芻議水文地質(zhì)巖土工程勘察設(shè)計(jì)和施工

陳曉紅

摘要：在水文地質(zhì)的條件下，巖土工程因?yàn)樾枰獙?duì)地下水的動(dòng)力平衡情況進(jìn)行改變，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的巖土工程危害，比較常見的危害例如基坑和流砂等，鑒于此，本文對(duì)水文地質(zhì)巖土工程勘查設(shè)計(jì)及施工進(jìn)行了分析探討。

關(guān)鍵詞：水文地質(zhì)；巖土工程；勘察；地下水；施工

一、水文地質(zhì)的勘察要求以及測(cè)試方法

1、勘察要求

水文地質(zhì)在巖土勘察中主要包括，一是對(duì)自然環(huán)境進(jìn)行勘察，勘察對(duì)象包括水文氣象以及地形地貌等。氣象勘察主要是針對(duì)巖土工程施工范圍內(nèi)的溫度條件、濕度條件以及氣象條件等進(jìn)行數(shù)據(jù)收集；地形地貌主要是針對(duì)巖土工程周圍的環(huán)境特征以及水系特征的勘探。二是對(duì)地下水水文地質(zhì)進(jìn)行勘察，地下水水位以及流量變化等都對(duì)都會(huì)對(duì)施工造成一定的影響。

2、評(píng)價(jià)方法

在未來的巖土工程施工過程中應(yīng)當(dāng)在著重注意對(duì)以下幾點(diǎn)問題的分析：①分析施工環(huán)境中的水文地質(zhì)條件對(duì)建筑物可能造成的影響，預(yù)測(cè)對(duì)工程施工以及建筑質(zhì)量的危害程度，制定出科學(xué)的措施對(duì)災(zāi)害問題進(jìn)行改善和防治。②工程勘查為建筑物地基基礎(chǔ)類型的選擇提供參考，查明有關(guān)水文地質(zhì)條件的問題，提供此類型所需的水文地質(zhì)環(huán)境的施工材料。③從工程施工的角度，依據(jù)水文地質(zhì)在工程中的不同影響，對(duì)地質(zhì)勘探進(jìn)行更加具有針對(duì)性的測(cè)試與評(píng)價(jià)。例如分析對(duì)水文地質(zhì)環(huán)境中軟質(zhì)巖石、收縮巖土等巖體在施工中可能發(fā)生的軟化、崩解等問題對(duì)施工的影響；在地基基底壓縮層范圍內(nèi)存在松散、飽和的粉細(xì)砂、粉土等情況時(shí)，應(yīng)預(yù)測(cè)產(chǎn)生潛蝕、流砂、管涌的可能性；當(dāng)基底下部存在承壓含水層，應(yīng)對(duì)基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進(jìn)行計(jì)算和評(píng)價(jià)；在地下水水位以下開挖基坑，應(yīng)進(jìn)行浸透和富水性實(shí)驗(yàn)。并評(píng)價(jià)由于人工降水引起土體沉降、邊坡失穩(wěn)進(jìn)而影響場(chǎng)地及地基穩(wěn)定性的可能。

二、水文地質(zhì)勘察施工

1、物探工作

按照巖層有著不同物理性質(zhì)的特點(diǎn)，經(jīng)常使用的方法有電法勘探與彈性波勘探這兩種方法來對(duì)地下深處的地質(zhì)層有關(guān)物理參數(shù)進(jìn)行測(cè)定，清楚了解在深處的地質(zhì)體情況。在其中，彈性波的勘探包含了地震的勘探、聲波與超聲波的勘探等，能夠在大的范圍內(nèi)有效探測(cè)覆蓋層的厚度與基巖的狀況，查明含水層，跟蹤古河道的位置，有效查詢斷層的碎帶，對(duì)于風(fēng)化層厚度和巖土彈性參數(shù)進(jìn)行測(cè)定。

2、鉆探

通過使用人力和物力，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)切割或者是鑿碎沖擊巖石，形成深度較大并且直徑較小的鉆孔。去除巖芯，能夠有效的確認(rèn)巖層的性質(zhì)、具體地質(zhì)構(gòu)造以及巖體風(fēng)化出現(xiàn)的特征。然后使用鉆孔內(nèi)部進(jìn)行去除的水樣和巖樣，進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)的設(shè)計(jì)工作，例如水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、長(zhǎng)期觀測(cè)工作、灌漿試驗(yàn)和地應(yīng)力的測(cè)量等。相比于物探來說，鉆探勘探的精度比較高，并且勘探的深度范圍大、受到地下水的限制、鉆進(jìn)的速度比較快，在水文地質(zhì)的條件中，屬于比較常用的巖土工程勘察的手段。

3、坑探

雖然坑探工作受到一定的限制，并且成本較高，但是由于工作的工具比較簡(jiǎn)單，對(duì)于技術(shù)的要求不高，并且揭露面積比較大，進(jìn)行勘探的人員能夠直接地觀察到實(shí)際的地質(zhì)現(xiàn)象這一系列優(yōu)點(diǎn)，因此，其在勘探工作中屬于一種常用的手段。

4、重視野外試驗(yàn)

野外試驗(yàn)在水文地質(zhì)的勘探中屬于經(jīng)常使用的勘察方法。其主要包含了滲水試驗(yàn)、抽水試驗(yàn)、鉆孔壓水的試驗(yàn)、巖溶連通的試驗(yàn)、回灌試驗(yàn)、流速測(cè)定試驗(yàn)與地下水流向等。此外，還包含了對(duì)于巖土進(jìn)行野外試驗(yàn)，其主要內(nèi)容包含了巖土較為大型的剪力試驗(yàn)、巖土的力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)、載荷相關(guān)試驗(yàn)、觸探和彈性模型的測(cè)定等。在具體工程位置的建設(shè)中，還應(yīng)該加進(jìn)對(duì)于低級(jí)處理的試驗(yàn)，主要包含了裝機(jī)承載力的試驗(yàn)與灌漿的試驗(yàn)等。

4.1水文地質(zhì)鉆探。在調(diào)查的過程中，首先要進(jìn)行鉆探，這可以了解到該區(qū)域含水層的埋深以及地下水位，還可以了解到含水層介質(zhì)結(jié)構(gòu)，得知地下水參數(shù)。通過采集土壤樣品，可以了解試驗(yàn)場(chǎng)的水文地質(zhì)情況，在鉆探的過程中，需要準(zhǔn)備好專業(yè)的設(shè)施，為物探測(cè)井以及含水層試驗(yàn)提供設(shè)施保障。

4.2鉆孔水文地質(zhì)試驗(yàn)。試驗(yàn)的目的是獲取水文地質(zhì)參數(shù)。通過混合抽水試驗(yàn)，測(cè)得S1孔的平均滲透系數(shù)K為428×10-6 m/s；通過單孔稀釋試驗(yàn)，測(cè)得S2孔的平均實(shí)際流速U為274×10-5 cm/s，縱向彌散系數(shù)DL為74×10-4 cm2/s；通過注水試驗(yàn)，測(cè)得S5孔的K為57×10-6 m/s；連通抽水試驗(yàn)結(jié)果表明，S4孔所揭穿的含水層為潛水含水層，S5孔揭穿的為承壓水含水層，二者之間水力聯(lián)系較差。

4.3淺層地下水水文動(dòng)態(tài)。在鉆探的過程中，工作人員通過采集巖芯巖樣，對(duì)巖性進(jìn)行了分析，在抽水試驗(yàn)以及注水試驗(yàn)中，還了解到試驗(yàn)淺部含水層的劃分情況。隨著時(shí)間的不斷推移，試驗(yàn)場(chǎng)淺部含水層的分布以及巖性發(fā)生了一定變化，地下水位也在不斷的變化，通過長(zhǎng)期的觀察發(fā)現(xiàn)，潛水與承壓水位的變化具有同步的特征。

4.4淺層地下水化學(xué)成分及特征。在對(duì)野外試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查時(shí)，工作人員是在25km半徑的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)查與測(cè)量的，對(duì)6眼淺井進(jìn)行地下水常量分析時(shí)，采用的方法需要得到國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。從調(diào)查結(jié)果可以看出，試驗(yàn)場(chǎng)淺層地下水的化學(xué)類型分布情況與地形組合比較接近，含水層主要是靠大氣降水提供補(bǔ)給的，該區(qū)域部分地下水屬低礦化的HCO3-Na或HCO3-Na、Ca、Mg型，總硬度為76～124德度，屬微硬水，估計(jì)主要由北部山區(qū)大氣降水補(bǔ)給。部分區(qū)域地下水屬中等礦化度的SO4或HCO3-Ca、Mg型水，總硬度達(dá)52～112德度，屬極硬水，可能由煤系地層地下水和礦坑排水補(bǔ)給。

結(jié)束語

綜上所述，在一方面需要加強(qiáng)前期各項(xiàng)水文地質(zhì)的試驗(yàn)和勘察，在另一個(gè)方面，伴隨工程的進(jìn)展，按照進(jìn)度，需要長(zhǎng)期的觀測(cè)，在長(zhǎng)期的觀測(cè)部分，需要對(duì)于前期的勘探進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，有利于設(shè)計(jì)與施工的調(diào)整，對(duì)于避免重大的工程事故有著重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊峰.巖土工程勘察中關(guān)于水文地質(zhì)問題的相關(guān)研究[J].城市地理，2014，14：39-40.

[2]鐘碩祺.巖土工程勘察設(shè)計(jì)與施工中水文地質(zhì)問題探析[J].江西建材，2014，03：230.

[3]王科以.論水文地質(zhì)巖土工程勘察設(shè)計(jì)與施工[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，09：296.