工程建設(shè)中水文地質(zhì)勘察技術(shù)的應(yīng)用

趙光樸

摘 要： 對(duì)工程建設(shè)中水文地質(zhì)勘察技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析和研究，然后闡述了工程建設(shè)中水文地質(zhì)勘察技術(shù)的重要性，最后對(duì)工程建設(shè)中水文地質(zhì)勘察技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)分析和探討，希望能為工程建設(shè)中水文地質(zhì)勘察技術(shù)的應(yīng)用提供一些有價(jià)值的參考。

關(guān)鍵詞： 工程建設(shè) 水文地質(zhì) 勘察技術(shù) 具體應(yīng)用

中圖分類號(hào)： P641文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 1679-3567（2024）04-0051-03

Application of Hydrogeological Exploration Technology in Engineering Construction

ZHAO Guangpu

The Fourth Team of Hydrogeological Engineering and Geology， Hebei Brigade of Geology and Mineral Resources Exploration （Hebei Center of Ground Settlement Monitoring and Early-Warning Prevention Technology）， Cangzhou， Hebei Province， 061000 China

Abstract： This paper analyzes and researches the application of hydrogeological investigation technology in engineering construction， then describes the importance of hydrogeological investigation technology in engineering construction， and finally analyzes and discusses in detail the application of hydrogeological investigation technology in engineering construction， hoping to provide some valuable references for the application of hydrogeological investigation technology in engineering construction.

Key Words： Engineering construction； Hydrogeology； Exploration technology； Specific application

水文地質(zhì)勘察技術(shù)主要是指對(duì)工程建設(shè)中水文地質(zhì)進(jìn)行科學(xué)分析與研究的一種手段，是一項(xiàng)重要的工程建設(shè)工作，其主要目的是全面了解和掌握水文地質(zhì)情況，從而更好地做好工程建設(shè)工作，避免在進(jìn)行水文地質(zhì)勘察過(guò)程中出現(xiàn)失誤。因此，要認(rèn)真分析和研究水文地質(zhì)勘察技術(shù)的應(yīng)用，以保障工程建設(shè)更加順利。

1 水文地質(zhì)勘察技術(shù)在工程建設(shè)中的重要性

在工程建設(shè)過(guò)程中，水文地質(zhì)條件直接影響到工程的穩(wěn)定性和安全性。如果缺乏對(duì)這些條件的深入了解，可能導(dǎo)致施工質(zhì)量問(wèn)題，甚至可能因?yàn)樗牡刭|(zhì)問(wèn)題而導(dǎo)致工程事故，進(jìn)而影響工程的正常進(jìn)行和最終質(zhì)量。為了做好水文地質(zhì)勘察工作，需要全面了解施工現(xiàn)場(chǎng)的水文地質(zhì)情況，包括土壤類型、地下水位、地質(zhì)構(gòu)造、水文循環(huán)等多個(gè)方面。通過(guò)對(duì)這些因素的深入分析，可以更好地預(yù)測(cè)和評(píng)估可能遇到的問(wèn)題，并據(jù)此制定出相應(yīng)的預(yù)防和解決措施。

在具體實(shí)施過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)采取科學(xué)合理的方法對(duì)水文地質(zhì)條件進(jìn)行調(diào)查，包括地質(zhì)鉆探、土壤和水樣分析、地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)等技術(shù)手段。通過(guò)這些方法，可以獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和信息，為制訂解決方案提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。制訂解決方案時(shí)，需要考慮到施工過(guò)程中可能遇到的各種情況，包括但不限于地下水位變化、土壤穩(wěn)定性問(wèn)題、地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等，以有效應(yīng)對(duì)預(yù)測(cè)到的問(wèn)題，避免在工程建設(shè)中出現(xiàn)事故[1]。

2 工程建設(shè)過(guò)程中地下水的影響因素

地下水的補(bǔ)給來(lái)源主要包括大氣降水、地表徑流和人工開(kāi)采三種，這三種補(bǔ)給方式都會(huì)對(duì)地下水的流量和水位產(chǎn)生影響。大氣降水是地下水補(bǔ)給的主要來(lái)源之一，因此在工程建設(shè)過(guò)程中要加強(qiáng)對(duì)大氣降水進(jìn)行收集和研究工作。而地表徑流的補(bǔ)給條件主要涉及大氣降水或地表徑流流入地下水層時(shí)的流量與速度。人工開(kāi)采是指人類利用機(jī)械設(shè)備對(duì)地下水源進(jìn)行挖掘工作，通常人工開(kāi)采會(huì)對(duì)地下水水位產(chǎn)生一定的影響，還會(huì)對(duì)地下水造成一定的污染和破壞[2]。

3 水文地質(zhì)勘察技術(shù)的常用方法

3.1 水文地質(zhì)調(diào)查

水文地質(zhì)調(diào)查是研究地下水的分布、運(yùn)動(dòng)、形成及其與地質(zhì)環(huán)境之間相互關(guān)系的過(guò)程。這項(xiàng)調(diào)查對(duì)于水資源的開(kāi)發(fā)、利用和管理至關(guān)重要。水文地質(zhì)調(diào)查通常包括以下幾種主要方法。

3.1.1 地質(zhì)調(diào)繪

地質(zhì)調(diào)繪是通過(guò)實(shí)地考察和收集地質(zhì)信息，如地層、巖性、構(gòu)造、地貌等，來(lái)了解地下水的地質(zhì)背景。通常包括對(duì)地表和地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的觀察、描述和繪制地質(zhì)圖。地質(zhì)調(diào)繪有助于識(shí)別含水層的位置、厚度和水質(zhì)等特征。地質(zhì)調(diào)繪后編制的地下水資源評(píng)價(jià)圖如圖1所示。

3.1.2 地面調(diào)查

地面調(diào)查涉及對(duì)地表水體（如河流、湖泊、濕地）和地下水露頭（如泉眼）的觀察和采樣。這些活動(dòng)可以幫助評(píng)估地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄條件，以及確定地下水與地表水之間的相互作用。

3.1.3 水文地質(zhì)鉆探

水文地質(zhì)鉆探是通過(guò)鉆孔來(lái)獲取地下巖層的樣品和水樣，以及測(cè)量井孔中的水位和滲透性。這種方法可以直接獲取地下水的物理和化學(xué)特性，以及含水層的水文地質(zhì)參數(shù)。

3.1.4 地球物理方法

地球物理方法包括電法、磁法、地震法、重力法等，這些方法可以用來(lái)探測(cè)地下結(jié)構(gòu)和巖石的物理特性，從而推斷地下水的存在和流動(dòng)情況。例如：電阻率測(cè)量可以用來(lái)識(shí)別含水層和非含水層的邊界。

3.1.5 數(shù)值模擬

數(shù)值模擬是通過(guò)計(jì)算機(jī)模型來(lái)模擬地下水流動(dòng)和質(zhì)量傳輸?shù)倪^(guò)程。這種方法可以用來(lái)預(yù)測(cè)地下水系統(tǒng)對(duì)自然和人為變化的響應(yīng)，以及評(píng)估水資源的可持續(xù)利用[3]。

3.2 水文地質(zhì)實(shí)驗(yàn)

通過(guò)對(duì)水文地質(zhì)實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用，可以有效掌握地下水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，從而為水資源的合理開(kāi)發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。其中，水力學(xué)試驗(yàn)是利用水的流態(tài)及運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)研究地下水運(yùn)動(dòng)過(guò)程中相關(guān)物理因素與化學(xué)因素之間相互關(guān)系的一種方法。其主要包括地下水位變化規(guī)律測(cè)試、地下水位動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與地下水滲流規(guī)律測(cè)試等幾種，通過(guò)對(duì)這些內(nèi)容的研究，可以為分析和掌握地下水運(yùn)動(dòng)規(guī)律提供科學(xué)依據(jù)。

在進(jìn)行水文地質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇合適的實(shí)驗(yàn)方法。其中，水工試驗(yàn)主要包括水力學(xué)實(shí)驗(yàn)和水質(zhì)測(cè)試；靜力試驗(yàn)主要包括靜水壓力試驗(yàn)和抽水試驗(yàn)；滲透試驗(yàn)主要包括滲透系數(shù)測(cè)試、滲透系數(shù)測(cè)定以及滲透系數(shù)等；抽水試驗(yàn)主要包括抽水試驗(yàn)和抽水試驗(yàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)等。通過(guò)對(duì)這些試驗(yàn)，可以提高水文地質(zhì)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，為分析和掌握地下水運(yùn)動(dòng)規(guī)律提供科學(xué)依據(jù)。此外，在進(jìn)行水文地質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，還需要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇合適的觀測(cè)設(shè)備與觀測(cè)時(shí)間[4]。

4 工程建設(shè)中的水文地質(zhì)勘察技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

4.1 工程概況

某工程項(xiàng)目位于城市邊緣，周邊環(huán)境較為復(fù)雜，屬于典型的巖溶地貌。為研究水文地質(zhì)情況，在工程設(shè)計(jì)階段采用了物探、鉆探、抽水試驗(yàn)等多種方法對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行勘察。場(chǎng)地主要由松散層、殘積層、全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖和中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖組成，其中松散層主要分布在場(chǎng)地的東、西兩側(cè)。根據(jù)勘察結(jié)果分析：該場(chǎng)地地下水類型主要為巖溶水，主要發(fā)育在第四系松散層中的孔隙潛水和基巖裂隙水，地下水埋藏深度為5～10 m。根據(jù)鉆孔抽水試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，第四系孔隙潛水水位埋深為0.20～0.40 m，水位變化幅度在1.00～3.40 m之間；基巖裂隙水水位埋深為0.50～2.80 m，水位變化幅度5.00～5.50 m之間。因此，該場(chǎng)地地下水類型對(duì)建筑物存在一定威脅。為了保障工程建設(shè)安全和質(zhì)量，工程建設(shè)前期需開(kāi)展水文地質(zhì)勘察工作。通過(guò)對(duì)場(chǎng)地水文地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)勘察和分析，確定了適宜的地下水勘察方案和工程建設(shè)方案，為后續(xù)工程建設(shè)提供了可靠的水文地質(zhì)資料。

4.2 設(shè)計(jì)方案

設(shè)計(jì)方案要按照《巖土工程勘察規(guī)范》（GB 50021—2001）要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)整個(gè)區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境分析，確定好該地區(qū)水文地質(zhì)情況，然后根據(jù)地質(zhì)情況做好詳細(xì)的勘察工作。水文地質(zhì)勘察主要包括地下水類型的勘察和地下水動(dòng)態(tài)的勘察兩個(gè)部分，兩者缺一不可。首先，在進(jìn)行地下水類型的勘察時(shí)，要對(duì)該地區(qū)地下水位進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)量工作，并對(duì)不同水位下的水量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。其次，在進(jìn)行地下水動(dòng)態(tài)勘察時(shí)，要根據(jù)工程實(shí)際情況和當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)條件對(duì)地下水的動(dòng)態(tài)進(jìn)行觀測(cè)和記錄。根據(jù)上述兩方面內(nèi)容對(duì)該地區(qū)地下水的類型和動(dòng)態(tài)變化情況進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上制訂出合理有效的地下水防治方案，主要包括地面沉降防治方案、巖溶塌陷防治方案等。此外，還可以利用人工降水或使用降水措施，減少該地區(qū)地下水對(duì)建筑物地基造成的影響[5]。

4.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

為了驗(yàn)證該方法在該工程項(xiàng)目中的應(yīng)用效果，選擇在該工程項(xiàng)目中使用“深井抽水試驗(yàn)”的方法。主要是通過(guò)對(duì)抽水試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，了解抽水井附近水位變化情況，了解該區(qū)域內(nèi)地下水的動(dòng)態(tài)變化情況。首先，選擇一口處于地下水位以下的抽水井，對(duì)該水井進(jìn)行抽水實(shí)驗(yàn)，確定井底附近的水位變化情況。其次，在完成抽水試驗(yàn)后，將鉆孔中抽取的地下水注入到井中，測(cè)量出水量和水位變化情況。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，將測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和比較，了解水井附近水位變化情況。最后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)水文地質(zhì)勘察技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。該方法在水文地質(zhì)勘察技術(shù)中具有較好的應(yīng)用效果。

4.4 調(diào)查數(shù)據(jù)

工程建設(shè)中，水文地質(zhì)勘察工作的首要任務(wù)是收集水文地質(zhì)資料，進(jìn)行水文地質(zhì)調(diào)查和研究。通過(guò)收集相關(guān)資料，可以了解到該地區(qū)的地形、地貌和氣候特征等自然情況；當(dāng)?shù)厥欠裼械叵滤?，地下水位的深度是多少，地下水類型、含水介質(zhì)、水質(zhì)狀況、水化學(xué)類型及分布規(guī)律等情況；當(dāng)?shù)厥欠裼腥祟惞こ袒顒?dòng)和人為活動(dòng)引起的地震活動(dòng)情況；當(dāng)?shù)厥欠裼袔r溶地區(qū)，巖溶發(fā)育狀況及其特征等。同時(shí)還可以了解到該地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)條件，為后期工程建設(shè)提供參考依據(jù)。在進(jìn)行調(diào)查工作時(shí)，工作人員要根據(jù)實(shí)際情況，合理選擇和確定調(diào)查范圍、調(diào)查深度及調(diào)查內(nèi)容等信息，并明確各工作環(huán)節(jié)之間的相互關(guān)系，以達(dá)到預(yù)期目的。

4.5 實(shí)踐應(yīng)用情況

某工程項(xiàng)目的建設(shè)規(guī)模為16 500 m3/d，其建筑高度為21.3 m，建筑結(jié)構(gòu)采用框架結(jié)構(gòu)。水文地質(zhì)勘察工作主要針對(duì)兩個(gè)方面的問(wèn)題：（1）地下水位變化情況；（2）地下水的補(bǔ)給與排泄。本次勘察工作主要運(yùn)用了鉆探和抽水試驗(yàn)的方式對(duì)水文地質(zhì)進(jìn)行勘察。鉆探技術(shù)方面，采用了“兩鉆一護(hù)”的方式進(jìn)行鉆孔施工，其中一個(gè)鉆孔采用了兩臺(tái)鉆機(jī)同時(shí)施工，另一個(gè)鉆孔則只有一臺(tái)鉆機(jī)施工。在實(shí)施鉆探施工時(shí)，如果遇到地下水較為豐富的地層，會(huì)運(yùn)用鉆孔注水的方式，在一定程度上提升地下水的水位；如果遇到地下水較為貧乏的地層，會(huì)使用壓鉆方式進(jìn)行勘探。抽水試驗(yàn)方面，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況制訂科學(xué)合理的試驗(yàn)方案。在本次試驗(yàn)中，一共進(jìn)行了16個(gè)抽水孔進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果的分析，最終確定了12個(gè)水文地質(zhì)勘探孔。結(jié)合鉆孔水位與水量等數(shù)據(jù)可知，抽水試驗(yàn)成果較為理想。從水文地質(zhì)勘察結(jié)果來(lái)看，工程項(xiàng)目存在兩個(gè)地下水補(bǔ)給源以及一個(gè)地下水排泄源。其中地下水補(bǔ)給源主要是由附近的地表河流匯入形成的；地下水排泄源主要是由地下裂隙水以及巖溶水共同形成。兩個(gè)地下水補(bǔ)給源均較為豐富，且水量較大。

5 結(jié)語(yǔ)

水文地質(zhì)勘察技術(shù)是工程建設(shè)中一項(xiàng)重要的技術(shù)，在實(shí)際的工程建設(shè)中起著非常重要的作用，在一定程度上決定著工程建設(shè)的質(zhì)量。因此，要充分認(rèn)識(shí)到水文地質(zhì)勘察技術(shù)的重要性，在實(shí)際工作中要不斷加強(qiáng)水文地質(zhì)勘察技術(shù)的應(yīng)用，這樣才能更好地做好工程建設(shè)工作。本文主要對(duì)工程建設(shè)中水文地質(zhì)勘察技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了分析和研究，并對(duì)此進(jìn)行了闡述，希望能為工程建設(shè)中水文地質(zhì)勘察技術(shù)的應(yīng)用提供一些有價(jià)值的參考。

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