关于水利工程中的岩土地质勘察探讨

鲁红卫

（中国葛洲坝集团股份有限公司勘测设计院，湖北 武汉 430070）

工程岩土地质勘察是水利工程建设发展中最重要的一个环节。科学有效的地质勘察能够全面掌握水利工程地质情况，有效降低工程施工风险系数，为水利工程提供安全保障和设计优化支持，推进水利工程的顺利实施，有效提高工程建设质量和水准。

1 地质勘察对水利工程建设的影响

地质勘察对我国水利工程的整体设计、施工组织、风险预案等都有着重大的影响。施工现场的岩土地质参数对整个建筑物的建设性能影响非常大，施工前就应对建筑施工现场的岩土地质结构做出全面详细的勘察分析。在规划建设水利工程时应尽量避开断层、滑坡等潜在地质灾害高发区，影响工程建筑的安全。另外，一些特殊性岩土，如膨胀性粘土、湿陷性黄土等也可能会对水利工程的建设及后期运行造成一定影响，需要特别注意［1］。

2 水利工程地质勘察的要点

2.1 根据区域地质做好勘察规划

在地质勘察工作中，工作人员要根据工程所在区域地质情况进行有针对性的各项地质勘查测绘工作，保证地质勘察工作内容的准确完整性。同时我们还要根据程建设区域内岩土体的具体物理结构特征来综合确定地质勘察勘测技术手段，并通过现场及室内试验综合分析衡量各种工况下的岩土物理力学和渗透等相关参数。科学布置勘察方案和技术方法，有针对性的解决工程地质问题，提供准确合理的岩土参数，找出地质安全隐患，为设计和施工提供有效的支撑［2］。

2.2 结合设计、施工方案进行针对性勘察研究

前期勘察阶段要充分了解业主需求、设计意图，并根据现场地质情况分析预测为设计提供建议，综合评定预选设计方案，再根据设计方案进行具体的勘察布置及研究。要了解各设计方案的勘察重点和难点。如重力坝对坝基稳定要求较高，需重点分析坝基岩石的物理力学性质及完整性；堆石坝对地基要求较低，需重点分析防渗方案的选择及堆石料的性质；拱坝需重点分析坝基岩体的稳定性。根据以上各重点及相应的附属建筑物布置，针对性的布置勘探、物探及各种试验。

地质环境勘察工作往往极具技术复杂性，难度较大，前期部分问题只能进行初步分析判断。施工过程中，需根据地质情况进行超前地质勘察，及时调整支护设计方案，提前制定针对前方地质缺陷的应急预案。同时，通过施工地质及时调整偏保守的设计方案，为工程创造经济效益。

2.3 多种手段结合、提高勘察质量

对于工程项目而言，坚实稳定的工程地基基础质量是确保工程建设顺利进行的首要质量前提，对于大型水利工程尤为如此。在勘察期间，做到勘探与物探相结合、室内与现场试验相结合，综合评定分析。确保勘察工作的准确性，及时发现问题，现场解决，避免后期返工及资料的不准确。

在勘察的过程中，严格把控工作质量，钻探、物探工作，严格按照操作规程进行，对质量不合格的及时进行整改返工。试验环节，从取样选样到试验流程严格按照操作规程要求，根据设计工况设计试验内容。

3 水利工程中岩土地质勘察技术

3.1 钻探技术

在工程施工中可通过采用岩层钻探探测技术，准确地实时获得不同地层分布信息、掌握当地岩土层、水文变化情况，为水利工程设计及建设提供基础数据。同时利用高效的水电钻探技术，可为水电工程建设初期规避巨大风险，保证大型水利水电工程施工的长期安全性、稳定性［3］。

3.2 槽探技术

在实际勘探工作中，需要由相关专业人士负责进行专业槽探施工，掌握基本操作技能，利用一定的仪器设备对各种目标条件进行勘探剖面观测，同时还可以通过槽坑探进行取样。通过地质槽探技术可准确直观的观察岩土层结构分布，降低间接勘探产生误差的概率，保证前期地质勘探数据的准确性，为后期制定施工、设计方案等工作提供数据基础资料。

3.3 物探技术

在需要进行水利工程岩土地质勘察时，需要充分借助各种仪器工具进行地质钻探、槽探。但实际中的应用中，钻探探测技术、槽探探测技术对我们使用到的仪器都无过高技术要求，此时难以直观的深入了解、掌握准确的基本成果。此时可考虑利用先进地球物理勘探技术对其进行验证补充，通过大量使用先进科学的勘测设备、仪器，及时的准确掌握精准度的地质勘测数据，并凭借先进地球物理勘探技术对地下水的矿物质、地质层的成分、结构等信息进行准确划分，保证勘察结果的科学性、准确性，增加水利水电工程基础资料的准确科学性，发挥勘察工作的实际应用功效。

3.4 取样和试验

现场试验：现场可通过动力触探试验、标准贯入试验等原位测试试验初步判断岩土性质；孔内注水、抽水试验、压水试验分析岩土层渗透参数；必要时进行现场大型剪切等试验准确判断现场岩土层力学性质。

室内试验：第一，取样。根据计划试验的内容，现场采取不同规格的岩土试样。岩土采样工作完成后需要及时进行密封，通过密封可以保留所有样本土体的所有水分，同时对所有样本进行分类合并归档加以保存。第二，根据要求进行各种试验。根据所取样品的位置和状况，针对性的进行室内试验。通过岩土试验技术可准确快速获取被测岩土的各种基本参数，为岩土设计提供重要参考，进而为水利工程建设提供质量保障。

4 水利工程地质勘察时降水处理措施

4.1 井排降水技术

该技术方法适用于宽度一般不小于150m的，且坑内墙体排水层对土壤的渗透系数在1.0×10-4～1.0×10-3cm/s的大型圆形基坑。在集中综合降水处理综合利用处理中，其主要技术法优点及其表现形式为：基坑集中降水处理效果明显、井口间距、基坑大小宽度可实时自动控制调整、可实现大型基坑集中处理自动排水、工序简单、施工便捷等。但在实际工程建设中应用时，对高层建筑物的地下排水系统结构保护建设有极高的工业技术标准要求，需要明确的地质排水结构保护措施紧密结合起来进行设计使用［4］。

4.2 轻井降水技术

该降水技术主要广泛应用在一些地质条件复杂和地下径流水位高地区水利工程建设中。在基坑降水中，对基坑土质条件要求相对较低，而且管道封闭性能比较好，为了有效保证基坑降水施工效果，在水利施工降水过程中，要合理设计确定基坑支撑水管管道间距与降水深度。

5 水利工程岩土治理过程中需要注意的问题

5.1 勘察施工现场的水文地质

进行施工地质质量勘察检查工作的主要目的就是为了确定整个施工现场的整体地质质量情况，避免因施工地质质量问题而可能出现的施工质量安全问题。水文地质的勘察工作主要是通过测试施工现场的地下水质以及监测地下水的实际水位变化情况，对数据采集后得到的相关水文地质信息进行加以分析，列出施工现场中的水质可能会对主体岩土结构工程、水利工程以及周围地区建筑环境造成的直接影响，在各项水利建设工程施工时尽量避免这些影响问题，保证各项水利建设工程的前期施工安全［5］。

5.2 勘察施工现场岩土的水理性

岩土的地下水理性是指岩土与地下水相互结合后所产生的相互关系，是施工现场进行地质勘探的一项重要技术工作。地下水可以有多种形式存在，例如岩溶地下水、孔隙地下水、承压地下水等。地下水的不同存在形式，对地质的影响也就不一样。在进行地下水地质环境勘察工作时，勘察工作人员也常常需要采集地下水样品并进行水质检测，对地下水的水质存在形式，水体的各种化学性质因素例如水对混凝土结构、对钢筋的腐蚀性等都要进行全面的分析了解。

5.3 关于岩土测试

岩土的测试主要分为两种：一种是针对一般地质粘土的室内测试，一种则是针对松散取原状样困难的土的现场原位测试。测试的内容主要包括检测岩土的土质物理力学参数、强度以及岩土压缩性指标等。原位测试方法种类有很多，例如圆锥动力动力触探试验、标准贯穿贯入、十字板面剪切试验等，选择哪一种测试方法需根据施工现场的具体情况以及对整个现场岩土体进行相关地质物理勘察的相关分析结果。比如标准贯入试验适用于粘性土、砂层及强风化以上岩层。动力初探试验适用于碎石土层，根据土层的粒径及密实度又可根据具体情况选用超重型、重型或轻型重力触探试验。现场原位测试需进行大量试验统计以排除试验误差及个别位置特殊地层的影响，准确性相对室内试验也较差，一般不能作为勘察主要手段［6］。

6 结语

水利工程的建设规划具有非常强的整体性和系统化意义，这就需要在设计上进行综合地考虑各种因素，从而确定选址及构筑物形式的科学性。工程地质调查与勘察能够为水利工程中设计方案的选取提供真实有效的资料支撑，同时这也是增强设计方案的科学性、合理化的一个主要手段。我们需要高度重视水利工程地质调查的真实性、全面性，做到多种方法结合，严格把控勘察质量。从而尽量避免地质条件不明对建设工程设计、施工产生影响，提升工程实施的质量和效率，充分挖掘和发挥水利工程的价值和功能。