巖土工程勘察中的水文地質問題與對策探究

吳 杰

（安徽省地質礦產勘查局327 地質隊，安徽 合肥 230011）

水文地質主要研究的內容是地下水的物化性質、分布規(guī)則等，是地質學的一個重要分支。地下水是巖土結構的重要組成部分，對工程施工的安全、施工進度、施工方案等具有很大影響，因此在巖土工程地質勘察時水文地質的研究是十分必要的。我國是基建大國，土木工程項目數量非常龐大，其施工質量與社會經濟的發(fā)展息息相關，因此研究巖土工程勘察中的水文地質問題具有重要意義，基于此，文章展開深入探討。

1 水文地質勘察的基本內容

1.1 自然地理條件與地質環(huán)境

自然地理條件不僅包括地區(qū)氣候特征、環(huán)境地形地貌特征、水資源分步情況等客觀因素，還包括經濟、人口、城市規(guī)模等社會因素。水文勘察時要充分考慮到各類影響因子，為項目的規(guī)劃、施工手段的選擇打下基礎。例如在高層建筑地基施工前，不僅要考慮地下水存在形式還要考慮到城市地下給排水系統(tǒng)管道的布置情況。地質環(huán)境籠統(tǒng)的講就是巖土含水率、地下水含量、土層滲水情況、地下水酸堿性質等內容，通過對其細致勘察來制定科學的建造技術。例如：根據地下水的腐蝕性估算建筑地基的耐久強度，并給予相應的處理辦法。

1.2 地下水位的調差

地下水位情況是巖土工程水文地質勘探的重要內容。當地下水位上下變化劇烈時會對上層建筑結構的穩(wěn)定性與安全性產生極大影響，具體而言，通過先進的勘察技術對工程區(qū)域的地下水位變化進行監(jiān)測，基于測量數據來估算水流對巖土層整體穩(wěn)定性的影響程度，進一步的給出是否進行抽排水、補充水的技術判斷。

1.3 隔水層及含水層的調查

巖土層中不同的成分對水的抗侵蝕能力存在較大差異，受到物化性質影響，不同含水層的承壓能力存在較大差異，當大體量的工程結構建成時如果含水層、隔水層結構不穩(wěn)定就會產生極大的安全風險，因此對隔水層、含水層的厚度、深度、進行勘察是十分必要的。另一方面，根據巖土工程項目的實際情況，通過水文地質調查為工程技術人員提供可靠的數據參考，對建筑地基的開挖深度進行科學選擇。

2 水文地質問題對巖土工程的典型損害

2.1 地下水動力壓力變化引發(fā)地質災害

自然環(huán)境中地下水的分步是非常廣泛的，水流過程中的動力特性在水量較小時其影響并不明顯，但在人為因素下會改變其分步方式擴大動力效應帶來的影響，比如大型水壩的建設，由于人為的抬高地表水位高度，增加了巖土層滲水率，在強烈的重力作用下很容易破壞一定區(qū)域內的巖土結構平衡，使地災害的發(fā)生提高了概率。例如圖1 中所示的基坑涌水事故。

圖1 基坑涌水

2.2 地下水位下降引發(fā)災害

地下水的存在在一定程度上起到了穩(wěn)定地質結構的作用，但許多地區(qū)由于地下水的過度開采使補充量與流失量嚴重失衡導致地下巖層出現了真空，其結構穩(wěn)定性被破壞，在這些地方進行建筑工程施工時由于巖土層對地基的承壓能力下降就很容易導致塌方、混凝土開裂等問題，特別是一些體量巨大的工程項目，嚴重時甚至威脅到建筑的整體安全性。例如圖2 中所示由于地下水開采引起的路面塌陷。

圖2 路面塌陷

2.3 地下水位的上升引發(fā)地質災害

地下水位升高的原因很多，既有降水增多的客觀因素也有人為造成的主觀因素，例如隧道開挖、巷道回填、農業(yè)灌溉等等。當地下水位過高時同樣會帶來一系列的災害，這主要是因為地下水上升會使原有的巖土層含水率增加，在長時間的水流侵蝕下其結構性質會發(fā)生顯著改變從而誘發(fā)地面塌陷等問題。對于一些高層建筑結構，其地基深度一般較大，當地下水位上升時還可能造成地基結構被侵蝕的危害。

2.4 地下水化學性質的變化引發(fā)災害

在工業(yè)生產水平發(fā)達的現代社會，各類污染性的生產企業(yè)多如牛毛，在一些地區(qū)由于企業(yè)的無節(jié)制排放使得大量廢水滲透進入地下破壞了地下水的酸堿平衡，酸性水質具有很強的腐蝕性，含水層較淺時一些土建工程的混凝土地基結構會處于酸性環(huán)境的腐蝕當中，長此以往必定會對建筑的安全性帶來隱患。

3 水文地質勘察中存在的問題

3.1 對水文勘察的重視程度不足

總體來說，巖土勘察設計經過多年的發(fā)展已經形成了較為成熟的規(guī)章體系，但是水文地質勘察方面卻依然存在一些不足，這不僅與人才隊伍培養(yǎng)的缺失有關也與行業(yè)對工作的主輔區(qū)分有關，很多從業(yè)者并未對水文地質勘察給予足夠的重視，這不利于巖土勘察工作規(guī)范的完善，同樣也阻礙了相關行業(yè)的發(fā)展。

3.2 勘察技術水平不足

在一些地區(qū)具備甲級水文地質勘察設計的企業(yè)并不多，因此在技術層面上還與實際要求存在一定差距。許多現場作業(yè)人員在實際工作中并不能很好的將自然地質條件、人為因素對勘察結果的影響有機結合起來，在一定程度上降低了水文勘察的水準。

3.3 勘察報告不夠充分

水文勘察可以說是一項非常細致的數據統(tǒng)計分析工作，具有很高的嚴謹性。一些勘察單位在進行數據收集時并沒有一套符合工程要求的書面指導文件，對數據的獲取喜歡“按部就班”，即使用大量的歷史數據來進行分析，但是水文地質環(huán)境的變化具有較大的滯后性，所以使用非實時的數據進行勘察報告分析時是不切實際的，并不能真實情況完全反應出來。

4 巖土工程勘察中的水文地質解決對策分析

4.1 含水層、隔水層的勘察

想要做好水文地質勘察工作，首先要具備不怕吃苦的工作精神深入現場詳細掌握勘察的重點內容并制定科學的勘察辦法。對于含水層、隔水層的勘察必須要搞清楚該地區(qū)內地下水位的歷史變化趨勢，從而計算含水層、隔水層的深度與厚度，必要時進行打孔作業(yè)對土質進行分析。其次，根據實驗數據判斷水的物化性質進而對建筑材料的腐蝕特性做出判斷，為建筑施工工藝調整提供可靠的依據。在較深的基坑作業(yè)時，應當進行必要的抽水實驗，以此確定含水層實際的滲水性能給出可能引發(fā)災害的關鍵因素，為施工過程應急方案的制定提供依據。

4.2 全面掌握工程設計資料，嚴格按照工程建設的要求進行水文地質工作

（1）掌握工程設計資料。巖土工程水文地質勘察的主要內容包括勘察與規(guī)劃、工程可行性調查研究、 設計施工三個方面?？辈斓母灸繕耸菫閹r土工程的建設提供可靠資料，而勘察過程也要與工程實際相結合，這主要指工程本身對地質條件的要求，包括材料腐蝕性、基坑深度、施工周期、工藝選擇等數據?？辈烊藛T只有掌握好工程設計的一手資料才能更好的規(guī)劃水文地質勘察路線，在不同周期圍繞一個關鍵點進行工作。例如，工程在基坑挖掘階段根據基坑的深度、坑形、地基材料選定目標區(qū)域，對該區(qū)域的含水層深度、土壤成分、地下水情況進行定點調查，摸清地下水路徑的分布情況，為基坑施工提供指導。

（2）完善工作制度，嚴格按要求進行勘察。水文地質勘察制度體系的完善是保障勘察任務順利進行的前提，只有對各項工作目標提出詳盡的要求，才能使勘察人員在實際調查中更有效率。通過一系列現場規(guī)定可以約束調查人員的工作行為，極大的杜絕弄虛作假現象，為獲取數據的可靠性、真實性提供保證。此外，隨著計算機技術的發(fā)展，一些先進的工程設計軟件為勘察工作帶來了便利，所以企業(yè)還需要積極開展培訓活動，為水文地質勘察培養(yǎng)大量的專業(yè)人才。

4.3 調查相應資料，分析取得的各項數據，確保數據的精確性

（1）審核水文地質資料。了解水文地質信息掌握相關理論知識是水文地質勘察工作的基礎環(huán)節(jié)，對于資料，可以從當地的水文局進行查閱，初步了解區(qū)域內水文環(huán)境的變化情況，以引導后期勘察工作，布置重點任務，以最小的人力物力投入獲取較大的收獲。

（2）勘察精度調整。通常來說勘察工作的精度要求為1:50000，但在實際操作中，對不同區(qū)域可根據歷史水文環(huán)境評價等級，對勘察精度進行合理調整。勘察過程通過選擇科學的觀測路線，設立水質采樣點，同時考慮地下水的流向情況采用十字交叉法布置多個監(jiān)測點以提高勘察精度。

（3）勘察鉆孔。對含水層進行水文調查是勘察鉆孔的主要目的所在，鉆探取樣有助于實現對地質巖石的成分分析，并在勘察取樣分析中獲取大量的水體評價參數。鉆孔深度通常以不揭穿含水層為標準，如果含水層被揭穿則利用利用水泥或者粘土將其底板的下部封閉起來，這樣做可以阻斷其他水源與含水層水源發(fā)生聯(lián)系，避免影響分析結果。需要指出，松散層的鉆孔孔徑應該大于394mm 對應的濾水管的管徑應該大于194mm，基巖地區(qū)的鉆孔孔徑應該大于127mm 對應的濾水管的管徑應該大于110mm。

（4）抽水分析。在對地下水的運動情況進行研究時，水文地質參數非常重要。進行野外試驗，能夠獲取含水層中的水文地質數據。在具體的實驗過程中，要根據實驗目的，合理選擇抽水試驗的類型，并結合對應的公式，計算出涌水量、水位的降深量，從而得到水文地質的相關參數，判斷出評價區(qū)中含水層、滲透系數和富水程度，以及隔水層的滲透系數。

5 結束語

綜上所述，水文地質問題對巖土工程的質量與安全性有重要影響，本文從含水層隔水層的勘察、全面掌握工程設計資料嚴格按照工程建設的要求進行水文地質工作、調查相應資料確保數據的精確性三個方面給出了提高水文地質勘察作業(yè)效率的方法希望對行業(yè)進步有所借鑒，對于深入的理論研究尚需要廣大學者投入更多的時間與精力。