淺談江西省建筑工程中的水文地質(zhì)勘察

摘要：在巖石的土體之中，地下水是一個(gè)十分重要的組成部分。在對(duì)建筑工程進(jìn)行地質(zhì)勘探的工作中，可以說(shuō)水文地質(zhì)與工程質(zhì)地之間相互影響而又彼此關(guān)聯(lián)，二者是矛盾統(tǒng)一的密切關(guān)系。巖石土體中的地下水含量是工程的一個(gè)重要特征，也是建筑施工中巖石土體穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。水文地質(zhì)對(duì)于建筑施工的安全性可以說(shuō)會(huì)造成巨大的影響。隨著現(xiàn)代建筑施工工程的數(shù)量的日益增多，越來(lái)越多的建筑工程因?yàn)楣こ痰刭|(zhì)勘探過(guò)程中對(duì)水文地質(zhì)的忽視而造成工程出現(xiàn)裂縫以及不穩(wěn)定，更有甚者，建筑被徹底毀壞。這種現(xiàn)象也在日益增多。因此，勘探人員要充分認(rèn)識(shí)到水文地質(zhì)勘探在工程地質(zhì)勘探過(guò)程中的重要作用。

關(guān)鍵詞：江西??；建筑工程；水文地質(zhì)勘察

一、水文地質(zhì)勘探的背景分析

近些年來(lái)，部分生活污水和工業(yè)廢水不經(jīng)處理被直接排放進(jìn)城區(qū)河流湖泊，導(dǎo)致城區(qū)河流湖泊中積累了高濃度的有毒有機(jī)物、重金屬等有害物質(zhì)。水文地質(zhì)問(wèn)題在工程勘察、設(shè)計(jì)和施工過(guò)程等地質(zhì)工程中始終是一個(gè)極為重要的問(wèn)題，同時(shí)，也是一個(gè)比較易于被忽視的問(wèn)題。而這個(gè)問(wèn)題一旦被忽視，其后果又非常嚴(yán)重。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類文明的進(jìn)步，我們對(duì)自然資源的破壞愈加嚴(yán)重，自然災(zāi)害、環(huán)境污染的情況越來(lái)越嚴(yán)重。近年來(lái)，科學(xué)迅速發(fā)展，為了適應(yīng)生產(chǎn)建設(shè)的需要，水文地質(zhì)學(xué)與地?zé)?、地震、環(huán)境地質(zhì)等方面的研究相互滲透，使得水文地質(zhì)學(xué)又出現(xiàn)了很多分支學(xué)科，這些學(xué)科形成了若干新領(lǐng)域。其中比較典型的有水文地球化學(xué)、供水水文地質(zhì)學(xué)、區(qū)域水文地質(zhì)學(xué)、地下水動(dòng)力學(xué)、礦床水文地質(zhì)學(xué)以及土壤改良水文地質(zhì)學(xué)等。

二、江西省水文地質(zhì)勘探概況

自1997年起，江西省、市由水文部門負(fù)責(zé)編制水資源公報(bào)。所謂水資源公報(bào)，指總結(jié)取水、用水、排水三個(gè)基本環(huán)節(jié)的年度情況，從中全面了解各地的水資源開(kāi)發(fā)利用、保護(hù)以及管理情況。自2003年起，江西省九江市水文局又對(duì)本市水資源的數(shù)量、質(zhì)量、開(kāi)發(fā)以及利用、管理和保護(hù)作了全面調(diào)查統(tǒng)計(jì)，獲取了有關(guān)資料，并和前一年及多年平均情況進(jìn)行了比較分析。該比較分析除了可以反映水資源演變情勢(shì)以及開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀之外，還結(jié)合經(jīng)濟(jì)社會(huì)指標(biāo)對(duì)用水指標(biāo)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，以對(duì)水功能區(qū)的水質(zhì)達(dá)標(biāo)狀況進(jìn)行了分析，同時(shí)也揭示了水資源和經(jīng)濟(jì)社會(huì)以及生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系。近些年來(lái)，江西省、市水文部門還對(duì)城市水資源規(guī)劃、飲用水水源地保護(hù)規(guī)劃等進(jìn)行了編制。就建設(shè)項(xiàng)目的水資源論證而言，對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的三個(gè)環(huán)節(jié)即取水、用水以及退水作了全面分析，對(duì)建設(shè)項(xiàng)目中的取水口、退水口上下游一定范圍內(nèi)的情況也進(jìn)行了調(diào)查和研究。

三、地下水位置異常對(duì)建筑工程造成的危害

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，環(huán)境危機(jī)問(wèn)題也在不斷加劇，對(duì)于生活環(huán)境污染問(wèn)題的關(guān)注度也隨之越來(lái)越高。環(huán)境污染不僅會(huì)嚴(yán)重破壞生態(tài)平衡、危害到人類健康，還會(huì)嚴(yán)重影響地區(qū)或城市的發(fā)展。比如污染場(chǎng)地，就是環(huán)境污染的一種體現(xiàn)方式。評(píng)價(jià)和勘察污染場(chǎng)地的環(huán)境狀況以及水文地質(zhì)情況，不但能夠有效避免污染場(chǎng)地對(duì)生態(tài)環(huán)境以及人們的身體健康再次產(chǎn)生危害，而且能為地區(qū)或城市的發(fā)展提供可靠的保障。再如地下水的異常，也會(huì)對(duì)建筑工程產(chǎn)生不同程度的危害。地下水的異常表現(xiàn)有多種，其對(duì)建筑工程的危害也體現(xiàn)在不同方面。

（一）地下水異常上升會(huì)造成的危害主要為巖石土體的鹽堿化和泥沼化。分析引起地下水潛層水位提高的原因，可以說(shuō)不一而足，諸如氣溫、降水，含水層結(jié)構(gòu)、和巖石特性以及人工因素等都屬于。潛水層水位升高后所形成的鹽堿化和泥沼化會(huì)腐蝕建筑物的材料，也會(huì)造成堤岸的土體崩潰和滑坡。

（二）地下水異常下降及其導(dǎo)致的危害。地下水水位下降也常常會(huì)造成危害。分析造成地下水潛水層水位下降的原因，人工因素是主要因素。例如過(guò)度的采礦以及對(duì)地下水的過(guò)度抽取都會(huì)導(dǎo)致地下水潛水層水位降低。地下水水位下降以后，會(huì)導(dǎo)致水源枯竭，乃至出現(xiàn)地面裂縫以及地面下沉。在這種情況下，地面大面積坍塌也不足為奇。可以說(shuō)，地下水水位的異常下降的危害不僅包括對(duì)巖石土體的自身的結(jié)構(gòu)的破壞，還會(huì)造成建筑物的損壞以及惡化生存環(huán)境。

（三）由動(dòng)壓力造成的危害。所謂動(dòng)壓力，在水的正常狀態(tài)下是十分微小的。但是，當(dāng)人工破壞水體的自然動(dòng)力平衡狀態(tài)時(shí)，動(dòng)壓力會(huì)變大，形成危害。水體動(dòng)壓力會(huì)導(dǎo)致管涌和流砂等現(xiàn)象的發(fā)生。

四、探勘水文地質(zhì)的重要意義及其具體內(nèi)容

建筑工程水文地質(zhì)勘查的主要指對(duì)巖石土體的水理特性測(cè)試。其主要內(nèi)容包括：

（一）地下水存在形式

地下水存在于巖石中的形式主要有毛細(xì)管水、重力稅以及強(qiáng)弱結(jié)合水等。毛細(xì)管水存在于巖石土層毛細(xì)管。當(dāng)毛細(xì)管力變大，濕度較大的濕水層會(huì)在地下水潛水面上面形成。強(qiáng)結(jié)合水是一種在處在強(qiáng)大壓強(qiáng)下巖石土體中的顆粒物。其存在形式主要為一層超薄的水分子膜，其動(dòng)力主要為分子引力的作用而產(chǎn)生的強(qiáng)力依附。和一般水相比，這種水沒(méi)有彈性和粘性，更難以實(shí)現(xiàn)靜水水壓且不被重力影響的傳導(dǎo)。但是，這種水有強(qiáng)大的抗剪切能力。毛細(xì)管水可以傳導(dǎo)靜水水壓，依靠重力的推動(dòng)作為其流動(dòng)動(dòng)力。與前兩者相比，弱結(jié)合水其所在位置是吸著水的最外層，是一種依附在強(qiáng)結(jié)合水外的結(jié)合分子水膜。分子運(yùn)動(dòng)對(duì)重力水影響不大，重力水是巖石土體內(nèi)流動(dòng)十分活躍的一種水，沒(méi)有抗剪能力，可以傳導(dǎo)靜水水壓，對(duì)巖石土體的水理特征的分析研究始終重要。

（二）巖石土體的水理特征

水理特征與物理特征都是巖石土體重要的工程地質(zhì)特征。地下水在巖石土體中存在的時(shí)候，會(huì)顯露出多種不同的水理特性。其水理特征就是通過(guò)和巖石土體的彼此影響而體現(xiàn)出來(lái)的。巖石土體中表現(xiàn)出水理特征會(huì)影響巖石變形趨勢(shì)和強(qiáng)度，同時(shí)，對(duì)于其所在區(qū)域的建筑物穩(wěn)定性和安全性會(huì)有影響。地下水存在著各各不同的形式。通過(guò)和不同性質(zhì)的巖石土體的相互影響，其最終表現(xiàn)出千差萬(wàn)別的水理特征。在這些水利特征中，透水性是重要的巖石土體水利特征之一。其表示參數(shù)是滲透系數(shù)，可以通過(guò)抽水實(shí)驗(yàn)得到。滲透系數(shù)對(duì)巖石土體內(nèi)的間隙規(guī)模、連續(xù)性和數(shù)量會(huì)有反映。除了透水性，崩解性也是重要的巖石土體水利特征之一。

對(duì)以上特性的認(rèn)識(shí)和勘查主要通過(guò)抽水試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行。進(jìn)行抽水實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了保證準(zhǔn)確性和可靠性，在實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須采用多個(gè)空洞來(lái)開(kāi)展，以更為全面的分析地層的含水性和失水性。除了抽水實(shí)驗(yàn)，還要對(duì)給水度進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試給水度時(shí)，通常使用在原狀土中取樣進(jìn)行釋水測(cè)試的方法。其具體做法為：借助環(huán)刀采集含水層中原狀土，經(jīng)過(guò)充分飽和，之后把水排出，以檢測(cè)這部分水的體積。這種方法在實(shí)際應(yīng)用中較為成熟。但是，在采集原狀土的過(guò)程中比較難保證其水分的完整性。因此，得出的結(jié)果還是有一定偏差的。

五、水文地質(zhì)的勘察要求

在工程地質(zhì)勘探中，水文地質(zhì)是重要組成部分，相關(guān)水文地質(zhì)因素的變化，會(huì)嚴(yán)重影響到建筑工程的整體建設(shè)。

在進(jìn)行水文地質(zhì)勘察時(shí)，要結(jié)合工程特點(diǎn)依據(jù)區(qū)域性的氣候狀況、地下水的埋藏條件開(kāi)展有針對(duì)性的勘察。

（一）勘察反作用。具體地說(shuō)就是在工程勘察中不僅要查明地下水的靜態(tài)埋藏條件，還要注重分析預(yù)測(cè)在人為工程活動(dòng)中地下水埋藏條件的變化。尤其對(duì)于水文地質(zhì)對(duì)工程活動(dòng)、對(duì)巖土體以及對(duì)周邊環(huán)境的反作用，更是水文地質(zhì)勘察中必然要進(jìn)行的內(nèi)容。需要查明的內(nèi)容包括含水層的分布、厚度及埋深，還有各含水層以及隔水層的流向、水位、埋藏條件、地下水類型及其變化幅度。一般通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)對(duì)地層滲透系數(shù)等水文地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行測(cè)定。

（二）提出勘察重點(diǎn)。應(yīng)從工程角度，按地下水對(duì)工程的作用與影響，應(yīng)工程勘察中的水文地質(zhì)勘察要求，提出不同條件下應(yīng)當(dāng)著重勘察的水地質(zhì)問(wèn)題。比如區(qū)域性氣候資料，要了解降水量、蒸發(fā)量、歷史最高水位以及該地近 3～5年的最高地下水位以及水位變化趨勢(shì)。此外，對(duì)于地表水與地下水的補(bǔ)排關(guān)系、地下水補(bǔ)給排泄條件以及對(duì)水位的影響也要列為勘察重點(diǎn)。

（三）水文地質(zhì)勘察要與建筑物的基本要求相符合。在水文地質(zhì)勘察中，在地下水位以下開(kāi)挖基坑、采取排水措施時(shí)，要能夠確保建筑物的安全，應(yīng)根據(jù)抽水試驗(yàn)資料，為建筑物的建設(shè)提供數(shù)據(jù)的支持。如評(píng)價(jià)含水地層的滲透性和富水性，還要評(píng)價(jià)由于工程施工降水在地下水位下降的影響范圍。要分析在此范圍內(nèi)會(huì)不會(huì)引起土體沉降、地面沉降或邊坡失穩(wěn)，乃至于對(duì)周圍建筑物的穩(wěn)定性造成影響。

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作者簡(jiǎn)介：李堅(jiān)，男，高級(jí)工程師，主要從事水工環(huán)地質(zhì)勘察、地質(zhì)找礦工作。