吳 杰

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局327 地質(zhì)隊(duì)，安徽 合肥 230011）

水文地質(zhì)主要研究的內(nèi)容是地下水的物化性質(zhì)、分布規(guī)則等，是地質(zhì)學(xué)的一個(gè)重要分支。地下水是巖土結(jié)構(gòu)的重要組成部分，對(duì)工程施工的安全、施工進(jìn)度、施工方案等具有很大影響，因此在巖土工程地質(zhì)勘察時(shí)水文地質(zhì)的研究是十分必要的。我國是基建大國，土木工程項(xiàng)目數(shù)量非常龐大，其施工質(zhì)量與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展息息相關(guān)，因此研究巖土工程勘察中的水文地質(zhì)問題具有重要意義，基于此，文章展開深入探討。

1 水文地質(zhì)勘察的基本內(nèi)容

1.1 自然地理?xiàng)l件與地質(zhì)環(huán)境

自然地理?xiàng)l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(jīng)濟(jì)、人口、城市規(guī)模等社會(huì)因素。水文勘察時(shí)要充分考慮到各類影響因子，為項(xiàng)目的規(guī)劃、施工手段的選擇打下基礎(chǔ)。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(zhì)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(zhì)等內(nèi)容，通過對(duì)其細(xì)致勘察來制定科學(xué)的建造技術(shù)。例如：根據(jù)地下水的腐蝕性估算建筑地基的耐久強(qiáng)度，并給予相應(yīng)的處理辦法。

1.2 地下水位的調(diào)差

地下水位情況是巖土工程水文地質(zhì)勘探的重要內(nèi)容。當(dāng)?shù)叵滤簧舷伦兓瘎×視r(shí)會(huì)對(duì)上層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性產(chǎn)生極大影響，具體而言，通過先進(jìn)的勘察技術(shù)對(duì)工程區(qū)域的地下水位變化進(jìn)行監(jiān)測，基于測量數(shù)據(jù)來估算水流對(duì)巖土層整體穩(wěn)定性的影響程度，進(jìn)一步的給出是否進(jìn)行抽排水、補(bǔ)充水的技術(shù)判斷。

1.3 隔水層及含水層的調(diào)查

巖土層中不同的成分對(duì)水的抗侵蝕能力存在較大差異，受到物化性質(zhì)影響，不同含水層的承壓能力存在較大差異，當(dāng)大體量的工程結(jié)構(gòu)建成時(shí)如果含水層、隔水層結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定就會(huì)產(chǎn)生極大的安全風(fēng)險(xiǎn)，因此對(duì)隔水層、含水層的厚度、深度、進(jìn)行勘察是十分必要的。另一方面，根據(jù)巖土工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，通過水文地質(zhì)調(diào)查為工程技術(shù)人員提供可靠的數(shù)據(jù)參考，對(duì)建筑地基的開挖深度進(jìn)行科學(xué)選擇。

2 水文地質(zhì)問題對(duì)巖土工程的典型損害

2.1 地下水動(dòng)力壓力變化引發(fā)地質(zhì)災(zāi)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(dòng)力特性在水量較小時(shí)其影響并不明顯，但在人為因素下會(huì)改變其分步方式擴(kuò)大動(dòng)力效應(yīng)帶來的影響，比如大型水壩的建設(shè)，由于人為的抬高地表水位高度，增加了巖土層滲水率，在強(qiáng)烈的重力作用下很容易破壞一定區(qū)域內(nèi)的巖土結(jié)構(gòu)平衡，使地災(zāi)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(zāi)害

地下水的存在在一定程度上起到了穩(wěn)定地質(zhì)結(jié)構(gòu)的作用，但許多地區(qū)由于地下水的過度開采使補(bǔ)充量與流失量嚴(yán)重失衡導(dǎo)致地下巖層出現(xiàn)了真空，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性被破壞，在這些地方進(jìn)行建筑工程施工時(shí)由于巖土層對(duì)地基的承壓能力下降就很容易導(dǎo)致塌方、混凝土開裂等問題，特別是一些體量巨大的工程項(xiàng)目，嚴(yán)重時(shí)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(zhì)災(zāi)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(nóng)業(yè)灌溉等等。當(dāng)?shù)叵滤贿^高時(shí)同樣會(huì)帶來一系列的災(zāi)害，這主要是因?yàn)榈叵滤仙龝?huì)使原有的巖土層含水率增加，在長時(shí)間的水流侵蝕下其結(jié)構(gòu)性質(zhì)會(huì)發(fā)生顯著改變從而誘發(fā)地面塌陷等問題。對(duì)于一些高層建筑結(jié)構(gòu)，其地基深度一般較大，當(dāng)?shù)叵滤簧仙龝r(shí)還可能造成地基結(jié)構(gòu)被侵蝕的危害。

2.4 地下水化學(xué)性質(zhì)的變化引發(fā)災(zāi)害

在工業(yè)生產(chǎn)水平發(fā)達(dá)的現(xiàn)代社會(huì)，各類污染性的生產(chǎn)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(jìn)入地下破壞了地下水的酸堿平衡，酸性水質(zhì)具有很強(qiáng)的腐蝕性，含水層較淺時(shí)一些土建工程的混凝土地基結(jié)構(gòu)會(huì)處于酸性環(huán)境的腐蝕當(dāng)中，長此以往必定會(huì)對(duì)建筑的安全性帶來隱患。

3 水文地質(zhì)勘察中存在的問題

3.1 對(duì)水文勘察的重視程度不足

總體來說，巖土勘察設(shè)計(jì)經(jīng)過多年的發(fā)展已經(jīng)形成了較為成熟的規(guī)章體系，但是水文地質(zhì)勘察方面卻依然存在一些不足，這不僅與人才隊(duì)伍培養(yǎng)的缺失有關(guān)也與行業(yè)對(duì)工作的主輔區(qū)分有關(guān)，很多從業(yè)者并未對(duì)水文地質(zhì)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(guān)行業(yè)的發(fā)展。

3.2 勘察技術(shù)水平不足

在一些地區(qū)具備甲級(jí)水文地質(zhì)勘察設(shè)計(jì)的企業(yè)并不多，因此在技術(shù)層面上還與實(shí)際要求存在一定差距。許多現(xiàn)場作業(yè)人員在實(shí)際工作中并不能很好的將自然地質(zhì)條件、人為因素對(duì)勘察結(jié)果的影響有機(jī)結(jié)合起來，在一定程度上降低了水文勘察的水準(zhǔn)。

3.3 勘察報(bào)告不夠充分

水文勘察可以說是一項(xiàng)非常細(xì)致的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析工作，具有很高的嚴(yán)謹(jǐn)性。一些勘察單位在進(jìn)行數(shù)據(jù)收集時(shí)并沒有一套符合工程要求的書面指導(dǎo)文件，對(duì)數(shù)據(jù)的獲取喜歡“按部就班”，即使用大量的歷史數(shù)據(jù)來進(jìn)行分析，但是水文地質(zhì)環(huán)境的變化具有較大的滯后性，所以使用非實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行勘察報(bào)告分析時(shí)是不切實(shí)際的，并不能真實(shí)情況完全反應(yīng)出來。

4 巖土工程勘察中的水文地質(zhì)解決對(duì)策分析

4.1 含水層、隔水層的勘察

想要做好水文地質(zhì)勘察工作，首先要具備不怕吃苦的工作精神深入現(xiàn)場詳細(xì)掌握勘察的重點(diǎn)內(nèi)容并制定科學(xué)的勘察辦法。對(duì)于含水層、隔水層的勘察必須要搞清楚該地區(qū)內(nèi)地下水位的歷史變化趨勢，從而計(jì)算含水層、隔水層的深度與厚度，必要時(shí)進(jìn)行打孔作業(yè)對(duì)土質(zhì)進(jìn)行分析。其次，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)判斷水的物化性質(zhì)進(jìn)而對(duì)建筑材料的腐蝕特性做出判斷，為建筑施工工藝調(diào)整提供可靠的依據(jù)。在較深的基坑作業(yè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行必要的抽水實(shí)驗(yàn)，以此確定含水層實(shí)際的滲水性能給出可能引發(fā)災(zāi)害的關(guān)鍵因素，為施工過程應(yīng)急方案的制定提供依據(jù)。

4.2 全面掌握工程設(shè)計(jì)資料，嚴(yán)格按照工程建設(shè)的要求進(jìn)行水文地質(zhì)工作

（1）掌握工程設(shè)計(jì)資料。巖土工程水文地質(zhì)勘察的主要內(nèi)容包括勘察與規(guī)劃、工程可行性調(diào)查研究、 設(shè)計(jì)施工三個(gè)方面?？辈斓母灸繕?biāo)是為巖土工程的建設(shè)提供可靠資料，而勘察過程也要與工程實(shí)際相結(jié)合，這主要指工程本身對(duì)地質(zhì)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(shù)據(jù)。勘察人員只有掌握好工程設(shè)計(jì)的一手資料才能更好的規(guī)劃水文地質(zhì)勘察路線，在不同周期圍繞一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行工作。例如，工程在基坑挖掘階段根據(jù)基坑的深度、坑形、地基材料選定目標(biāo)區(qū)域，對(duì)該區(qū)域的含水層深度、土壤成分、地下水情況進(jìn)行定點(diǎn)調(diào)查，摸清地下水路徑的分布情況，為基坑施工提供指導(dǎo)。

（2）完善工作制度，嚴(yán)格按要求進(jìn)行勘察。水文地質(zhì)勘察制度體系的完善是保障勘察任務(wù)順利進(jìn)行的前提，只有對(duì)各項(xiàng)工作目標(biāo)提出詳盡的要求，才能使勘察人員在實(shí)際調(diào)查中更有效率。通過一系列現(xiàn)場規(guī)定可以約束調(diào)查人員的工作行為，極大的杜絕弄虛作假現(xiàn)象，為獲取數(shù)據(jù)的可靠性、真實(shí)性提供保證。此外，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，一些先進(jìn)的工程設(shè)計(jì)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(xùn)活動(dòng)，為水文地質(zhì)勘察培養(yǎng)大量的專業(yè)人才。

4.3 調(diào)查相應(yīng)資料，分析取得的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的精確性

（1）審核水文地質(zhì)資料。了解水文地質(zhì)信息掌握相關(guān)理論知識(shí)是水文地質(zhì)勘察工作的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，對(duì)于資料，可以從當(dāng)?shù)氐乃木诌M(jìn)行查閱，初步了解區(qū)域內(nèi)水文環(huán)境的變化情況，以引導(dǎo)后期勘察工作，布置重點(diǎn)任務(wù)，以最小的人力物力投入獲取較大的收獲。

（2）勘察精度調(diào)整。通常來說勘察工作的精度要求為1:50000，但在實(shí)際操作中，對(duì)不同區(qū)域可根據(jù)歷史水文環(huán)境評(píng)價(jià)等級(jí)，對(duì)勘察精度進(jìn)行合理調(diào)整?？辈爝^程通過選擇科學(xué)的觀測路線，設(shè)立水質(zhì)采樣點(diǎn)，同時(shí)考慮地下水的流向情況采用十字交叉法布置多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)以提高勘察精度。

（3）勘察鉆孔。對(duì)含水層進(jìn)行水文調(diào)查是勘察鉆孔的主要目的所在，鉆探取樣有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)巖石的成分分析，并在勘察取樣分析中獲取大量的水體評(píng)價(jià)參數(shù)。鉆孔深度通常以不揭穿含水層為標(biāo)準(zhǔn)，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(jié)果。需要指出，松散層的鉆孔孔徑應(yīng)該大于394mm 對(duì)應(yīng)的濾水管的管徑應(yīng)該大于194mm，基巖地區(qū)的鉆孔孔徑應(yīng)該大于127mm 對(duì)應(yīng)的濾水管的管徑應(yīng)該大于110mm。

（4）抽水分析。在對(duì)地下水的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行研究時(shí)，水文地質(zhì)參數(shù)非常重要。進(jìn)行野外試驗(yàn)，能夠獲取含水層中的水文地質(zhì)數(shù)據(jù)。在具體的實(shí)驗(yàn)過程中，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模侠磉x擇抽水試驗(yàn)的類型，并結(jié)合對(duì)應(yīng)的公式，計(jì)算出涌水量、水位的降深量，從而得到水文地質(zhì)的相關(guān)參數(shù)，判斷出評(píng)價(jià)區(qū)中含水層、滲透系數(shù)和富水程度，以及隔水層的滲透系數(shù)。

5 結(jié)束語

綜上所述，水文地質(zhì)問題對(duì)巖土工程的質(zhì)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(shè)計(jì)資料嚴(yán)格按照工程建設(shè)的要求進(jìn)行水文地質(zhì)工作、調(diào)查相應(yīng)資料確保數(shù)據(jù)的精確性三個(gè)方面給出了提高水文地質(zhì)勘察作業(yè)效率的方法希望對(duì)行業(yè)進(jìn)步有所借鑒，對(duì)于深入的理論研究尚需要廣大學(xué)者投入更多的時(shí)間與精力。