復(fù)雜地質(zhì)條件下巖土工程勘測(cè)技術(shù)

田中峰

（中赟國際工程有限公司，河南 鄭州 450000）

在工程建設(shè)施工中巖土工程勘測(cè)工作發(fā)揮著非常重要的作用和價(jià)值。尤其是在一些復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下，通過巖土工程勘測(cè)技術(shù)可以對(duì)勘測(cè)區(qū)域內(nèi)部的地質(zhì)情況、地貌情況和水文環(huán)境情況等進(jìn)行很好地掌握了解，為工程建設(shè)施工提供更加準(zhǔn)確的參考。我國國土面積非常遼闊，地形地貌結(jié)構(gòu)也非常豐富，地質(zhì)環(huán)境比較復(fù)雜。在這樣復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境下進(jìn)行工程建設(shè)，會(huì)大大增加巖土工程勘測(cè)的難度，并且對(duì)于勘測(cè)技術(shù)的要求也會(huì)更高，因此，對(duì)復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下巖土工程勘測(cè)技術(shù)進(jìn)行分析有著重要的價(jià)值和作用。

1 復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下巖土工程勘測(cè)技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)分析

1.1 嚴(yán)格控制勘測(cè)點(diǎn)之間的距離和深度

在對(duì)復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的巖土工程進(jìn)行勘測(cè)的過程中，需要嚴(yán)格控制勘測(cè)點(diǎn)之間的距離和深度，勘察人員要引起足夠的重視。通常情況下，巖土工程勘測(cè)點(diǎn)之間的距離需要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行設(shè)定，同時(shí)還要結(jié)合勘測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況來進(jìn)行距離調(diào)整，為后期施工奠定基礎(chǔ)。在此過程中不能因?yàn)槠渌蛩氐挠绊憗肀３衷蟹桨浮？睖y(cè)人員而是要按照制定的方案結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行勘測(cè)調(diào)整，科學(xué)設(shè)置勘測(cè)點(diǎn)之間的距離，提高勘測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。另外，勘測(cè)點(diǎn)鉆孔深度的設(shè)置，需要按照所在地區(qū)地基巖層的性質(zhì)來進(jìn)行綜合性考慮，如果地基為普通的巖層，那么勘測(cè)點(diǎn)的深度可以控制在15 m左右；如果地基為軟土層，勘測(cè)點(diǎn)的深度要控制在18 m左右；地基處在碎石層時(shí)，深度要深于18 m，但是不能太深。

1.2 嚴(yán)格控制地基承載力

勘測(cè)人員在進(jìn)行巖土工程勘測(cè)時(shí)，要重點(diǎn)關(guān)注巖土工程的地基承載力指標(biāo)要求，要按照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的相關(guān)指標(biāo)要求來進(jìn)行勘測(cè)分析。雖然現(xiàn)階段，已經(jīng)取消了調(diào)查獲得地基承載力指標(biāo)的方法，但是，在實(shí)際地基設(shè)計(jì)的過程中，很多建筑設(shè)計(jì)單位仍然會(huì)采用這種方式來獲取地基承載力的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。還有一些勘測(cè)單位會(huì)采用地區(qū)勘察經(jīng)驗(yàn)的方式來減少對(duì)地基承載力指標(biāo)要求，這樣對(duì)巖土工程地質(zhì)勘測(cè)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性產(chǎn)生了很大的不良影響。因此，在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下巖土工程的勘測(cè)工作需要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際地質(zhì)情況，以及施工現(xiàn)場(chǎng)的地基承載力指標(biāo)來進(jìn)行合理的施工方案設(shè)計(jì)，這樣才可以確保整個(gè)工程施工的安全性和穩(wěn)定性。

1.3 選擇先進(jìn)合適的勘測(cè)設(shè)備

受到各種先進(jìn)技術(shù)和創(chuàng)新理念的影響，各種施工技術(shù)和設(shè)備也得到快速發(fā)展，并且這些先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)被應(yīng)用在工程建設(shè)施工中，使得工程建設(shè)施工中的各種設(shè)備選擇更多，類型也更多，為工程建設(shè)施工質(zhì)量和施工效率提供了很好的保障。對(duì)于巖土工程勘測(cè)，各種先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)也被應(yīng)用其中，這樣才可以提高勘察的準(zhǔn)確性和工作效率。另外，在信息化技術(shù)高速發(fā)展的影響下，還要結(jié)合信息技術(shù)來進(jìn)行巖土工程勘測(cè)。比如，可以利用加密測(cè)點(diǎn)的方式來獲取更加全面準(zhǔn)確的地質(zhì)表面數(shù)據(jù)信息，為勘測(cè)數(shù)據(jù)處理工作提供保障。此外，巖土工程勘測(cè)企業(yè)還要引進(jìn)國外先進(jìn)的勘測(cè)技術(shù)和勘測(cè)設(shè)備，通過這種方式來確保巖土工程勘測(cè)的準(zhǔn)確性，確保巖土工程勘測(cè)技術(shù)在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下充分發(fā)揮出其價(jià)值和作用。

2 工程實(shí)踐案例分析

2.1 工程介紹

文中的工程案例選擇的是麻栗壩水庫，水庫位于隴川縣城北地區(qū)5 km左右的瑞麗江一級(jí)支流南宛河上，水庫主要的作用是防洪灌溉，同時(shí)輔助于發(fā)電、養(yǎng)殖業(yè)務(wù)。大壩的最高點(diǎn)為35.6 m，壩頂?shù)拈L度為1 085 m，正常的蓄水水位在995.8 m左右，水庫的總?cè)萘繛?0665×104m3，徑流面積在295 km2左右。還有3條干渠，總長度為112.69 km，灌溉面積約為150 km2。

2.2 工程基本地質(zhì)情況

（1）地層巖性；水庫所在地區(qū)分布地層有上第三系弱成巖，并且其中還含有礫砂土夾黏土層，還有寒武系的變質(zhì)巖、燕山期的花崗巖；在地層分布上，主要在河谷地帶，并且達(dá)到了500 m以上的厚度。在第四系中，主要部分為階地堆積土、沖洪積砂卵礫石層，主要是沙壤土，還包括了殘破積沙壤土以及碎石土層；除此之外，還有少量的沼澤堆、地滑堆積層。

（2）很好的穩(wěn)定性；工程現(xiàn)場(chǎng)東北位置出現(xiàn)過斷裂第四系活動(dòng)，但是全新世活動(dòng)和晚更新世活動(dòng)活躍性不強(qiáng)。第四晚期的龍川盆地位置世侵蝕堆積。此位置的地震烈度是Ⅶ度，50年概率在10%左右，地震動(dòng)峰值加速度在0.15，周期為0.4 s。

2.3 工程地質(zhì)條件情況

該工程位于隴川斷線盆地內(nèi)部，地層分布為上第三系礫土夾黏土層和第四系堆積層。上第三系為洪水湖相沉積，厚度在500 m以上。按照相關(guān)的工程勘測(cè)資料顯示，上第三系基巖的新舊包括了15層，其中的黏性土層并沒有形成很好的成巖效果，強(qiáng)度不高，主要是中壓縮性的黏土，比如，礫砂性土層，沒有很長的成巖期，膠結(jié)性不好，結(jié)構(gòu)以砂土層為主，形成了中低壓索性土壤，并且結(jié)構(gòu)較為緊密，整體性的巖體非常少。所以，承載力和壓縮性表現(xiàn)都比較低，但是，這種巖層的抗剪性強(qiáng)度非常高。人們?cè)诙焉靶酝吝M(jìn)行開挖時(shí)，邊坡坡高在5 m以內(nèi)，并且邊坡大多為陡坡，穩(wěn)定性比較好。另外，成巖和地層膠結(jié)的程度在緩慢降低，而滲透系數(shù)、壓縮系數(shù)等卻呈現(xiàn)出緩慢變大的趨勢(shì)，在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的貫入時(shí)，呈現(xiàn)的是一種逐漸減小的趨勢(shì)，承載力也逐漸減小，整體上來說，第三系砂性土層以及黏土層都屬于軟弱巖層，地質(zhì)構(gòu)造第地層巖性單一性非常明顯，上第三系地層?xùn)|南方向以傾斜度不高的單斜性壯地層為主，和河床的高度平行，發(fā)育未出現(xiàn)褶皺斷裂現(xiàn)象，巖層比較穩(wěn)定。

2.4 巖土工程地質(zhì)問題分析

（1）壩基滲漏問題。滲漏問題發(fā)生在了上第三系砂性土壩中，滲漏量達(dá)到了2.35×106m3/a，而繞壩左滲漏量為6.9×104m3/a，右滲漏量為2.9×104m3/a?？偣驳臐B漏兩在2.43×104m6/a左右，占據(jù)了3%左右的總庫存量，所占總水量的0.9%。

（2）地基土液化問題。水庫地基位置的地質(zhì)以第三四系為主。參考土液化的標(biāo)準(zhǔn)，需要按照時(shí)間的先后順序來堆地基土進(jìn)行判斷；如，一級(jí)階地、河床砂卵礫石這些都屬于全新世地層的標(biāo)準(zhǔn)，按照地層時(shí)間的先后進(jìn)行初判會(huì)出現(xiàn)液化的可能性比較大，河床砂土層標(biāo)貫試驗(yàn)為2～3級(jí)，結(jié)構(gòu)更加松散，液化的發(fā)生率比較高。

（3）壩基不均勻沉陷問題。建筑物的荷載力、壩的高低、地形等因素都有可能造成壩基沉陷問題的發(fā)生。如果地層中露出了壩基，這時(shí)候第四系和上第三系土層以中壓縮性土為主的可能性比較大，在Ⅱ級(jí)階地紅土地區(qū)為高壓縮性土的可能性比較大。如果堆壩基斷面沉降來進(jìn)行計(jì)算的話，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，壩基左邊Ⅱ級(jí)階地平臺(tái)出現(xiàn)了輕微性的沉陷，而河床的沉陷比反而比較大；右邊Ⅱ級(jí)階地平臺(tái)出現(xiàn)輕微性沉陷，這樣情況下河床和兩岸階地陡坡坎位置就會(huì)出現(xiàn)比較明顯的沉降問題，從而也就造成壩體沉陷問題的發(fā)生。再加上沉陷位置并不均勻，壩基、河床、涵洞、岸坡等位置的壩體發(fā)生拉裂的概率大大增加，需要對(duì)其采取科學(xué)的處理措施。

3 復(fù)雜地質(zhì)條件下巖土工程勘測(cè)分類分析

3.1 勘測(cè)方法及圍巖分類分析

本工程勘測(cè)主要是以地表地質(zhì)測(cè)繪為主，結(jié)合一部分勘測(cè)，之后結(jié)合地質(zhì)測(cè)繪的方式來對(duì)左右兩岸的地質(zhì)條件進(jìn)行勘測(cè)分析。

（1）右岸區(qū)域呈現(xiàn)出斷裂性的發(fā)育，發(fā)育規(guī)模大的方面有泥古寨斷層；右岸沖溝和左岸相比切割深度和寬度更加明顯，并且右岸巖土層中出現(xiàn)巖溶地層。

（2）左右發(fā)育了三條小規(guī)模的斷層，其中兩條斷層和河岸線的角度大于60°，另外一條和河岸角度比較小，左岸發(fā)育了沖溝，但是切割的深度和寬度和右岸相比較淺窄，并且左岸為玄武巖層，在工程設(shè)置方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，岸線相對(duì)比較短。

按照兩岸的工程地質(zhì)條件的好壞來進(jìn)行分析，左岸相比右岸優(yōu)勢(shì)更加明顯突出，左岸選擇3條勘測(cè)線，1號(hào)線可以靠近河岸，勘測(cè)線穿過沖溝，岸邊的巖體卸荷裂隙發(fā)育，巖體的風(fēng)化程度比較嚴(yán)重，巖體的穩(wěn)定性受到了很大的影響。2號(hào)線可以避免1號(hào)線中的不良問題，但是，過沖溝的過程中，需要設(shè)置曲線，勘測(cè)難度會(huì)大大增加。3號(hào)線和山體向鄰近，避開了卸荷巖體，沖溝和風(fēng)化巖體，沿著微風(fēng)化的玄武巖巖體進(jìn)行布置，更加有利于圍巖的穩(wěn)定性。在針對(duì)3號(hào)線進(jìn)行巖土工程地質(zhì)剖面勘測(cè)時(shí)，采用了平通勘測(cè)的方式，在開始階段布置了一條平硐，長度為50 m，在重點(diǎn)位置設(shè)置了4個(gè)鉆孔，進(jìn)尺約為452 m左右。因?yàn)榭睖y(cè)的岸線比較長，埋深比較深，地形陡在70°～75°，交通和施工非常不便，所以增加了勘測(cè)工作的難度系數(shù)，也在很大程度上增加了勘測(cè)成本。所以，一部分工程采用了勘測(cè)的方式，另外一部分采用了工程地質(zhì)測(cè)繪和區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征圍巖分類的方式，通過工程地質(zhì)測(cè)繪方式來對(duì)各個(gè)巖組節(jié)理裂隙和構(gòu)造特點(diǎn)，地表水和地下水的分布、深埋、徑流規(guī)律性以及巖石結(jié)構(gòu)等進(jìn)行匯總分析。按照《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》的要求，對(duì)巖體的完整性、巖石的強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)面的狀態(tài)、地下水情況以及主要結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀等進(jìn)行了綜合性的分析判斷。勘測(cè)階段的結(jié)果為Ⅱ、Ⅲ類圍巖長度為8 436 m，所占比重最大；Ⅳ、Ⅴ類圍巖長度為419 m；在總長中所占的比例次之。施工后兌現(xiàn)Ⅱ、Ⅲ類圍巖長度為8 234 m，Ⅳ、Ⅴ類圍巖長度為621 m；勘測(cè)的結(jié)果和實(shí)際開挖的情況相比較來說，勘測(cè)階段圍巖分類的方法和手段準(zhǔn)確性比較高，具有一定的可靠性。

3.2 施工地質(zhì)分析

為了對(duì)勘測(cè)技術(shù)中不足問題彌補(bǔ)，在施工時(shí)的施工地質(zhì)工作非常重要，在施工前必須要按照現(xiàn)場(chǎng)的斷面情況來對(duì)圍巖的類型進(jìn)行勘測(cè)，并根據(jù)勘測(cè)結(jié)果來指導(dǎo)下一階段的工作內(nèi)容。

（1）要在第一時(shí)間對(duì)地質(zhì)圍巖情況進(jìn)行編錄，可以采用巴頓Q系統(tǒng)和《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》兩種方法的結(jié)合情況來對(duì)圍巖類型進(jìn)行分類處理，并對(duì)圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行勘測(cè)分析，確保施工時(shí)的安全性。

（2）針對(duì)圍巖分類中的Ⅲ類圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行細(xì)分，可以分為三個(gè)亞類，分別為Ⅲ-a、Ⅲ-b、Ⅲ-c；之后，按照不同的圍巖類型來提出不同的支護(hù)方式，以此來節(jié)省施工成本，并為施工工期進(jìn)行合理控制，更好地保障巖土工程中勘測(cè)的準(zhǔn)確性，確保工程施工安全和質(zhì)量。

4 結(jié)語

整體來說，針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的巖土工程進(jìn)行勘測(cè)可以在施工前對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)地形情況進(jìn)行充分的了解，可以對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的巖土特性，以及不良地質(zhì)問題進(jìn)行了解掌握，便于在工程施工時(shí)選擇更加科學(xué)準(zhǔn)確的施工方案和施工技術(shù)，保障施工安全和施工質(zhì)量。所以，在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境中開展巖土工程施工，必須要對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行勘測(cè)。因此，文章以實(shí)際水利水電工程為分析案例，在分析介紹了工程實(shí)際地質(zhì)情況的基礎(chǔ)上，對(duì)壩址地質(zhì)情況進(jìn)行了分析，同時(shí)還對(duì)勘測(cè)方法及圍巖分類、施工地質(zhì)勘測(cè)結(jié)果情況等進(jìn)行了分析研究。最終發(fā)現(xiàn)，在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下，開展巖土工程勘測(cè)需要對(duì)施工地段地質(zhì)問題中的活動(dòng)斷裂問題、河床深覆蓋層問題、山體的穩(wěn)定性等進(jìn)行詳細(xì)分析探討，準(zhǔn)確勘測(cè)出巖土工程中的地質(zhì)問題，為工程后期的施工提供準(zhǔn)確的參考，保障工程施工質(zhì)量和安全。