岩土工程中水文地质勘察的质量控制及路径探究

尹建波，魏月

（山东省地矿工程勘察院（山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队），济南 250014）

1 引言

岩土工程是土木工程的一个重要分支，涉及基础设施建设、资源开发和环境保护等多个方面。在岩土工程中，水文地质勘察作为工程设计和施工的前期准备工作，具有至关重要的作用。正确、全面的水文地质信息不仅能指导工程设计，还能有效预防和控制工程中可能出现的各种水文地质问题，如渗漏、地下水位变化引发的地基不稳等[1]。然而，在实际操作中，由于各种原因，包括但不限于技术限制、人为因素和经济压力，水文地质勘察的质量往往难以得到有效保证。据统计，近5 年内，由于水文地质勘察质量问题导致的岩土工程事故和延误在逐年增加，给社会和经济带来了不小的负担。因此，探究岩土工程中水文地质勘察的质量控制及其路径具有重要的理论和实践意义。本文旨在通过分析现有的水文地质勘察方法、技术和管理体制，找出其中存在的问题和不足，进而提出一系列针对性的质量控制措施和改进路径，以期为岩土工程中水文地质勘察质量的提升提供科学依据和操作指南，从而更好地服务于社会经济发展和环境保护。

2 岩土工程中水文地质勘察的质量控制及路径探究

2.1 水文地质条件变化对工程的危害及勘察的必要性

在岩土工程实施阶段，区域地质环境分析是一个关键步骤。区域地质环境中，水资源流动性的变化受到自然因素影响，可能导致地下水位的波动，进而在一定程度上影响岩土工程的进展；持续的雨水侵袭可能变动岩土层的物理特征，对于既存的建筑体，可能诱发其底层基底腐化，特别是在斜坡区域，可能激发山体滑坡或坍毁现象[2]；地下坚固岩土层中的水位升高可能诱发土石软化困境，若是初期设计阶段未能预知地下水位升高，可能会出现水位侵袭激发的建筑构造下沉困境，相反，地下水位降低可能激发干涸困境，可能诱发地面塌陷或裂缝，影响接下来的工程建设；随着外界对水资源需求的增加，特定区域的水位可能持续下降，可能导致水资源枯竭和环境危害。

此外，岩土的水理性质，即岩土层与地下水相互作用下的地质特性，是另一个重要危险因素[3]。因此，需要通过分析降水分布与地下水位的逻辑关系，提高勘测内容的精准性，规避工程问题。结合区域经济要素，水文地质勘测可以为大规模工程场地提供严格的界定。在技术实现上，它在项目拓展阶段能够提供可靠、安全的数据，与现代科技和设备工艺结合，展现技术可行性。利用射频识别技术、GIS 技术和地质勘测技术处理各类信息，能够为工程设计规划和现场施工提供全面的数据支持。

2.2 岩土工程中水文地质勘察路径

在岩土工程领域，工程前的水文地质勘察十分重要，可以通过技术手段收集相关的数据信息，然后由专业人员进行逐项分析比较，为工程设计与施工提供数据支持。水文地质勘察的主要步骤如图1 所示。

图1 岩土工程勘察的主要过程

图1 为岩土工程勘察的核心流程，该流程注重前期精细规划，涵盖勘察组织设计、技术交流上报和资源分配，以确保各工序有效衔接，提升数据的准确度。水文地质勘测包括现场勘察和数据分析，为工程建设提供关于水文、地形地貌和地质结构的综合信息。地质环境条件勘察关注建筑物地基和地下结构的稳定性和可靠性，通过前期设计和中后期管理实现资源化调配，降低成本。地下水位变化对岩土层结构稳定性有显著影响，需分析水位变化并确定基准，通过对水源地质勘察技术进行综合评价，测量基坑周边土壤的承压力，并分析数据和衡量指标，如透水性、崩解性和胀缩性，为后期工程建设提供决策支持。

2.3 岩土工程中水文地质勘察的质量控制

水文地质勘察质量是岩土工程成功的关键。良好的质量控制可以确保数据真实可靠，指导防水排水设计，预防渗漏和不均匀沉降等问题。严格的质量监控可以减少因数据误差导致的工程风险，识别环境风险，如污染迁移。因此，加强勘察质量控制对于确保工程安全和效益至关重要。然而，实际操作中仍存在一些挑战和难点，目前水文地质勘察中的问题如图2 所示。

图2 水文地质勘察重点及影响因素

如图2 所示，当前的勘察方法在数据获取方面存在一些不对称性问题，部分资料的缺失使得实际勘测中的水位比对缺乏参照，增加了初期核验的难度，同时也间接影响了后期的施工质量。水位是水文勘测的难点，环境气候的多变使水位变化预测度不高。例如，南方大规模的降雨可能促使水位呈现同比增长的趋势，这种现象在当前的水位上升情况下可能会触发岩土工程下层区域的多种问题，比如，盐碱化问题是指土壤中盐分含量增加，这可能改变土壤的质地和结构；收缩膨胀问题是指土壤在水分变化时体积的变化，这种变化可能会影响岩土层的结构稳定性。这两种现象都可能对建筑工程的施工安全构成威胁。例如，在某些情况下，土壤的盐碱化可能会降低土壤的承重能力，而收缩膨胀可能会导致地基不稳定。如果在施工过程中出现水位下降，可能会引发土层的坍塌或裂缝现象。土层坍塌可能会导致地面下沉，而裂缝可能会影响土壤的整体稳定性。这些问题在技术上可能难以完全解决，从而产生多种安全隐患。为保障水文地质勘察质量，必须建立正确的工作理念，每个检测环节的实施都必须能准确解读土质、水位和自然生态环境的影响。进行岩土勘察时，技术人员必须具备扎实的理论知识和实践技能。同时，完善的勘察制度也至关重要，需根据技术标准严格执行每个操作步骤，加强对勘察制度和勘察水平的管理和约束，确保所有工作内容能在岩土工程调查中得到同步执行。在最后阶段，应加强对新型勘察技术和新兴理念的采纳。

3 岩土工程勘察路径与质量控制方案的实际应用结果

以某机场岩土工程勘察为例，该项目长约7 km，轴向NE31°。该区域地层单斜分布，有小柔皱和小柔曲现象。场区内，白垩系河口组基岩与茅店组基岩之间存在一些断层或者不连续的岩土层。两相邻地层或岩体之间存在明显的地质年代、性质或结构差异，通常是由于古地貌、侵蚀、断裂等地质过程导致的。在这种情况下，可能会成为岩土工程中的一个难点或风险点，因为它可能影响地基的稳定性和结构安全。此外，施工区位于侵蚀丘陵地貌中，相对地势较低且地形较为平缓。这种地貌条件通常意味着该区域的地质结构可能相对稳定，但也可能存在一些侵蚀和搬运过程中形成的不稳定地层。地势较低和地形平缓有利于工程建设，降低地基处理和土石方工程的难度和成本。然而，需要考虑地下水位的影响，特别是在地势较低的区域，弱地下水位较高会对地基和地下结构的施工带来一些挑战。

在岩土工程的水文地质勘察过程中，首先进行勘探点的测量定孔，确切测定其平面位置和高程，平面位置误差控制在0.25 m 以内，高程误差控制在5 cm 以内。在钻探阶段，若需调整钻探点位，首先应在平面图上标明实际的探点位置，并计算出与原定桩位的偏差距离及方向。随后，进入实际钻探阶段，根据工程要求安排勘探点的布置和钻孔的深度。在此阶段，岩土工程师应负责跟班记录，以确保钻探过程准确无误。在取样阶段，钻探取样孔间距应随孔深变化，孔深为0～10 m 时，取样间距为1 m，孔深在10 m 以上时，取样间距为2 m，确保对每层岩土都取样。取样完成后立即现场封样，填写标签，并及时送样。土工试验环节包括含水量试验、密度试验、相对密度试验等，这些试验为后续的工程设计和施工提供了重要的数据支持，如颗粒分析试验、界限含水量试验、土的击实试验、土的固结（压缩）试验和土的抗剪强度试验等。地基岩土勘探结果如图3 所示。

图3 地基岩土勘探结果

钻探数据显示，该区域的地基岩土的分布变化不均，具体如图3 所示，在第四系区域中分布的是坡残积层主要成分为含砾黏土，其主要集中于地势较低的区域。而白垩系河口组以及茅店组地层根据岩石的性质差异，分为粉砂岩、化砂岩和含砾砂岩三大子类，这些主要分布在地势高的局域。通过现场的地质工程测绘和钻探活动，展示了该区域内并未检测到有断裂底层存在，同时周遭也无地下矿藏开采、空洞区域、土壤流动、岩石崩落、土石流、溶洞、地下空穴、基础液化等不利的地质现象。然而，该区域内主要的不良工程地质问题为土壤侵蚀，例如，风化和水流可能会导致路基出现不均匀的侵蚀情况，也就是常说的土壤侵蚀现象。为解决这些不良的工程问题，建议对区域内的低洼地带进行排水系统的安装和维护，以减少水流对土壤的侵蚀。同时，可以考虑进行土壤改良或采取地基加固的方法，如注浆或者深层压实，接着按照设计要求重新平整地表至设计的标高。对于高坡地区的浮石和松散岩石，可以执行清理和加固处理，然后按照设计要求进行坡面的稳定化处理，以确保为后续的工程建设提供良好的地质条件。通过这些措施，可以有效解决土壤侵蚀和坡面不稳定的问题，为后续的工程建设奠定坚实的基础。

4 结语

水文地质勘察在岩土工程中的重要性不言而喻，它为确保工程的稳定和安全提供了基础。本文通过分析水文地质条件变化对工程的影响、勘察路径及质量控制策略，为岩土工程领域的专业人士提供了宝贵的理论支持和实践指导。通过深化水文地质勘察的质量控制，引入新型勘察技术，能更准确地预测和应对自然因素的影响，为我国岩土工程的持续发展和安全建设提供保障。