水利工程建設(shè)巖土勘察常見問題分析

李林驊

江西省水利科學(xué)研究院（330029）

為滿足工業(yè)化、城市化對電力、供水的需求，促進區(qū)域發(fā)展，我國在一些重點地區(qū)大力興建水利工程，以發(fā)揮其發(fā)電、水資源調(diào)配等功能。隨著水利工程建設(shè)難度的日益增大，工程企業(yè)逐步意識到巖土勘察工作的重要性，但是，很多企業(yè)在進行巖土勘察工作的過程中，還存在各種的問題。 為提升巖土勘察的有效性，必須要嚴格堅持“節(jié)水優(yōu)先，空間均衡，系統(tǒng)治理，兩手發(fā)力”治水方針，避免巖土地質(zhì)對工程質(zhì)量、安全產(chǎn)生的不利影響。

1 巖土勘察的基本概述

1.1 巖土勘察的類型和應(yīng)用

在工程建設(shè)領(lǐng)域，巖土勘察是指導(dǎo)工程建設(shè)施工的關(guān)鍵性工作， 不同類型的工程項目實施過程中，所面臨的勘察條件也有所區(qū)別，根據(jù)勘察環(huán)境的特征，巖土勘察包含了以下的類型:鐵路工程勘察、港口碼頭工程勘察、大型橋梁工程勘察、公路工程勘察、工業(yè)建筑勘察、民用建筑勘察、水利水電工程勘察。 這些不同類型的巖土勘察下，雖然大致的勘察內(nèi)容極為相似，但都需要考慮工程現(xiàn)場的特殊性。對于大型橋梁、鐵路工程和水利工程而言，巖土勘察是非常重要的， 可以指導(dǎo)后續(xù)的施工方案確定，進而實現(xiàn)工程的質(zhì)量和成本控制。 我國對于這些大型項目的巖土勘察提出了嚴格的技術(shù)規(guī)范和標準， 為確保實現(xiàn)巖土勘察在工程建設(shè)方面的作用，相關(guān)人員在開展巖土勘察時要嚴格執(zhí)行規(guī)范標準。

1.2 巖土勘察的具體內(nèi)容

巖土勘察的內(nèi)容非常多， 在具體的勘察過程中，專業(yè)人員需首先通過測繪、勘探等環(huán)節(jié)，來全面掌握勘察現(xiàn)場的地質(zhì)地形情況； 然后通過采樣、原位測試、室內(nèi)土工試驗、現(xiàn)場檢查等全面掌握工程現(xiàn)場的土質(zhì)情況， 做好現(xiàn)場土質(zhì)的全面分析與評估；利用水文調(diào)查、水位監(jiān)測等手段，獲得勘察區(qū)域內(nèi)的水文情況，全面了解區(qū)域水位變動、地下水與地表水的分布情況。

2 水利工程建設(shè)巖土勘察常見問題

2.1 地下水位上升

由于水利工程建設(shè)環(huán)境的特殊性，地下水位上升會對正常的施工作業(yè)產(chǎn)生極為不利的影響，在地下水位上升的情況下， 施工難度將會大大增加。 因此，在巖土勘察工作中，必須要密切關(guān)注潛水位的變化趨勢。潛水位上升的誘發(fā)因素非常多，如施工技術(shù)選擇不當(dāng)、施工操作不規(guī)范等都會導(dǎo)致工程現(xiàn)場水位的變化。當(dāng)?shù)叵滤簧仙黠@且頻繁時，會對工程現(xiàn)場的土體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴重的威脅， 土體結(jié)構(gòu)極易被破壞，巖土的強度大幅降低。 一旦巖土軟化嚴重，出現(xiàn)流沙與粉土的概率也將大幅度增加，對工程建設(shè)的質(zhì)量控制極為不利。 因此，在工程建設(shè)前期，必須要重視巖土勘察工作。

2.2 地下水位下降

人類活動是導(dǎo)致地下水水位降低的直接原因。各種不合理的地下水資源開發(fā)與利用活動，雖然滿足了人類的各種用水需求，但也造成了地下水水位的下降，而地下水位的降低會誘發(fā)水利工程建設(shè)時的沉降、崩塌與塌陷威脅。

2.3 地下水位升降頻繁

如果水利工程建設(shè)區(qū)域內(nèi)的地下水位升降頻繁，將會導(dǎo)致膨脹性巖土的產(chǎn)生，巖石初選變形的均勻性無法保證。 具體來說，一旦地下水位升降頻繁，就會誘發(fā)嚴重的膨脹收縮變形問題，巖土膨脹收縮幅度增加的過程中，地裂、流砂與管涌等問題將無法避免，最終會對已有的工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴重的破壞與威脅。

3 有效處理地質(zhì)勘察中巖土問題的措施

3.1 將水文地質(zhì)評價納入重點范疇

水利工程項目中，地基是基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，決定著整個水利工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，如果地基不穩(wěn)定，即使后續(xù)的施工質(zhì)量再高，水利工程同樣會面臨極大的安全威脅。 地基施工必須要以地質(zhì)勘察為前提，只有保障了地質(zhì)勘察資料的準確性和完整性，才能夠使得地基結(jié)構(gòu)設(shè)計更為科學(xué)， 保障地基良好的承載力。因此，在巖土勘察工作中，相關(guān)人員必須要嚴格做好工程區(qū)域內(nèi)的水位地質(zhì)勘察，將水文地質(zhì)評價納入重點的勘察工作， 結(jié)合勘察的水文地質(zhì)情況，評估其對工程建設(shè)的影響。

3.2 充分了解巖土水屬性

在巖土勘察工作中，勘察人員需要從施工實際要求出發(fā)，掌握巖土的水理和物理特性。 通常情況下，水理特性主要是指巖土與地下水之間所存在的演變關(guān)系。 地下水在巖土中的賦存條件相對多樣，如承壓水、巖溶水等，當(dāng)?shù)叵滤螒B(tài)出現(xiàn)細微的變化以后，與之相關(guān)的巖土強度等指標也會發(fā)生一定的變化，而這些變化同樣會對水利工程建設(shè)產(chǎn)生影響，因此，在巖土勘察工作中，相關(guān)人員必須要充分了解巖土的水理特性。

3.3 巖土試驗的方法

通常情況下，巖土試驗主要以室內(nèi)試驗和現(xiàn)場試驗為主， 室內(nèi)試驗的對象一般為普通黏性土，現(xiàn)場試驗的對象是無黏性沉積土、 高飽和沉積土，這些試驗的目的是為了獲得土體的壓實度、 強度指標。 在試驗過程中，一般采用圓錐動力試驗方式，將圓錐探頭置入土體中，利用分層分析的方式來進行圓錐動力分析， 這種試驗方式的操作相對便捷，不需要投入其他復(fù)雜的工具與設(shè)備，但是所獲得的試驗結(jié)果的準確度相對較低[1]。

室內(nèi)巖石試驗的主要目的是獲取巖石的彈性模量、軟化系數(shù)，巖石根據(jù)不同的分類標準有多種類型，在巖石試驗的過程中，需結(jié)合巖石的種類來選擇恰當(dāng)?shù)脑囼灧椒ā?軟化系數(shù)主要指的是飽和與干燥狀態(tài)下巖石單向抗壓強度比，專業(yè)人員可以利用此指標來評估巖石的耐風(fēng)化、耐水浸能力；彈性模量同樣是巖石試驗中需要關(guān)注的重要指標，與巖石類型、組成、顆粒大小等有著緊密的關(guān)系[2]。

3.4 地下水確定

水利工程項目中，因為地下水水位的高低會對工程施工產(chǎn)生一定的影響，所以相關(guān)人員必須要嚴格做好地下水水位的勘察工作。 在水位勘察的過程中，需劃分不同的時期來確定地下水水位，如豐水期、平水期與枯水期的最低、最高水位，相關(guān)人員應(yīng)確定相應(yīng)的監(jiān)測方案，并在監(jiān)測方案中明確規(guī)定采樣時間與頻率。 天氣等因素可能會干擾正常的勘測工作，這種情況下，可以通過歷史資料的對比來分析地下水水位的規(guī)律性特征。 在開展地下水的滲透性試驗時，需采用現(xiàn)場試驗與室內(nèi)試驗相結(jié)合的方式。

3.5 制訂完善的勘察管理制度

為了避免在水利工程巖土勘察工作中出現(xiàn)各種問題，提高巖土勘察結(jié)果的有效性，勘察企業(yè)需要建立健全勘察管理制度，用制度來約束與指導(dǎo)勘察人員的勘察工作。 勘察管理制度的制訂必須要以我國的相關(guān)法律法規(guī)為基礎(chǔ)，制度中的相關(guān)內(nèi)容必須要符合水利工程的具體情況。 在實際的勘察工作中， 有關(guān)人員還需要做好定期的監(jiān)督與檢查工作，嚴格遵守相應(yīng)的制度規(guī)范，避免不當(dāng)操作行為的出現(xiàn)。 此外，為提升勘察效率與質(zhì)量，還需要加強先進勘察技術(shù)與設(shè)備的引進與應(yīng)用。

3.6 加強室內(nèi)外測試技術(shù)研發(fā)，引進先進的新型技術(shù)

水利工程的巖土勘察工作中，要提升勘察結(jié)果的有效性，就需要加強先進勘察技術(shù)的研發(fā)。 通過加強室內(nèi)外測試技術(shù)的研發(fā)，使得在實際的巖土勘察中，能夠利用先進的勘察技術(shù)來保障勘查結(jié)果的準確性，如可以通過波速測試、多功能靜力觸探頭、靜載荷試驗、標準貫入試驗等的開展，提高巖土勘察結(jié)果的準確性與全面性，將所獲得的試驗檢測結(jié)果加以綜合對比和分析，從中發(fā)現(xiàn)巖土勘察的具體特征和不同試驗檢測之間的關(guān)聯(lián)性，從而來指導(dǎo)實際的工程設(shè)計與施工。 為獲得可靠的巖土勘察資料和數(shù)據(jù)，還要利用離心模擬技術(shù)等現(xiàn)代化的檢測技術(shù)來進行巖土層承載能力、土層顆粒成分和變形指標等的全面分析與評估。

4 結(jié)語

為發(fā)揮水利工程的經(jīng)濟、 社會與生態(tài)效益，在工程建設(shè)的過程中，必須要加強質(zhì)量管理。 巖土勘察工作是工程建設(shè)的前期工作，巖土勘察結(jié)果與數(shù)據(jù)是水利工程設(shè)計、施工的重要依據(jù)，因此，任何水利工程項目都必須做好巖土勘察工作，以避免施工時的各種風(fēng)險。