水文地質勘查技術在巖土工程中運用研究

殷征

（中大智能科技股份有限公司，湖南 長沙 410000）

0 引言

現代化技術的發展使得我國工程勘查技術快速發展，工程項目中人們也逐漸認識到水文地質勘查重要性。通過運用科學合理的勘查技術獲得水文、地質等信息并計算出相關參數，發揮水文地質應用的效用已成為工程項目推進過程中最為關注的問題。因此，為降低水文地質對巖土工程的影響，提高工程項目安全穩定性，研究水文地質勘查技術的運用是必要的。

1 研究巖土工程中水文地質勘查技術的運用

1.1 地質測繪技術

作為巖土工程水文地質勘查工作的中的基礎技術內容，是勘查初始階段必須要規范落實的工作之一。在地質測繪技術運用過程中，主要是在測繪途中收集施工所需信息，作業人員需要兼具高水平的地質測量素養和地質檢測專業理論，從而能夠準確判斷地區地質構成特性，做好測量數據的記錄工作，以此為基礎分析、研究地質狀況，最終得出專業的地質勘查結果。地質測繪技術這一基礎勘測工作為工程推進提供良好地質數據保障，為施工作業的安全落實奠定基礎[1]。

1.2 鉆探勘查技術

作為當前應用作為廣泛的一種地質水文勘查技術，通過運用于巖土工程，能夠幫助相關人員準確了解地區地質條件與地表層下的水文巖土地質情況，在專業、準確數據的整合下，可以得到更為有效的數據內容與擴展方向。水文地質單元劃分如圖1 所示。

在鉆探勘查技術使用過程中，需要落實嚴格的設備要求，單一的金剛石鉆探設備難以獨立完成對區域水文地質的勘查，這時至少要結合根管鉆井技術，通過整合二者優勢明確開發點。技術運用過程中需把握的要點如下。

1.2.1 偏差控制

在實地考察過程中，相關人員在開展測量、勘查作業時應立足于巖土工程實際條件與具體需要，運用層次化推進模式逐漸加深測量內容，以此保證所得數據精確性和完整性滿足工作需要，同時實現對測量偏差的有效控制。通常狀況下，采用分層測量方式所得的深度數據的誤差不應超過5cm。

1.2.2 風險排查

相關作業人員應對下鉆速度的均勻性進行控制，若是遇到鉆不進去的情況，則應立即開展風險排查工作，一方面保護設備，另一方面也可以避免施工安全事故的發生。

1.3 地球化學與物理探查互補技術

為快速了解巖土工程施工現場及周圍環境的地質情況，應運用地球化學技術和物理探查互補技術，通過兩項技術優勢的整合幫助勘查人員準確判斷地質類型。從當前技術應用現狀來看，其主要運用于工程設計與施工過程中，其中，地球物理勘測技術主要利用磁力、重力進行勘測，但是當工程所在區域的地質條件較為隱蔽時，將難以得到準確的勘測結果，此時結合高滲透化學勘查技術，能夠有效彌補地球物理勘測的不足，從而獲得準確的地質信息[2]。

1.4 電法勘探技術

目前，電法勘探技術在水文地質勘查工作中的應用十分廣泛，該技術具有較高的勘查精度。在實際作業開展過程中，高密度電法是較為常見的電子技術，本質上是一種陣列式勘查方法，依托于電剖面法與電法勘探的結合，在不影響勘查結果準確性的前提下提高巖土工程水文地質勘查效率。一般情況下，該勘查技術主要應用于野外勘查，這是因為該技術的使用無須開展嚴格、大量的現場布置作業，整體操作簡單，設備故障率低。當前，電法勘探技術自動化水平越來越高，更能夠滿足巖土工程對勘查數據的采集與分析需要。

1.5 室內實驗與原位測定技術

在巖土工程水文地質勘查作業中，室內實驗與原位測定技術是較為常見的技術方法之一，該技術的運用能夠為相關作業人員提供全面技術參數，保證工程后續施工安全展開。在實際運用過程中，應利用其所提供的技術參數特點，將其作為工程項目建設結構穩定性的衡量標準，開展原位測試工作時，應在規范、準確的原位應力條件下測定周圍環境數據并分析，以此確保勘查結果符合實際需求，常用方法與參數如表1 所示。

表1 測定方法與需測定參數

除此之外，室內實驗勘查控制技術周圍較短，能夠簡單化處理實驗過程中出現的不合理問題，并通過結果判斷工程勘查結果的準確性，降低水文地質結構分析費用、精力投入，滿足作業質量、作業效率提高需求。

1.6 物理勘查技術

由于不良的水文地質會給當地帶來滑坡等自然地質災害，為保證巖土工程的安全質量，應運用物理勘查方式判斷滑坡是否具有存電性差異。即整體應用高密度電阻法、電剖面法和電探測法，達到電極在一條視察剖面栓的效果，無須跑級即可完成勘查作業。在該勘查技術實際使用過程中，相關作業人員可以通過專業儀器設備掌握數據、電極變化，得到PS 斷面等值線圖，進而通過計算獲得滑坡地質數據。其中，在處理所得數據時，相關人員應構建電阻模型，在一致平均電阻率的情況下，利用相關信息對地質災害影響進行衡量。當地質結構中存在泥巖、粉質砂巖，并在其上方存在大量地下水，那么將得到較大的滑動面介電常數，根據該參數能夠對滑坡面的交界區域予以明確，為后續工程施工設計與作業提供安全保障[3]。

1.7 水文地質參數測定

工程施工前需要明確地下水深度與分布情況，并在詳細分析水位升降情況后開展施工作業，避免流動的地下水影響工程安全質量。在明確水文參數后，需要繪制埋藏示意圖，具體如圖2 所示。

其中，1～4 分別為承壓水位、潛水位、隔水層、含水層；A～C 分別為承壓水井、自流水井、潛水井。

除此之外，編制水文勘查報告，整理水文地質重要信息及相關理論，根據工程實際需求選擇合適測量、勘查方法，尤其是靜止水位測量工作，應把控合理的穩定時間，從而得到準確的含水層滲透性。當巖土工程所在地區下廣泛分布含水層，相關人員需要逐層開展測量工作，并落實配套的止水措施。

2 實例分析

2.1 概況簡述

為強化技術研究實踐意義，本文選取某機場場區的巖土工程，場區內白堊系上統河口組基巖與下伏的茅店組基巖呈不整合接觸，當地為丘陵地貌，整體地勢平緩、低矮，最大高程和最小高程分別為114.609m 和85.134m，坡腳在5°～30°之間。巖土工程處于巖溶溝道中，施工地形地貌復雜。具體如圖3 所示。

2.2 勘查方法

2.2.1 勘探點測量定孔

按照圖紙設計明確鉆探位置，其中，平面位置偏差和高程偏差允許范圍分別為±0.25m 和±5cm，鉆探時若發現障礙則要重新選定鉆探位置，做好記錄與標記工作，注明高程、偏差距離與方位等數據。

2.2.2 鉆探技術

按照現行技術標準布置勘探點、控制鉆孔深度，以工程項目所在區域實際地形、地質條件為基礎合理調整勘探點間距，由于該工程地形地質復雜，所以應適當加密勘探點。一般情況下，鉆探技術中的鉆孔作業分為兩種，一種是控制鉆孔，另一種是一般鉆孔。前者包括深（深度在15cm 以上）、淺控制孔（深度在10cm 以上），均勻布置于勘查區域，不同取樣孔的布置位置存在差異，若是巖石則要均勻布置在平面上，若是土取樣則要均勻布置在沖溝中。然后結合使用原位測試技術，在全/強風化層進行動探測試的布置。后者的應用場景主要是基巖層，若是在原狀土樣上鉆孔施工，則要對其孔徑進行控制，參數要大于91mm，若是僅需要對地層進行鑒別，其參數在36mm 以上即可。需要注意的是，巖芯采取率完整巖層要在八成以上，破碎巖層要在六成以上，鉆進數據與分層測量數據偏差應控制在±5cm 范圍內，若是在鉆探作業實施過程中遇到地下水，則要立即停止工作對初見水位進行測量，粘性土層停止作業時間要大于1 d，以此實現對單個含水層靜止水位的準確、有效測量。完成全部鉆孔作業后，采用測水鐘對各孔的靜止水位進行測量，盡量連續開展工作，1 d 之內完成[4]。

2.2.3 取樣測量技術

根據孔深控制取樣間距，當其深度在0～10m 時，間距控制在1m 左右即可，當其深度在10m 以上時，間距控制在2m 左右即可。取樣作業要注重土樣選取的全面性，每層巖土均要開展取樣工作。該工程主要采用重型擊實試驗，目標是含礫黏土，結合使用薄壁取土器，取樣時將深入長度控制在30cm 即可，并對取得的土樣進行密封存儲，從取樣到分析時間不可超過21d。針對巖石取樣作業，則要使用鉆探巖芯制作，深度控制在10cm，及時送樣。水質水樣數量在1.5L 以上，放置時間不得超過3d。

2.2.4 原位測試

開展靜力觸探試驗、標準貫入試驗，前者試驗誤差控制在觸探深度±1%，后者則要控制標貫間距，參數為1.0m，采用自動落錘法，速率不大于30 次/min。其中，觸探試驗采用重型落錘裝置，速率15～30 次/min，每次貫入10cm 則要標準讀數一次，連續三次落錘壓力在50N以上后，停止試驗[5]。

通過落實上述技術流程，明確邊坡具有良好穩定性，不具有不良地質現象，軟弱土體是亟需解決的主要問題。

3 結語

綜上所述，作為巖土工程開展過程中的重要技術作業，應對技術要點進行深入研究，判斷區域內是否存在不良地質情況，明確水文分布與水位等參數，掌握地質結構等信息，從而提高巖土工程推進的安全性。