基于數(shù)據(jù)分析的水文地質(zhì)在工程地質(zhì)勘查中的重要性分析

黃海峰

（上海市地礦工程勘察院（上海市水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊） 上海 200000）

0 引言

近年來，建設(shè)工程項目的種類逐漸豐富，數(shù)量不斷增多，人們對工程安全性需求日益旺盛。工程結(jié)構(gòu)強度及安全性和水文地質(zhì)條件及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等存在密切聯(lián)系。但具體施工過程中，由于易忽略水文地質(zhì)勘查工作重要性，導致后期施工設(shè)計及施工過程中出現(xiàn)各類安全性問題的可能性較高?；诖耍斜匾扇】茖W手段開展水文地質(zhì)分析操作，結(jié)合數(shù)據(jù)分析的方式，了解建設(shè)區(qū)域水文地質(zhì)情況，確保工程安全。

1 巖土水理性質(zhì)參數(shù)分析

優(yōu)先開展透水性分析，簡單來講，是基于重力影響，水體對巖土的滲透能力。巖土強度及其顆粒大小是影響透水性的關(guān)鍵性因素。隨后，開展給水性和軟化性分析。其中給水性是影響水文地質(zhì)參數(shù)的重要因素，是基于重力影響的自身流出水量。軟化性是指巖土浸水后，其力學性能降低的程度，工程施工過程中，一般會利用此性質(zhì)判斷巖石耐水性及耐風化性。最后，需要分析崩解性和脹縮性[1]。

2 基于數(shù)據(jù)分析的工程水文地質(zhì)勘查重要性

2.1 概述

地質(zhì)勘查對于工程后期施工來講，存在關(guān)鍵作用，水文地質(zhì)勘查是直接影響工程勘查質(zhì)量的因素，發(fā)揮的作用和價值均較為重要。具體開展各環(huán)節(jié)施工設(shè)計操作之前，地質(zhì)勘查屬于基礎(chǔ)性的準備工作，確保其質(zhì)量十分重要。通過合理開展數(shù)據(jù)分析的方式，明晰和掌握水文地質(zhì)情況，并對施工區(qū)域的水文條件開展有效、合理的評價操作，有助于后期開展的各環(huán)節(jié)工程設(shè)計及施工操作更為順利，設(shè)計出滿足工程現(xiàn)實需求的施工計劃，保證施工規(guī)范性、安全性，確保工程整體施工效果及后期使用質(zhì)量，延長其使用年限。

多種因素的影響都會引起地下水位的變化，在變化達至相應(yīng)程度以后，會導致該區(qū)域工程的地基及結(jié)構(gòu)受到不良影響。例如，地下水會對工程基礎(chǔ)建設(shè)中應(yīng)用的材料進行腐蝕，對地下巖體結(jié)構(gòu)造成不良影響，導致基礎(chǔ)軟化問題產(chǎn)生，進而造成不均勻沉降，使得工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性大幅降低，無法保證工程質(zhì)量。同時，基于地下水動壓力作用影響，還會導致巖石危害產(chǎn)生。一般來講，處于自然狀態(tài)下，地下水的動壓力會維持在相對穩(wěn)定的狀態(tài)下，危險性小[2]。

但由于人為活動影響，導致地下水的天然動力平衡遭到破壞，將使巖土工程破壞問題的產(chǎn)生幾率大幅增加。由此可見，動水壓力及地下水水位改變，均會導致地上工程結(jié)構(gòu)及工程基礎(chǔ)等出現(xiàn)破壞問題的可能性提升。基于此，有必要經(jīng)由詳細調(diào)查及分析相關(guān)數(shù)據(jù)的方式，針對工程開展高質(zhì)量的水文地質(zhì)勘查操作，對動水壓力及地下水水位的變化情況，和可能對工程造成的不良影響等展開全方位的分析。與此同時，提出針對性及實效性均較高的解決策略，更好的確保工程質(zhì)量及安全性。許多工程都會涉及到巖土施工，實際開展相關(guān)操作前，基于數(shù)據(jù)分析開展有效的水文地質(zhì)勘查操作是基礎(chǔ)性的準備工作之一。

但基于當今時代背景下，個別工程在實際施工過程中，由于過于追求工程質(zhì)量等原因，對水文地質(zhì)勘查操作缺乏應(yīng)有重視，導致相關(guān)工作被忽略的問題頻繁出現(xiàn)，對確保施工安全及后期各環(huán)節(jié)施工的順利開展均存在不良影響?；趯嶋H角度而言，工程建設(shè)過程中出現(xiàn)的很大一部分地質(zhì)問題，是基于水文地質(zhì)問題影響導致的，究其原因，水文地質(zhì)因素對巖土工程的強度及穩(wěn)定性存在直接影響。倘若無法開展有效的水文地質(zhì)勘查或勘查數(shù)據(jù)分析操作，會造成勘查結(jié)果不準確的問題，不僅會使工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及施工安全性受到較大威脅，也會對工程地下結(jié)構(gòu)的質(zhì)量造成顯著的不良影響。更有甚者，還可能導致項目建設(shè)失敗。例如，可能使地基結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沉降、變形等狀況，進而無法確保工程質(zhì)量。

2.2 案例分析

2.2.1 工程概況

個別擬建建筑工程的建設(shè)區(qū)域為高原地區(qū)，地質(zhì)結(jié)構(gòu)屬于溶蝕和剝蝕相間的類型。經(jīng)過相關(guān)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，相應(yīng)建設(shè)區(qū)域內(nèi)存在規(guī)模較大的充填式埋藏溶洞和含水層?；诘刭|(zhì)結(jié)構(gòu)繁瑣程度較高，同時地下水豐富，開展水文地質(zhì)勘查工作的重要性較高，通過數(shù)據(jù)分析明確動水壓力和地下水位的變化及工程建設(shè)可行性等十分具有必要性[3]。

2.2.2 物探技術(shù)

基于本工程的水文勘查設(shè)計標準及目標，借助物探技術(shù)開展具體的地質(zhì)勘查操作。通過勘查及數(shù)據(jù)分析得知，工程建設(shè)區(qū)域地下水按照自西向東的方向流動。地下水埋藏的實際條件位是上層滯水、巖溶水和潛水。同時，粉質(zhì)黏土中存在一些隔水層的不均勻分散，隔水層對于上層滯水層的埋藏深度存在顯著影響，一般的深度不會超過5m。通過鉆孔勘查得知，巖溶洞漏斗內(nèi)的潛水位，兩個位置的鉆孔高層均超過河水水位。自然狀態(tài)下的地下水位，埋深位于28～31m的范圍內(nèi)，僅存在一部分埋深對330m。在鉆孔的深度達到50m以后，未檢測到地下水位。針對物探測試結(jié)果開展數(shù)據(jù)分析操作，得知地下水位的位置和基巖面的距離較小，位于斜坡區(qū)域的潛水層周邊存在泉水涌動。因此，可以得出，巖溶水多存儲于巖溶管道中，此也為地表存在泉水涌動的具體原因。

2.2.3 地質(zhì)作用

根據(jù)勘查結(jié)果及相關(guān)數(shù)據(jù)分析操作，認定此工程建設(shè)區(qū)域的河岸地貌形態(tài)塑造具體依靠溶蝕作用及河流切割決定。河流周邊地面的基巖面平坦，高度普遍處于1000～1150m的范圍內(nèi)，受河流切割作用影響的深度最大值小于15m?；谖锾浇Y(jié)果，工程建設(shè)區(qū)域覆蓋層深度約為80m，基于河流切割作用的深度通常無法達至該值。所以，處于建設(shè)區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造范圍中的巖溶漏斗形成原因為溶蝕作用。基于統(tǒng)計和數(shù)據(jù)分析，得出巖溶漏斗的面積和底面高程如表1所示。

表1 巖溶漏斗面積及底面高程統(tǒng)計

根據(jù)表1分析內(nèi)容，結(jié)合建設(shè)區(qū)域巖溶現(xiàn)狀和相關(guān)調(diào)查資料，可以得知本工程建設(shè)區(qū)域存在發(fā)育大型巖溶和地下水滲透通道等。因為存在上述地質(zhì)條件，該工程建設(shè)區(qū)域存在侵蝕性水流以及巖溶等，會導致所建設(shè)的巖土工程及地下結(jié)構(gòu)遭到一定的腐蝕和破壞?；谒牡刭|(zhì)勘查的結(jié)果，開展數(shù)據(jù)分析操作，可以得知，該工程建設(shè)區(qū)域向南一側(cè)，屬于非可溶巖及可溶巖的分解區(qū)域，地質(zhì)巖性組合符合基本的巖溶發(fā)育要求。同時，地下水的通道存在可順暢排水、泄水的功效，來源為徑流水。地下水內(nèi)存在CO2成分，偏酸性，存在一定的侵蝕性。根據(jù)相應(yīng)科學研究及統(tǒng)計，倘若pH值大于或者等于6，則代表所檢驗物質(zhì)存在較強的侵蝕性。數(shù)據(jù)分析表明：該工程地下水pH值大于6，代表其侵蝕性較強，會對工程基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)起到顯著的侵蝕性影響，導致混凝土、鋼筋等出現(xiàn)軟化等問題，致使工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生坍塌、變形等問題，無法確保結(jié)構(gòu)安全性，容易引發(fā)安全事故[4]。

2.2.4 解決策略

為了有效解決地下水侵蝕工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的問題，可參考如下策略：首先，將環(huán)氧樹脂、聚合物侵漬等混合到工程用混凝土之中，或者采取提升混凝土標號的方式，以促使混凝土結(jié)構(gòu)密度大幅度提升，優(yōu)化其防滲透、防腐蝕性能。其次，可通過防水材料的應(yīng)用，包括現(xiàn)階段應(yīng)用較為廣泛的滲透結(jié)晶型材料或者聚合物水泥基柔性材料等，可將混凝土有效粘結(jié)在一起，且無需再涂抹其他粘結(jié)劑，通過冷施工工藝便可以有效確?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)反滲透性能。

2.2.5 結(jié)果論述

通過上述勘查及數(shù)據(jù)分析操作，能夠了解到水文地質(zhì)數(shù)據(jù)資料及對其開展有效分析具有的重要性。就此工程來講，倘若不開展水文地質(zhì)勘查操作，便難以了解相應(yīng)區(qū)域地下水的侵蝕作用，以及其對工程基礎(chǔ)材料及地面結(jié)構(gòu)的不良影響?；跓o法明確地下水性質(zhì)的條件下，便開展工程設(shè)計施工操作，不僅可能導致后期施工操作無法順利開展，還會使后期施工活動受到較為明顯的不良影響，使得項目后期的運營和應(yīng)用效果降低，縮減工程實際壽命，甚至還會出現(xiàn)威脅人們生命財產(chǎn)安全的事件和問題。

3 結(jié)論

綜上所述，通過物探勘測及數(shù)據(jù)分析開展水文地質(zhì)情況勘查操作，明確建設(shè)區(qū)域地下水性質(zhì)，及其可能對工程造成的影響，同時針對可能出現(xiàn)的問題采取有效、可靠的解決措施，對優(yōu)化工程建設(shè)質(zhì)量、確保施工順利開展、降低地下水不良影響、確保工程安全性均存在積極影響。