槽探、井探、硐探、坑探、钻探)的布置和实施来确定矿床的地质特征及矿产资源储量;需要研究区域及矿区地层、构造、岩浆岩、变质岩、围岩蚀变等,特别是要研究确定矿体的产状、形态、规模、矿石特征及矿床成因类型等。
根据矿产地质勘查规范,勘查工作分为预查、普查、详查、勘探四个阶段。各阶段任务如下:
(1)预查阶段是通过对区内资料的综合研究、类比及初步野外调查、极少量工程验证提出可供普查的矿化潜力较大地区,有足够依据时可估算预测的矿产资源量。
(2)普查阶段是对矿化潜力较大地区进行一定数量的各项野外工作以及概略研究,确定是否有进一步详查的价值,并圈出详查区范围,估算推断的矿产资源量。
(3)详查阶段是进行系统的勘查工作,基本查明矿床地质特征以及控制或破坏矿体的因素,基本确定矿体的连续性,并通过预可行性研究,做出是否具有工业价值的评价,圈出勘探区范围,估算控制的矿产资源/储量。
(4)勘查阶段是运行各项系统的加密工作,详细查明矿床地质特征以及控制或破坏矿体的因素,确定矿体的连续性,估算探明的矿产资源/储量,并通过预可行性或可行性研究为矿山建设投资和设计确定生产方案等提供必要的依据。
地质矿产勘查工作是地质矿产研究工作的基础。地质矿产研究专业可与地质矿产勘查专业合起来统称为“地质矿产勘查与研究”专业(职业)、“地质矿产勘查”专业(职业)或“地质矿产调查评价”岗位(职业)。这样有助于地质矿产勘查事业的和谐可持续发展,对地质矿产研究事业也是有利的。
2、地质矿产研究专业技术管理
2.1 地质矿产研究事业基本管理制度的建立
经过刻苦钻研,笔者建立了地质矿产研究专业(学科)及地质矿产研究事业基本管理制度。主要表现在如下三个方面:
(1)2010年7月,笔者撰写的论文《地质矿产研究事业管理制度探讨》获得第三届中国管理科学大会优秀论文二等奖。
(2)笔者撰写的三篇论文2011年发表于国家级科技类期刊。《地质矿产研究的主要内容及职业定位》发表于期刊《科技与生活》,《地质矿产研究专业(学科)的建立》发表于期刊《中国科技博览》,《地质矿产调查评价主要内容探讨》发表于期刊《科技与生活》。
(3)2012年元月,笔者撰写的论文《地质矿产研究事业管理制度探讨》发表于国家级期刊《中国城市经济》。2012年5月,这篇论文获得四川西部文献编译研究中心“科学发展与构建和谐社会理论实践成果”一等奖。
笔者对地质矿产研究专业(学科)主要内容及职业定位的论述,标志着地质矿产研究专业(学科)的建立,阐述了地质矿产研究事业基本管理制度。建立管理制度,通过制度进行管理,是重要的管理方式。
2.2 地质矿产研究专业技术管理
和行政管理、经济管理、企业管理、人力资源管理一样,专业技术管理也是一个管理门类。项目管理是包含行政管理、经济管理、人力资源管理及专业技术管理的综合性管理工作。地质矿产研究项目管理也是如此。
2008年元月,江西省物化探技术勘测院设立地质矿产研究领导小组,这是单位内设的专业技术管理机构,目的是为了建立地质矿产研究专业(学科),为了进行地质矿产研究专业技术管理。根据地质矿产研究专业(学科)特点,笔者认为地质矿产研究专业技术管理主要包括专业(学科)知识体系的构建、专业技术发展创新、专业技术推广应用、专业技术保密等方面。这几个方面的专业技术管理在笔者2011年、2012年发表的论文中都有体现。
参考文献
[1] 中华人民共和国地质矿产行业标准DZ/T0201-2002,钨、锡、汞、锑矿产地质勘查规范.北京:地质出版社,2003.
[2] 游小毛.地质矿产研究的主要内容及职业定位[J].科技与生活,2011(2).
[3] 游小毛.地质矿产研究专业(学科)的建立[J].中国科技博览,2011(16).
[4] 游小毛.地质矿产调查评价主要内容探讨[J].科技与生活,2011(15).
[5] 游小毛.地质矿产研究事业管理制度探讨[J].中国城市经济,2012(2).
关键词:物探技术 地质勘查综合物探
中图分类号:P624文献标识码: A 文章编号:
科技时代的到来,使得各项现代技术获得快速发展。科学技术的应用让人们的工作更加准确有效,因此,将物探技术应用于我国的地质勘查工作中,对地质勘查工作的发展具有十分重要的意义。物探技术在地质勘查工作中的应用,将大大提高地质勘查的速度和质量,增强了地质勘查工作的有效性,从而提高了生产力的发展。物探技术的应用使得地质勘查工作具有更高的现代化水平,成为地质勘查中的一门新型活跃并且具有重要价值的勘查方法。但是,由于地质勘查工作的复杂性,物探技术在实际地质勘查中依旧存在众多问题,这就需要我们进行深入的分析和研究。
物探技术的基本原理
所谓的物探技术就是指根据各种岩石之间存在密度、电性、放射性以及磁性等物理性质的差异,利用地球物理的原理,选用不同的物理方法和物探设备,进行工程区地球物理场的变化测量,以此来了解其水文地质以及工程地质条件的一种勘测方法。目前,由于单一的物探方法具有自身的局限性以及地质勘查具有复杂性,因此,我们在地质勘查中常常采用多种物探方法进行勘探和测试,这就形成了综合物探技术。综合物探是基于先进电子信息技术而逐渐发展起来的。由于不同的地质结构具有不同的物理特性,物探技术就是利用这种不同的物理特性,采用精密的电子仪器对地质结构进行探测,然后根据仪器反馈的信息数据和图像,对地质结构做出准确的定量分析,从而对勘探地质结构的岩石密度和辐射进行判断。通过综合物探技术可以很好的了解各个岩石层的岩石结构和岩石种类进而有效地完成地质勘查工作,为各种地下矿石能源的开采进行安全的指导。
物探技术应用对地质勘查的意义及作用
目前,随着综合物探技术的逐渐成熟,已经深入到众多生产行业和工程领域,尤其是在地质勘查方面,取得了良好的勘查、探测效果。例如,在水文地质探测中的运用。在进行水文地质勘查时,会根据水质具有的导电特性和岩石具有的电磁场进行综合物探。再比如,在地质灾害的地质勘查中的运用。通过有效的综合物探技术加强对地质灾害的探测,可以对地质结构进行正确的判断,从而找出异常结构的位置以及岩层的断层情况,根据这些物探数据可以对部分自然灾害进行很好的预防。另外,可以运用于工程测量的检测和考古行业。在工程建设前通过物探技术进行地质勘查,从而保证了施工的安全以及建筑的建成后的质量安全。应用于考古行业可以根据被测物体的物理性质,进行内部的勘查与检测,从而帮助考古人员判断出文物的准确位置。
因此,随着科学技术和信息时代的不断发展,使得综合物探技术在地质勘探中发挥着越来越重要的作用。将物探技术应用与地质勘查工作中,通过综合物探的数据信息,可以帮助地质勘查工作者进行精确的判断,从而减少工作失误,方便勘查工作的顺利进行,提高地质勘查工作者的工作效率,降低工作强度。另外,将综合物探技术应用于地质勘查领域,对我国的地质勘查工作的发展有着重要意义,有利于生产力的提高,从而促进国家建设提高经济发展能力。
综合物探技术的方法
由于地质勘查工作的复杂性,针对不同的环境往往采用不同的物探技术,因此进行地质勘查的综合物探技术的方法有很多。
电磁法
电磁法主要是指根据岩层具有导电性的特点进行探测,从而达到地质勘查的目的。电磁法根据不同的工作原理,又可以分为连续电磁法和瞬变电磁法两种情况。它们主要应用于地质结构的勘查和金属矿床的寻找。其中,瞬变电磁法可以通过一定的电源装置,利用电磁场的脉冲特点对地质结构发射电磁场,从而对地质结构进行有效的勘查与探测,尤其是在水文地质结构的勘查中,瞬变电磁法发挥了重要作用。
电流法
电流法是一种根据不同岩石之间具有的电阻率和含水性进行的物探技术方法。通过电流法探测出不同地质结构中的岩石电阻率,然后根据这些电阻率数据进行科学的判断与分析,从而确定地质结构中岩石的含水量以及岩石的不同种类,以此来做到对地质结构的定性分析。
天然磁场法
由于岩石本身就具有一定的磁场,因此在进行地质勘查时可以利用这种天然的磁场进行有效的检测。天然磁场法就是根据岩石自身所具有的磁场进行的一种地质勘探方法。这种探测技术可以通过岩石磁场的频率进行数据测量,来详细了解不同层次的地质结构。但是,在实际地质勘查过程中,这种物探技术方法容易受到外部因素的影响。比如,在地质勘查时使用的电子通讯设备等都会对其造成设备干扰,从而导致勘探的数据变化过大,不利于对数据进行有效分析。
无线电波法
这种方法,主要是对地下发射高频率电磁波,然后利用这些电磁波的衰减情况进行分析,从而促进地质勘查工作的有效开展。当电磁波穿过岩石会被的磁场吸收从而出现衰减的情况,尤其是遇到断层是会发生明显衰减的现象,因此在地质勘查中根据这中现象可以准确判断断层的位置。
总而言之,进行地质勘查的物探技术有很多,比较常用的有地震波CT成像技术、声波测并技术、高密度电法勘探技术以及钻孔色彩电视全孔壁成像技术等等,这些技术对地质勘查工作的有效进行起着至关重要的作用。随着社会经济的迅猛发展,地质勘查工作对物探技术的要求也越来越高,单一的物探技术方法已经难以解决在实际工作中遇到的各种复杂的地质问题,因此,我们必须对物探技术在地质勘查中的应用及问题进行深入研究,通过多种物探技术方法的优化组合进行地质勘查,以此来提高地质勘查工作的有效性,促进地质勘查工作者判断的准确性,提高工作效率。
参考文献
荆鹏 郭栋浅谈物探技术在地质勘查中应用【期刊论文】城市建设理论研究(电子版)-2012
勘查技术与工程专业是以从事研究地质勘查技术方法来获取与矿产资源、能源和工程建设场地有的地质信息,并评价其地质条件或工程地质条件,为资源开发、场地利用和地质环境保护服务的工程科学,属于实践性较强的工科专业。实践性教学在勘查技术与工程专业的学科教育中占有非常重要的地位,它不仅是培养学生实际操作技能、提高解决问题能力的重要环节,而且是促进理论与实践相结合、提高学生科技创新素养、造就具有创新意识和创新能力的高素质人才的重要途径,其作用是理论教学所不能替代的。因此多数地质类专业的_lI科院校都根据本专业的实际情况,设置了认识实习、生产实习和毕业实习三大实践性教学模块。各相关院校在对实践性教学的安排上略有差异,但大体来讲,大学一、二年级主要进行地质认识实习,三年级进行生产实习,四年级开始毕业实习。由于实践性教学在整个教学活动中l与有相当的比例,在教学安排上容易与理论教学等其他教学活动相冲突,特别是作为实践性教学核心部分的生产实习和关键部分的毕业实习,与其他教学活动的冲突尤为明显。相对于理论教学而言,实践性教学在具体实施、监督管理、时间安排等多个方面都明显比理论教学困难,这是由实践性教学自身的特殊属性所决定的。成都理T大学勘查技术与工程专业的实践性教学是在不断探索中发展起来的,经过多年的实践,已经有很深的积淀,但是一些教学组织、管理方面的不足以及与其他教学活动的矛盾随着社会需求、工程实践内容等方面的变化而日益突显出来,这些问题的存在不仅直接影响实践性教学的效果和质量,不利于工学专业的发展和人才培养,而且会逐渐导致专业自身与社会需求相脱节。因此,对勘查技术与工程专业的实践性教学进行改革已经刻不容缓。
二、目前实践性教学中存在的主要问题
1.师资配置不合理,新老交替与传承欠规范师资力量是教学环节的核心部分,建立合理的师资梯队,是专业得以发展和传承的基石。对于实践性教学而言,师资力量更是直接影响实践性教学效果和质量的关键所在。近年来,随着一大批高学历的人才进入高校,成都理工大学勘查技术与工程专业的师资团队中青年教师的比重显著增长,但相对于扩招的学生而言,师资力量还是略显不足。由于教学任务繁重,刚进校的青年教师尚未完成新老传承,就走上讲台向学生授课,并直接参与到实践性教学中来,甚至构成了实践性教学的主体,青年教师由于科研和生产实践经验不足,在教学中明显存在这样那样的问题,这必然会影响到课程的生动性、形象性和深刻性,进而影响到教学质量和效果。因此,以青年教师为主的实践性教学在师资配置上是不尽合理的。教师的新老交替实质上是对青年教师的培养问题,但现阶段来看,实践性教学中对青年教师的培养力度是不够的,新老交替与传承也欠规范化和细致化。
2.科研与教学关系处理不当随着西部大开发背景条件下大兴土木工程建设的需要以及教育体制的改革,我校教师的职能已经由原来以教学为主转向教学科研并重。适量的科研不仅可以为教学提供实践基地,加强理论与实践的结合,而且可以丰富教学内容、促进教学改革、提高教学水平和质量,它与教学应该是相辅相成的关系。但是近年来,我校教师科研任务的数量和规模远甚从前,这就迫使教师的主要职能由教学向科研偏转,或者说由原来以教学为主的单一职能向教学科研并重的双重职能转变,投入到教学上的时间和精力也相对减少。多数基础性的教学实践任务,特别是认识实习和生产实践几乎都落在科研任务相对较少的青年教师身上。青年教师队伍由于经验不足,是一个尚需加强培养的队伍,还未构成实践性教学的中坚力量,因此完全依赖青年教师的实践性教学,很难保证教学质量和效果,基础性教学实践的不足又必然后影响到毕业实习甚至是工作以后的正常生产实践。近几年来学生毕业论文质量呈下滑趋势,应该说与基础性教学实践质量不高有很大的关系。因此,妥善处理好科研与教学的关系,合理规范教学和科研活动的比例,保证实践性教学中的中、老年教师特别是具有高级职称教师的数量,已经成为教学改革当中刻不容缓的一项任务。
3.教学管理与监督不力我校勘查技术与工程专业的毕业实习是该专业学生的最后一次实践性教学。毕业实习主要服务于毕业论文的撰写,因此实习的内容不可能像认识实习和生产实习那样具有统一性和整体性的规划。实践场所、工程项目、研究主题等的不同使毕业实习更具有个性化特色。特别是实践场所,往往受教师科研项目、学生意愿等多方面因素的致约。近年来,毕业学生人数较多,教师的科研任务往往不能满足所有的毕业生,因此需要一部分学生到生产单位实习。此外,根据毕业生自已的意愿,每年都有部分学生主动要求到生产单位开展毕业论文的设计,还有部分单位强烈要求签约毕业生必须到单位实习。实践场所的分散性为实践性教学管理带来较大的困难,特别是涉及到委托第三方进行代管的问题时,其可操作性较低,在实际执行时也大打折扣,因此学生在单位参与实践的情况,完全取决于学生自身的自觉程度。而生产单位的本质属性决定了“生产任务第一”的处事原则,在对待实习生的管理问题上并不严格,有些单位虽然主动要求学生到单位实习,但并不是刚好有合适的项目作为本科生毕业论文选题,因此多数情况下,学生实际参与的项目与最终作为毕业论文支撑的项目完全不一样,更有甚者,连工程现场都没有去过,就直接将早已完成的生产报告拿来作为论文。即便有些去过工程现场,也仅仅是“走马观花”地了解一下工程的基本情况,并没有开展实质性的野外调研工作。这种现象在其他专业中也是相当普遍的,因此每年到单位实习的学生往往存在较多的问题。资料收集不齐全、收集资料与实际不吻合等是最为常见的问题。这样一来就导致其毕业论文质量一般都低于参与教师科研的学生的论文质量。很显然,对到生产单位开展毕业实习的学生缺乏有效的监督和管理,是影响本次实践性教学效果的主要原因。
4.教学实践与社会需求脱节教学实践是加强学生对理论课程的理解,培养学生基本专业技能和提高学生解决实际工程问题能力的教学环节,也是为将来从事本专业所需要基本技能的奠基阶段。因此勘查工程与技术专业的教学实践必须与社会需求挂钩,实践项目与内容以满足生产需要为基本出发点。而我校勘查技术与工程专业的基础性教学实践仍然沿袭的是传统工程地质学的教学内容,实践项目固然是几十年来不断提炼总结而成的,但是近年来随着学科自身的发展,专业领域的范畴已经有所拓展,诸如地质灾害等已经成为勘查技术与工程专业不可分割的一部分,但凡是工程建设无一不涉及到地质灾害的问题。这里的地质灾害有两重含义,其一是由工程建设导致或诱发的地质灾害;其二是天然地质灾害。前者影响地质和生态环境,后者影响工程建设。地质灾害业已成为勘查技术与工程专业的技术人员必然要面对的一大问题。尽管作为地质灾害主体的崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降等问题在传统的工程地质学中都有提及,但作为工程活动与人类环境相互作用过程中的一种必然现象,仅仅对地质灾害的简单认识和了解是远远不够的,需要进行系统的学习和实践。近年来地质灾害频发造成的危害有目共睹,“5•l2”汶川地震诱发的大量崩塌、滑坡;舟曲“8•7”特大泥石流灾害,摧毁公路、桥梁,掩埋良田、家园,噬夺生命、财产,其破坏性和摧毁性都触目惊心。因此,社会对地质灾害防治与治理方面的专业技术人才的需求大大增加,而我校勘查技术与工程专业的本科生,要么对地质灾害一知半解,要么根本就搞不清楚地质灾害的真实内涵,这固然与学生自己小善于、不主动解相关专业的信息有关,但另一方也反映出我校勘查技术与工程专业在教学实践上没有紧跟社会需要,因此需要对现行教学实践内容和项目进行及时更新和补充,将地质灾害等与社会需求密切相关的内容纳入到勘查技术与_l1程专业的教学实践当中,培养出符合时代要求和社会需要的专业技术人才。
5.教学实习与考研深造相冲突我校勘查技术与工程专业的生产实习安排在每年的9月份至10月底约9周的时间,时间长,内容多,任务重。而次年的1月份又是国家研究生统一r•考试的时间,准备深造的学生既要考研,又要花费大量的时问完成课程设计和生产实习任务,在时间上十分仓促和紧张,往往是生产实习做不踏实,研究生考试也准备不充分,每年都有一部分学生凶此放弃了考研的打算。总体来看,勘查技术与工程专业不仅研究生的参考率低,其考取牢也明显较其他专业低。而在N,~lj通过研究生入学考试的部分学生当中,由于在生产实践方面没有投入足够的精力,因此实践环节没有得到有效的锻炼和加强,野外基础不扎实、基本技能不够娴熟、实际工作能力也较为薄弱,这些问题会直接影响到研究生的质量。很显然,生产实习的时间安排与考研时间安排上的冲突不利于研究生人才的选拔和培养,并因此可能流失一批优秀的专业研究人员。
6.教学实践安排欠灵活我校勘查技术与工程专业的毕业实习安排在大学四年级最后一个学期。学期开始一般已到2月底或3月初,毕业生按指配实习导师的要求收集资料准备现场调研,根据学校的统一要求,一般要在4月底结束全部调研工作,5月初着手资料的汇总、整理和论文的编写工作,因此在野外收集资料的时间也不过1月左右。换句话说,指导教师只有在这段时间内恰好有科研任务时,才能安排学生参与野外调研工作。但实际情况是,这个时间段内并非是每个教师都刚好有科研任务,而且由于承担了其他年级的本科教学工作,即便有合适的机会也不一定能抽出时间对学生进行科研实践的现场指导。大多数情况下,教师科研需要学生的时候,学生在完成理论课的学习任务;而学生需要参与科研或生产课题的时候,教师又有理论教学任务在身。这种情况下。通常的解决办法是让研究生进行指导或让学生去拟签约单位收集毕业论文资料。尽管有一部分学生是参与了教师的科研课题,但是由于科研周期长而毕业实习时间短,学生在较短的时间内只能收集有限的资料,这些因素导致的结果是学生论文质量的低下。到单位实习的学生同样面临这样的问题。可见,现有的毕业实习在时间安排上存在明显的不足。
7.重视专业技能而忽视综合素质的培养实践性教学作为特殊的教学手段其最大的特点就是野外实践非常丰富,一直以来实践性教学都以培养学生实际动手操作能力、提高专业技能为主要目标,但从笔者数年来指导本科生毕业论文的实际情况来看,发现尽管有些学生的实际动手能力和独立工作能力都不差,但实践任务却并不一定能很好地完成,这就说明实践性教学中忽略了某些方面的培养。野外实践是一项带有团体性质的工作,实践工作的完成质量不仅仅取决于专业技能的高低,还与团队内部成员的合作程度、与外界的协调能力、沟通能力等有很大的关系,因此实践性教学应该是对包括专业技能、协调能力、沟通能力等在内的综合素质的培养过程,现阶段随着高校队伍的社会化和具体化,以及教师科研任务、学生人数增加等原因,实践性教学中对综合素质的培养显然重视不够,从而导致了学生专业技能强但完成实际任务能力低的畸形现象。
三、加强实践性教学环节的主要措施
1.合理配置师资力量实践性教学中应保证中、老年教师的比例,青年教师可以参加进来,但不应是主体,同时必须加强对年青教师的培养。经验丰富的老教师要做好对青年教师的传、帮、带工作,有序地帮助青年教师尽快适应教学工作的角色,青年教师也要积极主动地参与到包括实践性教学在内的各个环节当中,脚踏实地从助手、助理做起,尽快成为实践教学团队的中坚力量,将老一辈优良的教学风格、深厚的专业积淀传承下去。
2.建立机动性的专项生产实践环节教学实践中的生产实习与考研之间的矛盾主要在于生产实习的周期过长,与考研复习存在时间上的冲突。由于我校勘查技术与工程专业的生产实习实际上是由工程地质测绘、滑坡稳定性分析和地基稳定性评价三部分组成的,它们彼此相对独立,因此可以将其分解成为三个专题进行。根据理论课程的学习情况,工程地质测绘专题可以在大学二年级地质学基础、工程岩土学等课程结束后就进行,滑坡专题、地基专题同样可以按理论课程在大学三年级的学期中、末分别进行,这样就可避免在大学四年级第一学期进行集中实习造成的周期过长、实习时间不易调整等问题,甚至还可以增加其他专题进来,大大增强生产实习的机动性和灵活性。在时间上也可以适当提前,不至于与考研复习有太大的冲突。
3.建立本科教学的导师机制本科教学实践特别是毕业实习,实习时间与教师科研时间不相统一的矛盾已经突显出来,这种矛盾的根本原因,在于分配给指导教师的时间太短,调整空间不足。因此尽早在本科教学中引入“导师机制”,,在大学二年级刚接触专业课程时便分配导师,学生就有较多的机会参与科研实践,教师也有足够长的时间来安排和筹划学生的实习,学生和教师可以更多地沟通,这样不仅能使学生更深入、充分地认识和了解本专业的职能,而且从实践入手再学习理论,可以更好地理解和掌握专业课程的原理和方法。更主要的是可以为本科论好充分的准备,避免了集中在最后一个学期进行实习时,教师所面临的必须及时为学生提供合适实习平台的巨大压力。
4.健全教学实习的奖励机制根据勘查技术与工程专业对毕业实习的要求,学生可以到单位实习,也可跟随指导教师进行实习。由于到单位实习存在难于监管的漏洞,加之单位自身的职能不同,部分生产单位不重视后备技术力量的培养,对学生的实习采取敷衍的态度,因此造成学生的论文资料收集不全、论文质量偏低等不足。而参与教师科研的学生,有较多的机会面对面与指导教师交流,论文资料收集一般较为齐全,最终的论文质量也相对较高。因此,应鼓励学生首选教师科研项目开展毕业实习。但是由于学生的教学实习经费远不足以支持野外调研的开销费用,一般都需要由教师科研课题额外补贴,学生较多时课题需要支付的开销很大,如果没有硬性要求的话,部分教师,特别是科研项目较小或较少的教师,宁愿学生到单位实习。因此,对于利用科研课题为学生提供实习机会的教师应当给予积极鼓励和大力支持,并且根据具体情况进行适当的奖励。
5.完善教学实践的监督机制教学实践的监督主要是针对毕业实习,到生产单位参予实践的最大问题就是存在监管的漏洞。学生究竟做没做实际工作?论文倒底是自己的实际工作成果,还是生产报告的拷贝?有时很难分辨。因此不仅学校要建立相应的监督机制,还应要求生产单位将学生的实习工作具体落实并进行有效的监管,学校与企业或单位共同对学生进行监督和管理,但必须是以学校为主、单位为辅,以学校的主动监督带动单位的被动监督,以防单位出现“放水”现象。必要时,每年可根据依托单位对实习学生监管的重视程度进行排名通报并与毕业生的推荐相挂钩,促使其担负起应有的责任和义务。
6.加强团队教学的训练勘查技术与工程专业是一门实践性很强的专业,很多情况单靠个人是根本没有办法完成任务的,这就要求学生必须进行协同作业。因此加强合作、增强团队意识一直为包括勘查技术与工程专业在内的很多实践性专业所倡导。充分利用各次实践教学机会,培养学生的团队意识,有意识地为团队教学训练提供平台和机会。实践性教学中的分组作业,实际上就是一个小团队。为了让每个学生都能得到充分的锻炼,并培养起应有的责任心和团队精神,可以让小组的各个成员轮次担任主要负责人,规划整个小组的阶段性野外工作,组织小组讨论,并协调与其他小组的关系等。小组成员也通过广泛、积极的讨论,提升自己的独立思考能力、表达能力和沟通能力,有意识地加强协同作业的能力。