岩土工程勘察中的水文地质的作用

2021-11-30卢增毅

中国金属通报 2021年11期

卢增毅

（广东省有色金属地质局水文地质队，广东广州 510800）

在勘察工作中，水文地质勘察是内容之一，但实际上勘察结果一般不需要水文地质数据，所以也就导致勘察工作中往往会轻视这一方面的工作。由于重视不足，所以常会忽视一些水文地质问题，仅仅做出简要评价。假如建设项目区域本身具有良好的水文地质条件，则不进行详细、全面的水文地质勘察也不会有多大负面影响；然而，如果水文地质方面的资料较少，不能确定实际水文地质情况，依然没有重视水文地质勘察，则可能会带来严重的危害，工程项目质量、稳定性都会受到影响，造成巨大损失。因此，必须重视水文地质工作，为该项工作开展提供便利，同时重视相关资料数据的收集与分析。

1 岩土工程勘察的特点

这项工作内容较多，同时也有较多特点。

1.1 服务性

岩土工程勘察本身为后续的工程建设服务，需要先进行勘察，了解现场情况，收集各种资料，之后的设计与施工会以勘察所得数据、分析等作为参考资料开展相应的工作。通过做好前期勘察，为后续工作服务，也为减少经济风险服务，有助于降低造价、提高施工质量以及使用安全性。

1.2 隐蔽性

这项工作作业范围较广，同时多数工作以岩土体、地下水情况为对象开展，岩土体的实际情况不止包括表面情况，同样需要研究地下的构造、构成等。地下水系分布于地下，从地上难以直观看到，也具有隐蔽性的特点，需要通过相应的技术手段获取地下水信息，是一项专业性、隐蔽性强的工作。

1.3 不确定性与复杂性

我国地大物博，并且国内有各种差异巨大的地形地貌，岩土情况复杂多变，并且环境形成是一个缓慢的过程，同时也受多种因素影响。岩土与水文情况受各种有规律与无规律的作用影响，所以，即使在某个区域内，也可能存在多种岩土与水文情况，有很大的不确定性以及复杂性。

1.4 综合性

岩土工程勘察涉及的知识较多，不仅要通过多种方法了解地下岩土、水文情况，同样要在获得资料后分析这些资料数据，做出准确评价，方能发挥出指导作用。同时，工作人员需要了解内业、外业的知识，并尝试将二者有机结合。这里的内业指的是相关资料的整理、归纳、测试、分析评价等，而外业则是指踏勘、调查、钻探、地层判定编录、取样、测试等等专业工作，这些工作均对工作人员自身能力素质有较高要求。

2 岩土工程勘察的作用

勘察是设计与施工之前的一项必要工作，能够为后续工作提供相应的参考资料，这些资料与实际情况相符，丰富、真实，可以帮助设计、施工人员全面了解实际地质情况，使各项工作可以科学合理的开展。可以减少由于勘察不足导致的地基沉降等问题，提高建设项目质量与安全性，提高耐久性，减少维护、翻修以及安全问题造成的经济损失以及可能的社会负面影响；同时，也有助于建设有序开展，降低各类风险。

3 水文地质对岩土工程的影响

作为岩土工程勘察重要项目，水文地质情况勘察不足会带来严重负面影响，必须根据水文地质实际情况开展相关工作，才能保证工程建设效果。总结有以下几方面的影响，需要引起重视：

3.1 影响建筑基础埋深

现代工程建设有向大体型、更深、更高的方向发展的趋势，建筑地下部分需要有足够的埋深与稳定性才能有足够的承载力，保持建筑物稳定。在实际工作中，地基深浅，会结合之前勘察所得的资料数据进行设计。需要了解当前区域的水文地质数据，以此为基础，再综合现场周边环境资料，科学设置埋深。地基设计中，需要提前勘察静态地下水位。通常情况下，建筑埋深要高于静态地下水位，以免长期受水体侵蚀，造成承载力不足、受腐蚀性能降低等问题，不过实际工作中也有一些建筑相对特殊，需要低于地下水位。对于这些建筑，一般需要先做好排降水工作，使区域内的水位降低，同样需要避免水体影响。另外，如果地下岩土被地下水侵蚀，就会使其整体强度逐步被削弱，可能会形成软化的岩石层，进而很容易开裂，会影响建筑地基埋深设置。所以，在工作中必须重视水文地质勘察，确保建筑地下部分不受不良岩石层以及地下水侵袭影响。

3.2 影响工程质量

由于种种原因影响，地下水并非一成不变，而是时刻处于动态变化中，会有自然的高低起伏。对于工程建设而言，水位差异会影响施工与质量。岩土本身有其酸碱倾向，受环境长期影响，处于平衡状态，进而使岩土结构可以维持稳定，同时具有一定的强度。如果水位升高，由于水体本身一般偏碱性，所以可能会打破岩土原本的平衡状态，地下水中含有的一些可溶性盐也可能侵蚀建筑材料，发生化学反应，进而使建筑基础的承载力不断降低，造成安全问题。与此同时，由于水位上升，也会引起暗河积水，从而增加了建筑材料产生裂缝的可能性。如果水位降低，则可能会出现地下漏斗，以往地下水水压发挥的承载作用会消失，从而使建筑地基下沉，造成质量问题。

另外，通常情况下，如果不受严重的外部因素干扰，地下水会处于平衡的动力循环下。当前，人类对自然的改造更加彻底，如果受到人为因素严重影响，则会打破原本的平衡状态，从而使建筑失稳，造成安全隐患乃至出现安全事故。例如，房地产开发受限于有限的土地面积，高层建筑大量兴建。随着建筑高度增加，就需要更深、更强的基础提供支持。而很多地区有地下水分布，所以需要抽水、垂直开挖降水。这些处理措施无疑会直接影响地下水循环，可能造成当地地下水地质情况出现巨大变化，进而造成建设质量问题，影响建筑使用寿命。

4 水文地质勘查内容

结合个人理解以及相关资料查阅，水文地质勘查主要涉及这些内容：

4.1 自然地理条件

是勘察工作需要关注的重要内容。自然地理条件的勘察，属于开展水文地质勘查的一项重要工作，可以获得一些有益信息。对于自然地理条件的勘察涉及的内容较多，具有较强的层次性，涉及面同样也很广，例如，当地的气候情况、区域的水文情况、具体的地形地貌等。气候方面的勘察围绕气象特征进行，要明确施工区域近些年来的气候情况，所处的温度带，获取往年的空气湿度、热度参数，往年的风向分布、风速等。水文情况涉及施工现场周边的水系数量、流量、区域内的地下水分布情况以及流向、流速等情况。地形地貌方面的勘察需要了解地形特征，地形冲刷效果、堆积形态等等内容。

4.2 地质环境

涉及内容包括当地的地质特征、基底构造情况、岩石性质等。在实际工作中，对工程区域进行地质环境分析十分重要。工作中，主要需要分析区域内岩层情况以及其对水作用的实际抗压能力，需要检测岩层腐蚀情况，判断在此处建设可能对建筑耐久产生的影响。

4.3 地下水位

地下水系会影响建筑地基稳定性，而水位高低对建筑地基的影响巨大，必须引起重视。为了减少地下水对地基的影响，必须通过勘察明确地下水位高低以及动态变化规律，提高设计与施工的针对性。水文勘察需要关注地下水动态升降情况，表现出的变化特征以及变化趋势，了解地下岩石环境水补充情况以及水体渗入岩石流失情况，要确认区域内的地下水位极值，历史特点，之后分析极值出现的原因。需要注意，不同岩层本身存在物质性质上的差异，其中蕴藏、流通的水量多少也有差异。同时，也要注意了解水类型以及流速方面的变动情况。加强对区域内的动态水位分析，可以指导基底调整工作。在进行地下水勘察中，需要结合地质水系上的差异针对性选择测定方法。

4.4 含水层、隔水层情况

会影响地基结构层次以及整体的稳固水平。勘察工作需要了解各含水层埋深、水位情况，水层厚度分布以及水位高低，不同水层分布的地下水类型，以及具体的流速、流向、水位变化范围。水文勘察需要结合不同建筑材料水敏感度进行，同时要结合区域内地质结构以及周边环境情况，需要重点分析不同水层对材料可能产生的腐蚀作用强弱，指导使用合适的材料。

5 水文地质勘察方法与技术

5.1 水文地质测绘

一般用于初步设计，需要勘察并分析区域内的地下水情况，包括类型、分布、边界、水循环等。当前，遥感影像在测绘中获得大量应用，有效缩短了测绘时间，也在一定程度上提高了测绘质量。在实际工作中，应注意测绘观测点的选点科学性，通常应在地质地貌的界线以及地质灾害点处。通常不同季节水文地质测绘有不同的工作侧重。例如在少雨季节一般为溪沟测流，雨季则复查重要井、泉，以便更加准确的获取地下水实际变化规律。

5.2 物探技术

物探技术具有较高技术含量。利用这一技术能够查明岩溶发育段具体情况，例如实际分布、含水层以及断裂富水带位置等。通常情况下，物探技术不单独使用，会与其他技术方法配合，可以提高水文地质的勘察效果。其中的测井技术特别是数字测井有效提升了物探效率。工作中，可以将物探测井与钻探相结合，能够提高勘察数据的准确性。

5.3 钻探技术

通常情况下，测绘与物探为现代钻探的必要基础，先进行测绘、物探，之后再进行钻孔，通过这一步骤明确具体地质水文情况。要注意科学设置勘探线与点，并且要求钻孔结构必须与抽水试验以及成井吻合。钻孔布置必须与取水工程做好配合，将部分钻孔作探采结合孔使用，以便降低资金投入。

5.4 抽水测试

在实际水文地质勘察中，在现场适当问题进行钻孔，之后进行抽水试验是了解地下水情况的一种有效措施。通常情况下，抽水测试需要在富水性地带进行。工作中必须重视以下操作：试验孔必须与勘探孔设计协调；抽水井必须与生产井协调；实际抽水强度需要结合取水量设置；观测孔必须广泛设置在观测区域内，多设观测孔能获得更加准确的数据信息；通常应在枯水季节抽水，此时期抽水降深大、有助于提高水位变化分析的准确性，为计算打下良好基础。通常情况下，抽水试验需要30多天完成。