工程地質勘察中水文地質的分析

艾力江·沙吾提

(新疆喀什地區水利水電勘測設計院，新疆喀什844000)

水文地質是一門綜合性的地理科學，主要是深入性地研究地下水的形成、分布、規律等內容，從多個角度反映某個地區的地質狀況。由于水文地質運動的不規律性，地下水常會給地面建筑物造成諸多病害，減弱了建筑結構的耐久性。從工程地質勘查中分析地下水運動，有助于施工作業的科學開展。

1 地下水研究的現狀

水文地質指自然界中地下水的各種變化和運動的現象。水文地質學是研究地下水的科學，主要研究地下水的分布和形成規律，地下水的物理性質和化學成分，地下水資源及其合理利用，地下水對工程建設和礦山開采的不利影響及其防治等。近年來，我國地質專家充分考慮了新疆地區的特殊地理條件，對其水文地質運動情況進行了多方面的對比，最終以新疆地區的實際情況，分析出地下水運動的利弊特點:

1)優點。①分布廣泛，便于就地開采使用;②潔凈、不易被污染，水質普遍較優，能夠循環供給，如圖1;③不占用地表空間，在地質層結構中能夠靈活地運轉;④動態比較穩定，極少受外界因素干擾;⑤供水量受氣候變化影響較小，具有較大到調蓄能力等［1］。

圖1 水循環示意圖

2)缺點。①不合理的灌溉可造成次生鹽堿化;②過量開采，可造成:在沿海地區，海水入侵，水質惡化;地面沉降，使區內建筑物失去穩定;不同含水層之間誘發水力聯系，產生水的混合作用，使水質惡化;巖溶區地面塌陷;③其它，如礦坑涌水、基礎及邊坡的穩定問題等。

2 水文地質運用對建筑工程危害

新城市及農村建設活動中大量建筑工程正廣泛地實施，推動了新疆地區的改革發展。另一方面，長期地質勘察發現水文地質運動產生的不利危害，尤其是在劇烈性的地下水運動條件下，地面建筑施工常會處于不穩定狀態，筑造物結構的耐久性、穩定性、抗壓性等綜合能力都有所減弱。就新疆地區近年來的工程建設情況看，以地下水為主要水文地質運動造成的不利影響有如下4點:

1)耐久性。地下水是貯存于包氣帶以下地層空隙，包括巖石孔隙、裂隙和溶洞之中的水。特殊季節環境下，地下水運動會遇到強烈的水流沖蝕，巖石孔隙中水分含量持續增加，滲透于巖石層面。這種現象產生的結果:巖石層黏合度減小，空隙中開始出現裂縫且不斷地蔓延，最后造成地質結構失去足夠的耐久性，無法承受其它的力學荷載。這種水文地質特點，直接對建筑物結構的耐久性能造成破壞，建筑物難以抵抗地下水運動產生的沖擊力，由此出現了裂縫、沉降等病害。

2)穩定性。地下水是水資源的重要組成部分，由于水量穩定，水質好，是農業灌溉、工礦和城市的重要水源之一。新疆是畜牧業為主要產業經濟的地區，無論是農作物種植或者畜牧養殖都需要水資源。因人們未合理地開采利用水資源，在一定條件下，地下水的變化也會引起沼澤化、鹽漬化、滑坡、地面沉降等不利自然現象，此類水文地質現象都會干擾到建建筑工程的穩定性。如:地下水蓄積過多引起的沼澤化，地下土層以淤泥混合物為主，難以維持建筑物的承載要求。

3)持久性。水文地質運動對建筑工程持久性危害的表現復雜，結合地質勘察人員提供的數據資料，新疆地區約70%的工程項目均收水文運動影響。具體表現在2個參數:①壽命參數:實現較長的使用壽命是建筑物發揮其應用價值的基本條件，但是在地下水運動不規律的情況下，建筑物使用壽命平均縮短2～5 a不等;②性能參數:主要是針對建筑物的抗震、抗裂、抗沉降等性能而言，面對特殊水文地質的影響，工程建筑物的性能指標有所下降，不利于工程結構的持續應用。

4)污染性。從環保角度考慮，地下水異常運動也會給建筑工程造成不小的污染，影響了整個建筑區域的美觀性。如:工業廢水與生活污水的大量入滲，常常嚴重地污染地下水源，危及地下水資源。當地面建筑工程投入使用期，污染水源將對住宅區、商業區的綠化環境造成不利影響，既會損壞建筑內外部結構的組合性能，也阻礙了綠色建筑的構建［2］。因而系統地研究地下水的形成和類型、地下水的運動以及與地表水、大氣水之間的相互轉換補給關系，具有重要意義。

3 根據地質勘測處理水文病害

隨著地質勘測技術的快速發展，建筑工程勘測、調查有了新科技方案，這些都為地下水病害處理提供了可靠的幫助。

3.1 勘測技術

計算機技術作為信息科技的典型代表，在建筑工程勘測中的應用價值得到認可。為計算機控制系統配備其它輔助技術，能從根本上解決傳統勘測系統存在的諸多問題。本次研究中，筆者提出將計算機技術、數據通信技術等進行有效組合，建立遠程地質勘測系統［3］。GPS定位技術具有覆蓋面廣、操作靈活、節約時間、準確定位等多項優點，將其與計算機平臺組合運用能夠提高水文地質勘測及預報的準確性，如圖2。考慮到新建筑物建造的需要，工程單位應加強勘測系統及設備的更新升級，為水文地質病害處理提供科學的引導。

圖2 公路邊坡地質勘測的預報

3.2 病害處理

經過地質勘察環節，掌握足夠的水文地質資料便可制定病害處理方案。必須強調，處理水文病害應以地下水運動規律為總指導，嚴格遵循客觀地自然運動才能徹底解決建筑病害。現列舉2種常見病害的處理方式:

1)裂縫。上述介紹，地下水異常運動產生強烈的沖刷力，破壞建筑物基層結構的穩定性而引起裂縫。裂縫處理并不能僅限于現有的開裂現象，還要根據地下水規律作出相應的加固處理。施工單位可先用GPS技術對水文運動異常情況進行定位，鎖定地下水頻繁活動的主要區域，由遠程勘測系統提供地下水相關的參數指標，再經計算機平臺處理，綜合計算出地面建筑應當具備的抗沖能力 。通常，施工人員可選用高性能黏合劑對裂縫實施修補或填充，大型裂縫則要重新開鑿一小部分，再用高質量混凝土修補處理。

2)沉降。沉降病害是建筑結構出現一定幅度的下降，也是水文地質破壞建筑工程的重要表現。水文地質造成的沉降勘測，要借助使用相應的勘測儀器，對沉降區域的病害程度進行勘測。地質勘測儀器先確定建筑物與地表平面的沉降量大小，從階層結構開始設計地基加固方案。比較常見的處理方法:一是灌漿法，先抽出地下層過多聚集的水資源，再向建筑物基層灌入水泥砂漿，使其充分凝固以增強穩定性;二是加固法，地基加固方法種類較多，不同沉降病害的加固措施也不同。一般可設置鋼筋網或鋼筋混凝土作為支撐結構，對建筑基層實施加固。

總之，建筑工程本質上是對地質環境的改造利用，選擇合適的工程材料筑造出建筑物體，為工業生產及個人居住創造足夠的空間。基于工程地質勘察結果，應綜合性地分析水文地質變化規律，設計切實可行的地質病害處理方案，以確保建筑工程結構的全面發揮。

［1］宋靜文.常見水文地質病害及處理方法［J］.安徽地質，2011，24(10):32-34.

［2］張克柱.建筑工程地質勘測中水文運動規律的分析［J］.地質科學，2011，30(16):54-56.

［3］候在平.基于計算機平臺的工程勘測結果研究［J］.山西建筑科技，2010，16(12):19-21.

［4］王軍.新時期建筑工程裂縫病害處理的措施［J］.中國科技信息，2009，27(15):22-24.