水利工程中岩土工程勘察技术应用研究

摘要：岩土工程勘察是水利工程建设的基础环节，其勘察结果对工程设计、施工和运行具有重要影响。为了提高水利工程建设的可靠性和安全性，以团山水库工程为依托，阐述勘察方法与标准、工程地质测绘与评价、钻探与取样技术、原位测试与室内试验、水文地质勘察与评价等方面的岩土工程勘察技术，以期为类似工程提供参考和借鉴。

关键词：岩土工程；勘察技术；地质测绘；钻探与取样

0 引言

水利工程是国民经济的基础设施之一，对于保障水资源供应、促进区域经济发展具有重要意义。岩土工程勘察是水利工程建设的基础环节，其勘察结果对工程设计、施工和运行具有重要影响。为了提高水利工程建设的水平和效率，必须加强岩土工程勘察技术的研究和应用。

本文以团山水库工程为依托，阐述勘察方法与标准、工程地质测绘与评价、钻探与取样技术、原位测试与室内试验、水文地质勘察与评价等方面的岩土工程勘察技术，以期为类似工程提供参考和借鉴。

1 工程概况

团山水库工程位于绥阳县洋川镇团山村境内，地处石梁河上游段，水库坝址距绥阳县城约17km，距遵义市中心城区约62km，交通方便。团山水库坝址以上流域面积14.7km2，正常蓄水位915m，相应库容571万m3，总库容721万m3，水库规模为小（1）型。水库工程主要任务为绥阳县城中心城区供水，多年平均供水量597.6万m3/a，其中城市供水量588万m3/a，灌溉供水量9.6万m3/a。

水库枢纽区主要建筑物有大坝、溢洪道、取水兼放空隧洞等，其中大坝为混凝土面板堆石坝，坝顶高程 919.00m，坝顶宽7.5m，最大坝高50.0m。溢洪道布置于左坝肩，为岸边正槽开敞式自由溢流，总长234.67m。取水兼放空建筑物布置在右岸，由导流隧洞改建而成，总长348.94m。输水建筑物主要包括输水管、输水隧洞，输水管道线路总长9678m，其中隧洞段（洞身穿管）长 3570m，设计流量为 0.260m³/s，采用DN600的球墨铸铁管输水。

2 地质测绘方法勘察标准

2.1 工程地质测绘

工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作，其主要目的是通过对场地内的地形地貌、地层岩性、地质构造和水文地质条件等进行调查和分析，为后续的勘察工作提供基础资料。具体内容包括钻探、原位测试、室内试验等。

钻探是岩土工程勘察中获取地下岩土样本的主要方法之一，通过钻探，可以了解地下地质情况，为后续的试验和分析提供可靠的样品。原位测试包括静力触探、动力触探、标准贯入试验等，其主要目的是通过对岩土体的物理力学性质进行测试，为工程设计和施工提供参数。室内试验包括土工试验和岩石试验等，其主要目的是通过对岩土样本进行深入的分析和研究，为工程设计和施工提供更为准确的参数。

2.2 勘察标准

勘察标准主要包括规范标准、技术标准。在岩土工程勘察中，应遵循国家和行业的相关规范标准，如《水利水电工程地质勘察规范》《水利水电工程岩土工程施工质量验收规范》等。这些规范标准为岩土工程勘察提供了指导和依据。在岩土工程勘察中，应采用先进的技术手段和方法，提高勘察的准确性和效率。同时，应遵循技术标准，确保勘察结果的可靠性和准确性。

3 工程地质测绘与评价

3.1 工程地质测绘

3.1.1 测绘技术

工程地质测绘通常采用常规测量方法，如地形测量、地质测量等，以及一些特殊测量方法，如遥感技术、地球物理勘探等。这些技术的应用能够提供全面、准确的场地地质信息。岩土工程勘察中物理方法的利用如图1所示。

3.1.2 测绘内容

工程地质测绘的内容主要包括地形地貌特征、地层岩性、地质构造、水文地质条件等。通过对这些因素进行细致的观察和描述，可以初步判断场地的稳定性和适宜性，为后续的勘察工作提供指导。

3.2 工程地质评价

3.2.1 评价原则

在进行工程地质评价时，应遵循客观、科学、全面的原则，综合考虑地质因素、工程因素和经济因素等多方面因素。同时，还需结合水利工程的特性，对场地的稳定性和适宜性进行深入分析。

3.2.2 评价方法

工程地质评价的方法包括定性评价和定量评价两种[1]。定性评价主要通过对场地内的地质因素进行观察和分析，得出定性的结论；定量评价则是利用数学模型等工具，对场地内的地质因素进行定量评估。

3.2.3 评价内容

水文地质条件评价主要包括地下水的类型、埋藏条件、运动规律等。通过对这些因素进行评价，可以全面了解场地的地质条件和岩土工程性质，为后续的勘察工作提供依据。

4 钻探与取样技术

钻探与取样技术是岩土工程勘察中获取地下岩土样本的主要方法之一，对于了解地下地质情况、确定场地内岩土体的物理力学性质和工程地质条件具有至关重要的作用。在此次的工程实践中，具体的技术应用如下所述。

4.1 钻探技术

4.1.1 钻探设备

在团山水库工程中，采用了XY-1型液压钻机，该钻机具有结构合理、操作方便、钻进效率高等优点。此外，还配备有功率为132kW的泥浆泵和口径为108mm的钻探钢管。XY-1型液压钻机结构如图2所示。XY-1型液压钻机主要技术参数如表1所示。

4.1.2 钻探方法

在团山水库工程中，采用了回转钻进的方法。该方法具有钻进效率高、对地层影响小等优点。在回转钻进过程中，应根据地层情况选择合适的钻头和钻压，以确保钻进的顺利进行。

4.1.3 钻探深度确定

在团山水库工程中，钻探深度根据工程需要和场地地质条件确定。在勘察过程中，应根据设计要求和规范标准确定合理的钻探深度，以保证地下地质情况的准确掌握。

4.2 取样技术

4.2.1 取样设备

在团山水库工程中，取样设备采用了标准取样器。该取样器具有操作方便、取样效率高等优点。此外，还配备有用于保持样品稳定的固定装置和用于保护岩芯不受损坏的保护装置。

4.2.2 取样方法

在团山水库工程中，采用了间隔取样的方法。该方法具有取样代表性好、样品质量高等优点。在间隔取样过程中，应根据地层情况和设计要求确定合理的取样间距和深度，以保证样品能够充分代表地下地质情况。

4.2.3 样品处理与保存

在团山水库工程中，取出的样品经过处理后进行编号、记录和保存。处理过程中应避免样品受到外界因素的干扰和破坏，以确保样品能够用于后续的试验和分析。同时，还应建立完善的样品管理制度，确保样品的安全性和保密性。

5 原位测试与室内试验

5.1 原位测试

此次工程勘察中的原位测试包括静力触探试验、标准贯入试验、十字板剪切试验。

5.1.1 静力触探试验

在团山水库工程中，采用了静力触探试验方法。该方法通过静力将标准贯入器压入地下，以获取不同深度土层的灌入阻力，从而了解土层的力学性质和地层分布情况[2]。

5.1.2 标准贯入试验

标准贯入试验是一种常用的原位测试方法，具有操作简便、效率高等优点。在团山水库工程中，标准贯入试验用于确定砂土和粉土的密度、天然湿度和含水率等参数，为地基承载力和变形分析提供依据。

5.1.3 十字板剪切试验

十字板剪切试验用于测定地下饱和软粘土的抗剪强度和灵敏度等参数。在团山水库工程中，该方法用于评估地基的抗滑稳定性和沉降量预测。

5.2 室内试验

此次工程勘察中的土工试验包括土工试验和岩石试验。

5.2.1 土工试验

在团山水库工程中，土工试验主要包括颗粒分析、含水率、密度、液塑限等项目的测试。通过这些试验，可以了解土样的物理性质和工程性质，为地基评价和设计提供依据。

5.2.2 岩石试验

岩石试验用于测定岩石的物理力学性质，如密度、孔隙比、抗剪强度等参数。在团山水库工程中，岩石试验为坝基岩体的稳定性评价提供了可靠的数据支持。

6 水文地质勘察与评价

6.1 水文地质勘察

在团山水库工程中，水文地质勘察采用了观察、测绘、勘探等多种方法。通过野外实地调查和测量，结合室内分析，综合评价地下水的形成和分布规律。主要内容包括：勘察地下水的类型和分布，查明地下水的类型、水位、流向和水质等参数。分析地下水的补给、径流和排泄条件，研究地下水的补给来源、径流路径和排泄方式，掌握地下水的运动规律[3]。

6.2 水文地质评价

在水文地质评价中，应遵循科学、客观、全面的原则，综合考虑地质条件、工程因素和水文地质条件等多方面因素。同时，还需结合水库工程的特性，对地下水的适宜性和风险性进行深入分析。

具体的评价内容包括2项：一是地下水的储量评估。即根据地下水的类型、分布和水位等参数，评估地下水的储量大小，为水库工程的供水方案提供依据。二是地下水的工程影响评价。即分析地下水对水库工程的影响，如对坝基的稳定性、水库渗漏等的影响。

7 结束语

本文以团山水库工程为依托，阐述勘察方法与标准、工程地质测绘与评价、钻探与取样技术、原位测试与室内试验、水文地质勘察与评价等方面的岩土工程勘察技术。岩土工程勘察是水利工程建设的基础环节，其勘察结果对工程设计、施工和运行具有重要影响。

通过对水利工程中岩土工程勘察技术的研究和应用，可以更好地了解和掌握场地内的地质条件和水文地质情况，为水利工程建设提供更加准确、可靠的基础数据和技术支持。

参考文献

[1] 马鑫卓.数字化勘察技术在城市地下岩土工程中的应用研究[J].智能建筑与智慧城市，2023（11）：90-92.

[2] 温兰.浅析岩土工程勘察技术方法在高层房建工程中的应用：以花都区某住宅详细岩土工程勘察为例[J].城市建设理论研究（电子版），2023（13）：131-133.

[3] 瞿雅琴.综合勘察技术在金属矿山岩土工程中的应用[J].世界有色金属，2023（2）：199-201.