水利工程地质勘察与岩土治理问题分析及对策

杨素平

（山西省运城市水利勘察院，山西运城 044000）

水利工程地质勘察与岩土治理问题分析及对策

杨素平

（山西省运城市水利勘察院，山西运城 044000）

水利工程地质勘察作为水利建设的基础和前提，对工程建设起着重要的作用。在水利工程勘察过程中，水文地质是地质勘察的重点，但也极容易被忽略。因岩土体内地下水的存在，关系到岩土体工程特点，同时对水利工程建筑的耐久性与稳定性有直接关联。所以，水文地质特征应该是勘察环节分析与研究方向。文章就地质勘察与岩土问题做了预测，并就问题提出解决意见。

水利工程；地质勘查；岩土治理；对策分析

0 前 言

水利工程可有效确保旱季人们的生活用水以及实现旱涝保收，对于减轻洪涝发生频率有突出贡献。

目前，我国正在开展的南水北调工程以及建设完工的三峡工程都展现着巨大的贡献力量。

地质勘察是水利工程建设的前提，在地质类型以及岩土治理上认真研究分析，可提升工程质量与确保地基稳定。

1 岩土概述

1.1 勘察岩土时应重视事项

工程地质中地质性质、岩体类别是基本构成要素，建筑物不可能离开岩体或土体单独存在。学界对土的分类并无争论，但就岩土工程地质而言却存在缺陷。

通常，勘察环节决定类别粗细，按成因划分多在规划阶段，而以物理学性质分类则是在后期的详细勘察环节。

划分水利工程细粒图见图1。

地基稳定受岩体破碎、软岩与软土的影响，软夹层可能产生洞室塌落、边坡滑移，应在勘察中重视［1］。

另外，特殊土（膨胀土、黄土）与破碎岩石也是重点的勘察注意对象。

破碎岩体、岩溶岩体、砂砾岩层等土层的渗漏机率大，也要重点关注。地质勘察中要对岩土的厚度、分布做仔细勘探并实验，满足工程建设对物理学性质数据的需要。

图1 划分水利工程细粒图

1.2 岩土概述

岩土岩性因岩土类型差异而呈现不同，比如，碎石土，从风化程度、母岩成分、粗颗粒物形状、填充物性质与成分、密实度、填充程度与层理特点等角度做划分。

而砂类土可从矿物成分、颜色、湿度、层理特点等角度区分。

黏性土与粉土则从包含物、层理特点、稠度状态、致密度等角度认识。

对岩石的认识从风化程度、矿物成分、节理、结构与构造、裂隙特点与填充的间隙极其倾角、胶结状态与间距等角度做细密分析。

若有必要，可素描岩心，这也关系到岩石质量指标、获得岩心率与岩心的采取率。比如，岩心采取率指总的岩心取长和本回次进尺比，碎粉物质、碎屑、碎块与完整岩心构成总长。岩石完整与坚硬程度可由这几项因素反映。

2 水利工程地质勘察环节

水利工程地质勘察环节包括：水利工程地质勘察构成、控制性勘测和确定地下水位。

2.1 水利工程地质勘察构成

水利工程地质勘察中，以室内测试、土样测试、地质调查测绘与原位测试最为关键。在勘察环节，地质测绘是勘察人员的首要工作，包括物探、钻探、坑探等勘察项［2］。

勘察方法应根据岩土性质做决定，地质应力、渗透性参数、应变时间参数、物性指标、固结变形参数与强度参数是室内测试与原位测试中明确几点内容。

研究评价环境影响、岩土荷载是现场检测内容，防止突发情况的发生。

2.2 控制性勘测

水利工程地基的稳定与否与地质勘察数据优劣有关。

勘察人员钻孔时，应依照岩土工程勘察相关规范进行，把控钻孔比例。控制性勘测点不必在详细勘察时明确，工作人员应研究岩土的强度指标与压缩指标，对地质承载力、稳定性做确定，并事先分析岩土变形。

2.3 确定地下水位

1）若工期紧迫，工程人员可就参考原有的地下水资料，对地下水位的变化有初步的掌握，方便采取适当的处理措施［3］。

2）确定地基渗透性也是不可忽略的项目，通常以现场试验或室内试验做明确，现场试验具较高的准确性。

3 水利工程地质勘探受岩土的影响

地下水位是地质勘察中岩土的主要影响表现，岩土工程安全受到地下水位上升与下降的影响，水利工程建筑也会因此受到波及。

具体有以下3个方面的影响：地质勘察受水位上升的影响、地质勘察受水位降低的影响和地质勘察受到频繁的地下水位升降的影响。

3.1 地质勘察受水位上升的影响

潜水位上升是地质勘察时应注意的首要点。抬高潜水位的原因非常多，但重点在于地质因素、水文气象以及人为的施工与灌溉，比如含水层结构、气温与降水量等，潜水位的抬升也有可能为综合性的原因引起的［4］。

工程岩土很可能因潜水位的抬升而出现盐渍化、沼泽化，降低土壤的结实度，对上层水利建筑造成腐蚀或下陷；以及增加在河岸与斜坡处的岩土出现崩塌、滑移等灾害的可能性。

另外，还有可能降低岩土强度、破坏土体结构，岩土受到软化而出现管涌、流砂、粉土以及粉细砂饱和液化等情况。所以，在地质勘察中，治理岩土工程应该着重重视地下水位上升影响。

3.2 地质勘察受地位水位降低的影响

水是生命资源，是世间万物生物的必需。人类在开采水资源时也无意地破坏着水资源的循环。例如，在建造水利工程时，下游水的补给的截留错误；在地质勘察工作中进行的上游筑坝、岩土疏杆等，以及人类的使用随意化，都有可能降低地下水位。

地下水位出现过度的降低其对地面的灾害也十分的严重，比如地面塌陷、地面沉降、地裂等引起水质的恶化、水源干枯等。

地面建筑物与岩土体受到影响，降低其稳定性，同时，人类的日常生活也面临威胁。

3.3 地质勘察受到频繁的地下水位升降的影响

岩土受到地下水位抬升或降低的影响而出现的岩土变形，进而造成岩土工程面临安全隐患。然而，在频繁的地下水位升降情况下，岩土出现的收缩、膨胀将变得不均匀、无规律性，无形中加大了岩土的收缩膨胀次数，地裂幅度加大，对于轻型建筑物将受到更大的危害。

为此，水位值的准确记录是水利工程地质勘察的前提，实际中的水位记录值样本参考见图2。

这样可方便的评估分析水位变化规律，研究岩土受到的影响幅度以及出现的问题，可提出更加安全、可靠的预防或治理手段。

图2 实际中的水位记录值样本参考

4 岩土治理的要点分析

水利工程是兼具难度与复杂的工程项目。特别在非常复杂的水文地质条件下，分析与研究该处的水文地质资料则非常关键。

否则，可能出现频繁的岩土危害情况，危害工程项目，浪费资金，后续工作很难进行。

所以，岩土治理是水利地质勘察的重点项目。

4.1 关于评价水文地质

发现并处理不良地基，为工程提供承载力与稳定性强的地基是水利工程地质勘察工作的出发点。评价水文地质是地质勘察的首要任务，以防后来出现设计失误或重大事故。

主要包括水质的查明、水文地质数据的详细制作、有效预测水利工程受到地下水的何种影响、周围建筑以及工程受到地下水的何种影响等。

在工程施工环节，地质勘察院也要准确分析岩土体，确定岩土体有何危害，实验验证地下水的渗透性以及富水性等，防止工程因人工沉降而出现事故。

4.2 关注岩土水理性

岩土水理性质以及岩土的物理性质是岩土的主要工程性质，岩土与地下水的作用关系即岩土的水理性。

岩土体中的地下水赋存形式多样，比如上层滞水、承压水、孔隙水、裂隙水、岩溶水、潜水等。岩土强度以及岩土变形度，以及工程使用期限与稳定性能都受到水理性的制约。

在地质勘察时，水体的崩解性、胀缩性、透水性、软化性等是水体测试对象，另外还应对岩土耐风化强度与耐水浸强度做明确。溶水性、可塑性以及持水性也是勘察人员研究的对象。

4.3 测试岩土方式

室内测试与原位测试是地质勘察测试的主要方式，室内测试主要针对普通的黏性土，而现场测试对象则是无黏性的沉积土与高饱和度的沉积土，测试内容为密实度、强度、压缩性等。测试的方式有研究波速控制、研究十字板剪切、研究圆锥动力、研究标准贯入等。

在土中置入圆锥的探头，分层分析地基的方法为圆锥动力研究，该操作方法比较便捷、所需实验设施很少，但存在研究结果准确性较低的现象。把套管清理干净，通过套管的方式把十字板压进土里，并对地质受力做测试的方式为十字板剪切分析法。

在分布较广的土层，且为沙土或沙份的地质中，标准贯入法比较适用，但具有很大的离散型。所以，选用何种方式做岩土性质的研究要根据实验所需结果准确度以及现场地貌、地质做决定。

5 结 语

随着我国经济的快速发展以及人口的增多，能源资源的需求量也在大幅度增加。水利工程建设受多种因素影响，人为设计、自然地理等，都可能使得水利工程质量大为削减。

地质勘察是水利工程建设的首要任务，在于了解所在地区岩土性质、水文地质等情况，对将来工程是否可建以及建设效果有决定性影响，对治理岩土，提升项目质量及地基起到稳定性能。

［1］朱仁学.浅谈水利工程中地质勘察与岩土治理问题［J］.企业技术开发，2013，32（10）：67－69.

［2］姚会，陈真.浅谈水利工程中地质勘察与岩土治理问题［J］.中国水运：下半月，2013，13（04）：224－225.

［3］邓康.勘探技术在岩土工程中的应用探析［J］.科技资讯，2013（04）：83，85.

［4］艾则孜江.山区水利工程地质勘察中的斜坡勘察探析［J］.科技与企业，2012（10）：221.

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1007－7596（2014）08－0100－03

2014－01－04

杨素平（1974－），女，山西闻喜人，工程师。