巖土工程勘察行業(yè)市場技術調研報告
  工程勘察是指為工程建設的規(guī)劃、設計、施工、運營及綜合治理等，對地形、地質及水文等要素進行測繪、勘探、測試及綜合評定，并提供可行性評價和建設所需要的勘察成果資料，以及進行巖土工程勘察、設計、處理、監(jiān)測的活動。
  一、巖土工程勘察技術發(fā)展現(xiàn)狀
  我國的巖土工程勘探技術已經(jīng)積累了數(shù)十年的實踐經(jīng)驗，巖土勘察技術已經(jīng)有了顯著的提高，但一線從業(yè)人員和工程鉆探設備進展不大。
  1.1勘察從業(yè)人員、勘察單位素質參差不齊
  2012-2017年工程勘察設計行業(yè)從業(yè)人員不斷增多，增速整體呈波動上揚態(tài)勢，也說明行業(yè)規(guī)模在不斷擴張。據(jù)前瞻產業(yè)研究院發(fā)布的《中國工程勘察設計行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2012年中國工程勘察設計行業(yè)從業(yè)人員已達212.34萬人，并呈現(xiàn)逐年快速增長態(tài)勢。2015年中國工程勘察設計行業(yè)從業(yè)人員突破300萬人。截止至2017年年末，中國工程勘察設計行業(yè)從業(yè)人員增長至428.6萬人，較上年同比增長33.9%， 按照這樣的發(fā)展趨勢來看，初步測算2018年中國工程勘察設計行業(yè)從業(yè)人員數(shù)量將達到500萬人左右
  2012-2018年中國工程勘察設計行業(yè)從業(yè)人員統(tǒng)計及增長情況預測
  數(shù)據(jù)來源：前瞻產業(yè)研究院整理
  (備注：2013年從業(yè)人員增速為15.1%)
  2017年，專業(yè)技術人員181萬人。專業(yè)技術人員對行業(yè)的發(fā)展舉足輕重。其中，具有高級職稱人員38.4萬人，占從業(yè)人員總數(shù)的9%，目前高級工程勘察設計人員較少，但行業(yè)需求較大，專業(yè)技術人員數(shù)量有待進一步提升；具有中級職稱人員65.1萬人，占從業(yè)人員總數(shù)的15.2%。
  2017年中國工程勘察設計行業(yè)從業(yè)人員結構占比統(tǒng)計情況
  數(shù)據(jù)來源：前瞻產業(yè)研究院整理
  在目前的巖土勘察市場中，各企業(yè)從事巖土勘察時間不同、積累的數(shù)據(jù)資料不同、各方面的工程經(jīng)驗也不同，即各勘察單位素質底蘊不同，其提供的勘察成果質量當然也不同，一般來說大型的歷史悠久的企業(yè)（非私人掛靠）提供的成果質量優(yōu)于私人企業(yè)。
  隨著相關主管部門對工程建設領域監(jiān)管工作的加強，包括五方責任主體制、項目負責人終身責任制的實施，私人掛靠大型企業(yè)完成任務的情況有所減少。巖土勘察從業(yè)人員專業(yè)素質高低是勘察成果質量高低的決定性因素，這些素質包括：專業(yè)基礎知識、項目策劃與現(xiàn)場管理能力、分析及歸納總結能力等，目前國內市場上巖土勘察人從業(yè)員的素質水平差距很大，年齡差距與學歷差距都較大。
  1.2勘察標準、規(guī)范不統(tǒng)一
  我國幅員遼闊、行業(yè)眾多，有關巖土工程的標準、規(guī)范眾多，有國標、行標，還有地方標準，且各種標準修訂時間差異大，即使對同一事物的規(guī)定也不一致（如國標與鐵路行標砂土液化判別標準就不一致），造成標準、規(guī)范使用困難。國內有關的勘察標準中對原位測試工作進行了規(guī)定，但不同標準規(guī)定不一致，缺乏統(tǒng)一的原位測試工作標準，也限制了原位測試工作的開展。
  勘察過程中規(guī)范、標準使用不統(tǒng)一或缺失，使得巖土勘察工程沒有準確的參考依據(jù)，這樣在工作中對勘察工作沒有合理規(guī)劃，最終導致所測得數(shù)據(jù)不足、不準確或缺少依據(jù)。以上情況也可能會導致勘察過程中出現(xiàn)不良狀況或者突發(fā)情況的不當處理。
  1.3勘察設備
  目前國內的巖土勘察設備較2017-2018年無明顯質的變化，主流鉆機還是幾十年前的柴油鉆機，鉆探效率低下且不符合當前越來越高的安全\環(huán)保要求；標貫、動探仍為手拉測試、人工計數(shù)，效率低且不準確；取樣設備不方便使用（包括現(xiàn)場取樣及后期實驗室處理），造成巖土樣品擾動大，降低了試驗結果的精度。由于巖土勘察設備的落后，與鉆機工人及有關各方追求生產效率產生了矛盾，造成有關方不按規(guī)定操作，給現(xiàn)場管理增加了難度。
  目前，有關業(yè)主方及勘察行業(yè)協(xié)會也意識到了存在的問題，已開始著手解決相關問題，廣州地鐵已要求勘察單位使用新型鉆機，以期解決鉆探質量問題、馬路鉆探施工的速度及安全環(huán)保問題，新使用的鉆機有汽車鉆、英格爾鉆機及阿特拉斯鉆機。廣州地鐵對汽車鉆及英格爾鉆機均有試用，汽車鉆的移動速度較高但鉆進速度與常規(guī)鉆機差距不大，英格爾鉆機對巖石鉆進采取率較高（土層采取率低），阿特拉斯鉆機在鉆探深度與鉆探速度上有優(yōu)勢，但造假昂貴。英格爾鉆機及阿特拉斯鉆機均采用了液壓鉆進、繩索取芯，提高了取芯速度，但兩種鉆機對土層的擾動均較大，土層樣品不能作為I級樣進行室內土工試驗，且英格爾鉆機不能使用循環(huán)泥漿（對周邊環(huán)境影響較大），影響了其在巖土工程勘察中的適用性。國內尚有使用聲頻鉆機，該鉆機對土層鉆探具有優(yōu)勢，聲頻鉆進，不需沖洗液，鉆進速度高、土芯擾動小，但現(xiàn)尚不能鉆巖及進行標貫、動探等原位測試。總體來說，新型鉆機尚處于試用階段，未形成統(tǒng)一認識及大規(guī)模使用。
  在國內原位測試設備（如標貫儀、靜探十字板測試儀、旁壓儀、波速測試儀、電阻率測試儀等）國產及進口均存在，型號多樣，大多能滿足測試，但設備使用的方便性、耐久性有區(qū)別，進口設備一般優(yōu)于國產設備。目前國內已有自動計數(shù)標貫測試儀。
  1.4 巖土工程勘察中的主要技術問題研究現(xiàn)狀及動態(tài)
  （1） 勘察方法選擇。雖然巖土工程勘察與區(qū)域地質調查的目的、要求不同，但巖土勘察工作仍應進行必要的地質調查工作，包括場地及周邊的不良地質作用及地質災害調查、區(qū)域地質調查、地表水文調查、節(jié)理裂隙調查等，目前巖土勘察行業(yè)普遍存在重鉆探、輕地質調查現(xiàn)象，造成勘察成果缺乏宏觀把控，對場地的穩(wěn)定性、適宜性評價不夠確切；存在輕原位測試現(xiàn)象，造成勘察成果中的參數(shù)建議值往往缺乏支持依據(jù)；存在輕工程物探現(xiàn)象，由于各單位自身技術力量限制，排斥進行物探工作，但某些勘察工作輔以物探方法會取得較好的效果，如查明斷層的位置及產狀、巖溶、孤石、采空區(qū)的分布的深度甚至空間形態(tài)（CT方法、智能微動法）。
  （2）地質界面劃分問題。主要有巖土體分層、巖石風化程度界面劃分，地質構造和軟弱結構面及不良地質界面的劃分。由于人員、設備不同、管理模式不同，現(xiàn)場鉆探質量參差不齊，目前巖土勘察市場普遍采用100型的輕型鉆機，民工作業(yè)，存在單鉆進尺過大、標貫測試數(shù)據(jù)不真實、巖芯采取率低、未及時測量變層深度等問題，會給地質界面劃分帶來誤差或錯誤。
  另外，由于技術人員（特別是現(xiàn)場編錄人員）工程經(jīng)驗尚不足，存在對地層劃分的整體把控尚有欠缺，存在分層過粗或過細問題，過細則造成資料整理困難，過粗則有可能帶來質量問題。
  （3）巖土樣品采取及試驗。目前市場較多采用巖芯樣品截取、包裝作為原狀樣進行試驗，廣東較為普遍，外省取樣器使用率高于廣東，造成強度試驗指標往往偏低；試驗項目策劃存在不合理現(xiàn)象，如，按有關規(guī)范：①對基坑工程，重點試驗項目為重度、直接快剪及固結快剪、三軸UU、滲透試驗等，飽和軟黏土宜進行高壓固結試驗，砂土應做休止角試驗，厚度大于3m的素填土應進行重度與抗剪強度試驗，但固結快剪、三軸UU、滲透試驗、飽和軟黏土的高壓固結試驗、砂土的休止角試驗、填土的取樣及試驗往往較為缺乏；②對漲縮性土應進行自由膨脹率試驗，軟土地基處理工程應測試軟土的有機質含量、PH值、固結系數(shù)、前期固結壓力、富里酸含量、不排水抗剪強度等指標），試驗時往往不齊全。
  （4）原位測試問題。主要為：原位測試工作量少且針對性不足（如碎石土、強風化層未采取重型動力觸探測試；軟土進行了大量標貫測試；微~弱透水的基巖層采用抽水試驗測試）；測試結果使用不足，由于原位測試數(shù)據(jù)往往要采用經(jīng)驗公式與勘察成果中所需的巖土參數(shù)相聯(lián)系，需要花時間、精力進行相關研究，再加上相關規(guī)范的不統(tǒng)一、達到推廣應用的經(jīng)驗數(shù)據(jù)或經(jīng)驗公式少，造成了測試結果的使用不足；另外，市場上尚存在標貫試驗不使用自動落錘及作假現(xiàn)象。
  （5）巖土參數(shù)取值問題。如前所述，由于勘察過程中的巖土樣品質量問題、輕原位測試（標貫除外）問題及對測試結果使用不足問題，造成當前巖土參數(shù)取值主要以室內試驗結果查規(guī)范按經(jīng)驗取值，取值過程缺少綜合分析，取值結果缺少支持依據(jù)。對于難于取到原狀巖土樣和一些粗顆粒土、殘積土和風化巖參數(shù)取值誤差更大，這不符合時代的發(fā)展，也與國外及香港地區(qū)直接以原位測試結果、室內試驗結果進行設計的情況存在較大差距（如國外直接以旁壓試驗結果進行地基強度驗算）。
  （6）地質分區(qū)問題。當場地較大時，勘察范圍可能存在多個地質單元，地貌單元、抗震地段、場地類別、液化等級、基巖類型等可能均不同，目前巖土勘察成果存在不夠細化現(xiàn)象，未按軟弱土、液化土分布范圍及斷裂、孤石、巖溶等不良地質體界線在平面圖上進行標示或分區(qū)等，不按地質單元進行參數(shù)統(tǒng)計。
  （7）水文地質試驗及基坑涌水量計算問題。存在試驗點位置、試驗深度（或降深）選擇不合適、不典型問題，存在滲透系數(shù)計算公式、涌水量計算公式選擇不正確問題（如不考慮邊界條件），廣東地區(qū)由于存在多層地下水且地表水豐富，該類問題更多，北方地區(qū)由于長期使用地下水，在這方面經(jīng)驗較為豐富，情況比南方好。
  （8）地下水位問題。目前勘察行業(yè)普遍存在的問題主要為：巖土勘察時多層地下水未進行地下水位分層量測（勘察工期短，難以做到）、未收集地下水位長期觀測資料（南方往往缺少長期觀測資料、北京地區(qū)地下水位長期觀測工作較好）、抗浮設防水位取值缺少依據(jù)等。
  （9）BIM技術。2016年8月23日住建部推出《2016－2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》以來，各勘察設計單位對BIM技術越來越重視，國內許多較大型的勘察單位成立了自己的BIM工作室，水利部門在部分項目進行了地質建模，大部分單位仍處于研究、嘗試階段，實際工程應用正蓬勃發(fā)展，附著在地質模型上的參數(shù)信息越來越多。目前，市場上有部分軟件公司在進行專門的地質BIM技術研究，使用的平臺也不統(tǒng)一，主要有CIVIL3D、ARCHICAD、ITASCAD、Bentley平臺，南京庫倫公司基于庫倫BIM平臺開發(fā)了EVS軟件、華東勘測設計研究院有限公司基于Bentley平臺開發(fā)了GeoStation軟件，這兩個軟件均偏重于建模，計算功能弱。
  （10）巖土工程勘察信息化。近1年來，巖土工程勘察信息化工作發(fā)展較快，國內有多家單位開發(fā)了自己的管理系統(tǒng)或工作軟件，廣東省公路院已開發(fā)并使用了巖土工程勘察項目管理系統(tǒng)（可對項目投標至項目結算的全過程管理），廣東省公路院、廣州市規(guī)劃院及我院均已開發(fā)并使用“勘察云”（或類似）電子化軟件，可進行野外電子化編錄、樣品電子化管理，公路院軟件尚可進行野外地質調繪，廣州市規(guī)劃院開發(fā)“地質隨身行”（僅針對廣州地區(qū)），我院開發(fā)了電子化文件歸檔管理系統(tǒng)。
  （11）新技術。2017-2018年，智能微動勘察技術在研發(fā)及應用上得到了較大的發(fā)展，廣州市軌道交通14號線采用了智能微動技術探測采空區(qū)，取得了較好的效果，廣州地鐵公司也組織中科院專家對有關勘察單位、監(jiān)理單位、施工單位等進行了相關介紹與培訓，預計未來幾年“二維微動剖面探測技術”將會在軌道交通勘測中得到廣泛應用。
  （12）危大工程風險控制
  2018年3月份，住建部印發(fā)了《危險性較大的分部分項工程安全管理規(guī)定》（建辦質〔2018〕31號），明確自6月1日起施行，規(guī)定了勘察單位應在勘察文件中說明地質條件可能造成的工程風險，所以“危大工程地質風險分析評價”為勘察成果報告的必須內容。
  二、巖土工程勘察技術發(fā)展趨勢
  2017年5月2日，住建部下發(fā)《工程勘察設計行業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，文件稱到2020年末，工程勘察設計行業(yè)需努力實現(xiàn)優(yōu)化產業(yè)結構、深層次融合發(fā)展格局，實現(xiàn)營業(yè)收入年均增長7%；優(yōu)化市場環(huán)境，完善全國建筑市場監(jiān)管公共服務平臺；深化企業(yè)體制改革；建立自主創(chuàng)新體系；提高建筑設計水平；提升綜合服務能力；推進行業(yè)與信息化、“互聯(lián)網(wǎng)+”深度融合等9項要求。
  2019年2月住建部下發(fā)了《建設工程勘察質量管理辦法》（修訂稿）征求意見稿，辦法明確規(guī)定：勘察前應進行質量、安全技術交底；鼓勵勘察檔案進行電子化歸檔；鼓勵勘察單位采用信息化手段，實施采集、記錄存儲勘察數(shù)據(jù)，符合要求的電子化數(shù)據(jù)可作為現(xiàn)場原始記錄。
  預測，在技術上將有如下發(fā)展趨勢：
  1、巖土勘察信息化工作將得到較大發(fā)展，包括巖土勘察項目管理系統(tǒng)（可使巖土工程勘察真正符合管理體系要求）、巖土勘察檔案管理系統(tǒng)、野外作業(yè)電子化管理系統(tǒng)（含地質調繪、地質編錄、巖土樣品管理等）。
  2原位測試技術將得到重視
  今后發(fā)展的趨勢是，將原位測試成果，通過與工程地質條件相同的已有工程反推的有關參數(shù)、載荷試驗成果進行對比，求得相關關系，以提高提供的設計參數(shù)的精度和應用效果。
  目前原位測試手段還是很多的，載荷試驗、旁壓、靜探、標貫、動探、扁鏟側脹儀、十字板剪切等。有些手段在適用的地層也已經(jīng)積累了一定的經(jīng)驗，達到了工程應用的程度，隨著經(jīng)驗的不斷積累，原位測試技術必將發(fā)揮更大的作用，對地層性質的認識也將更加深入。原位測試試驗技術、試驗裝置也會在應用中得到發(fā)展和進步。
  3 BIM技術將大力推廣
  預計勘察設計類企業(yè)將推進信息技術與企業(yè)管理深度融合，加快BIM普及應用，實現(xiàn)勘察設計技術升級等，可以預測不久的將來BIM技術將大力發(fā)展，不僅是三維地質建模，且地質模型與巖土設計、建筑基礎設計將融合，體現(xiàn)全生命周期性，將改變巖土勘察成果的提交方式，巖土勘察工作將發(fā)生革命性的變化。
  4 巖土設計信息化與巖土參數(shù)反分析
  隨著原位測試技術、巖土監(jiān)測技術及計算機技術的發(fā)展，不僅能使巖土設計信息化，且對巖土參數(shù)的反分析成為可能，這將為我們巖土參數(shù)取值提供進一步的依據(jù)。
  三、針對上面問題的解決方法建議
  1使用新設備
  引進新設備，包括引進新型鉆機、新型物探設備（智能微動測試儀），同時加快科技研發(fā)，包括新型鉆探、取樣設備的研發(fā)，使我院設備處于行業(yè)中的領先地位。
  2 巖土勘察信息化工作的研發(fā)與使用，走在行業(yè)前列，進一步提高勘察工作的效率、規(guī)范巖土勘察工作的管理。
  3 加強原位測試工作管理
  加強研究原位測試數(shù)據(jù)間、巖土參數(shù)與原位測試數(shù)據(jù)間的聯(lián)系，給出測試數(shù)據(jù)使用的指導性意見。
  3 加強勘察人員的技術培訓與學習，促進知識的更新?lián)Q代
  通過培訓，促進勘察單位技術人員之間的技術交流和知識滲透，擴大勘察技術的知識廣度和深度。
  4 建立巖土勘察知識庫、信息庫
  巖土勘察專業(yè)涉及的知識面廣，同時又需要一定的工程經(jīng)驗，區(qū)域性特征明顯、不確定性大，遇到的問題多。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)上海粘土、湛江黏土和昆明黏土的工程性質存在較大差異。以往人們對巖土材料的共性、或者對某類土的共性比較重視,而對其個性深入系統(tǒng)的研究較少。對各類各地區(qū)域性土的工程性質,開展深入系統(tǒng)研究是巖土工程發(fā)展的方向。探明各地區(qū)域性土的分布也有許多工作要做。

  知識需要積累，建立巖土勘察知識庫、信息庫十分必要。建立巖土勘察信息庫，將勘察的全部資料輸入信息庫里面，今后就可以參考或借鑒鉆孔資料，這樣可以減少時間和資金的浪費。

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