工程地质勘察要点和降水处理措施刘键

工程地质勘察要点和降水处理措施刘键

刘键

建材天水地质工程勘察院有限公司甘肃省天水市741000

摘要：众所周知，水利工程施工较为复杂，是一项利国利民的项目。水利工程地质勘察工作具有较高的系统性和综合性，在具体勘察过程中一定要对多方面因素进行综合考虑，从而为水利工程选址提供更加可靠真实的数据，这也是不断提高水利工程选址合理性和科学性的主要途径。此外，还应该做好降水处理工作，从而更好地避免工程施工过程受到地下水不良影响。本文就影响地质勘察工作主要因素，勘察要点以及降水处理措施进行了简要分析。

关键词：工程地质；勘察要点；降水处理措施

引言

在水利工程的施工过程中，水利工程的建筑通常要建设在高水位地带，这就要求其基坑较为稳定，才能保障水利工程建筑的长久使用。在开挖基坑的过程中,首先要对地下水的水位进行测量，保证基坑最低处要高于地下水位0.5米以上，若达不到要求，就要进行预施工，相比于填充砂石，进行工程降水显然具有更高的可行性与便利性。水利工程施工降水方法中的管井降水的方法，是目前最常用的降水方法，极大的提高了水利工程施工的稳定性。

1工程概况

某水利工程的外业勘察采用钻孔及探坑相结合的方式，沿截潜坝轴线方向布设4个钻孔和2个探坑，截潜坝上游布设2钻孔，钻孔间距30～50m，钻孔深度为7.4～22.0m，探坑深度1.5～2.0m，河流总体流向为由西向东，河滩宽约50m，河床高程约216.5～217.9m（假定高程基点位于河道中心，高程216.15m）。河流两岸山体较为对称，山体较为陡峭，河床宽阔，坡度较缓，植被较少。根据当地气象局相关资料统计结果显示，该地区平均气温为11.9℃，夏季最高温可达41.5℃，冬季最低温度为-24.0℃。霜期为10月下旬到次年4月中旬，多年平均蒸发量为1723mm。该区域地表水为地表径流水，随着降水的增加，地下水类型不同，主要是第四系孔隙潜水，含水层为沟谷内第四系全新统冲洪积砾砂层，层厚为5.3～10.4m。2014年10～11月勘察期间，该区域地下水位埋深约1.1～6.0m，水位高程为215.47～216.51m。

2工程地质勘察要点

2.1岩土性质

该工程区域岩石多为片麻岩和石英岩。在此类岩体中建设水利工程时，需要格外注重片麻岩的各向异性和软弱夹层的存在，尽量避开矿物富集的片岩，从而保证水利工程坝址选择的科学性和合理性。工程区地表出露及钻孔揭露的地层岩性主要有太古界阜平群湾子组的片麻岩，第四系全新统冲洪积的砾砂和第四系全新统人工堆积的素填土。现代河床两侧漫滩及阶地不发育。

2.2潜水储存量计算

潜水储存量的计算公式为：

式中，μ为含水层的给水度，由于该水利工程为砂砾，因此，μ取0.25；H为最低潜水位的厚度，取7m；F为被计算区域的总面积，取2.6×104m2。因此，该水利工程的潜水储存量=0.25×7×2.6=4.55×104m3。储存量的作用为调节补给量和开采量的关系，在枯水年时，补给量减小，抽水量增多，这时需要动用储存水量，而在丰水年时再进行补充恢复。进行补给量计算时，需考虑降雨入渗补给、径流补给、河流入渗补给及年灌溉用水、蒸发量等因素。

2.3基坑涌水量计算

根据工程的具体设计，截潜方案选择地下连续墙方案，开挖基坑的主要作用是为上部导槽开挖和各项临时工程的顺利开展营造良好的环境，如果水利工程主河槽的基坑长60m，宽5m，深3m，则按照潜水完整井的计算公式：

式中，K为渗透系数，m/d，根据该工程的实际情况，取60.5m/d；S0为基坑水位的降深，m，如果水位下降到坑底以下0.5m的位置，埋深为3.5m，则地下水位的埋深为1.3m，S0=3.5-1.3=2.2m；R为降水影响半径，取河流的宽度130m，r0为基坑的等效半径，取30m。

将以上数据代入式（1）可以计算出基坑涌水量为2948m3/d，在基坑施工过程中，要有效保证各项工作开展的高效性，建议采用坑底开挖排水沟强排与集水井相结合的降排水方式，并根据施工组织设计方案确定集水井的数量及水泵型号，确保施工中基坑涌水得到有效、及时排放。

3降水处理措施

3.1挖垄沟降水法

挖垄沟降水技术主要应用在我国一些年降水量大且基坑深度较大的南方多雨地区，北方少雨地区也会有一定的面积应用，主要是土壤渗透系统较小的粘土或者是亚粘土地带。这种降水方案在实际应用过程中具有以下几个方面的优势：比其他几种技术的施工成本更低，施工工艺也更为简单，对施工区域的水文地质和基坑大小要求也不是非常严格，在具体施工过程中还可以结合实际情况对施工进度进行适当调整。除此之外，还实现了地表积水和地下水的融合，简化了施工工序。和前面两种降水技术相比较而言，不足之处就是会限制基坑周边的地下水深度，想要降低地下水位就需要跟随基坑施工进度进行不断地挖深和疏通处理。目前我国江苏省淮河入海水道施工过程中就采用了该项技术，效果非常不错。该地区由于常年多雨，上层土壤多为砂土，下层土壤多为黏土和亚黏土，所以土质保水性能非常好。在具体应用过程中，还需要充分结合工程实际情况制定最为科学合理的降水方案，尽可能不影响施工周期，避免因为施工周期延长而浪费经费。

3.2轻型井点降水技术

轻型井点降水技术通常情况下应用于那些土壤含水量大、施工现场岩性复杂还有地下水位比较高的区域。这种降水技术可以很好地满足土壤基坑和渗透系数比较大的粉砂施工实际需求，除此之外，当采用井点降水方案效果不好的时候也可以换用这种方案。和其他降水技术相比较而言，此类降水方案具有以下几个方面的优势：首先，对基坑土质的要求并不是很高；其次，有效封闭基坑周围的地下水；再次，在操作过程中只需要考虑支管的深度和管距，只要保证了支管的安设的科学合理性，就能不断提高降水效果。当然该降水技术也存在一定的缺陷，比如施工工艺比较复杂，施工成本较高而且施工技术含量也较高。

3.3井排降水技术

中小型水利工程基坑宽度在150米以内的情况下会采取井排降水处理措施，此类工程地基多为黏土土质，或者是亚黏土和沙壤土。采用井排降水技术具有以下几种优点：井距大，施工工序简单，施工费用较低。缺点就是对地质要求比较高，而且在具体施工过程中无法对周边进行有效封闭，通常情况下需要和明排相互结合共同实现排水作用。这种降水技术在蹋河倒虹、引黄济青的王褥泵站还有庆云大淀拦河闸工程中都有所应用，而且取得了很好的效果。在具体应用过程，工作人员需要充分结合力学计算数据对井间距和井深度进行合理确定。

结语

综上所述，本文结合工程实例，分析了水利工程地质勘察要点和降水处理措施，分析结果表明，水利工程地质勘察具有很强的综合性和系统性，需要综合考虑多方面因素，从而保证坝址选择的科学性。工程地质勘察可以为水利工程坝址选择提供真实有效的数据支持，同时也是提高坝址选择科学性和合理性的主要途径，需要高度重视工程地质勘察的真实性和全面性，做好降水措施，可避免水位过高对施工的影响，提升施工质量和效率，充分发挥出水利工程的价值和作用。

参考文献

[1]李彦滨.水利工程隧洞施工排水处理浅析[J].黑龙江水利科技，2017，45（03）：126-128.

[2]杨旭亮.浅谈水利工程施工中基坑排水需关注的问题[J].科技创新与应用，2017（06）：225.

[3]郭建.浅谈水利工程施工中基坑排水技术的应用标准[J].中国标准化，2016（13）：148-149.