探討巖土工程勘察中水文地質(zhì)問題的研究

許代兵

（重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局川東南地質(zhì)大隊(duì)，重慶 404100）

1 巖土工程勘察中水文地質(zhì)研究的意義

在巖土工程中，由于工程地質(zhì)和水文地質(zhì)聯(lián)系極其密切，二者之間相互影響又相互依賴。因此在實(shí)際研究過程中，常常會(huì)忽略水文地質(zhì)實(shí)際情況，但實(shí)際水文地質(zhì)復(fù)雜的區(qū)域，由于對(duì)其水文地質(zhì)問題考慮不夠充分，以及設(shè)計(jì)過程中對(duì)水文地質(zhì)的忽略，從而引發(fā)各種巖土工程災(zāi)害。因此要提高巖土工程的勘察質(zhì)量，就必須對(duì)巖土工程區(qū)域的水文地質(zhì)條件及問題進(jìn)行分析，從而了解水文地質(zhì)問題對(duì)該巖土工程造成什么程度的影響[1]。

2 我國巖土工程中水文地質(zhì)研究現(xiàn)有問題

水文地質(zhì)問題是對(duì)巖土工程勘察結(jié)果以及后續(xù)建筑質(zhì)量有著重要影響的問題，但是在工程中針對(duì)水文地質(zhì)的研究整體較為膚淺、表皮化。就我國巖土勘察中水文地質(zhì)問題的研究及勘察，主要存在以下幾方面的問題。

其一，隨著科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展，各行各業(yè)都在不斷地結(jié)合高科技推展行業(yè)地發(fā)展，但巖土工程水文地質(zhì)的勘察過程中現(xiàn)代化技術(shù)的使用較少，對(duì)水文地質(zhì)的深入勘察有所制約[2]。

其二，勘察團(tuán)隊(duì)專業(yè)素質(zhì)較差。巖土工程水文地質(zhì)勘察過程需要根據(jù)實(shí)際地質(zhì)環(huán)境等制定勘察方案并開展。但在實(shí)際水文地質(zhì)勘察過程中的施工隊(duì)伍，整體專業(yè)素質(zhì)水平有限，缺乏經(jīng)驗(yàn)。

3 重慶市潼南區(qū)通用機(jī)場(chǎng)巖土工程勘察案例分析

3.1 工程由來及工程概況

為加快重慶市潼南通用航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展，擬建機(jī)場(chǎng)場(chǎng)址位于潼南區(qū)龍形鎮(zhèn)經(jīng)堂村，距離潼南區(qū)20km，與主城區(qū)直線距離約80km，機(jī)場(chǎng)場(chǎng)址區(qū)內(nèi)有村級(jí)公路相連，交通較為便利。

3.2 勘察范圍、目的及內(nèi)容

本次勘察范圍：填方區(qū)至設(shè)計(jì)放坡邊線外延30m，挖方區(qū)采用凈空處理（1:5），勘察范圍至凈空處理區(qū)邊線及挖方邊坡影響范圍，溝槽低洼處勘察范圍至地下水及地表水影響。目的主要是為場(chǎng)道、給排水、消防、有線通訊等機(jī)場(chǎng)必要設(shè)備的設(shè)計(jì)提供詳細(xì)工程地質(zhì)資料?？辈靸?nèi)容主要包含工程測(cè)量、工程地質(zhì)測(cè)繪與調(diào)查、工程地質(zhì)勘察、水文地質(zhì)勘察以及特殊性巖土和特殊地質(zhì)條件勘察等方面。

3.3 水文地質(zhì)勘察

3.3.1 水文地質(zhì)勘察工作內(nèi)容

對(duì)機(jī)場(chǎng)區(qū)域進(jìn)行水文地質(zhì)測(cè)繪、取樣和試驗(yàn)工作，主要勘察內(nèi)容如下：

（1）查明地下水含水層特性類型、分布范圍、含水層厚度、埋藏條件、地下水類型、賦存條件和動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。

（2）查明場(chǎng)區(qū)含水層的分布規(guī)律、滲流狀態(tài)及地下水和地表水的水力聯(lián)系和補(bǔ)、徑、排關(guān)系。

（3）查明巖土層中地下水的水文地質(zhì)參數(shù)。

（4）查明場(chǎng)區(qū)的地下水位及其季節(jié)性變化范圍。

（5）查明機(jī)場(chǎng)附近范圍內(nèi)有無對(duì)地下水的污染源，取樣分析地下水的水質(zhì)情況，評(píng)價(jià)淺層地下水對(duì)水泥混凝土、混凝土中鋼筋的腐蝕性。

3.3.2 水文地質(zhì)概況及條件

場(chǎng)址區(qū)屬于低山丘陵地貌，地表地形起伏大，“U”型溝槽發(fā)育，山丘與溝槽相間發(fā)育，地表分布有季節(jié)性沖溝、人工溝渠及8處小型魚塘等地表水體。地表水體補(bǔ)給來源于降雨，干旱季節(jié)水位下降，汛期地表水體上漲，雨季將降雨匯集儲(chǔ)備，用于養(yǎng)魚及飲用。場(chǎng)地平場(chǎng)回填或開挖后，對(duì)機(jī)場(chǎng)建設(shè)無影響。

表1 水的腐蝕性評(píng)價(jià)結(jié)果表

工程區(qū)地勢(shì)總體中間高四周低，現(xiàn)狀地形呈臺(tái)階狀，沖溝發(fā)育，利于地表水、地下水排泄。

大氣降雨后，雨水大部分順坡面向溝谷移動(dòng)，少量沿地表裂隙下滲形成地下水并以下降泉的形式出露，工程區(qū)地下水總體較豐富。

3.3.3 水文地質(zhì)測(cè)試及參數(shù)

擬建場(chǎng)地內(nèi)地下水主要分布于溝谷地帶，地下水類型主要為松散層孔隙含水層，泥巖為相對(duì)隔水層。本次勘察，對(duì)所有鉆孔進(jìn)行簡(jiǎn)易提水試驗(yàn)，并對(duì)5條溝槽、溝谷低洼處5個(gè)鉆孔（鉆孔編號(hào)ZK38、ZK120、ZK195、ZK239、ZK277）做了穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)，每試驗(yàn)段采用1個(gè)落程水位降深，抽水穩(wěn)定延續(xù)時(shí)間不少于24小時(shí)，鉆孔試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)利用潛水完整井穩(wěn)定流公式計(jì)算滲透系數(shù)。

式中：K——滲透系數(shù)（m/d）。

Q——日涌水量（m3/d）。

H——含水層厚度（m）。

S——抽水降深（m）。

R——影響半徑（m）。

r——抽水孔半徑（m）。

由上表可知：場(chǎng)地內(nèi)粉質(zhì)粘土滲透系數(shù)0.24m/d～0.63m/d，屬弱透水層，同時(shí)本次勘察還采取軟塑狀粉質(zhì)粘土進(jìn)行室內(nèi)滲透試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)成果為：2.6×10-5～8.2×10-6cm/s（0.71m/d～2.24m/d），滲透性差異較大。

場(chǎng)地內(nèi)地下水分布不均，由于相對(duì)隔水層的存在地下水主要分布于構(gòu)造剝蝕沖溝內(nèi)，地下水分布不連續(xù)，同一沖溝內(nèi)地下水位隨地形起伏存在一定高差，但整體水量較小，利于排泄處理,同時(shí)地下水的賦存具有一定季節(jié)性。

3.3.4 水質(zhì)腐蝕性及對(duì)機(jī)場(chǎng)建設(shè)的影響

（1）水質(zhì)腐蝕性評(píng)價(jià)：本次勘察在場(chǎng)地內(nèi)采取地下水5組，其試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)見表3.2。場(chǎng)地地下水PH值在6.97～7.32之間，為弱堿性水，依據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》按Ⅱ類環(huán)境水，本場(chǎng)地地表水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)有微腐蝕；按地層透水性，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具有微腐蝕，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋有微腐蝕。

（2）根據(jù)前述水文地質(zhì)條件分析：根據(jù)上述水文地質(zhì)參數(shù)的計(jì)算，具體得出以下結(jié)果：①場(chǎng)地坡頂及斜坡地段等地勢(shì)較高，地下水貧乏，埋藏深，水量較少，對(duì)機(jī)場(chǎng)影響較小，但應(yīng)做好排水工作，防止雨季期間地表水對(duì)機(jī)場(chǎng)施工期間及運(yùn)營期間產(chǎn)生不利影響；②場(chǎng)地溝槽溝谷及其兩側(cè)地下水較豐富，埋藏淺，屬淺層地下水，溝底及坡腳處少許地下水以泉、井形式排泄地表，將來對(duì)回填土具有一定侵蝕沖刷影響；地下水和地表水對(duì)砼物、鋼筋混凝土中的鋼筋及鋼結(jié)構(gòu)具微腐蝕性，對(duì)機(jī)場(chǎng)建設(shè)影響小。③對(duì)于原屬構(gòu)造剝蝕“U”型沖溝的填方區(qū)，由于其屬地下水的徑流區(qū)，飛行區(qū)應(yīng)做好地表截排水措施，防止大氣降雨后，雨水下滲徑流帶走填土內(nèi)細(xì)顆粒，進(jìn)而引起變形、沉降。

4 巖土工程水文地質(zhì)問題相關(guān)建議

4.1 詳細(xì)勘察水文地質(zhì)條件

在巖土工程勘察中，首先需要技術(shù)人員結(jié)合工程區(qū)域水文地質(zhì)制定具體勘察方案，主要包括地下水類型、地下水化學(xué)成分、含水層巖性等。

目前勘察中最常用的手法主要是鉆探技術(shù)，如果鉆探過程中遇到多層含水層時(shí)，需要利用隔水措施針對(duì)各層地下水水位展開測(cè)量工作[3]。

4.2 完善水文地質(zhì)勘察管理和技術(shù)制度

為了提高勘察的效果，需要有嚴(yán)格的制度進(jìn)行管理。在實(shí)際情況中，可以通過以下方式來完善水文地質(zhì)勘察管理和技術(shù)制度：其一，提高水文地質(zhì)勘察技術(shù)，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)等，對(duì)勘察數(shù)據(jù)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理，保證數(shù)據(jù)更加精確；此外，改善傳統(tǒng)的勘察技術(shù)，利用傳感器等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，減少人力勞動(dòng)。其二，在勘察前制定嚴(yán)格的勘察方案，并且將具體工作分配到個(gè)人，做到有據(jù)可查，并且提高團(tuán)隊(duì)質(zhì)量及完善管理制度。

5 總結(jié)語

水文地質(zhì)是整個(gè)巖土工程勘察過程中最容易忽視的勘察內(nèi)容，但同時(shí)又是造成巖土工程質(zhì)量以及對(duì)工程具有一定破壞度的部分。

隨著巖土工程規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及以往工程中所出現(xiàn)的缺陷的總結(jié)，對(duì)水文地質(zhì)問題的重視程度也在不斷增加。因此，做好水文地質(zhì)工作，不僅能夠?yàn)楣こ淘O(shè)計(jì)提供詳細(xì)的水文地質(zhì)資料，同時(shí)也能減少地下水對(duì)巖土工程的破壞。