工程地質(zhì)勘察中有關(guān)水文地質(zhì)問題的分析與研究

摘 要：工程地質(zhì)的勘察作業(yè)，繞不開對工程所在地水文地質(zhì)的勘察，因其在地質(zhì)勘察中的重要性較高，如果無法清晰探查地下水的運(yùn)動與分布，會影響工程建設(shè)，造成不可預(yù)知的安全隱患。因此，為確保工程建設(shè)質(zhì)量以及工程地質(zhì)勘察結(jié)果的嚴(yán)謹(jǐn)性，需將水文地質(zhì)的勘察進(jìn)行妥善處理，并對其勘察的合理性進(jìn)行科學(xué)分析，提出水文地質(zhì)問題對工程建設(shè)帶來的安全隱患，找出較為合理的應(yīng)對措施與建議，并與工程建設(shè)上下游進(jìn)行有效溝通，提前消除安全隱患，為工程建設(shè)提供前瞻性的指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)勘察；水文地質(zhì)；優(yōu)化措施

中圖分類號：TU195

基于新背景下轉(zhuǎn)型升級的工程建設(shè)行業(yè)，對于工程構(gòu)筑物的建造水平、質(zhì)量安全、綠色低碳、信息智能等方面，都提出了更高的要求，加之在環(huán)境保護(hù)方面的重視程度越來越高，勘察工作也面臨著全新的要求。在勘察工作中，水文地質(zhì)的勘察顯得尤為重要，通過勘察報告，可以有效輔助工程項目的施工和空間改造工作的開展，利用其直觀呈現(xiàn)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，為地質(zhì)環(huán)境開發(fā)提供支持?？辈旃ぷ魅藛T需要高度關(guān)注水文地質(zhì)問題，采取有效應(yīng)對措施，確保地質(zhì)勘察順利實施，為工程建設(shè)提供保障。

1 水文地質(zhì)勘察的重要性分析

在以往諸多的勘察實例出具的報告中，自然地理概況包含有工程建設(shè)所在地的地貌特征、氣候特征以及凍土特性等方面；地貌特征包括有巖土特性、結(jié)構(gòu)層構(gòu)造、地下水埋藏深度、水文變化幅度以及地震動參數(shù)等內(nèi)容；報告評價分析中囊括不良地質(zhì)描述、重點(diǎn)參數(shù)分析、評價意見以及相關(guān)措施等內(nèi)容。由此可以看出，水文地質(zhì)僅存在于報告中對地質(zhì)特征的描述，重點(diǎn)的評價措施環(huán)節(jié)中，鮮有對工程所在地水文地質(zhì)的科學(xué)合理性評估與相關(guān)性研究。部分工程因沒有重視水文地質(zhì)對工程建設(shè)的影響，導(dǎo)致其在后續(xù)的使用過程中，因地下水或其他水文關(guān)聯(lián)，引發(fā)不均勻沉降等現(xiàn)象的產(chǎn)生，對建筑物質(zhì)量造成一定影響。因此，在勘察報告的評價措施環(huán)節(jié)，應(yīng)加大研究力度，引入水文地質(zhì)對工程建設(shè)與使用維護(hù)方面的合理性預(yù)估及評價，優(yōu)化措施中對其提出相關(guān)的科學(xué)防護(hù)與應(yīng)急策略，從勘察結(jié)果至運(yùn)營維護(hù)，全方面地對水文地質(zhì)的影響進(jìn)行分析與評價，凸顯工程地質(zhì)勘察在工程建設(shè)前期的科學(xué)吻合性、技術(shù)前瞻性以及實踐指導(dǎo)性。

2 水文地質(zhì)勘察的主要內(nèi)容

水文地質(zhì)勘察區(qū)別于工程地質(zhì)勘察中的其他內(nèi)容，在于水文地質(zhì)的勘察要兼顧建設(shè)、勘察、設(shè)計、施工、運(yùn)營維護(hù)等多方主體，統(tǒng)籌考慮整個工程建設(shè)系統(tǒng)的時效性及深遠(yuǎn)影響，結(jié)合施工實際，出具前瞻性的措施意見，重要性不言而喻。

2.1 水文地質(zhì)測繪

實地勘察，收集已有的相關(guān)資料，通過布置觀測點(diǎn)等方式，對工程所在地的地下水的埋藏情況及變化幅度進(jìn)行觀測，探明地下水的分布狀況以及土壤的含水情況。必要時采用先進(jìn)的遙控感應(yīng)技術(shù)，輔以先進(jìn)的探測工具，有效地提高對地下水位的測繪精度，測繪完成后，進(jìn)一步完善技術(shù)資料與填圖工作。

2.2 物探

采用經(jīng)濟(jì)高效的電測深法、電剖面法、自然電場法、淺層地震法、α-徑跡法等方式，對地下水的含水層位置、淡水咸水分界線位置、鉆孔與后續(xù)試驗位置等進(jìn)行探查，為下一步工作提供方向，物探完成后，完善這一步工作的技術(shù)資料與相關(guān)工作。

2.3 水文地質(zhì)鉆探

為能精確尋找地下水含水層的具體位置與詳細(xì)分布，探明地下水的存貯條件，利用物探找尋的鉆孔進(jìn)行水文地質(zhì)鉆探，鉆探過程用純凈水鉆入，保證鉆探到的巖心進(jìn)行相關(guān)的水文試驗時，所獲取的試驗數(shù)據(jù)真實可靠，并將試驗數(shù)據(jù)與資料進(jìn)行詳細(xì)記錄。

2.4 水文試驗

水文試驗有多種方式可以進(jìn)行，區(qū)別于壓水、注水等方式，抽水試驗一般為最常用的試驗方法，通過抽水試驗，可以直觀獲取地下水的各項具體參數(shù)，為地下水及水文地質(zhì)條件的評價優(yōu)化提供初始資料。

2.5 動態(tài)觀測

進(jìn)行過上述步驟以后，需要對地下水進(jìn)行規(guī)律性的動態(tài)觀測。對地下水的動態(tài)觀測要用時間來衡量，一般來說，觀測的時間不得少于一個水文年，觀測時間測得地下水的水位變化、水溫環(huán)境、水質(zhì)因素等內(nèi)容就越為精確。這些要素的測定，能夠為勘察報告水文評價以及相關(guān)的計算提供更為翔實的技術(shù)基礎(chǔ)。

2.6 試驗分析

在勘察過程中，要對土壤、水體進(jìn)行取樣，樣本送至實驗室進(jìn)行土質(zhì)、水質(zhì)、土壤粒度、微體古生物、同位素年齡等相關(guān)要素的分析。

2.7 出具報告與圖件

結(jié)合上述工作內(nèi)容，完成水文地質(zhì)勘察的相關(guān)工作，出具水文地質(zhì)勘察報告與水文圖件。其中圖件能夠反映出地下水的水位分布、水位埋深、污染情況以及相關(guān)參數(shù)，水文報告則能如實反映工程所在地實際的水文地質(zhì)情況，并包含水文地質(zhì)對工程建設(shè)影響的科學(xué)預(yù)估與評價，以及根據(jù)建設(shè)施工需求相匹配的前瞻性指導(dǎo)意見。

3 常見的水文地質(zhì)危害

3.1 地下水水位線及水壓的影響

水文地質(zhì)的勘察中，需要探明地下水的水位線以及變化幅度。常規(guī)而言，地下水水位線的變化幅度大體上取決于季節(jié)性的降雨量，譬如某一時段降水量多，則地下水的水位線會出現(xiàn)明顯漲幅，某一時段降雨量少或干旱，水位線可能會保持正常波動或出現(xiàn)下降的情況。施工時，如果措施不當(dāng)，也會造成地下水的水位線出現(xiàn)明顯波動，過大的增幅或降幅，都會給工程的建設(shè)質(zhì)量帶來嚴(yán)重的影響，譬如因地下水位下降，促使土壤的滲透能力下降，土質(zhì)就會變得相對松散，引發(fā)建筑物的不均勻沉降，而如果地下水過多，也同樣會影響土壤的吸水能力，也會引發(fā)工程建筑物的不均勻沉降，影響建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。因此，工程地質(zhì)勘察時，需結(jié)合當(dāng)?shù)刂T多因素，對地下水水位線的波動有著準(zhǔn)確的掌握，水文勘察報告和圖件中要有對施工措施預(yù)測性地提出優(yōu)化建議。

3.2 地下水腐蝕

地下水會因氣候環(huán)境的影響、季節(jié)的變化，隨著時間的演化從而產(chǎn)生不同水位、不同微量元素構(gòu)成的地下水，因礦物質(zhì)含量不同，地下水在受到破壞或污染之后，化學(xué)成分增加，致使具有腐蝕性的地下水體產(chǎn)生，如果腐蝕程度達(dá)到對應(yīng)含量，那么就會對建筑結(jié)構(gòu)造成影響[1]。在這種地下水位上建設(shè)工程，會因水中含侵蝕性的化學(xué)元素沖刷溶解混凝土中的相關(guān)物質(zhì)，使得混凝土產(chǎn)生崩解現(xiàn)象，嚴(yán)重影響工程質(zhì)量。因此，在水文工程的勘查中，需要對地下水的腐蝕性納入勘察技術(shù)指標(biāo)，依照相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對其腐蝕的綜合程度進(jìn)行科學(xué)合理地評估。

3.3 地下水水循環(huán)系統(tǒng)破壞

地下水在地底下的常年演化，已經(jīng)形成了錯綜復(fù)雜星羅棋布的水循環(huán)系統(tǒng)。多年以來，各地的工程構(gòu)筑物如雨后春筍般拔地而起，伴隨著人們對地底的探索與建設(shè)，已經(jīng)有部分地下水的水循環(huán)系統(tǒng)遭到破壞，無法恢復(fù)。水文地質(zhì)勘查中，也應(yīng)重點(diǎn)探明工程所在地的地下水循環(huán)系統(tǒng)有無發(fā)生重大變化，因為不穩(wěn)定的水循環(huán)系統(tǒng)會使得勘察工作以及后續(xù)的施工工作產(chǎn)生不可預(yù)估的不穩(wěn)定性，增加工程建設(shè)風(fēng)險。因此，為避免勘察及施工成果遭受破壞，水文勘察報告應(yīng)出具地下水循環(huán)系統(tǒng)的全面評估結(jié)果。

3.4 地下水水質(zhì)變差

現(xiàn)代化工業(yè)、農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，極大地推動著地下水的挖掘與開采，若保護(hù)措施不到位，或是開挖之前沒有充分的技術(shù)論證，盲目地對地下水開挖，都會造成地下水水質(zhì)的破壞，誘發(fā)地下水水質(zhì)污染的嚴(yán)重問題，伴隨著地下水水循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，污染源不僅不會消失，還會進(jìn)一步擴(kuò)散，蔓延至其他地下水水域。這就要求水文勘察報告中，除了要有工程所在地水文地質(zhì)情況的勘察結(jié)果，還應(yīng)廣泛查閱資料，對周邊地下水的水質(zhì)情況的未來變化及波動情況有著全方位的研判。

3.5 地下水引發(fā)的不良地質(zhì)作用

地下水無時無刻都在運(yùn)動，在其流經(jīng)的地方，有可能會對巖體土壤等產(chǎn)生一定的破壞作用，并帶動沿途不良的雜質(zhì)進(jìn)行遷徙。地下水的不良地質(zhì)作用一般為侵蝕、搬運(yùn)和沉積作用，會造成譬如土地脹縮變形、沉降、塌陷、失穩(wěn)、突水、突涌等現(xiàn)象的發(fā)生。其中侵蝕和搬運(yùn)過程中，地下水會將其剝蝕產(chǎn)物沿著地下水循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)動方向進(jìn)行搬運(yùn)，這一過程很可能會將偶然產(chǎn)生的污染物或者有害物質(zhì)進(jìn)行擴(kuò)散，破壞地下水水質(zhì)及其循環(huán)系統(tǒng)；地下水的化學(xué)搬運(yùn)過程，會將地下水流經(jīng)地區(qū)的風(fēng)化巖石、砂礫等進(jìn)行搬運(yùn)，搬運(yùn)途中溶解以后，產(chǎn)生以碳酸鹽為主的化學(xué)物質(zhì)，加上地下水所處環(huán)境的溫度與壓力，形成溶于水的化學(xué)物質(zhì)后，極有可能改變地下水質(zhì)情況，影響水文地質(zhì)的穩(wěn)定性。

4 水文地質(zhì)病害的處理措施

4.1 水文地質(zhì)勘察的理論強(qiáng)化

在開展水文地質(zhì)的勘察工作前，需要事先明確勘察目標(biāo)與勘察要求，制定進(jìn)度計劃與實施方案，做到理論先導(dǎo)，實踐后行?？辈烊藛T要對相關(guān)工作及技術(shù)性難點(diǎn)進(jìn)行深入了解與研究，因地制宜靈活運(yùn)用勘察的方式方法，熟練掌握地下水的水文性質(zhì)，土層的特性參數(shù)等概念。對工程所在地的水文地質(zhì)進(jìn)行勘察后，要詳細(xì)分析地下水的埋深及分布狀況，明確地下水及周邊地下水域的流性及受污染狀況，掌握工程所在地地下水的季節(jié)性變化規(guī)律與土壤滲透系數(shù)。水文地質(zhì)勘察期間，通過鉆孔試驗、水壓試驗等手段，獲取出具報告以及圖件所需的起始壓力值、壓力基數(shù)、最高壓力等數(shù)據(jù)信息，以確認(rèn)工程所在地的地下水壓力值。完成相關(guān)理論性研究及試驗操作以后，結(jié)合現(xiàn)代化的勘察工具與技術(shù)，對水文地質(zhì)的勘察結(jié)果進(jìn)行精準(zhǔn)客觀評價，能夠為工程建設(shè)提供理論依據(jù)與技術(shù)支持。

4.2 水文地質(zhì)勘察的技術(shù)優(yōu)化

一個行業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力的判定，基于該行業(yè)在發(fā)展過程中，有無不斷的技術(shù)集成與創(chuàng)新發(fā)展，有創(chuàng)新精神和科技成果積淀，水文地質(zhì)勘察行業(yè)亦是如此，勘察技術(shù)水平的高低好壞先進(jìn)與否，不僅直接影響到水文勘察工作的數(shù)據(jù)采集與效率，更能夠直接決定勘察結(jié)果的最終質(zhì)量。與此同時，先進(jìn)技術(shù)水平的實踐應(yīng)用，可以大幅提高勘查結(jié)果的精確度，可為后期的工程建設(shè)提供更為科學(xué)合理的理論指導(dǎo)。在意識到新技術(shù)帶來高效便利的同時，還會配套引入新的勘察測量設(shè)備，用以構(gòu)建完整的水文地質(zhì)勘察工作系統(tǒng)?？辈旒夹g(shù)人員面對新設(shè)備新技術(shù)，還需接受針對性的培訓(xùn)，包括測量設(shè)備在使用后的維護(hù)與保養(yǎng)，為新的項目勘察打下堅實的理論技術(shù)基礎(chǔ)。

4.3 水文地質(zhì)勘察的質(zhì)量監(jiān)督

建設(shè)單位作為勘察工作質(zhì)量監(jiān)管的核心，要嚴(yán)格執(zhí)行國家的相關(guān)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，不得迫使勘察單位低價承攬，不得明示或者暗示中標(biāo)單位違反行業(yè)道德與國家標(biāo)準(zhǔn)；勘察單位作為勘察工作質(zhì)量自檢的源頭，要加強(qiáng)技術(shù)人員職業(yè)道德培訓(xùn)，在企業(yè)內(nèi)部建立健全質(zhì)量管理體系，設(shè)置項目主管等崗位，在勘察工作中綜合研判，制定適宜于自有團(tuán)隊的工作計劃，組織專業(yè)技術(shù)人員對建設(shè)工程所在地的實際條件進(jìn)行勘察，在工作中不斷優(yōu)化和完善工作計劃，嚴(yán)格把控取樣質(zhì)量和試驗結(jié)果，不做事后修改、追補(bǔ)等工作，保留原始記錄的完整性，對勘查結(jié)果負(fù)直接責(zé)任；在對施工圖進(jìn)行審查時，依據(jù)工程建設(shè)的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)對勘察文件進(jìn)行審核，不合格的勘察文件要提供書面緣由并退還，勘察文件中有涉及到違反法律、法規(guī)等重大問題，上報建設(shè)主管部門；工程設(shè)計、施工、監(jiān)理等各單位亦是如此，層層監(jiān)管，各流程把守，確保水文地質(zhì)勘察工作的權(quán)威性。

4.4 水文地質(zhì)勘察的科學(xué)評價

水文地質(zhì)的勘察過程中，對于相關(guān)的信息數(shù)據(jù)的收集要做到規(guī)整完善，可以依托于信息化的大數(shù)據(jù)技術(shù)，對項目建設(shè)范圍內(nèi)的水文地質(zhì)信息進(jìn)行宏觀上的比對和分析，預(yù)測水文地質(zhì)勘察結(jié)果能否影響到工程建設(shè)，且能預(yù)判工程項目基礎(chǔ)施工時會發(fā)生的各類問題，提出針對性的措施。在實際對于水文地質(zhì)進(jìn)行勘查的期間，勢必要從多元化角度出發(fā)，對于水文地質(zhì)相應(yīng)勘查結(jié)果展開合理性分析，對于實際結(jié)果進(jìn)行比對[2]。評價水文地質(zhì)的勘察結(jié)果，要依附于對工程項目的影響，明確勘察在建設(shè)環(huán)節(jié)的重要地位，從多角度出發(fā)，客觀性地進(jìn)行總結(jié)和評價，充分突出水文地質(zhì)勘查評價完整性、科學(xué)性及真實性、有效性。

5 工程實例研究

某水利項目通過地質(zhì)勘察，獲得該項目相關(guān)數(shù)據(jù)信息，地下水位深度10 m，存在粉質(zhì)沙土，地表存在淺水層。穩(wěn)定性方面，地震設(shè)防烈度為7度，工程周圍10 km范圍內(nèi)未存在斷層地質(zhì)，區(qū)域穩(wěn)定程度相對較高。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，工程所在地周邊未存在明顯污染源，在勘察階段取樣了地表水以及地下水進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)水質(zhì)對混凝土無腐蝕，對鋼筋弱腐蝕。按照水工建筑的抗震設(shè)計規(guī)范，本項目無須考慮地震液化等因素，通過水文勘察，綜合分析地基土的滲透變形能力，以及地表土的抗沖刷性能，發(fā)現(xiàn)其防滲及抗沖刷能力不足，且土層透水性強(qiáng)，因此，通過綜合性的分析，提出利用樁基以及換填土的方式對地基土層進(jìn)行加固處理。譬如，介于粉質(zhì)沙土結(jié)構(gòu)，對其進(jìn)行換填；介于淤泥層的結(jié)構(gòu)，對其進(jìn)行樁基的加固處理，再通過管井降水等方式，對地下水進(jìn)行控制，保證了水土及構(gòu)筑物邊坡的穩(wěn)定性，獲得了科學(xué)合理的評價。

6 結(jié)語

隨著在建工程規(guī)模的越來越大，標(biāo)準(zhǔn)化程度越來越高，建設(shè)質(zhì)量越來越好，這就對參與工程項目建設(shè)的上下游各方都提出了全新要求。水文地質(zhì)勘察做為工程地質(zhì)勘察中的關(guān)鍵性工作，需健全標(biāo)準(zhǔn)化體系與評估機(jī)制的建設(shè)，提升勘察人員綜合素質(zhì)[3]，遵守國家法律法規(guī)，執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，在進(jìn)行勘察作業(yè)時，對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境予以保護(hù)，采用先進(jìn)機(jī)具設(shè)備與工藝技術(shù)，保證勘察作業(yè)的效率與勘查結(jié)果的質(zhì)量，確保工程建設(shè)的順利開展。

參考文獻(xiàn)：

[1]" 李文魁. 工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)問題的重要性[J]. 世界有色金屬，2021（21）：221-222.

[2]" 李朋. 巖土工程地質(zhì)勘察過程中的水文地質(zhì)問題研究[J]. 當(dāng)代化工研究，2022（10）：180-182.

[3]" 高羽. 工程地質(zhì)勘察中的水文地質(zhì)危害及對策[J]. 工程技術(shù)研究，2021，6（22）：243-244.