水利工程中的岩土地质勘察探索

水利工程中的岩土地质勘察探索

方稳安

湖北煤炭地质一二五队 443000 

摘要：随着我国资源利用不断的增加，地质矿产资源在管理中已经不能达到经济发展的要求，在技术和利用效率方面都存在严重的滞后性，对矿产资源的浪费现象较为严重，导致采矿业中出现严重的问题，针对这种情况应该对矿业产业进行更加科学合理的开发和使用，将保护资源和开发使用相结合。我国虽然矿产资源的储量较为丰富，但是人均占有率严重不足，而且在一些珍稀矿产资源方面取得的经济效益也达不到资源该有的价值，对经济的影响较为严重，因此需要针对资源储备和合理开发利用工作，实现资源的合理配置，保证实现经济效益的最大化。

关键词：水利工程；岩土地质；勘察工作

一、岩土工程勘察中基础地质技术

1.1钻探技术

为保证岩土地质勘探探索顺利进展，需要采用一定的机械技术等对施工现场进行勘察，了解岩土土层、土壤的基本性质与特征。利用地质勘探获取准确的地质信息，为后期顺利施工提供数据支持。一般情况下，在施工中可采用钻探技术，准确地获得地质岩层信、信息、掌握土壤变化情况，为水利工程顺利进展提供数据。同时利用高效的钻探技术，可为工程建设规避风险，保证水利工程施工的安全性、稳定性。除此之外，可对钻探技术进行变化应用，使其适应更多的地质条件与类型，根据不同钻探方式的差异性，满足不同施工环境的需求。在进行实际勘探时，需要结合具体施工环境，择优选择最佳的钻探手段，以此使用相配套的钻头、钻孔等器具，提升钻探技术的质量与效果。

1.2槽探技术

我国疆土广袤，地域辽阔，在不同的地区有不同的地理环境，因此地质环境呈现处不同的形态。部分地区呈现出较为简单的地质结构、部分地区呈现出复杂的结构，增加了岩土工程地质勘察的难度。在部分地区险象环生，难以对险道地质类型进行确定，甚至难以应用钻探技术进行地质勘探。此时往往需要转变传统的勘探策略，借助一定的现代化技术进行检测，如使用槽探技术等。在实际工作中，需要由专业人士进行槽探施工，掌握基本操作技能，利用一定的仪器设备对目标进行观察，同时可对地质岩土进行取样。通过槽探技术可准确获得地质勘探信息，降低信息误差率，保证地质取样的完整性，为后期施工、设计方案等提供数据材料。

1.3地探技术

在进行水利工程岩土地质勘探时，需要借助仪器进行钻探、槽探。但实际应用中，钻探技术、槽探技术对使用仪器并无过高要求，此时难以直观的了解、掌握地质勘察的基本结果。此时可利用地探技术进行弥补，通过使用科学的设备、仪器，及时的掌握精准地质数据，并凭借地探技术对地下矿物质、地质成分、结构等进行划分，保证地下勘查结果的准确性，增加水利工程构建的科学性，发挥勘察技术的实际功效。

1.4取样和试验技术

第一，选择取样技术。在进行水利施工前，需要对土地样本的进行地质勘查，采集工程施工地点的具体岩土样本。常见的取样位置是中风化上部、微风化上不，此处属于岩土性质过度位置，岩土性质具有整体性，其上部位置的样本可反映岩土的基本性质。样本采样完成后需要及时密封，通过此方式保留样本岩石的所含水分，同时要对样本进行分类归档保存。

第二，进行原位试验。此时原位试验主要是指在保证样本性质不发生转变的前提下，对样本进行相关指标的检测，利用技术手段获取所需数据。通过原位试验可准确获取岩土的基本参数，为设计提供参考，进而为岩土工程提供质量保障。在具体工程中，需要根据不同施工条件择优选择具体的原位试验方法。

二、保证水利工程岩土勘察质量的对策

2.1加强岩土性质技术分析

通常情况下，在进行水利工程选址时，不应选择松散岩土，因为其难以满足基本的水利施工条件要求。需要在选址前，根据室内试验、原位试验等综合方式判断岩土力学性质，进而确定岩土建址位置。松散岩土的常见类型包括残积碎石土、冲击沙砾卵石、冰炭淤泥质粘土等。若经过上述试验，松散岩土符合力学相关指标，则不能在此处建设水利工程，地质条件存在隐患。但若无条件选择其他坝址时，可最大限度的提升此处松散岩土的性质，增强其承载力、抗剪强度，通过换土法、置换法、桩基础等方式，帮助岩土达到基本构建水利工程的条件。

2.2合理评价地下水危害，采取相应的治理措施

水利工程施工中可能会受到地下水的影响，此时需要进行针对性的地质勘测，对地下水位的成分、水位变化进行分析，深层次了解地下水的具体状态，进而制定高效的整治措施。如：在进行水利施工前，需要结合有关部门的专业勘查结果对水文资料、地质资料进行综合分析，观察、分析地下水文的变化情况，结合地下水富水性试验、渗透性试验等对地下水可能存在的问题进行评判预估，进而对水文水利工程的基本腐蚀性进行预算，掌握结构设置的范围，合理设置安全系数。在相关数据的支撑下，对沉降问题、塌陷问题等采取有效的避免措施。常见的防范操作包括：第一，使用型号、材质适宜的水泥用品，增强结构的防腐蚀性，根据科学合理的水灰比增强基础建筑的强度，在实践中，利用矿渣水泥、抗硫酸盐水泥增强结构的防腐蚀性。利用此类型水泥结构增加结构的安全可靠性。第二，重视对地下水进行防污处理。地下水形成蚀性的一大原因是污染，因此需要强化对地下水的防污治理，通过减少工业排放、减少生活排放，利用污水净化处理工艺等方式降低地下水的腐蚀性，尤其针对部分污染严重的区域，可通过使用桩基础等方式，通过涂抹高分子树脂涂膜等增强桩基础的防腐性能。

2.3技术应用的注意事项

在进行水利工程施工时，不仅要对水文分析结果进行确认，同时要重视岩土分析结果。需要在工程设计、施工之前，对水利工程的地质状况、环境条件等进行实验，选择针对性的勘察、实验方法，进而保证分析结果的准确性，进而保证地下水、岩土力学条件勘测数据准确。常见的岩土测试方法包括室内测试、原位测试等，具体需要工作人员结合具体施工环境，选择最有效的方案进行科学的岩土分析，分析岩土层的渗透性、密实性、强度等，从而为科学设计提供真实可靠的信息数据。

在进行地质勘查时，可获取工作目标、内容等具体数据，此时岩土测试可为水利工程目标实现、地质勘查结果的获取提供准确的的数据。利用岩土测试需要保证结果分析的准确性，需要工作人员仔细认真，全面分析设计方案，做好测试，选择正确的方法，保重岩土试验的规范性，进而为顺利完成勘察目标。

三、工程地质勘察在水利工程中的作用

3.1有利于水利工程地址的选择

由于水利工程不同于其他的工程建设，其自身具有一定的特殊性，在水利工程建成之后，部分建筑物是埋设于地下，并且要经受水流等各种外力的影响，在运行的过程中，会与周围的地质水文环境之间产生相互的影响，从而影响到水利工程的安全性。所以在水利工程建设之前，需要进行科学合理的选址工作，对于施工现场进行详细的地质勘察，在地层构造、地下水位、土质性能以及岩石性质等方面进行勘察，了解可能会对工程质量形成威胁的要素。从客观理性的角度分析，没有绝对符合各项条件的工程地址，工程的规模越大，地址的选择越重要，所以应该尽量做好勘察工作，获取准确的数据信息，确保区域的整体稳定性，为工程设计和施工提供充分的理论依据。

3.2有利于水利工程建筑的科学设计

工程设计是水利工程中的重要环节，在设计阶段，对于整个工程的结构、施工进度、工程造价等都会有明确的制定，后期的施工也是根据设计图纸来执行，所以设计质量至关重要。设计的依据主要是工程地质勘察的结果，在进行地质勘察后会总结出选址报告书，在报告书中会对工程拟建的规模、基础的形式等有所介绍。然后设计工程师就会依据勘察报告书中的数据信息，进行初步的设计工作。设计工作中最为基础和重要的内容就是结构设计，这关系到整个建筑的稳定性和安全性，所以还应该对于不良地质现象进行应急设计，以便应付突发状况。

3.3为施工的安全和进度提供了动态数据信息

随着施工进度的不断开展，对于地下结构的影响越来越严重，对于安全性的要求也就越高。而在工程地质勘察工作中，通过钻探法，已经对施工场地的地质构造以及岩石特性进行了详细的分析，这样为持力层的确定提供了详细的依据。而通过钻探中的钻孔摄影，对于地下水的运行状态能够进行实时观察，获取第一手的资料，从而提高了施工的安全性。根据地质勘察中提供的动态数据信息，可以对各个施工阶段对地质产生的影响有所掌握，在确保安全性和施工质量的基础上可合理的控制施工进度。

四、工程实例

4.1工程概况

拟建水库工程地理坐标：东经108°11’，北纬26°25’交通条件较好。水库正常蓄水位为1333m，总库容78万m3，兴利库容为72万m3，死水位1310m，年供水量229万m3。拟建大坝为混凝土面板堆石坝，最大坝高44m。水库主要任务是向下游营上集镇及沿途村寨供水，同时兼顾部分农田灌溉。

4.2岩土地质勘察工作概况

本工程岩土地质勘察要点如下所示：

收集、分析整理相关地质资料，对水库的区域地质、构造地质和枢纽区工程地质条件进行分析评价。通过地质调绘、钻孔探查、物探等技术手段及相关试验，对水库成库条件进行分析论证，并对渗漏带及可疑渗漏带提出防渗处理措施的方案和建议。初步查明坝址区河床及两岸覆盖层厚度、成因、组成物质及分布情况，查明坝址区的地层岩性、地质构造，岩体的风化深度及结构特征、岩体完整性及渗透性，提出基础开挖深度和防渗方案的意见和建议。查明坝址区和库区的物理地质现象和不良地质现象，查明坝址区开挖边坡的岩体结构特征，评价边坡岩体的稳定性，查明主要枢纽建筑物的工程地质条件，并进行初步评价，对工程所需天然建筑材料进行初查。

4.3水库区工程地质条件及其评价

4.3.1基本地质条件

4.3.1.1地形地貌

水库位于大河右岸支流脚尧河河段，脚尧河与大河的交汇处为水库区地表水、地下水最低排泄点，高程为814m。河床高程814～1520m，河谷两岸坡分水岭高程为1060～1984m，地形切割较深，最大高差逾1000m，总体属高中山侵蚀峡谷地貌。区内无可溶岩地层，岩溶不发育，水库区总体地貌形态以侵蚀中山峡谷地貌为主。拟建水库处于侵蚀峡谷内，为峡谷型水库，两岸坡度为30～50°，山高谷深，地形条件适宜建库。

4.3.1.2地层岩性

水库区主要出露地层为下江群组第一段（Pt3f1）浅灰色、灰色变余粉—细砂岩、变余粘土质粉砂岩夹粉砂质板岩、含粉砂质绢云母板岩、绢云母板岩。第四系（Q）残坡积黄色、黄褐色粘土，夹碎石，厚0～5m，分布于库盆及库岸。

4.3.1.3地质构造

水库区位于南西向构造带内，库区内断裂构造不发育，地层出露连续性较好。在坝址下游沿河流流向约1km处发育有F1压扭性断层，断层产状S44°W/NW∠60°，破碎带较宽，断层延伸>30km。断层与库区最短距离约600m，地表出露位置在水库地表分水岭以外，且断层往深部发育趋势远离库区。因此该断层对水库不会造成影响。

4.3.1.4水文地质

测区出露地层为下江群番召组（Pt3f1）浅灰色、灰色变余粉—细砂岩、变余粘土质粉砂岩夹粉砂质板岩、含粉砂质绢云母板岩、绢云母板岩，属非可溶岩。水库地表分水岭雄厚，地表水排泄畅通，大气降水多以明流方式补给河水，脚尧河为区域最低排泄基准面。地下分水岭与地表分水岭基本一致，地下水为基岩裂

隙水，一般以卸荷、风化裂隙为渗透通道向坡外排泄，总体趋势为横向补给河水。第四系松散堆积体中，河流冲洪积砂砾石、碎块石土一般具中～强透水性，孔隙水以潜水渗流形式向沟谷排泄，最终汇集于脚尧河。

库区降水量丰富，植被茂密，地下水接受大气降水补给，地下水动态特征与大气降水关系密切，流量与降雨量相适应，滞后时间较长，地下水位较高。

4.3.1.5物理地质现象

测区地貌类型以中山和河谷盆地为主，由于河谷深切，河流两岸地形起伏大，坡度较陡，一般在30～50°。库区岩层倾角35°，岩体中未发现有连续的软弱结构面分布，库区无大规模滑坡存在，水库蓄水后可能出现小规模滑坡、崩塌现象。总之，水库区不良地质现象不发育。

4.3.2水库工程地质评价

4.3.2.1水库水源补给

水库补给水源主要为坝址以上地表分水岭以内集雨区。水库地表分水岭以内脚尧河的大气降水主要通过地表冲、溪沟直接进入水库主河道，部分渗入地下成为地下水，地下水通过风化、卸荷裂隙等对水库进行补给。

4.3.2.2水库渗漏

水库区为狭长条带状沟谷，水库四周山脊一般高程在1367～1824m，高山环绕，分水岭雄厚，无低邻谷存在，无通往库外的断裂构造发育，水库处于非可溶岩分布区，地层封闭性较好，水库蓄水条件良好。

五、结语

总之，在水利工程建设中岩土地质勘察是其中重要环节，涉及到水力工程的选址、搭建、施工、使用等多个环节，直接决定着水利工程的施工质量，要想做好岩土地质勘察工作，首先要了解其技术手段，其次要明白其操作流程，最好还要具备足够的专业知识能够对勘察结果进行合理的分析，并给出切实可行的意见，因此在平时工作中必须注意其技术水平的提升，和专业知识的学习，这样才能使我国的水利工程获得长远的发展。

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