岩土工程中水文地质的勘察测量探讨

刘凯贤

福建岩土工程勘察研究院有限公司 福建 厦门 361026

引言

岩土工程中水文地质的勘查测量是一项重要的工作，其目的在于对地质和水文条件进行深入了解和评估，以便在设计和施工过程中能够更好地控制风险和确保项目成功。同时，这项研究还能够提供有关区域内各种子层次结构及其水资源分布规律的信息，为环境治理和资源管理提供依据。所以在开展岩土工程建设过程中应该关注水文地质勘查测量的价值，通过多种方法的运用提高测量数据的精准性，立足勘查测量工作的开展给后续的施工建设提供保障。

1 岩土工程水文地质勘查测量的基本内容

1.1 地质调查

具体包括以下几个方面的调查：流域地质环境的调查，包括地质构造、地质地貌、地下水、河流和湖泊等；地层地质调查，涉及岩层类型、岩层厚度、岩性、岩石结构、普查等；地下水调查，涉及的内容包括地下水补给量、涌水量、渗流量、水质等。

1.2 水文地质勘测

包括河流水文勘测，主要包括河道的河床高程、河岸宽度和河床地貌等；地下水水文勘测，涉及水位高程、水位变化特征、地下水流速等内容；湖泊水文勘测，主要包括湖泊面积、水深、湖泊水位变化特征等。

1.3 地质测量

包括地形测量，涉及的内容主要包括流域地貌、河床及河岸等的高程测量；地层测量，包括岩层厚度、岩性、岩石结构、普查等的测量；水位测量，涉及的内容包括河流水位、地下水位、湖泊水位等的测量[1]。

总之，岩土工程水文地质勘查测量的基本内容包括地质调查、水文地质勘测和地质测量3个方面。其中，地质调查主要是调查流域地质环境、地层地质和地下水等；水文地质勘测主要是调查河流、地下水和湖泊等；地质测量主要是测量地形、地层、水位等。

2 开展岩土工程水文地质勘查测量的重要价值

2.1 有助于掌握地区地质地貌条件，提高岩土工程设计水平

水文地质勘查测量是基础性的岩土工程设计活动。在开展水文地质勘查测量时，首先要把握地区地质地貌条件。需要深入了解当地地质地貌特征，全面识别区域地质构造、等级地层、识别地质灾害等情况，并进行定量测定[2]。只有全面了解地区地质地貌条件，才能更好地控制地质环境，确保工程安全可靠。

2.2 利于识别地基地面的渗漏性和抗水性，为岩土工程的抗侵蚀设计提供依据

水文地质勘查测量是指通过对水文地质资源的调查、研究和测量，来获取水文地质资源的相关信息，从而为水工工程建设和环境保护提供技术支持。开展水文地质勘查测量，对于识别地基地面的渗漏性和抗水性具有重要的意义。首先，调查地基地面的渗漏性和抗水性，能够准确分析地基地面的渗透性，从而为水文地质工程建设提供可靠的参考数据。其次，测量地基地面的抗水性，可以准确了解地基地面的抗水性，为水文地质工程建设提供科学的决策依据[3]。最后，测量地基地面的地下水位，可以获取有关地下水的分布特征，为岩土工程的抗侵蚀设计提供可靠的技术参考。

2.3 利于评价区域的水文地质条件，及时调整水文地质设计

开展水文地质勘查测量是岩土工程建设过程中不可缺少的一个环节，它有利于评价岩土工程区域的水文地质条件，及时调整水文地质设计，为岩土工程建设保驾护航。水文地质勘查测量是对岩土工程区域地表地貌、地下水位、岩性、岩石化学性质以及深层土体结构、渗流条件、地下水化学性质等主要特征进行勘查测量的过程。通过水文地质勘查测量，可以获得岩土工程区域的完整的水文地质资料，如岩土工程区域地下水深度、地下水位变化趋势、地下水流向、岩性、深层土体结构、渗流速率等，为岩土工程建设提供重要参考依据。

3 开展岩土工程水文地质勘查测量的方法分析

3.1 野外考察法

野外考察法是岩土工程水文地质勘查测量中的重要方法，旨在研究地质环境及其对岩土工程水文地质的影响。野外考察法主要包括：野外勘查、野外探测、野外测量及野外调查等步骤。

野外勘查是野外考察法中最重要的环节，主要包括把握地质现象、观测地貌、采集地质样品及测定岩土工程水文地质参数等内容。在野外勘查过程中，应详细观察地质现象，了解地质条件，细致记录地质特征，并采集有代表性的地质样品，以有效地把握各地质现象及其变化规律。

野外探测是指野外考察法中通过各种探测仪器探测地下岩土工程水文地质参数，以获取地下岩土工程水文地质信息。野外探测包括电法探测、渗流探测、地震探测、声波探测、电磁探测等，探测结果可为深入了解地下岩土工程水文地质提供重要的参考数据。

野外测量是指野外考察法中的重要环节，主要包括测量坡度、测量深度、测量距离等内容，以获取精确的地质数据。野外测量主要采用望远镜、激光等仪器，对地质现象及其变化进行测量，以获取准确的地质数据。

野外调查是指野外考察法中的重要环节，主要是通过填写调查表、口头访谈等方式调查地质现象，以获取更多的有关岩土工程水文地质的信息。野外调查可了解地质现象及其变化规律，及时发现可能的岩土工程水文地质隐患，有效地控制岩土工程水文地质风险。

3.2 地球物理探测法

地球物理探测法是一种重要的岩土工程水文地质勘查测量方法，它包括电法、磁法、重力法、地震勘探等多种方法。这些方法能够获取岩土体的物理性质和结构特征，从而为工程设计提供准确可靠的数据支持。以下将详细介绍运用地球物理探测法开展岩土工程水文地质勘查测量的具体内容。

3.2.1 电法。电法是通过在地下注入电流，并通过测量电场分布来推断岩土体内部的电阻率分布情况，从而了解不同岩土层之间的分界面及其水文性质。在实际应用中，可以采用直流电法、交流电法、自然场电法等多种方法。直流电法适合于区分垂直于地表的大型含水层，交流电法对较浅的含水层具有更高的精度，在观测深部含水层时则需要使用自然场电法。通过对不同方法进行组合使用和数据处理，可以形成全面准确的地下岩土结构和水资源分布图。

3.2.2 磁法。磁法是通过在地下施加交变磁场，并通过测量位于地表及其周围不同位置处磁场强度与方向变化来获取岩土结构信息。由于不同岩石材料具有不同的磁导率、剩余磁化强度等特征，因此可以利用这些特征来判断不同岩土层之间的关系以及含水性质。

3.2.3 重力法。重力勘探是利用重力仪器来记录并测量在不同点上所感受到的引力大小和方向差异，由此推断出区域内岩土层次结构及其厚度、密度等参数信息。对于断裂带和隆起带等颠覆变形较大或具有明显异常现象的区域进行测量时，可以显著提高调查数据精度。

3.2.4 地震勘探。地震勘探是指通过人工或自然引发震动，并利用接收站记录震波传播情况来获取各种物理参数信息。根据接收站数量和位置选取合适数量和距离相互匹配合适互补关系需求下再用计算机技术进行反演，最终得出该区域内各种相关参数信息。

3.3 钻孔取样法

钻孔取样法是一种常用的岩土工程水文地质勘查测量方法，主要通过开挖钻孔并获取其中土样来了解岩土结构、水文性质等参数。以下将详细介绍在岩土工程水文地质勘查测量中如何运用钻孔取样法。

3.3.1 钻孔选址。在进行岩土工程水文地质勘查测量时，需要根据实际情况选择合适的钻孔位置和深度。通常，钻孔应设在距离关键地形或建筑物合适距离处，避免对其施加过大的影响。同时也需要考虑潜在的地下障碍物、地表状况等因素，并确保采集到足够可靠的数据。

3.3.2 钻探方法。在进行岩土工程水文地质勘查测量时，常采用手动铲掘、人力破碎、直接旋挖等多种方式进行钻孔。具体选择何种钻探方法可以根据实际情况来确定。手动铲掘适用于较小直径、较浅的钻孔，人力破碎则适用于较大直径和深度不超过10m的钻孔，直接旋挖可以快速完成大口径和深度较大的钻孔。

3.3.3 取样方法。在完成钻探后，需要按照规范要求进行取样和标识。具体操作包括用塑料袋收集土壤样品、用塑料桶收集岩芯样品等。同时还需对每个取样点进行详细记录并标注编号、深度、时间等信息以便后期处理分析。

3.3.4 实验室测试。在采集到岩土样品后，需要进行实验室测试以确定其物理性质、化学成分以及水分含量等参数信息。测试项目包括粒度分析、密实度测试、承载力试验等多种方法。通过这些测试可以更加准确地了解该区域内各种子层次结构及其水资源分布规律。

总之，在岩土工程水文地质勘查测量中，钻孔取样法是一个非常重要的手段。采用正确的操作技术和规范流程可以确保获取准确可靠的数据，并为工程设计提供有效支持。

3.4 实验室实验法

在岩土工程水文地质勘查测量中，实验室测试是非常重要的步骤。这些测试可以确定土壤和岩石的物理性质、力学性质、化学成分以及水分含量等参数，从而更准确地了解该区域内各种子层次结构及其水资源分布规律。下面将具体介绍如何运用实验室实验法开展岩土工程水文地质勘查测量。

3.4.1 物理性质测试。物理性质测试主要涉及土壤的粒度分析、密实度测试以及湿度测量等方面。通过这些测试，可以确定土壤的颗粒大小分布、密度以及孔隙率等信息。常用的测试方法包括沉降法、压缩试验法和干密度试验法等。通过这些方法可以获得准确的数据，为后续的水文地质勘查提供基础数据。

3.4.2 力学性质测试。力学性质测试主要涉及土壤和岩石的承载力和稳定性等方面。通常采用剪切试验法、固结试验法和单轴压缩试验法等进行测试。通过这些方法可以获得土壤和岩石的强度、变形特征、极限承载力以及变形模式等信息。

3.4.3 化学成分测试。化学成分测试主要涉及钠离子、钾离子、铵离子等元素含量测定，以便确定岩土物理结构中有关养分信息，了解潜在影响因素并为环境治理与保护提供支持。

3.4.4 水分含量测量。采用重量比重法或电导率计进行测量，并根据所获得数据判断其自然空气干燥状态或饱满状态下水存在情况。

3.4.5 土样处理。在每次采集到土样后，需要按照规范要求进行标识并送至检测实验室处理。首先将其干燥至自然干燥状态并筛选出露点大于0.063mm的颗粒进行粒径分析；另外还需建立不同比表面面积样品组合，并通过氮气吸附－脱附技术建立比表面－孔径统计模型，并最终提取相应参数。

4 结束语

研究得知开展水文地质勘查测量有助于掌握地区地质地貌条件，利于评价区域的水文地质条件，可以给岩土工程设计和施工建设提供水文地质勘查支持，减少施工建设中遇到的风险。基于水文地质勘查测量的重要价值，在勘查实践中应该关注野外考察等钻孔取样等方法的运用，立足多种勘查方法的运用保障岩土工程区域水文地质数据获取的准确度。这样能保障勘查测量工作的开展效率，进而给后续的岩土工程施工建设提供风险控制与安全保障。