殷征

（中大智能科技股份有限公司，湖南 長沙 410000）

0 引言

現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展使得我國工程勘查技術(shù)快速發(fā)展，工程項(xiàng)目中人們也逐漸認(rèn)識到水文地質(zhì)勘查重要性。通過運(yùn)用科學(xué)合理的勘查技術(shù)獲得水文、地質(zhì)等信息并計(jì)算出相關(guān)參數(shù)，發(fā)揮水文地質(zhì)應(yīng)用的效用已成為工程項(xiàng)目推進(jìn)過程中最為關(guān)注的問題。因此，為降低水文地質(zhì)對巖土工程的影響，提高工程項(xiàng)目安全穩(wěn)定性，研究水文地質(zhì)勘查技術(shù)的運(yùn)用是必要的。

1 研究巖土工程中水文地質(zhì)勘查技術(shù)的運(yùn)用

1.1 地質(zhì)測繪技術(shù)

作為巖土工程水文地質(zhì)勘查工作的中的基礎(chǔ)技術(shù)內(nèi)容，是勘查初始階段必須要規(guī)范落實(shí)的工作之一。在地質(zhì)測繪技術(shù)運(yùn)用過程中，主要是在測繪途中收集施工所需信息，作業(yè)人員需要兼具高水平的地質(zhì)測量素養(yǎng)和地質(zhì)檢測專業(yè)理論，從而能夠準(zhǔn)確判斷地區(qū)地質(zhì)構(gòu)成特性，做好測量數(shù)據(jù)的記錄工作，以此為基礎(chǔ)分析、研究地質(zhì)狀況，最終得出專業(yè)的地質(zhì)勘查結(jié)果。地質(zhì)測繪技術(shù)這一基礎(chǔ)勘測工作為工程推進(jìn)提供良好地質(zhì)數(shù)據(jù)保障，為施工作業(yè)的安全落實(shí)奠定基礎(chǔ)[1]。

1.2 鉆探勘查技術(shù)

作為當(dāng)前應(yīng)用作為廣泛的一種地質(zhì)水文勘查技術(shù)，通過運(yùn)用于巖土工程，能夠幫助相關(guān)人員準(zhǔn)確了解地區(qū)地質(zhì)條件與地表層下的水文巖土地質(zhì)情況，在專業(yè)、準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的整合下，可以得到更為有效的數(shù)據(jù)內(nèi)容與擴(kuò)展方向。水文地質(zhì)單元劃分如圖1 所示。

在鉆探勘查技術(shù)使用過程中，需要落實(shí)嚴(yán)格的設(shè)備要求，單一的金剛石鉆探設(shè)備難以獨(dú)立完成對區(qū)域水文地質(zhì)的勘查，這時(shí)至少要結(jié)合根管鉆井技術(shù)，通過整合二者優(yōu)勢明確開發(fā)點(diǎn)。技術(shù)運(yùn)用過程中需把握的要點(diǎn)如下。

1.2.1 偏差控制

在實(shí)地考察過程中，相關(guān)人員在開展測量、勘查作業(yè)時(shí)應(yīng)立足于巖土工程實(shí)際條件與具體需要，運(yùn)用層次化推進(jìn)模式逐漸加深測量內(nèi)容，以此保證所得數(shù)據(jù)精確性和完整性滿足工作需要，同時(shí)實(shí)現(xiàn)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(shù)據(jù)的誤差不應(yīng)超過5cm。

1.2.2 風(fēng)險(xiǎn)排查

相關(guān)作業(yè)人員應(yīng)對下鉆速度的均勻性進(jìn)行控制，若是遇到鉆不進(jìn)去的情況，則應(yīng)立即開展風(fēng)險(xiǎn)排查工作，一方面保護(hù)設(shè)備，另一方面也可以避免施工安全事故的發(fā)生。

1.3 地球化學(xué)與物理探查互補(bǔ)技術(shù)

為快速了解巖土工程施工現(xiàn)場及周圍環(huán)境的地質(zhì)情況，應(yīng)運(yùn)用地球化學(xué)技術(shù)和物理探查互補(bǔ)技術(shù)，通過兩項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢的整合幫助勘查人員準(zhǔn)確判斷地質(zhì)類型。從當(dāng)前技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀來看，其主要運(yùn)用于工程設(shè)計(jì)與施工過程中，其中，地球物理勘測技術(shù)主要利用磁力、重力進(jìn)行勘測，但是當(dāng)工程所在區(qū)域的地質(zhì)條件較為隱蔽時(shí)，將難以得到準(zhǔn)確的勘測結(jié)果，此時(shí)結(jié)合高滲透化學(xué)勘查技術(shù)，能夠有效彌補(bǔ)地球物理勘測的不足，從而獲得準(zhǔn)確的地質(zhì)信息[2]。

1.4 電法勘探技術(shù)

目前，電法勘探技術(shù)在水文地質(zhì)勘查工作中的應(yīng)用十分廣泛，該技術(shù)具有較高的勘查精度。在實(shí)際作業(yè)開展過程中，高密度電法是較為常見的電子技術(shù)，本質(zhì)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(jié)合，在不影響勘查結(jié)果準(zhǔn)確性的前提下提高巖土工程水文地質(zhì)勘查效率。一般情況下，該勘查技術(shù)主要應(yīng)用于野外勘查，這是因?yàn)樵摷夹g(shù)的使用無須開展嚴(yán)格、大量的現(xiàn)場布置作業(yè)，整體操作簡單，設(shè)備故障率低。當(dāng)前，電法勘探技術(shù)自動化水平越來越高，更能夠滿足巖土工程對勘查數(shù)據(jù)的采集與分析需要。

1.5 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)與原位測定技術(shù)

在巖土工程水文地質(zhì)勘查作業(yè)中，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)與原位測定技術(shù)是較為常見的技術(shù)方法之一，該技術(shù)的運(yùn)用能夠?yàn)橄嚓P(guān)作業(yè)人員提供全面技術(shù)參數(shù)，保證工程后續(xù)施工安全展開。在實(shí)際運(yùn)用過程中，應(yīng)利用其所提供的技術(shù)參數(shù)特點(diǎn)，將其作為工程項(xiàng)目建設(shè)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的衡量標(biāo)準(zhǔn)，開展原位測試工作時(shí)，應(yīng)在規(guī)范、準(zhǔn)確的原位應(yīng)力條件下測定周圍環(huán)境數(shù)據(jù)并分析，以此確保勘查結(jié)果符合實(shí)際需求，常用方法與參數(shù)如表1 所示。

表1 測定方法與需測定參數(shù)

除此之外，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)勘查控制技術(shù)周圍較短，能夠簡單化處理實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的不合理問題，并通過結(jié)果判斷工程勘查結(jié)果的準(zhǔn)確性，降低水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析費(fèi)用、精力投入，滿足作業(yè)質(zhì)量、作業(yè)效率提高需求。

1.6 物理勘查技術(shù)

由于不良的水文地質(zhì)會給當(dāng)?shù)貛砘碌茸匀坏刭|(zhì)災(zāi)害，為保證巖土工程的安全質(zhì)量，應(yīng)運(yùn)用物理勘查方式判斷滑坡是否具有存電性差異。即整體應(yīng)用高密度電阻法、電剖面法和電探測法，達(dá)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(yè)。在該勘查技術(shù)實(shí)際使用過程中，相關(guān)作業(yè)人員可以通過專業(yè)儀器設(shè)備掌握數(shù)據(jù)、電極變化，得到PS 斷面等值線圖，進(jìn)而通過計(jì)算獲得滑坡地質(zhì)數(shù)據(jù)。其中，在處理所得數(shù)據(jù)時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)構(gòu)建電阻模型，在一致平均電阻率的情況下，利用相關(guān)信息對地質(zhì)災(zāi)害影響進(jìn)行衡量。當(dāng)?shù)刭|(zhì)結(jié)構(gòu)中存在泥巖、粉質(zhì)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(shù)，根據(jù)該參數(shù)能夠?qū)旅娴慕唤鐓^(qū)域予以明確，為后續(xù)工程施工設(shè)計(jì)與作業(yè)提供安全保障[3]。

1.7 水文地質(zhì)參數(shù)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(xì)分析水位升降情況后開展施工作業(yè)，避免流動的地下水影響工程安全質(zhì)量。在明確水文參數(shù)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(bào)告，整理水文地質(zhì)重要信息及相關(guān)理論，根據(jù)工程實(shí)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(yīng)把控合理的穩(wěn)定時(shí)間，從而得到準(zhǔn)確的含水層滲透性。當(dāng)巖土工程所在地區(qū)下廣泛分布含水層，相關(guān)人員需要逐層開展測量工作，并落實(shí)配套的止水措施。

2 實(shí)例分析

2.1 概況簡述

為強(qiáng)化技術(shù)研究實(shí)踐意義，本文選取某機(jī)場場區(qū)的巖土工程，場區(qū)內(nèi)白堊系上統(tǒng)河口組基巖與下伏的茅店組基巖呈不整合接觸，當(dāng)?shù)貫榍鹆甑孛?，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(fù)雜。具體如圖3 所示。

2.2 勘查方法

2.2.1 勘探點(diǎn)測量定孔

按照圖紙?jiān)O(shè)計(jì)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(shí)若發(fā)現(xiàn)障礙則要重新選定鉆探位置，做好記錄與標(biāo)記工作，注明高程、偏差距離與方位等數(shù)據(jù)。

2.2.2 鉆探技術(shù)

按照現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)布置勘探點(diǎn)、控制鉆孔深度，以工程項(xiàng)目所在區(qū)域?qū)嶋H地形、地質(zhì)條件為基礎(chǔ)合理調(diào)整勘探點(diǎn)間距，由于該工程地形地質(zhì)復(fù)雜，所以應(yīng)適當(dāng)加密勘探點(diǎn)。一般情況下，鉆探技術(shù)中的鉆孔作業(yè)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(qū)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(jié)合使用原位測試技術(shù)，在全/強(qiáng)風(fēng)化層進(jìn)行動探測試的布置。后者的應(yīng)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(jìn)行控制，參數(shù)要大于91mm，若是僅需要對地層進(jìn)行鑒別，其參數(shù)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(jìn)數(shù)據(jù)與分層測量數(shù)據(jù)偏差應(yīng)控制在±5cm 范圍內(nèi)，若是在鉆探作業(yè)實(shí)施過程中遇到地下水，則要立即停止工作對初見水位進(jìn)行測量，粘性土層停止作業(yè)時(shí)間要大于1 d，以此實(shí)現(xiàn)對單個含水層靜止水位的準(zhǔn)確、有效測量。完成全部鉆孔作業(yè)后，采用測水鐘對各孔的靜止水位進(jìn)行測量，盡量連續(xù)開展工作，1 d 之內(nèi)完成[4]。

2.2.3 取樣測量技術(shù)

根據(jù)孔深控制取樣間距，當(dāng)其深度在0～10m 時(shí)，間距控制在1m 左右即可，當(dāng)其深度在10m 以上時(shí)，間距控制在2m 左右即可。取樣作業(yè)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(shí)試驗(yàn)，目標(biāo)是含礫黏土，結(jié)合使用薄壁取土器，取樣時(shí)將深入長度控制在30cm 即可，并對取得的土樣進(jìn)行密封存儲，從取樣到分析時(shí)間不可超過21d。針對巖石取樣作業(yè)，則要使用鉆探巖芯制作，深度控制在10cm，及時(shí)送樣。水質(zhì)水樣數(shù)量在1.5L 以上，放置時(shí)間不得超過3d。

2.2.4 原位測試

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

通過落實(shí)上述技術(shù)流程，明確邊坡具有良好穩(wěn)定性，不具有不良地質(zhì)現(xiàn)象，軟弱土體是亟需解決的主要問題。

3 結(jié)語

綜上所述，作為巖土工程開展過程中的重要技術(shù)作業(yè)，應(yīng)對技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行深入研究，判斷區(qū)域內(nèi)是否存在不良地質(zhì)情況，明確水文分布與水位等參數(shù)，掌握地質(zhì)結(jié)構(gòu)等信息，從而提高巖土工程推進(jìn)的安全性。