水文地质勘测技术在工程建设中的应用

马瑞娟 李志成

摘 要：水文地质勘测是工程建设的首要环节，利用物探、钻探等勘测技术掌握工程施工条件，可以为施工设计的合理性提供保障。本文首先对水文地质勘测在工程建设中的重要性进行分析，在此基础上，结合某工程案例，分析水文地质勘测的主要内容和关键技术，探讨水文地质勘测技术在实际工程中的应用，主要包括测绘技术、物探技术、钻探技术、数字化技术等。

关键词：水文地质；勘测技术；工程建设应用

中图分类号：TU195 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）05-0151-02

1 水文地质勘测在工程建设中的重要性

在矿山、隧道、水利工程等重要工程建设中，水文地质勘测工作影响重大，必须采用先进的勘测技术，对工程周边的水文地质情况进行全面了解。施工现场的水文地质条件对工程施工有直接影响，在岩土体中含有一定量的地下水，会影响岩土工程的稳固性。需要采用水文地质勘测技术，明确地下水补径排条件以及含水层的分布情况，准确掌握水文地质参数，对水文地质条件的施工影响作出合理评价，从而制定科学的施工计划，确保施工安全性和施工的顺利进行。随着科学技术的发展，水文地质勘测技术水平不断提高，应积极引进新的技术手段，做好水文地质勘测工作，充分发挥水文地质勘测在工程建设中的重要作用[1]。

2 某水库加固工程概况

某水库为小型民用灌溉水库，设计灌溉面积为333hm2，总容量240万m2，坝址以上的流域面积为6.8km2。水库的大坝、溢洪道等枢纽建筑为4级建筑。从建成至今，水库已经运行了二十多年，由于主要设施设备年久失修，目前处于问题运行状态，存在的主要问题包括：（1）大坝下游出现多处渗漏，渗漏量和浸润面积逐渐增加；（2）大坝上游的干砌石护坡大面积垮塌，坝面受腐蚀严重；（3）涵洞闸门关闭不严，渗漏问题严重，坝体和洞体的结合性较差；（4）坝轴线以上的顶部和侧墙渗漏以滴漏和射流状渗漏为主，坝轴线以下的渗漏以浸润为主[2]。

针对上述问题，必须尽快对该水库进行除险加固施工，在分析问题原因、掌握水文地质条件的基础上，制定合理的补救方案。

3 水文地质勘测技术在工程建设中的实际应用

3.1 工程水文地质条件分析

在上述工程中，首先采用水文地质调查方法，结合以往工程资料和实地调查结果，了解工程基本水文地质情况。从水文条件来看，该水库流域的山顶高程为1256.8m，按1：10000比例的地形图进行量算，流域面积约为6.8km2，平均比降为48%，主河道长为3.7km。从地质条件来看，水库周边的山体还把高度在1000m～1100m之间，属于中低山谷地貌，岩层产状为N40-50°E/SE<55-75°。岩层主要有白云质灰岩和白云岩组成，岩层厚度约为638～927m，在水库和大坝右岸出露。总体来看水库区域的工程地质条件较好，岩性单一且连续完整，岩溶不发育。由于水库所处区域为中亚热带季风气候，四级气候分明，降水量充足，平均年降水量为995mm，相对湿度为81%，平均温度15℃，平均日照时间为1128h，平均最大风速为9.3m/s。

根據上述水文地质条件和气候条件，可以为工程施工安排提供依据，结合水库运行问题分析结果，初步制定施工方案。

3.2 水文地质勘测的主要内容

在上述工程中，施工的重点内容是大坝整治，具体包括：（1）拆除大坝上游垮塌严重的干砌石护坡，进行土方填筑和砂石垫层施工，构建混凝土预制块护坡；（2）对大坝下游进行土方填筑、排水棱体修正和草皮护坡修建；（3）进行大坝防渗灌浆施工，修复坝体及坝基的渗漏问题；（4）对溢洪道进行改造施工，包括石方开挖工程、C25钢筋混凝土桥施工、M7.5浆砌筑施工和C20混凝土浇筑施工；（5）新建放水涵洞，需要进行隧洞石方开挖、混凝土衬砌、安装放水设施；（6）双向转动闸门和启闭装置的安装工程。

根据上述施工内容，在进行水文地质勘测时，需要掌握以下几点基本情况：（1）地下水类型和含水层分布状况、埋藏深度等信息；（2）地下水的静止水位计变化幅度；（3）分析地下水文变化受地形、气象和认为因素的影响；（4）通过对工程地形地貌、地质结构、水文条件的分析，掌握地下水补径排条件；（5）通过水文实验测定所需的水文地质参数，预测开采地下水的影响，确定应对措施。上述工程的岩石类型及对应地下水类型如表1所示。

3.3 水文地质勘测技术的应用

3.3.1 测绘技术的应用

水文地质测绘技术是工程初步设计阶段的常用技术，测绘内容包括地下水类型、边界、分布情况以及水循环系统等。采用规定比例尺的地形图或地质图，记录观测结果。水文地质测绘技术作为传统的水文地质勘测技术，经历了从人工测绘到电子测绘的发展。目前遥感成像技术等先进技术的应用，极大缩短了工程测绘时间，而且能够降低人为误差，提高测绘质量。在水文地质测绘过程中，观测点一般要选择地质边界线或地质灾害点。在雨季着重进行井和泉的观测，获取地下水变化规律，在降水少的季节则进行溪沟测流。

3.3.2 物探技术与钻探的应用

物探技术是先进的水文地质勘测技术，可以探测岩溶发育段分布情况、断裂富水带位置、含水层位置和咸淡水分界处。在工程的水文地质勘测过程中，通常将多种勘测方法结合使用，根据工程建设目的，对水文地质条件进行有针对性的勘测。其中，物探测井技术能够较为全面的获取工程地质资料，查明异常情况，为后期施工提供数据支撑。物探技术与钻探技术的配合使用能够提供水文地质勘测效率，准确掌握水文地质条件。在应用物探测井技术的基础上，通过钻孔确定水文地质条件的具体信息。其中的关键是合理布置勘探线和勘探点，一般在含水层边缘设置钻孔，以便勘察其边界位置以及基本性质。在此基础上，进行抽水测试，确保钻孔、抽水试验和成井的一致性。在钻孔抽水试验过程中，可以得到地下水水量计算的基本数据，试验持续时间一般在30天以上，尽量选择枯水季节进行抽水测试，便获得更大降深，提高计算精度。

3.3.3 数据解释技术的应用

在获得水文地质勘测的原始数据后，要对其进行处理和编辑，挖掘数据利用价值，对施工条件和各方面影响因素做出准确评估，一次为基础确定施工工序和施工组织方案。其中，数据采集格式是数据编辑处理的主要依据，利用数据解释技术深入分析水文地质状况，明确工作布置接受位置和激发点，可以最大化的发挥数据勘测数据的应用价值，确保工程施工的合理性。

3.3.4 数字化技术的应用

随着科学技术的发展，数字化技术在水文地质勘测中的应用极大的提高了水文地质勘测效率和勘测精度。其中具有代表性的是“3S”技术，即遥感技术（RS）、地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS）。这三种先进的数字化技术在水文地质勘测过程中的应用，可以大幅度提高空间信息获取能力，并对获取信息进行科学存储和管理，为工程应用提供支持。比如在上述水库加固工程中，洪水预测、降雨量预测对工程施工有重要影响，通过遥感技术与微型技术的结合应用，可以快速掌握大量水文信息数据，获得较为客观精准的判断，为工程设计提供依据。遥感成像技术与数字高程模型的结合，使工程建设可以通过建立三维数字模型，对水文地质情况进行直观、全面的分析，并模拟防汛期的洪水灾害情况，合理确定工程施工的重要参数，确保工程建筑物的稳定性和耐久性。

4 结语

综上所述，水文地质勘测技术在工程建设中具有极高的应用价值，可以为工程设计提供科学依据。通过全面掌握施工现场及周边的水文地质条件，综合考虑各方面影响因素，可以确保施工组织安排的合理性，确保工程建设的安全、有序进行。积极应用物探技术、数字勘测技术等先进的水文地质勘测技术，可以提高勘测效率和勘测结果的精确度。

参考文献

[1]孙洪.水文地质问题在工程勘察中的重要性分析[J/OL].低碳世界，2017，（32）：1.[2017-11-01].