水文地质勘查技术在岩土工程中运用研究

殷征

(中大智能科技股份有限公司,湖南 长沙 410000)

现代化技术的发展使得我国工程勘查技术快速发展,工程项目中人们也逐渐认识到水文地质勘查重要性。通过运用科学合理的勘查技术获得水文、地质等信息并计算出相关参数,发挥水文地质应用的效用已成为工程项目推进过程中最为关注的问题。因此,为降低水文地质对岩土工程的影响,提高工程项目安全稳定性,研究水文地质勘查技术的运用是必要的。

1.1 地质测绘技术

作为岩土工程水文地质勘查工作的中的基础技术内容,是勘查初始阶段必须要规范落实的工作之一。在地质测绘技术运用过程中,主要是在测绘途中收集施工所需信息,作业人员需要兼具高水平的地质测量素养和地质检测专业理论,从而能够准确判断地区地质构成特性,做好测量数据的记录工作,以此为基础分析、研究地质状况,最终得出专业的地质勘查结果。地质测绘技术这一基础勘测工作为工程推进提供良好地质数据保障,为施工作业的安全落实奠定基础[1]。

1.2 钻探勘查技术

作为当前应用作为广泛的一种地质水文勘查技术,通过运用于岩土工程,能够帮助相关人员准确了解地区地质条件与地表层下的水文岩土地质情况,在专业、准确数据的整合下,可以得到更为有效的数据内容与扩展方向。水文地质单元划分如图1 所示。

在钻探勘查技术使用过程中,需要落实严格的设备要求,单一的金刚石钻探设备难以独立完成对区域水文地质的勘查,这时至少要结合根管钻井技术,通过整合二者优势明确开发点。技术运用过程中需把握的要点如下。

1.2.1 偏差控制

在实地考察过程中,相关人员在开展测量、勘查作业时应立足于岩土工程实际条件与具体需要,运用层次化推进模式逐渐加深测量内容,以此保证所得数据精确性和完整性满足工作需要,同时实现对测量偏差的有效控制。通常状况下,采用分层测量方式所得的深度数据的误差不应超过5cm。

1.2.2 风险排查

相关作业人员应对下钻速度的均匀性进行控制,若是遇到钻不进去的情况,则应立即开展风险排查工作,一方面保护设备,另一方面也可以避免施工安全事故的发生。

1.3 地球化学与物理探查互补技术

为快速了解岩土工程施工现场及周围环境的地质情况,应运用地球化学技术和物理探查互补技术,通过两项技术优势的整合帮助勘查人员准确判断地质类型。从当前技术应用现状来看,其主要运用于工程设计与施工过程中,其中,地球物理勘测技术主要利用磁力、重力进行勘测,但是当工程所在区域的地质条件较为隐蔽时,将难以得到准确的勘测结果,此时结合高渗透化学勘查技术,能够有效弥补地球物理勘测的不足,从而获得准确的地质信息[2]。

1.4 电法勘探技术

目前,电法勘探技术在水文地质勘查工作中的应用十分广泛,该技术具有较高的勘查精度。在实际作业开展过程中,高密度电法是较为常见的电子技术,本质上是一种阵列式勘查方法,依托于电剖面法与电法勘探的结合,在不影响勘查结果准确性的前提下提高岩土工程水文地质勘查效率。一般情况下,该勘查技术主要应用于野外勘查,这是因为该技术的使用无须开展严格、大量的现场布置作业,整体操作简单,设备故障率低。当前,电法勘探技术自动化水平越来越高,更能够满足岩土工程对勘查数据的采集与分析需要。

1.5 室内实验与原位测定技术

在岩土工程水文地质勘查作业中,室内实验与原位测定技术是较为常见的技术方法之一,该技术的运用能够为相关作业人员提供全面技术参数,保证工程后续施工安全展开。在实际运用过程中,应利用其所提供的技术参数特点,将其作为工程项目建设结构稳定性的衡量标准,开展原位测试工作时,应在规范、准确的原位应力条件下测定周围环境数据并分析,以此确保勘查结果符合实际需求,常用方法与参数如表1 所示。

表1 测定方法与需测定参数

除此之外,室内实验勘查控制技术周围较短,能够简单化处理实验过程中出现的不合理问题,并通过结果判断工程勘查结果的准确性,降低水文地质结构分析费用、精力投入,满足作业质量、作业效率提高需求。

1.6 物理勘查技术

由于不良的水文地质会给当地带来滑坡等自然地质灾害,为保证岩土工程的安全质量,应运用物理勘查方式判断滑坡是否具有存电性差异。即整体应用高密度电阻法、电剖面法和电探测法,达到电极在一条视察剖面栓的效果,无须跑级即可完成勘查作业。在该勘查技术实际使用过程中,相关作业人员可以通过专业仪器设备掌握数据、电极变化,得到PS 断面等值线图,进而通过计算获得滑坡地质数据。其中,在处理所得数据时,相关人员应构建电阻模型,在一致平均电阻率的情况下,利用相关信息对地质灾害影响进行衡量。当地质结构中存在泥岩、粉质砂岩,并在其上方存在大量地下水,那么将得到较大的滑动面介电常数,根据该参数能够对滑坡面的交界区域予以明确,为后续工程施工设计与作业提供安全保障[3]。

1.7 水文地质参数测定

工程施工前需要明确地下水深度与分布情况,并在详细分析水位升降情况后开展施工作业,避免流动的地下水影响工程安全质量。在明确水文参数后,需要绘制埋藏示意图,具体如图2 所示。

其中,1~4 分别为承压水位、潜水位、隔水层、含水层;
A~C 分别为承压水井、自流水井、潜水井。

除此之外,编制水文勘查报告,整理水文地质重要信息及相关理论,根据工程实际需求选择合适测量、勘查方法,尤其是静止水位测量工作,应把控合理的稳定时间,从而得到准确的含水层渗透性。当岩土工程所在地区下广泛分布含水层,相关人员需要逐层开展测量工作,并落实配套的止水措施。

2.1 概况简述

为强化技术研究实践意义,本文选取某机场场区的岩土工程,场区内白垩系上统河口组基岩与下伏的茅店组基岩呈不整合接触,当地为丘陵地貌,整体地势平缓、低矮,最大高程和最小高程分别为114.609m 和85.134m,坡脚在5°~30°之间。岩土工程处于岩溶沟道中,施工地形地貌复杂。具体如图3 所示。

2.2 勘查方法

2.2.1 勘探点测量定孔

按照图纸设计明确钻探位置,其中,平面位置偏差和高程偏差允许范围分别为±0.25m 和±5cm,钻探时若发现障碍则要重新选定钻探位置,做好记录与标记工作,注明高程、偏差距离与方位等数据。

2.2.2 钻探技术

按照现行技术标准布置勘探点、控制钻孔深度,以工程项目所在区域实际地形、地质条件为基础合理调整勘探点间距,由于该工程地形地质复杂,所以应适当加密勘探点。一般情况下,钻探技术中的钻孔作业分为两种,一种是控制钻孔,另一种是一般钻孔。前者包括深(深度在15cm 以上)、浅控制孔(深度在10cm 以上),均匀布置于勘查区域,不同取样孔的布置位置存在差异,若是岩石则要均匀布置在平面上,若是土取样则要均匀布置在冲沟中。然后结合使用原位测试技术,在全/强风化层进行动探测试的布置。后者的应用场景主要是基岩层,若是在原状土样上钻孔施工,则要对其孔径进行控制,参数要大于91mm,若是仅需要对地层进行鉴别,其参数在36mm 以上即可。需要注意的是,岩芯采取率完整岩层要在八成以上,破碎岩层要在六成以上,钻进数据与分层测量数据偏差应控制在±5cm 范围内,若是在钻探作业实施过程中遇到地下水,则要立即停止工作对初见水位进行测量,粘性土层停止作业时间要大于1 d,以此实现对单个含水层静止水位的准确、有效测量。完成全部钻孔作业后,采用测水钟对各孔的静止水位进行测量,尽量连续开展工作,1 d 之内完成[4]。

2.2.3 取样测量技术

根据孔深控制取样间距,当其深度在0~10m 时,间距控制在1m 左右即可,当其深度在10m 以上时,间距控制在2m 左右即可。取样作业要注重土样选取的全面性,每层岩土均要开展取样工作。该工程主要采用重型击实试验,目标是含砾黏土,结合使用薄壁取土器,取样时将深入长度控制在30cm 即可,并对取得的土样进行密封存储,从取样到分析时间不可超过21d。针对岩石取样作业,则要使用钻探岩芯制作,深度控制在10cm,及时送样。水质水样数量在1.5L 以上,放置时间不得超过3d。

2.2.4 原位测试

开展静力触探试验、标准贯入试验,前者试验误差控制在触探深度±1%,后者则要控制标贯间距,参数为1.0m,采用自动落锤法,速率不大于30 次/min。其中,触探试验采用重型落锤装置,速率15~30 次/min,每次贯入10cm 则要标准读数一次,连续三次落锤压力在50N以上后,停止试验[5]。

通过落实上述技术流程,明确边坡具有良好稳定性,不具有不良地质现象,软弱土体是亟需解决的主要问题。

综上所述,作为岩土工程开展过程中的重要技术作业,应对技术要点进行深入研究,判断区域内是否存在不良地质情况,明确水文分布与水位等参数,掌握地质结构等信息,从而提高岩土工程推进的安全性。

猜你喜欢 水文地质岩土勘查 矿业工程地质及水文地质教学模式构建与实践大学教育(2022年3期)2022-05-16《林业勘查设计》简介林业勘查设计(2022年2期)2022-03-21《林业勘查设计》征稿简则林业勘查设计(2022年2期)2022-03-21《林业勘查设计》征稿简则林业勘查设计(2021年6期)2021-11-26基于BIM的岩土工程设计优化及应用策略建材发展导向(2021年20期)2021-11-20土木工程地质勘察水文地质危害及应对措施建材发展导向(2021年13期)2021-07-28《林业勘查设计》征稿简则林业勘查设计(2021年3期)2021-06-07浅议水文地质工程中地质环境的影响青年生活(2020年30期)2020-08-16浅议水文地质工程中地质环境的影响科学导报·学术(2019年8期)2019-09-10《岩土力学》2014年第9 期被EI 收录论文(40 篇,收录率100 %)岩土力学(2015年3期)2015-02-15

推荐访问:水文 岩土工程 地质勘查