水利工程勘察中的水文地質(zhì)問題探討

劉娟

摘 要：水文地質(zhì)工作是工程地質(zhì)勘察中重要的一環(huán)。為提高工程勘察的質(zhì)量， 本文就水利工程勘察中的水文地質(zhì)問題進(jìn)行了探討。對(duì)提高水利工程質(zhì)量具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：水利工程 勘察 水文地質(zhì)

一、前言

進(jìn)行水文地質(zhì)勘察的主要目的在于確定地下水的成因、分布規(guī)律以及其內(nèi)所包含的化學(xué)物質(zhì)種類等，以便更好地提升地下水的利用率，最大程度規(guī)避地下水所產(chǎn)生的不利影響。在進(jìn)行水文地質(zhì)勘察的過程中，施工人員能夠從多方面直觀地了解到地下水的變化情況，以及其在變化過程中伴隨的成分變化與分布特征的變動(dòng)，幫助相關(guān)工作人員更高效地利用與開發(fā)地下水資源，為水利工程建設(shè)工作的順利推行奠定良好基礎(chǔ)。

二、水文地質(zhì)問題的重要性

在工程勘察、設(shè)計(jì)和施工過程中，水文地質(zhì)問題始終是一個(gè)極為重要但也是一個(gè)易于被忽視的問題。之所以重要，是因?yàn)樗牡刭|(zhì)和工程地質(zhì)兩者關(guān)系極為密切，互相聯(lián)系和互相作用，地下水既是巖土體的組成部分，直接影響巖土體工程特性，又是基礎(chǔ)工程的環(huán)境，影響建筑物的穩(wěn)定性和耐久性。而在實(shí)際的勘察工作中因很少直接涉及水文參數(shù)，水文地質(zhì)問題往往被忽視，只簡(jiǎn)單地對(duì)天然狀態(tài)下的水文地質(zhì)條件作一般性評(píng)價(jià)。因此，經(jīng)常發(fā)生由地下水引發(fā)的各種巖土工程危害問題。為提高工程勘察質(zhì)量，在勘察中加強(qiáng)水文地質(zhì)問題的研究是十分必要的。

三、工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評(píng)價(jià)的內(nèi)容

（一）評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土體和建筑物的作用和影響，并預(yù)測(cè)可能產(chǎn)生的危害。

（二）結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類型的需要，查明水文地質(zhì)問題，提供選型所需的水文地質(zhì)數(shù)據(jù)。

（三）查明地下水的天然狀態(tài)和天然條件下的影響，分析并預(yù)測(cè)人為活動(dòng)中地下水的變化情況及對(duì)巖土體和建筑物的反作用。

（四）從工程角度，按地下水對(duì)工程的作用與影響，提出不同條件下應(yīng)當(dāng)著重評(píng)價(jià)的地質(zhì)問題：一是對(duì)埋藏在地下水位以下的建筑物基礎(chǔ)中水對(duì)砼及砼中鋼筋的腐蝕性。二是對(duì)選用軟質(zhì)巖石、強(qiáng)風(fēng)化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎(chǔ)持力層的建筑場(chǎng)地，應(yīng)著重評(píng)價(jià)地下水活動(dòng)對(duì)上述巖土體可能產(chǎn)生的軟化、崩解、脹縮等作用。三是在地基基礎(chǔ)壓縮層范圍內(nèi)存在松散、飽和的粉細(xì)砂粉土?xí)r，應(yīng)預(yù)測(cè)產(chǎn)生地震液化、潛蝕、流砂、管涌的可能性。四是在地下室車庫設(shè)計(jì)施工中，由于地下水位變化引起的基坑上浮問題。

四、水文地質(zhì)條件對(duì)工程造成危害的主要因素

（一）地下水位下降。地下水位的降低大多都是因?yàn)槿藶橐蛩貙?dǎo)致的，例如大量集中抽取地下水、采礦活動(dòng)中的礦床疏干以及上游修建水庫、筑壩截奪下游地下水的補(bǔ)給等。地下水的極大下降，往往誘發(fā)地面塌陷、地面沉降、地裂等地質(zhì)災(zāi)害與地下水質(zhì)惡化、水源枯竭等環(huán)境問題，對(duì)建筑物的穩(wěn)定性、巖土體與人類自身的居住環(huán)境造成很大威脅。

（二）潛水位上升。水利工程建設(shè)及區(qū)域水文條件的變化常會(huì)造成潛水位上升，如修建水庫、地下水來源地的河流、湖泊、水庫等水位的上升。建筑物的安全性和穩(wěn)定性易受潛水位上升的影響，其影響主要有以下幾個(gè)方面：一是通過軟化地基影響建筑物的安全。潛水位上升，促使粘性土壓縮性增高、強(qiáng)度降低和含水率增高，誘發(fā)建筑物的沉降變形；二是潛水位上升會(huì)誘發(fā)地基隆起或側(cè)移，前者會(huì)導(dǎo)致建筑物的基礎(chǔ)上浮，后者導(dǎo)致建筑物傾斜或墻體破裂；三是潛水位上升會(huì)促使砂土或粉土達(dá)到飽和狀態(tài)，通常會(huì)引發(fā)流砂、管涌現(xiàn)象，也會(huì)帶來砂土液化等問題；四是造成潛水位以下的地下室浸水，使其喪失使用價(jià)值；五是改變土壤的化學(xué)性狀，如沼澤化、鹽漬化等，給建筑物帶來腐蝕；

（三）地下水頻繁升降。因?yàn)榈叵滤念l繁升降變化就會(huì)引起了膨脹性的巖土?xí)a(chǎn)生了不均勻的膨脹縮小變形，也使得每一次的巖土膨脹變化幅度增加，逐漸會(huì)引起了地裂現(xiàn)象，進(jìn)而讓建筑物自身很容易被破壞。由于地下水頻繁升降變動(dòng)，就會(huì)讓地下水不斷交替，讓土質(zhì)中的膠結(jié)物---鐵、鋁等成分損失，在土層失去了膠結(jié)物之后，就會(huì)使得土質(zhì)開始變松、讓含水量的縫隙開始增大，不斷降低了承載量，這也為后期巖土工程的基礎(chǔ)選擇與處理工作帶來了巨大的困難。

五、地質(zhì)勘探中水文地質(zhì)問題解決建議

（一）提高對(duì)水文地質(zhì)問題的重視度。為了有效的提高地質(zhì)勘查的質(zhì)量，進(jìn)行地質(zhì)勘查的過程中，不僅要對(duì)水文地質(zhì)問題進(jìn)行研究，而且還要對(duì)和巖土相關(guān)的水文地質(zhì)問題進(jìn)行分析。地質(zhì)勘查的水文地質(zhì)內(nèi)容，要對(duì)自然地理?xiàng)l件、地質(zhì)情況、地下水位情況、含隔水層、含水層的分布情況等進(jìn)行分析。其中，自然地理?xiàng)l件主要包括氣象水文特征，例如，工程所在地域的季風(fēng)情況，氣候濕潤(rùn)度等；地形地貌主要指的是工程所在地域的平原、水系、高原、地形的平坦度、地貌的侵蝕情況以及地表堆積物等因素。

（二）重視水文地質(zhì)參數(shù)測(cè)定。在工程地質(zhì)的勘查過程中，應(yīng)該及時(shí)的做好以下工作來保證獲得精準(zhǔn)的水文地質(zhì)參數(shù)：及時(shí)測(cè)定水文地質(zhì)勘查中的地下水壓，即要做好壓水試驗(yàn)，根據(jù)實(shí)際情況確定試驗(yàn)的起始?jí)毫Α⒆畲髩毫蛪毫鶖?shù)，并根據(jù)壓力和入水量的關(guān)系繪制成最終的P-Q曲線；用幾何法測(cè)量和確定地下水的流向，用充電法測(cè)定地下水的流速；做好工程地下水位的測(cè)定工作，凡在工程地質(zhì)勘查的過程中遇到地下水層時(shí)，都需要及時(shí)的測(cè)定其水位。

（三）采取有效的方法進(jìn)行水位測(cè)量。為操作方便，可以采取分段鉆進(jìn)方法，設(shè)計(jì)好每天的鉆進(jìn)工作量，開鉆后可以先以一天的鉆進(jìn)量為一段。每天鉆進(jìn)結(jié)束后，將孔中水抽干，第二天開鉆前測(cè)量水位，即可查明該段是否含水。若上部地層均不含水則可一直這樣進(jìn)行下去。若上部已有含水層（如第四系含水層），則需將測(cè)量段密封起來，抽干其中的水，第二天測(cè)量該段是否有水及水壓大小以確定其含水性及水位情況。巖體完整段一般不含水，節(jié)理、裂隙密集段可能有水，也可能無水，總體來說，由于巖體中滲透的裂隙性，鉆孔中肯定只有小部分區(qū)段有水。這樣，通過測(cè)量可以把地層分為含水段與不含水段，再結(jié)合地球物理勘探測(cè)量確定出地層的含水部位（裂隙帶） 與不含水部位（與水文地質(zhì)中的找水勘探類似）以此資料作為巖體穩(wěn)定性分析的依據(jù)要準(zhǔn)確可靠得多。含水帶確定之后，可以根據(jù)含水帶的分布特點(diǎn)，用裂隙滲透的原理，來確定地下水對(duì)巖體穩(wěn)定性的影響。

5、結(jié)語

水文地質(zhì)勘察對(duì)于工程的地質(zhì)災(zāi)害防治也發(fā)揮著重要作用。因此，制定科學(xué)合理的勘察策略，提高勘察水平，一定會(huì)對(duì)水利工程的建設(shè)起到巨大的助推作用。因此，在今后的勘察工作中，要更加重視使用科學(xué)方法作為指導(dǎo)，對(duì)地質(zhì)問題進(jìn)行全面的分析，關(guān)注每一個(gè)細(xì)節(jié)，才能保證勘察的成果具有很強(qiáng)的實(shí)用性和預(yù)見性，并更好地為水利工程服務(wù)。

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