水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中的技術(shù)要點(diǎn)分析

張浩 冉宇進(jìn)

摘要：在城市建設(shè)、土地資源規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)等建設(shè)工程各個(gè)方面，都需進(jìn)行水工環(huán)地質(zhì)勘察工作，通過(guò)勘察獲取地下巖土的各類數(shù)據(jù)，為項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建設(shè)、管理提供依據(jù)，以保證項(xiàng)目建設(shè)的順利進(jìn)行。對(duì)此，本文首先對(duì)水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的重要性進(jìn)行介紹，然后對(duì)水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中的技術(shù)類型進(jìn)行分析，并對(duì)水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：水工環(huán)地質(zhì)勘察；重要性；運(yùn)用要點(diǎn)

1.引言

在工程項(xiàng)目建設(shè)中，查明擬建場(chǎng)區(qū)水文地質(zhì)條件、地下巖土體的空間結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造類型，才能進(jìn)行合理有效的開(kāi)發(fā)利用，而地質(zhì)勘察是不可缺少的重要環(huán)節(jié)和關(guān)鍵內(nèi)容。勘察工作人員應(yīng)選擇適宜的勘察技術(shù)，并嚴(yán)格控制勘察工作環(huán)節(jié)，獲得完整的地質(zhì)環(huán)境勘察信息，在項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中采用有效的預(yù)防控制措施，確保項(xiàng)目建設(shè)的順利進(jìn)行。因此，亟須對(duì)水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)類型以及應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行深入研究。

2.水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的重要性

在工程項(xiàng)目前期工作中，地質(zhì)勘察至關(guān)重要。在水文地質(zhì)勘察工作中，需對(duì)勘察區(qū)域的地下水環(huán)境、地質(zhì)構(gòu)造及地下水補(bǔ)、徑、排條件等進(jìn)行全面分析；而工程地質(zhì)勘察的目標(biāo)是詳細(xì)了解項(xiàng)目建設(shè)區(qū)域地層、巖性及地質(zhì)結(jié)構(gòu)等條件；在環(huán)境地質(zhì)勘察中，需全面了解項(xiàng)目建設(shè)區(qū)域環(huán)境地質(zhì)條件、地質(zhì)構(gòu)造及災(zāi)害類型等。通過(guò)做好上述地質(zhì)勘察工作，獲得完善的地質(zhì)勘察信息，為項(xiàng)目建設(shè)提供設(shè)計(jì)及施工依據(jù)?，F(xiàn)如今，科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，在水工環(huán)地質(zhì)勘察中，GPS技術(shù)、遙感技術(shù)以及RTK技術(shù)的應(yīng)用比較常見(jiàn)，能夠?yàn)樗きh(huán)地質(zhì)勘察提供先進(jìn)的技術(shù)條件。

在水工環(huán)地質(zhì)勘察中，具體的勘察方法根據(jù)勘察階段分別進(jìn)行，各勘察階段的工作性質(zhì)、勘察目的以及勘察內(nèi)容均有一定的區(qū)別，但是三者之間緊密聯(lián)系，要求勘察工作人員充分利用勘察資料認(rèn)真分析、對(duì)比，對(duì)數(shù)據(jù)的形態(tài)特征及識(shí)別方法進(jìn)行研究，才能保證水工環(huán)地質(zhì)勘察的順利進(jìn)行。

3.水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中的技術(shù)類型

3.1電法

在水工環(huán)地質(zhì)勘察中，電法的應(yīng)用比較常見(jiàn)，通過(guò)將電法應(yīng)用于水工環(huán)地質(zhì)勘察中，能夠保證勘察工作的順利進(jìn)行，提升勘察工作的有效性。對(duì)于水工環(huán)地質(zhì)勘察中的電法，常采用高密度電法和激光極化電法兩種技術(shù)類型。其中，高密度電法是一種陣列勘察方式，在具體的勘察過(guò)程中，只需進(jìn)行一次布置即可，無(wú)需進(jìn)行多次布置，可對(duì)水工環(huán)勘察數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化收集，同時(shí)點(diǎn)擊排列多樣化，可有效保證水工環(huán)勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性。通過(guò)上述分析可見(jiàn)，在水工環(huán)地質(zhì)勘察中，電法的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯。

3.2 GPS定位技術(shù)

GPS定位技術(shù)即為全球定位系統(tǒng)，具有全天候、全球性的特征，被廣泛應(yīng)用于海陸空三大領(lǐng)域的工程地質(zhì)勘察中，勘察結(jié)果的精度比較高。在水工環(huán)地質(zhì)勘察中，通過(guò)利用GPS定位技術(shù)，能夠有效避免勘察人員對(duì)于勘察結(jié)果準(zhǔn)確性造成不良影響，保證勘察信息數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。在GPS定位技術(shù)的應(yīng)用中，可對(duì)環(huán)境中的地質(zhì)災(zāi)害、水文地質(zhì)點(diǎn)分布情況、環(huán)境污染情況等進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，同時(shí)還可對(duì)勘察所得數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，不僅能夠保證水工環(huán)勘察工作效率，同時(shí)還可保證水工環(huán)勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

3.3 RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)

RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)指的是一種處理兩個(gè)測(cè)量站載波相位觀測(cè)量的差分方式，通過(guò)對(duì)勘察區(qū)域設(shè)置基準(zhǔn)站，然后再將采集的載波相位發(fā)送給用戶接收機(jī)，由接收機(jī)確定坐標(biāo)。在水工環(huán)地質(zhì)勘察中，在應(yīng)用GPS定位技術(shù)時(shí)，需對(duì)勘察數(shù)據(jù)進(jìn)行再處理，而通過(guò)應(yīng)用RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)，不僅能夠?qū)崟r(shí)獲得勘察數(shù)據(jù)，提高勘察結(jié)果進(jìn)度，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)勘察數(shù)據(jù)信息共享，進(jìn)而有效提高勘察工作效率。在水工環(huán)地質(zhì)勘察中，對(duì)于RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)，可與GPS定位技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，通過(guò)對(duì)勘察數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)合理的分析，即可準(zhǔn)確判斷地質(zhì)災(zāi)害、水文分布情況等。

3.4 GPR地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)

GPR技術(shù)又被稱為地質(zhì)雷達(dá)勘察技術(shù)，通過(guò)利用頻率在106Hz～109Hz之間的無(wú)線電波，即可確定地下介質(zhì)的分布情況。在GPR地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，首先向地下發(fā)射高頻電磁波，然后再接收由地面所反射回的電磁波，對(duì)電磁波的波形以及振幅變化情況進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)算，即可確定地下介質(zhì)的結(jié)構(gòu)、分布空間、埋深等等。在水工環(huán)地質(zhì)勘察中，GPR地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)也是最為有效的勘察技術(shù)，應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯。

3.5 RS遙感技術(shù)

RS遙感技術(shù)也是一種比較常見(jiàn)的勘察技術(shù)類型，在自然地質(zhì)勘察和防治方面發(fā)揮著十分重要的作用，因此被廣泛應(yīng)用于森林資源勘察、病蟲害監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)等各個(gè)方面?，F(xiàn)如今，RS遙感技術(shù)發(fā)展迅速，并逐漸朝向多元遙感技術(shù)方向發(fā)展，在水工環(huán)地質(zhì)勘察中發(fā)揮著十分重要的優(yōu)勢(shì)。

3.6 TEM透射電子顯微鏡技術(shù)

TEM透射電子顯微鏡技術(shù)的分辨率在0.1nm～0.2nm之間，通過(guò)將其應(yīng)用于水工環(huán)地質(zhì)勘察中，可以有效觀察到超微結(jié)構(gòu)下的數(shù)據(jù)，有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的不足，保證水工環(huán)地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，是水工環(huán)地質(zhì)勘察中十分重要的技術(shù)類型。

4.水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)的實(shí)施要點(diǎn)

4.1明確勘察目標(biāo)

對(duì)于水工環(huán)地質(zhì)勘察工作，可分為多個(gè)階段，不同階段勘察目標(biāo)有所不同。其中，普查階段的目的是基本查明工作區(qū)的水工環(huán)地質(zhì)條件，地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄等；詳查階段是查明工作區(qū)的水工環(huán)地質(zhì)條件，從地下水資源、地質(zhì)環(huán)境出發(fā)，論證工作區(qū)適宜的建設(shè)發(fā)展規(guī)模、布局及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)；勘探階段則詳細(xì)查明重點(diǎn)工作區(qū)水工環(huán)地質(zhì)條件，為項(xiàng)目建設(shè)開(kāi)發(fā)、施工圖設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

4.2普查階段

普查階段勘察技術(shù)比較簡(jiǎn)單，若巖層的致密性比較強(qiáng)，可利用高電阻勘察技術(shù)；若巖層具有疏松性特征，可使用低電阻勘察技術(shù)；如果巖石為中性或者酸性，則需利用磁法勘察技術(shù)；而如果地質(zhì)結(jié)構(gòu)中的黃鐵礦含量比較多，則可利用自然電位法。在勘察前，可選用上述技術(shù)類型，綜合考慮勘察區(qū)域?qū)嶋H情況進(jìn)行初步探測(cè)，然后根據(jù)探測(cè)結(jié)果繪制地質(zhì)圖。在對(duì)巖頂板進(jìn)行測(cè)量時(shí)，首先需繪制高程圖，一般可應(yīng)用電測(cè)方式。如果基巖的埋深比較大，則可利用地震勘察法；如果地質(zhì)條件的電性比較弱，則可利用電測(cè)剖面方式；在對(duì)地下水位進(jìn)行勘察時(shí)，如果地下水位比較高，或者含水層的電阻比較低，則可利用電測(cè)方式，利用高電阻對(duì)電剖面進(jìn)行劃分，然后再利用鉆探技術(shù)進(jìn)行水位勘察。

4.3詳查階段

在詳查階段，首先可對(duì)地下水的流速以及流向進(jìn)行勘察，一般可利用充電法。在水流比較平緩的位置，可實(shí)施鉆孔勘察，如果有滑坡地質(zhì)情況，則應(yīng)在滑坡位置做地質(zhì)切面，然后再利用電法進(jìn)行勘察。在進(jìn)行水工環(huán)地質(zhì)勘察中，如果勘察位置的基巖上有裂縫，則應(yīng)選擇適宜的位置設(shè)置定位基準(zhǔn)，然后再進(jìn)行電法勘察。如果勘察區(qū)域中有地質(zhì)破碎帶，則可利用電法勘察方式確定破碎帶的厚度以及范圍，而如果破碎帶中有巖石，則可利用磁法進(jìn)行勘察。

4.4勘探階段

在后續(xù)設(shè)計(jì)勘探階段，可利用分層探測(cè)方式確定地質(zhì)巖性。首先應(yīng)進(jìn)行電阻測(cè)量，對(duì)巖層的傾斜角度以及傾向進(jìn)行勘察。另外，還需對(duì)勘察區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)鉆探，并根據(jù)探測(cè)結(jié)果繪制地質(zhì)圖，同時(shí)還應(yīng)注意對(duì)地質(zhì)圖精度進(jìn)行校準(zhǔn)。

5.水工環(huán)地質(zhì)勘察工作實(shí)例

5.1工程概況

某工業(yè)園區(qū)地處赤水河下游茅臺(tái)河段支流五岔河谷地帶，區(qū)域規(guī)劃面積25km2，其核心生產(chǎn)區(qū)工業(yè)建設(shè)用地13200畝。產(chǎn)業(yè)定位為醬香白酒生產(chǎn)，該園區(qū)為貴州省一類園區(qū)、國(guó)家新型工業(yè)化產(chǎn)業(yè)示范基地、千億級(jí)培育示范園區(qū)的重要組成部分。近年來(lái)，園區(qū)工業(yè)建設(shè)及安置區(qū)建設(shè)產(chǎn)生大量棄土集中堆積形成棄土場(chǎng)，為防止棄土場(chǎng)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害對(duì)環(huán)境造成破壞，需進(jìn)行工業(yè)園區(qū)場(chǎng)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治工程勘察，并根據(jù)堆積體堆積現(xiàn)狀進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)，以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境相協(xié)調(diào)。

本次勘察主要任務(wù)具體要求如下：

（1）查明場(chǎng)區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件；（2）查明防治工程區(qū)域內(nèi)的環(huán)境地質(zhì)特征；（3）查明區(qū)內(nèi)可能發(fā)生各類地質(zhì)災(zāi)害的邊界范圍、巖土體結(jié)構(gòu)，可能引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的地形地貌，地表水、地下水和人類工程活動(dòng)的關(guān)系；（4）為場(chǎng)區(qū)內(nèi)防治工程提供各類巖土參數(shù)及其他參數(shù)，為合理制定整治方案與工程設(shè)計(jì)提供地質(zhì)依據(jù)。

5.2勘察方法及工作量

（1）1∶1萬(wàn)地形圖矢量化及地表調(diào)查

為查明棄土場(chǎng)場(chǎng)區(qū)匯水面積及溝域發(fā)育情況，勘察工作前期對(duì)勘察區(qū)進(jìn)行了1∶1萬(wàn)地形圖矢量化工作，矢量化面積為2.061km2，并以此為底圖進(jìn)行1∶1萬(wàn)地表調(diào)查，調(diào)查面積為0.574km2。

（2）1∶500地形圖測(cè)量

采用1954年北京坐標(biāo)系，1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)，等高距1m，2007年版圖式，采用全站儀，對(duì)棄土場(chǎng)場(chǎng)區(qū)進(jìn)行1∶500的地形測(cè)量，測(cè)量面積為0.166km2；其測(cè)量滿足《工程測(cè)量規(guī)范》及本次勘察精度的要求，為工程地質(zhì)測(cè)繪、勘察工作布置以及防治工程施工圖設(shè)計(jì)、施工提供了基礎(chǔ)圖件。

（3）1∶500工程地質(zhì)測(cè)繪

采用1∶500實(shí)測(cè)地形圖實(shí)地測(cè)繪，測(cè)繪范圍包括斜坡區(qū)及其鄰近的地區(qū)，調(diào)查了棄土場(chǎng)影響范圍區(qū)域地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)特征。測(cè)繪地質(zhì)剖面6條，調(diào)繪面積0.166km2，其工作精度達(dá)到相關(guān)規(guī)范要求。

（4）山地工程

為了查明堆積體下游溝域斜坡體兩側(cè)第四系覆蓋層厚度，在斜坡體上共布置了8個(gè)探井對(duì)斜坡體進(jìn)行勘查。

（5）工程地質(zhì)鉆探

為了查明設(shè)防區(qū)巖土結(jié)構(gòu)特征，在擬設(shè)防區(qū)共布置了10個(gè)鉆探孔進(jìn)行勘查，總進(jìn)尺81.3m。柱狀圖成圖比例尺為1∶100。

（6）工程地質(zhì)物探

堆積體堆積厚度大，若進(jìn)行鉆探，施工難度大，施工工期長(zhǎng)，堆積體前緣局部有變形跡象，鉆探施工存在嚴(yán)重安全隱患，為了查明堆積體厚度，計(jì)算堆積體體積，為棄土場(chǎng)防治工程提供依據(jù)，在堆積體區(qū)布設(shè)4條工程地質(zhì)物探剖面進(jìn)行勘察，總長(zhǎng)1.2km。物探采用高密度電法，初步查明堆積體厚度及巖土接觸面剖面形態(tài)。

（7）樣品采集與試驗(yàn)

為了查明棄土場(chǎng)場(chǎng)區(qū)各類巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，分析評(píng)價(jià)其整體穩(wěn)定性，在本次勘察中采集了殘坡積層土樣9件、中風(fēng)化砂巖9件，并進(jìn)行了常規(guī)室內(nèi)試驗(yàn)，試驗(yàn)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

5.3勘察成果

（1）巖土體工程地質(zhì)特征

根據(jù)巖土堅(jiān)硬程度、結(jié)構(gòu)以及物理力學(xué)性質(zhì)，將調(diào)查區(qū)內(nèi)巖層劃分為硬質(zhì)巖類和松散巖類兩種工程地質(zhì)巖組。

（2）不良地質(zhì)現(xiàn)象

勘察區(qū)棄土堆積體堆積形成較高的邊坡，易發(fā)生滑坡；棄土堆積體未分層碾壓，結(jié)構(gòu)松散，所在區(qū)域匯水面積大，易發(fā)生泥石流。此外，勘察區(qū)無(wú)其他滑坡、崩塌、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象。

（3）斜坡及地基穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

堆積體底部?jī)蓚?cè)斜坡體整體地形相對(duì)較緩，調(diào)查時(shí)無(wú)變形跡象。堆積體坡腳一帶兩側(cè)斜坡體平均坡度小于20°，局部地形坡度較陡段被改造成階梯狀耕地。較小的土層厚度、較緩的地形坡度，該區(qū)難以發(fā)生大規(guī)模滑坡地質(zhì)災(zāi)害，但可能發(fā)生局部陡坎垮塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象，危害程度低。由于堆積體堆積范圍大，堆積厚度大，堆積體底部地區(qū)地形相對(duì)較為寬緩，堆積體底部設(shè)防經(jīng)濟(jì)效益低。

距堆積體底部約180m處兩側(cè)地形坡度較陡，該處土體較薄，呈地形上階梯狀，土體穩(wěn)定性好。局部基巖裸露，巖體堅(jiān)固完整，具有較高的承載力，為切向坡，巖體穩(wěn)定性好，該處為上游溝谷鎖口地帶，適宜修建大壩等工程項(xiàng)目。

（4）防治方案

由于棄土場(chǎng)滑移對(duì)當(dāng)?shù)匚：Τ潭扔邢?，因此?duì)棄土場(chǎng)進(jìn)行防治，實(shí)際就是對(duì)棄土場(chǎng)引發(fā)泥石流進(jìn)行防治，泥石流防治方案主要分三個(gè)方向，一是對(duì)物源進(jìn)行防護(hù)，二是對(duì)流通區(qū)溝道進(jìn)行排導(dǎo)，三是對(duì)泥石流固體物質(zhì)進(jìn)行攔擋。

（5）質(zhì)量評(píng)述

勘察工作中，嚴(yán)格按照《巖土工程勘查規(guī)范》（GB 50021—2001 2009年版）、《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（DZ/ T 0218—2006）、《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》（DZ/ T0220-2006）執(zhí)行；項(xiàng)目組對(duì)勘查資料進(jìn)行了100%的自檢和互檢，在勘查工作完成了預(yù)期的任務(wù)，達(dá)到了本次勘查目的后，進(jìn)行該項(xiàng)目野外工作了驗(yàn)收，結(jié)論為：本次勘查資料齊全、完整，符合相關(guān)規(guī)范要求，達(dá)到勘查的目的，勘查工作質(zhì)量良好。

6.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文主要對(duì)水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中的技術(shù)要點(diǎn)和勘察方法進(jìn)行了詳細(xì)探究。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)類型不斷增多，在水工環(huán)地質(zhì)勘察中，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況選擇適宜的技術(shù)類型，保證勘察成果的準(zhǔn)確性和可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉晨.水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)及其應(yīng)用實(shí)踐研究[J].河南科技， 2015， 3（24）：73-74.

[2]祝厚然.水工環(huán)地質(zhì)勘察問(wèn)題及其對(duì)策探析[J].資源信息與工程， 2016， 31（04）：194-195.

[3]洪萬(wàn)平.水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中的技術(shù)應(yīng)用探析[J].黑龍江水利科技， 2016， 44（05）：110-111.

[4]《巖土工程勘查規(guī)范》（GB 50021—2001 2009年版）、《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T 0218—2006）、《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T0220-2006）.