水利工程中巖土工程勘察技術應用研究

摘要：巖土工程勘察是水利工程建設的基礎環節，其勘察結果對工程設計、施工和運行具有重要影響。為了提高水利工程建設的可靠性和安全性，以團山水庫工程為依托，闡述勘察方法與標準、工程地質測繪與評價、鉆探與取樣技術、原位測試與室內試驗、水文地質勘察與評價等方面的巖土工程勘察技術，以期為類似工程提供參考和借鑒。

關鍵詞：巖土工程；勘察技術；地質測繪；鉆探與取樣

0 引言

水利工程是國民經濟的基礎設施之一，對于保障水資源供應、促進區域經濟發展具有重要意義。巖土工程勘察是水利工程建設的基礎環節，其勘察結果對工程設計、施工和運行具有重要影響。為了提高水利工程建設的水平和效率，必須加強巖土工程勘察技術的研究和應用。

本文以團山水庫工程為依托，闡述勘察方法與標準、工程地質測繪與評價、鉆探與取樣技術、原位測試與室內試驗、水文地質勘察與評價等方面的巖土工程勘察技術，以期為類似工程提供參考和借鑒。

1 工程概況

團山水庫工程位于綏陽縣洋川鎮團山村境內，地處石梁河上游段，水庫壩址距綏陽縣城約17km，距遵義市中心城區約62km，交通方便。團山水庫壩址以上流域面積14.7km2，正常蓄水位915m，相應庫容571萬m3，總庫容721萬m3，水庫規模為小（1）型。水庫工程主要任務為綏陽縣城中心城區供水，多年平均供水量597.6萬m3/a，其中城市供水量588萬m3/a，灌溉供水量9.6萬m3/a。

水庫樞紐區主要建筑物有大壩、溢洪道、取水兼放空隧洞等，其中大壩為混凝土面板堆石壩，壩頂高程 919.00m，壩頂寬7.5m，最大壩高50.0m。溢洪道布置于左壩肩，為岸邊正槽開敞式自由溢流，總長234.67m。取水兼放空建筑物布置在右岸，由導流隧洞改建而成，總長348.94m。輸水建筑物主要包括輸水管、輸水隧洞，輸水管道線路總長9678m，其中隧洞段（洞身穿管）長 3570m，設計流量為 0.260m3/s，采用DN600的球墨鑄鐵管輸水。

2 地質測繪方法勘察標準

2.1 工程地質測繪

工程地質測繪是巖土工程勘察的基礎工作，其主要目的是通過對場地內的地形地貌、地層巖性、地質構造和水文地質條件等進行調查和分析，為后續的勘察工作提供基礎資料。具體內容包括鉆探、原位測試、室內試驗等。

鉆探是巖土工程勘察中獲取地下巖土樣本的主要方法之一，通過鉆探，可以了解地下地質情況，為后續的試驗和分析提供可靠的樣品。原位測試包括靜力觸探、動力觸探、標準貫入試驗等，其主要目的是通過對巖土體的物理力學性質進行測試，為工程設計和施工提供參數。室內試驗包括土工試驗和巖石試驗等，其主要目的是通過對巖土樣本進行深入的分析和研究，為工程設計和施工提供更為準確的參數。

2.2 勘察標準

勘察標準主要包括規范標準、技術標準。在巖土工程勘察中，應遵循國家和行業的相關規范標準，如《水利水電工程地質勘察規范》《水利水電工程巖土工程施工質量驗收規范》等。這些規范標準為巖土工程勘察提供了指導和依據。在巖土工程勘察中，應采用先進的技術手段和方法，提高勘察的準確性和效率。同時，應遵循技術標準，確保勘察結果的可靠性和準確性。

3 工程地質測繪與評價

3.1 工程地質測繪

3.1.1 測繪技術

工程地質測繪通常采用常規測量方法，如地形測量、地質測量等，以及一些特殊測量方法，如遙感技術、地球物理勘探等。這些技術的應用能夠提供全面、準確的場地地質信息。巖土工程勘察中物理方法的利用如圖1所示。

3.1.2 測繪內容

工程地質測繪的內容主要包括地形地貌特征、地層巖性、地質構造、水文地質條件等。通過對這些因素進行細致的觀察和描述，可以初步判斷場地的穩定性和適宜性，為后續的勘察工作提供指導。

3.2 工程地質評價

3.2.1 評價原則

在進行工程地質評價時，應遵循客觀、科學、全面的原則，綜合考慮地質因素、工程因素和經濟因素等多方面因素。同時，還需結合水利工程的特性，對場地的穩定性和適宜性進行深入分析。

3.2.2 評價方法

工程地質評價的方法包括定性評價和定量評價兩種[1]。定性評價主要通過對場地內的地質因素進行觀察和分析，得出定性的結論；定量評價則是利用數學模型等工具，對場地內的地質因素進行定量評估。

3.2.3 評價內容

水文地質條件評價主要包括地下水的類型、埋藏條件、運動規律等。通過對這些因素進行評價，可以全面了解場地的地質條件和巖土工程性質，為后續的勘察工作提供依據。

4 鉆探與取樣技術

鉆探與取樣技術是巖土工程勘察中獲取地下巖土樣本的主要方法之一，對于了解地下地質情況、確定場地內巖土體的物理力學性質和工程地質條件具有至關重要的作用。在此次的工程實踐中，具體的技術應用如下所述。

4.1 鉆探技術

4.1.1 鉆探設備

在團山水庫工程中，采用了XY-1型液壓鉆機，該鉆機具有結構合理、操作方便、鉆進效率高等優點。此外，還配備有功率為132kW的泥漿泵和口徑為108mm的鉆探鋼管。XY-1型液壓鉆機結構如圖2所示。XY-1型液壓鉆機主要技術參數如表1所示。

4.1.2 鉆探方法

在團山水庫工程中，采用了回轉鉆進的方法。該方法具有鉆進效率高、對地層影響小等優點。在回轉鉆進過程中，應根據地層情況選擇合適的鉆頭和鉆壓，以確保鉆進的順利進行。

4.1.3 鉆探深度確定

在團山水庫工程中，鉆探深度根據工程需要和場地地質條件確定。在勘察過程中，應根據設計要求和規范標準確定合理的鉆探深度，以保證地下地質情況的準確掌握。

4.2 取樣技術

4.2.1 取樣設備

在團山水庫工程中，取樣設備采用了標準取樣器。該取樣器具有操作方便、取樣效率高等優點。此外，還配備有用于保持樣品穩定的固定裝置和用于保護巖芯不受損壞的保護裝置。

4.2.2 取樣方法

在團山水庫工程中，采用了間隔取樣的方法。該方法具有取樣代表性好、樣品質量高等優點。在間隔取樣過程中，應根據地層情況和設計要求確定合理的取樣間距和深度，以保證樣品能夠充分代表地下地質情況。

4.2.3 樣品處理與保存

在團山水庫工程中，取出的樣品經過處理后進行編號、記錄和保存。處理過程中應避免樣品受到外界因素的干擾和破壞，以確保樣品能夠用于后續的試驗和分析。同時，還應建立完善的樣品管理制度，確保樣品的安全性和保密性。

5 原位測試與室內試驗

5.1 原位測試

此次工程勘察中的原位測試包括靜力觸探試驗、標準貫入試驗、十字板剪切試驗。

5.1.1 靜力觸探試驗

在團山水庫工程中，采用了靜力觸探試驗方法。該方法通過靜力將標準貫入器壓入地下，以獲取不同深度土層的灌入阻力，從而了解土層的力學性質和地層分布情況[2]。

5.1.2 標準貫入試驗

標準貫入試驗是一種常用的原位測試方法，具有操作簡便、效率高等優點。在團山水庫工程中，標準貫入試驗用于確定砂土和粉土的密度、天然濕度和含水率等參數，為地基承載力和變形分析提供依據。

5.1.3 十字板剪切試驗

十字板剪切試驗用于測定地下飽和軟粘土的抗剪強度和靈敏度等參數。在團山水庫工程中，該方法用于評估地基的抗滑穩定性和沉降量預測。

5.2 室內試驗

此次工程勘察中的土工試驗包括土工試驗和巖石試驗。

5.2.1 土工試驗

在團山水庫工程中，土工試驗主要包括顆粒分析、含水率、密度、液塑限等項目的測試。通過這些試驗，可以了解土樣的物理性質和工程性質，為地基評價和設計提供依據。

5.2.2 巖石試驗

巖石試驗用于測定巖石的物理力學性質，如密度、孔隙比、抗剪強度等參數。在團山水庫工程中，巖石試驗為壩基巖體的穩定性評價提供了可靠的數據支持。

6 水文地質勘察與評價

6.1 水文地質勘察

在團山水庫工程中，水文地質勘察采用了觀察、測繪、勘探等多種方法。通過野外實地調查和測量，結合室內分析，綜合評價地下水的形成和分布規律。主要內容包括：勘察地下水的類型和分布，查明地下水的類型、水位、流向和水質等參數。分析地下水的補給、徑流和排泄條件，研究地下水的補給來源、徑流路徑和排泄方式，掌握地下水的運動規律[3]。

6.2 水文地質評價

在水文地質評價中，應遵循科學、客觀、全面的原則，綜合考慮地質條件、工程因素和水文地質條件等多方面因素。同時，還需結合水庫工程的特性，對地下水的適宜性和風險性進行深入分析。

具體的評價內容包括2項：一是地下水的儲量評估。即根據地下水的類型、分布和水位等參數，評估地下水的儲量大小，為水庫工程的供水方案提供依據。二是地下水的工程影響評價。即分析地下水對水庫工程的影響，如對壩基的穩定性、水庫滲漏等的影響。

7 結束語

本文以團山水庫工程為依托，闡述勘察方法與標準、工程地質測繪與評價、鉆探與取樣技術、原位測試與室內試驗、水文地質勘察與評價等方面的巖土工程勘察技術。巖土工程勘察是水利工程建設的基礎環節，其勘察結果對工程設計、施工和運行具有重要影響。

通過對水利工程中巖土工程勘察技術的研究和應用，可以更好地了解和掌握場地內的地質條件和水文地質情況，為水利工程建設提供更加準確、可靠的基礎數據和技術支持。

參考文獻

[1] 馬鑫卓.數字化勘察技術在城市地下巖土工程中的應用研究[J].智能建筑與智慧城市，2023（11）：90-92.

[2] 溫蘭.淺析巖土工程勘察技術方法在高層房建工程中的應用：以花都區某住宅詳細巖土工程勘察為例[J].城市建設理論研究（電子版），2023（13）：131-133.

[3] 瞿雅琴.綜合勘察技術在金屬礦山巖土工程中的應用[J].世界有色金屬，2023（2）：199-201.