水文地質(zhì)在巖土工程勘察中的應(yīng)用分析

陳紹康 陳亮

關(guān)鍵詞 水文地質(zhì) 巖土工程 勘察施工 地下水

中圖分類號(hào)：P64;TU19 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0745（2022）05-0118-03

經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，建筑工程也得以更大的進(jìn)步和發(fā)展，而作為整個(gè)建筑工程的基礎(chǔ)工程，巖土工程的勘察工作能夠獲取更多更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)結(jié)果，通過該數(shù)據(jù)的分析和判斷，能夠更好地推動(dòng)該工程的施工進(jìn)度，有效地縮減施工工期，從而節(jié)約一定的成本費(fèi)用，減少一定的開支費(fèi)用。在進(jìn)行該工程勘察作業(yè)時(shí)，還需要做好前期的準(zhǔn)備工作，要保障設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定，從而保障該工程質(zhì)量，保障最后勘察結(jié)果精確，根據(jù)該結(jié)果對(duì)該工程的土質(zhì)情況進(jìn)行分析，確定好該土地的負(fù)荷承重性能，從而更好地幫助工程建筑的穩(wěn)定。

1 該工程水文地質(zhì)的水理特點(diǎn)分析

該性質(zhì)主要就是當(dāng)?shù)叵滤疂B入巖石的縫隙中，從而形成一個(gè)地下水儲(chǔ)存庫(kù)以及轉(zhuǎn)移等相關(guān)的特性[1]。由于該性質(zhì)會(huì)受到各種各樣的因素影響，例如巖石縫隙寬度、巖石間隙大小、分布情況等等，具體主要是有以下水理性質(zhì)特點(diǎn)：

1.1 容水性特征

該種特征主要表現(xiàn)在該巖石的容納量的性能方面。容水度主要講的是巖石容水程度的指標(biāo)。其主要是巖石中能夠存水的體積以及巖石自身體積之間的對(duì)比數(shù)值。在通常情況下，該縫隙度和容水度的數(shù)值基本一致，但是在實(shí)際的過程中，由于該縫隙中可能還會(huì)有其他氣體的存在，會(huì)導(dǎo)致巖石的體積加大，造成兩者數(shù)據(jù)的不一致。

1.2 持水性特征

該種特征主要是通過重力的作用，巖石的內(nèi)部還能存儲(chǔ)一定的水的能力，通常說的持水度也就是其能持水的大小指標(biāo)，其數(shù)值也就是巖石內(nèi)部依然能夠接納的水的體積以及巖石自身的體積的相關(guān)數(shù)值。一般來說，留存在巖石中的水基本上是毛細(xì)水、結(jié)合水，且其大小也會(huì)對(duì)該指標(biāo)有一定的影響，例如巖石縫隙大小，與其持水度呈反比狀態(tài)，尤其是孔隙越小的持水性越強(qiáng)[2]。

1.3 給水性特征

該種特征主要表現(xiàn)在重力的作用下，已經(jīng)水量充足的巖石還能給出多余的水量。給水度也就是比較其大小的一個(gè)參數(shù)值。該數(shù)值就相當(dāng)于在重力的影響下，該巖石能給出水的實(shí)際體積。給水度能夠十分有效地將巖石的給水能力展現(xiàn)出來，在通常情況下，間隙越大的巖石其性能也就越強(qiáng)。

1.4 透水性特征

該種特性主要是展現(xiàn)出巖石能夠透水的性能。且一般影響巖石該種性能的主要因素是巖石縫隙度，一般情況下，縫隙越大的巖石，其該種性能就越強(qiáng)，反之亦反。

2 地下水所造成的巖土工程危害

2.1 地下水上升引起的危害分析

當(dāng)?shù)叵滤馐芩畬拥慕Y(jié)構(gòu)等地質(zhì)環(huán)境的影響、降水降雨量以及天氣氣候的因素影響、以及人為施工因素所造成的影響，其水位就會(huì)不斷地上升。該種現(xiàn)象一旦發(fā)生，就會(huì)直接造成土壤沼澤的現(xiàn)象惡化，也加強(qiáng)了地下水對(duì)建筑的腐蝕性能，甚至?xí)斐苫隆⒛嗍?、坍塌等各種災(zāi)害發(fā)生，將原本的巖土結(jié)構(gòu)加以破壞，大大削減了其結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，也使得該結(jié)構(gòu)造成大面積的軟化問題，從而出現(xiàn)建筑物不穩(wěn)定、地下室淹沒等問題頻頻發(fā)生[3]。

2.2 地下水下降引起的危害分析

通常引起該危害發(fā)生的主要原因是人為因素所造成的。例如在進(jìn)行采礦、澆灌等施工過程中，過度開發(fā)地下水，或者在河流的上游建造水利水電工程等現(xiàn)象都會(huì)造成地下水過度開發(fā)問題，從而導(dǎo)致地下水下降。該問題造成最明顯的影響就是地面干枯、開裂等現(xiàn)象，或者還會(huì)造成水源環(huán)境變化、地面下沉等情況發(fā)生。總而言之，地下水的下降會(huì)對(duì)工程建筑、人類生活環(huán)境等有較大的影響和危害。

2.3 地下水頻繁升降引起的危害分析

該現(xiàn)象對(duì)巖土工程產(chǎn)生的主要危害表現(xiàn)形式是，地下水頻繁升降從而導(dǎo)致巖石體積會(huì)出現(xiàn)不規(guī)律的收縮和膨脹等現(xiàn)象，若是該種現(xiàn)象的幅度過大，就會(huì)對(duì)建筑造成一定的破壞，尤其是對(duì)于輕小型建筑。同時(shí)，由于該問題的頻繁發(fā)生還會(huì)導(dǎo)致土壤中出現(xiàn)部分物質(zhì)流失現(xiàn)象，一旦該類物質(zhì)流失過多，整個(gè)土壤的土質(zhì)就會(huì)變得更加的松軟，其承重性能也會(huì)下降，在進(jìn)行后期的巖土施工過程中，會(huì)產(chǎn)生較多的問題和麻煩。

2.4 地下水動(dòng)力引起的危害分析

一般情況下，在自然常見的地下水動(dòng)力對(duì)于該工程的作用十分微小，且后期的危害影響也可以忽略不計(jì)，但若是人為原因所造成的運(yùn)動(dòng)，那么其動(dòng)力作用會(huì)增強(qiáng)多倍，且對(duì)于整個(gè)巖土層的施工有著直接的影響，例如流砂、管道涌出等問題也會(huì)不斷發(fā)生，對(duì)工程質(zhì)量有著較大的威脅[4]。

3 巖土工程勘察施工中的水文勘察重點(diǎn)分析

3.1 地質(zhì)勘探

在進(jìn)行該工程的勘探作業(yè)中，還需要對(duì)其水文地質(zhì)展開相應(yīng)的勘探施工，重點(diǎn)操作如下：

首先，要對(duì)整個(gè)環(huán)境條件進(jìn)行相應(yīng)的觀察，由于自然環(huán)境的特殊性和復(fù)雜性，從而不同的地形以及不同的環(huán)境氣候都會(huì)對(duì)該工程施工有著不同的影響，還需要對(duì)其做好全面的勘察工作。

其次，要對(duì)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行勘探，除了施工環(huán)境對(duì)于該工程的重要性，其地質(zhì)環(huán)境以及結(jié)構(gòu)對(duì)于整個(gè)施工也是不容小覷的。

最后，針對(duì)地下水位的勘察工作，由于水位的變動(dòng)對(duì)于工程的安全穩(wěn)定都有著直接的影響。因此要將其水位的變動(dòng)情況、變動(dòng)形式等都做好詳細(xì)的勘探，在進(jìn)行勘探的環(huán)節(jié)中，還需要將其建材原料的防水防腐性能充分考慮進(jìn)去，要綜合分析該水質(zhì)的實(shí)際情況、對(duì)于原料的腐蝕影響、水層厚度等等，只有將其充分地調(diào)查清楚，才能更好地保障后期施工人員的安全以及工程的順利完成。

3.2 地下水影響

在進(jìn)行巖土施工的過程中，其最為重要的影響因素就是地下水，若是工程施工前期不對(duì)該問題加以重視，就會(huì)造成工程出現(xiàn)沉降等各種事故問題，為了更好地減少該類事故的發(fā)生概率，還需要制定相應(yīng)的評(píng)價(jià)體系，具體措施如下：

首先，要將地下水的實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的分析，確定其危險(xiǎn)程度，并提出相應(yīng)的防治辦法。

其次，對(duì)地基進(jìn)行詳細(xì)的勘察，從而為后期的施工工作提供有效的參考資料。

最后，還需結(jié)合工程的實(shí)際情況確立地下水對(duì)該工程的實(shí)際影響，從而有針對(duì)性地解決該問題。

3.3 該工程中常見水文地質(zhì)檢測(cè)辦法

3.3.1 工具檢驗(yàn)法

該種辦法需要運(yùn)用精確度較高的檢測(cè)裝置來對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的巖石進(jìn)行相應(yīng)的分析和檢測(cè)。只有保障施工人員能夠掌握巖石具體情況，才能更好地對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)一步的設(shè)計(jì)和分析，保障施工方案的效果，且操作性能強(qiáng)，容易與其他檢測(cè)辦法相結(jié)合[5]。

3.3.2 試驗(yàn)分析法

采用該種方法進(jìn)行施工的時(shí)候，需要讓現(xiàn)場(chǎng)人員進(jìn)行相應(yīng)的抽樣工作，從而更好地在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)工作，通過各種專業(yè)的技術(shù)對(duì)整個(gè)水層進(jìn)行全面的分析，從而更好地讓施工人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行深入探析，但是該種數(shù)據(jù)結(jié)果并非代表整體的工程情況，還需要與其他辦法配合使用。

4 水文地質(zhì)勘探技術(shù)的具體應(yīng)用

4.1 測(cè)繪地質(zhì)圖勘探技術(shù)

在進(jìn)行水文地質(zhì)測(cè)繪的過程中，可以將地質(zhì)圖為基礎(chǔ)參考依據(jù)，并且對(duì)其點(diǎn)、線、面進(jìn)行全面的觀察和記錄，從而了解該施工區(qū)域?qū)嶋H情況和相關(guān)問題，但在測(cè)繪的過程中還需注意一些問題。

其一，相關(guān)的測(cè)繪人員要充分運(yùn)用遙感技術(shù)，從而更好地保障施工的效率以及質(zhì)量，并且對(duì)于室內(nèi)外的判斷進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合。在實(shí)際的工作過程中，還需要尋求周邊居民的幫助，從而進(jìn)一步對(duì)該區(qū)域了解清楚，對(duì)于所選的點(diǎn)線面也必須有一定的代表作用，還需采取一定的方法加以輔助。

其二，對(duì)于觀測(cè)的線路，需要根據(jù)巖層或者構(gòu)造保持垂直的方向，按照實(shí)際區(qū)域地貌特征最為明顯的方向進(jìn)行規(guī)劃，要在地下水較多的區(qū)域或者含水層、帶的具體方向布置。

其三，針對(duì)觀測(cè)點(diǎn)的布置，要在不同的區(qū)域、地層之間的分界、有代表性的地層、有明顯的地下水露頭以及巖性變化明顯的位置進(jìn)行布置，要在同一區(qū)域不同地貌的界線進(jìn)行布置，要對(duì)可能會(huì)出現(xiàn)災(zāi)害的區(qū)域進(jìn)行預(yù)測(cè)布置，要在井、泉等區(qū)域進(jìn)行布置。一般情況下，進(jìn)行該測(cè)繪工作都會(huì)選擇夏季旱季氣候，從而為該測(cè)量工作創(chuàng)造一定的有利條件，若是在雨季進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，需要不停地進(jìn)行反復(fù)查看，從而更好地了解地下水的實(shí)際變動(dòng)情況[6]。

4.2 物探勘察技術(shù)

該種技術(shù)屬于較為先進(jìn)的勘探技術(shù)，其應(yīng)用范圍十分廣泛。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，需要注意其對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力以及對(duì)部分區(qū)域的針對(duì)性能，采用更多的措施和手段，有效結(jié)合鉆探技術(shù)加以對(duì)結(jié)果的驗(yàn)證?，F(xiàn)階段，我國(guó)較為常用的物探技術(shù)有高密度電勘探技術(shù)、電磁波勘探技術(shù)、淺震勘探技術(shù)、放射性勘探技術(shù)以及聲波勘探技術(shù)。現(xiàn)如今我國(guó)大部分區(qū)域都是采取該種技術(shù)進(jìn)行勘探，且該技術(shù)在多方面也頗有效果，例如對(duì)河床的分布勘探、部分巖溶區(qū)域的勘探等，我國(guó)關(guān)于水文監(jiān)測(cè)井技術(shù)也得到了國(guó)際的認(rèn)可。部分區(qū)域通過該種技術(shù)能夠很好地區(qū)分咸水區(qū)域和含水區(qū)域，并且還能做好井?dāng)?shù)據(jù)的測(cè)量工作，強(qiáng)化了挖井的工作效率，推動(dòng)了無巖芯鉆井技術(shù)的進(jìn)步。除此之外，我國(guó)也逐漸從傳統(tǒng)的模擬到現(xiàn)在的數(shù)據(jù)化測(cè)井，極大地強(qiáng)化了該施工的精準(zhǔn)性。

4.3 鉆探鉆孔技術(shù)

該技術(shù)的進(jìn)行需前兩種技術(shù)為基礎(chǔ)前提進(jìn)行相應(yīng)的布置。每個(gè)勘探點(diǎn)、線的布置工作必須保障合理、精確，并且還需保障其結(jié)構(gòu)符合各個(gè)施工、試驗(yàn)的需求。在進(jìn)行巖土施工的過程中，需要對(duì)巖石進(jìn)行相應(yīng)的沖洗工作，并且在實(shí)驗(yàn)前期對(duì)孔洞也要進(jìn)行沖洗。針對(duì)鉆探技術(shù)的質(zhì)量，其巖芯的采取率也必須符合該工程的標(biāo)準(zhǔn)需求。除此之外，在展開鉆孔施工的過程中，還需要對(duì)其施工的速度、聲音以及孔洞中所流出的液體都需要一一記錄到位，并最后對(duì)取得的巖芯進(jìn)行相應(yīng)的排序編錄作業(yè)[7]。

4.4 水文地質(zhì)勘察測(cè)試工作

該測(cè)試工作主要是分成抽注壓滲試驗(yàn)以及對(duì)地下水流動(dòng)的速度測(cè)試和地下水連通情況的測(cè)試。其中，抽水試驗(yàn)是最容易也是最常見的一種，在進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)的過程中，一定要將試驗(yàn)的區(qū)域安排在水量較多的區(qū)域，再根據(jù)其鉆孔的水量大小以及水位方向，可以將其分成穩(wěn)定和不穩(wěn)定兩種方式。當(dāng)抽水的區(qū)域巖石較為完整的時(shí)候，可以運(yùn)用裸孔的辦法進(jìn)行施工，但若其不完整的時(shí)候，還需要利用過濾管進(jìn)行試驗(yàn)，一般該抽水的管徑也必須要符合相應(yīng)的規(guī)定需求，同時(shí)在抽水區(qū)域的上下兩方都要做好止水施工，在展開實(shí)驗(yàn)的前期過程，還需要對(duì)孔洞進(jìn)行清理。在進(jìn)行抽水的過程中，不僅僅要對(duì)其動(dòng)靜態(tài)水的情況進(jìn)行檢測(cè)，還需要對(duì)其水的溫度和實(shí)際的水量進(jìn)行觀察，并且在實(shí)驗(yàn)完成之前，做好水的采集工作，當(dāng)實(shí)驗(yàn)完成之后，即可恢復(fù)水位測(cè)定。

4.5 巖石測(cè)定工作

在進(jìn)行巖土工程水文地質(zhì)勘察施工過程中，需要對(duì)巖石進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)工作，例如物理分析、磨片分析、水樣化學(xué)分析、細(xì)菌分析等等。除此之外，在較為特殊的區(qū)域還需要進(jìn)行古生物分析，對(duì)其沙子也要進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)定工作。

4.6 地下水的監(jiān)測(cè)技術(shù)

該監(jiān)測(cè)工作是要對(duì)地下水進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的動(dòng)態(tài)觀察，同時(shí)對(duì)于水源附近也要進(jìn)行相應(yīng)的觀察工作，通過鉆孔方式、挖井、泉等方式設(shè)立相應(yīng)的監(jiān)測(cè)地點(diǎn)，以實(shí)際水文條件、地質(zhì)條件作為主要基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)際的動(dòng)態(tài)情況，做好相應(yīng)的規(guī)劃工作。其中關(guān)于該動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)辦法，主要分成以下幾種：

其一，氣象型監(jiān)測(cè)，該檢測(cè)方式是較為常見的監(jiān)測(cè)方式，主要是根據(jù)氣候的變化來觀測(cè)地下水。

其二，潮汐型監(jiān)測(cè)，主要是在海邊區(qū)域，根據(jù)潮汐變化而進(jìn)行地下水的監(jiān)測(cè)。

其三，人工型監(jiān)測(cè)，主要是通過人工進(jìn)行開采，根據(jù)開采的強(qiáng)度進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)，該種方式在地下水的監(jiān)測(cè)中最常見，在進(jìn)行檢測(cè)的過程中，需要對(duì)該水位以及水質(zhì)、水量、水溫、地面變形程度等方式了解清楚。其中關(guān)于水位、水量、水溫的監(jiān)測(cè)都是半個(gè)月左右展開一次檢測(cè)，水質(zhì)需要在每年的旱季、平水季、水季進(jìn)行分別檢測(cè)[8]。

5 結(jié)語(yǔ)

巖土工程的施工過程中，其與地下水有著密不可分的聯(lián)系，為了更好地保障施工質(zhì)量，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行相應(yīng)的水文地質(zhì)勘察施工能夠更好地控制風(fēng)險(xiǎn)，因此，相關(guān)的施工單位需要加強(qiáng)重視，從而更好地保障施工建筑的安全穩(wěn)定。

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