論巖土工程勘察中水的腐蝕性評(píng)價(jià)

閆金忠 尚銀生

(山西省勘察設(shè)計(jì)研究院,山西 太原 030013)

論巖土工程勘察中水的腐蝕性評(píng)價(jià)

閆金忠 尚銀生

(山西省勘察設(shè)計(jì)研究院,山西 太原 030013)

對(duì)巖土工程勘察中關(guān)于樣本的問(wèn)題進(jìn)行了討論，分析了水的腐蝕性評(píng)價(jià)與承載力評(píng)價(jià)等在各自相關(guān)的指標(biāo)、數(shù)據(jù)分析上的區(qū)別，通過(guò)研究水的化學(xué)成分，探討了地下水樣本的代表性選擇方法，以供參考。

巖土工程，地下水，勘察，評(píng)價(jià)

0 引言

《工程勘察》先后發(fā)表了《地下水化學(xué)影響的巖土工程勘察評(píng)價(jià)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《評(píng)價(jià)》)、《對(duì)“地下水化學(xué)影響的巖土工程勘察評(píng)價(jià)”一文的商榷》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《商榷》)、《對(duì)“地下水化學(xué)影響的巖土工程勘察評(píng)價(jià)”商榷的回復(fù)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《回復(fù)》)。兩組作者的三篇文章中，《商榷》不僅僅在《評(píng)價(jià)》的個(gè)別錯(cuò)誤論點(diǎn)的窠臼中打轉(zhuǎn)，并且把討論的重點(diǎn)滑向了巖土工程勘察中水的腐蝕性評(píng)價(jià)；《回復(fù)》隨《商榷》蛇舞，未能有效的堅(jiān)持《評(píng)價(jià)》所最為關(guān)注的受地下水化學(xué)影響下的巖土工程勘察評(píng)價(jià)體系完善。因此形成的局面是：《評(píng)價(jià)》與《回復(fù)》最終能夠執(zhí)拗的堅(jiān)持其個(gè)別錯(cuò)誤論點(diǎn)例如：《巖土工程勘察規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規(guī)范》)關(guān)于水的腐蝕性評(píng)價(jià)中存在“統(tǒng)一且絕對(duì)定額式的樣本數(shù)量限定，不符合科學(xué)合理的原則”；“用平均值和標(biāo)準(zhǔn)值來(lái)進(jìn)行評(píng)估地下水腐蝕性”等等。而《評(píng)價(jià)》有意義的觀點(diǎn)以及建議在《商榷》《回復(fù)》中卻并沒(méi)有得到足夠的重視。結(jié)合《回復(fù)》提及的部分問(wèn)題，補(bǔ)充討論如下。

1 關(guān)于樣本

1)兩組作者的三篇文章變化的是討論的主體，不變的是都將《規(guī)范》對(duì)水的腐蝕性評(píng)價(jià)與其他類(lèi)型評(píng)價(jià)的樣本數(shù)量要求糾結(jié)在一起?！渡倘丁冯m把討論重點(diǎn)滑向了巖土工程勘察中水的腐蝕性評(píng)價(jià)，但并沒(méi)有針對(duì)水的腐蝕性評(píng)價(jià)來(lái)論證合理的樣本數(shù)量要求。水的腐蝕性評(píng)價(jià)中的樣本，應(yīng)側(cè)重于關(guān)注其分布的合理性、還是側(cè)重于關(guān)注其數(shù)量的多少?！兑?guī)范》感興趣的首先是其分布的合理性，其次才是其數(shù)量的多少，而且并不一定強(qiáng)求取樣數(shù)量。

《規(guī)范》[1]12.1.1明確指出：“當(dāng)有足夠經(jīng)驗(yàn)或充分資料，認(rèn)定工程場(chǎng)地及其附近的土或水(地下水或地表水)對(duì)建筑材料為微腐蝕時(shí)，可不取樣試驗(yàn)進(jìn)行腐蝕性評(píng)價(jià)。否則，應(yīng)取水試樣或土試樣進(jìn)行試驗(yàn)……”。12.1.2.4明確指出：“……每個(gè)場(chǎng)地不應(yīng)少于2件。當(dāng)土中鹽類(lèi)成分和含量分布不均勻時(shí)，應(yīng)分區(qū)、分層取樣，每區(qū)、每層不應(yīng)少于2件?！焙茱@然，《規(guī)范》前后條款銜接合理，雖然關(guān)于水的腐蝕性評(píng)價(jià)中確實(shí)未考慮工程場(chǎng)區(qū)范圍大小，但從勘察區(qū)水文地質(zhì)地球化學(xué)特征出發(fā)，結(jié)合區(qū)域水文地質(zhì)條件、前人工作成果及從業(yè)者經(jīng)驗(yàn)，原則性的提出了水的腐蝕性評(píng)價(jià)樣本數(shù)量或取、或不取的要求，根本不存在《評(píng)價(jià)》[2]所謂的《規(guī)范》“統(tǒng)一且絕對(duì)定額式的樣本數(shù)量限定”，亦不存在《回復(fù)》所謂的《規(guī)范》“以類(lèi)似2或3件樣本絕對(duì)的量值模式作為工作質(zhì)量評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)”。

雖然《規(guī)范》似乎并不關(guān)心《商榷》[3]所謂的“數(shù)量上的半定額”及“距離上的定額”，而且其相關(guān)的條文顯示著要重視勘察區(qū)水文地質(zhì)、工程地質(zhì)條件。但是，當(dāng)缺乏相關(guān)水文地質(zhì)資料時(shí)，通過(guò)何種方法，怎樣才能夠發(fā)現(xiàn)勘察區(qū)地下水鹽類(lèi)成分和含量分布不均勻而進(jìn)行合理分區(qū)、分層，哪些位置可能出現(xiàn)水的腐蝕性評(píng)價(jià)中的最不利組合樣本?！兑?guī)范》于此似有不足。《評(píng)價(jià)》對(duì)此進(jìn)行了相關(guān)探討。因此，盡管《評(píng)價(jià)》一文中諸如“實(shí)際工作中按相對(duì)容量要求制定地下水樣本數(shù)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)勘探點(diǎn)應(yīng)能涵蓋勘察場(chǎng)區(qū)，且布置間距不宜大于75 m～150 m”的建議確有需要討論之處，但也不能說(shuō)據(jù)此來(lái)完善巖土工程勘察中體系毫無(wú)意義。

2)工程勘察中，水的腐蝕性評(píng)價(jià)與承載力評(píng)價(jià)等在各自相關(guān)的指標(biāo)、數(shù)據(jù)分析處理上有些原則性的區(qū)別。承載力評(píng)價(jià)等所涉及的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，需要從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度出發(fā)，進(jìn)行相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)值、平均值、變異系數(shù)等計(jì)算，自然要考慮合理的樣本數(shù)量。而水的腐蝕性評(píng)價(jià)、判別結(jié)果是按最不利組合進(jìn)行的，這包括一個(gè)樣本中，不同判別因子間的最不利組合，更包括不同樣本間的最不利組合，即此處不涉及統(tǒng)計(jì)學(xué)的概念，因而不應(yīng)把《規(guī)范》對(duì)于承載力等評(píng)價(jià)時(shí)，對(duì)地基土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)、處理原則，用到對(duì)水的腐蝕性評(píng)價(jià)中來(lái)。因此，《商榷》與《評(píng)價(jià)》在關(guān)于水的腐蝕性評(píng)價(jià)中，對(duì)應(yīng)取得的樣本數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)值的無(wú)休止?fàn)幷撘饬x不大。雖然如此，《評(píng)價(jià)》在關(guān)于水的腐蝕性評(píng)價(jià)中，得出的部分結(jié)論如“基于全部有效樣本統(tǒng)計(jì)分析的平均值是化學(xué)性質(zhì)代表值，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值是地下水的化學(xué)影響的可靠性依據(jù)”在水文地球化學(xué)特征分析中不無(wú)意義。

總之，《評(píng)價(jià)》與《回復(fù)》[4]中“建議規(guī)范地下水化學(xué)性質(zhì)巖土勘察評(píng)價(jià)技術(shù)工作體系”可能是有益的探索、“依據(jù)最不利檢測(cè)樣本值評(píng)價(jià)地下水化學(xué)作用并非一定能取得切實(shí)或充分可靠的安全保障”也似乎并非毫無(wú)意義，但進(jìn)行這種探索理由似乎并不是《評(píng)價(jià)》所謂的《規(guī)范》存在著“統(tǒng)一且絕對(duì)定額式的樣本數(shù)量限定”“以類(lèi)似2或3件樣本絕對(duì)的量值模式作為工作質(zhì)量評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)”等這樣那樣的不足。

2 關(guān)于水化學(xué)成分

《商榷》簡(jiǎn)單的將表1～表3水化學(xué)成分含量與GB 50021—2001規(guī)范腐蝕性評(píng)價(jià)相關(guān)內(nèi)容結(jié)合起來(lái)分析，對(duì)其相應(yīng)的環(huán)境類(lèi)別進(jìn)行猜測(cè)是不可取的，其得出的結(jié)論的正確性可想而知。應(yīng)該看到《評(píng)價(jià)》只是以此為引言，積極有益的探索受地下水化學(xué)影響的巖土工程勘察評(píng)價(jià)，諸如“對(duì)于樣本差異表現(xiàn)突出的勘察場(chǎng)地，還需補(bǔ)充勘察技術(shù)工作，進(jìn)一步細(xì)化地下水評(píng)價(jià)單元，深入分析污染源頭和影響范圍的演變趨勢(shì)及其持續(xù)性等?！薄敖ㄗh規(guī)范地下水化學(xué)性質(zhì)巖土工程勘察評(píng)價(jià)技術(shù)工作體系，將分層觀測(cè)地下水位等相關(guān)調(diào)查內(nèi)容，應(yīng)同時(shí)列入地下水樣本采集及化學(xué)性質(zhì)分析工作技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”，正是對(duì)《規(guī)范》12.1.2.4條的補(bǔ)充和完善，從而盡可能發(fā)現(xiàn)最不利組合樣本。而《商榷》雖以此展開(kāi)討論，但自始至終卻把討論重點(diǎn)滑向了巖土工程勘察中水的腐蝕性評(píng)價(jià)等，實(shí)質(zhì)上脫離了《評(píng)價(jià)》根本關(guān)注的問(wèn)題。

3 關(guān)于樣本的代表性

“地下水樣本的采集工作布置往往先期于含水層(組)的綜合分析推斷劃分”成為《商榷》與《回復(fù)》另一個(gè)辯點(diǎn)之一。

《商榷》認(rèn)為“在大多數(shù)地區(qū)均有不同比例的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告和區(qū)域水文地質(zhì)調(diào)查報(bào)告，沿海部分已涉及到縣(市)級(jí)進(jìn)行過(guò)1∶10 000基礎(chǔ)性水文地質(zhì)工作……因此，在工程建設(shè)時(shí)，地下水樣本采集是在搜集區(qū)域資料和場(chǎng)區(qū)資料的基礎(chǔ)上，針對(duì)勘察場(chǎng)區(qū)范圍內(nèi)可能影響工程實(shí)體的含水層(層組)綜合分析后進(jìn)行的，而不是……”

區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告關(guān)注的是區(qū)域構(gòu)造、地層及其沉積規(guī)律等；區(qū)域水文地質(zhì)調(diào)查報(bào)告關(guān)注的是在大范圍查明區(qū)域水文地質(zhì)條件，包括查明各類(lèi)含水層的賦存條件和分布規(guī)律；查明地下水的水質(zhì)、水量及其補(bǔ)給、徑流、排泄條件；并對(duì)各地區(qū)的地下水資源及其開(kāi)發(fā)前景作出評(píng)價(jià)；1∶10 000水文地質(zhì)工作關(guān)注的是研究區(qū)勘探階段水資源評(píng)價(jià)等，這些資料對(duì)勘察區(qū)水文地質(zhì)條件的分析雖有一定的參考意義，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)談不上以其來(lái)針對(duì)勘察場(chǎng)區(qū)范圍內(nèi)可能影響工程實(shí)體的含水層進(jìn)行“綜合分析”，只是可以用來(lái)作初步的參考。

因?yàn)樯鲜鏊牡刭|(zhì)工作的研究對(duì)象常常不是“可能影響工程實(shí)體的含水層”，而且研究的范圍及深度明顯不同。因此，或許在水文地質(zhì)測(cè)繪和調(diào)查后，在外業(yè)勘探工作完成后，甚至或許在室內(nèi)、野外相關(guān)的試驗(yàn)完成后才能夠查明勘察區(qū)地下水的類(lèi)型、補(bǔ)徑排條件、上下層水力聯(lián)系、污染狀況等，才能夠達(dá)到《回復(fù)》認(rèn)為的“含水層(組)的綜合分析推斷劃分”。因此《商榷》對(duì)此質(zhì)詢(xún)毫無(wú)意義。此外，《商榷》需要明白的還有：1∶10 000水文地質(zhì)工作是否是基礎(chǔ)性水文地質(zhì)工作。

4 結(jié)語(yǔ)

1)《評(píng)價(jià)》關(guān)注的重點(diǎn)是完善受地下水化學(xué)影響下的巖土工程勘察評(píng)價(jià)體系，《商榷》關(guān)注的重點(diǎn)是巖土工程勘察中水的腐蝕性評(píng)價(jià)，從而徹底拋棄了《評(píng)價(jià)》為此進(jìn)行的積極探索，但都將《規(guī)范》對(duì)水的腐蝕性評(píng)價(jià)與其他類(lèi)型評(píng)價(jià)的樣本數(shù)量要求糾結(jié)在一起。

2)《規(guī)范》并不存在《評(píng)價(jià)》所謂的“統(tǒng)一且絕對(duì)定額式的樣本數(shù)量限定”“以類(lèi)似2或3件樣本絕對(duì)的量值模式作為工作質(zhì)量評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)”。但是怎樣才能夠發(fā)現(xiàn)勘察區(qū)地下水鹽類(lèi)成分和含量分布不均勻而進(jìn)行合理分區(qū)、分層，哪些位置可能出現(xiàn)水的腐蝕性評(píng)價(jià)中的最不利組合樣本?！对u(píng)價(jià)》與《回復(fù)》均對(duì)比進(jìn)行了探索，也成為《評(píng)價(jià)》與《回復(fù)》認(rèn)為相關(guān)體系需要完善的理由之一。

3)《商榷》示例的水文地質(zhì)工作與巖土工程勘察中地下水的研究存在明顯的不同，前者研究的對(duì)象常常不是巖土勘察中“可能影響工程實(shí)體的含水層”。只有在完成相關(guān)水文地質(zhì)工作后，才可能查明勘察區(qū)地下水的類(lèi)型、補(bǔ)徑排條件、上下層水力聯(lián)系、污染狀況等，才能夠達(dá)到《回復(fù)》認(rèn)為的“含水層(組)的綜合分析推斷劃分”。因此，地下水樣本的采集工作布置往往先期于含水層(組)的綜合分析推斷劃分。

[1] GB 50021—2001,巖土工程勘察規(guī)范[S].

[2] 李征翼，馬鐵軍.地下水化學(xué)影響的巖土工程勘察評(píng)價(jià)[J].工程勘察，2011(10)：95-96.

[3] 季秀萬(wàn)，袁 亮.對(duì)“地下水化學(xué)影響的巖土工程勘察評(píng)價(jià)”一文的商榷[J].工程勘察，2012(6)：40-41.

[4] 李征翼，馬鐵軍.對(duì)“地下水化學(xué)影響的巖土工程勘察評(píng)價(jià)”商榷的回復(fù)[J].工程勘察，2012(9)：23-25.

Geotechnical engineering investigation of water corrosivity appraisal discussion

Yan Jinzhong Shang Yinsheng

(ShanxiSurveyandDesignInstitute,Taiyuan030013,China)

This paper discussed the sample problems in rock and soil engineering exploration, analyzed the difference of corrosivity evaluation of water and bearing capacity evaluation in their each related index, data analysis, through the research on the chemical components of water, discussed the representative selection method of groundwater samples, for reference.

rock and soil engineering, groundwater, exploration, evaluation

1009-6825(2015)30-0062-02

2015-08-14

閆金忠(1964- )，男，高級(jí)工程師； 尚銀生(1962- )，男，教授級(jí)高級(jí)工程師

TU412

A