巖土工程勘察中水文地質(zhì)問題探討

鄭林強

（湖南省有色地質(zhì)勘查局二四五隊 湖南吉首 416000）

巖土工程勘察中水文地質(zhì)問題探討

鄭林強

（湖南省有色地質(zhì)勘查局二四五隊 湖南吉首 416000）

引言

在現(xiàn)代工程領(lǐng)域中，巖土工程是重要的類型之一，對于我國整個國民經(jīng)濟的發(fā)展具有十分重大的意義。在整個巖土勘察工作中，水文地質(zhì)問題是地質(zhì)勘察的重要內(nèi)容，對整個巖土工程的設(shè)計和施工具有十分重要的關(guān)系。本文主要闡述了巖土工程勘察中的水文地質(zhì)研究的內(nèi)容以及勘察中的幾個重要的水文地質(zhì)問題。

巖土工程；水文地質(zhì)；問題；潛水；滯水；含水層

在巖土工程勘察作業(yè)中，經(jīng)常會出現(xiàn)水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜的情況。如果忽視了水文地質(zhì)問題，那么在地下水的作用下，就會導(dǎo)致巖土工程危害現(xiàn)象的產(chǎn)生。因而在巖土工程勘察中，必須要了解工程中的水文地質(zhì)問題，對建筑物和巖體所受到的地下水的影響進行分析和評價，提高工程建設(shè)質(zhì)量。

1 巖土工程勘察水文地質(zhì)問題分析研究內(nèi)容

巖土工程地質(zhì)勘察作業(yè)，其重要前提之一就是水文地質(zhì)問題的研究。水文地質(zhì)問題的研究主要包含以下幾個方面的內(nèi)容：①應(yīng)該將水文地質(zhì)問題對工程所在區(qū)域的巖土以及建筑物的影響作為研究的重點，對巖土工程施工建設(shè)可能產(chǎn)生的各種影響進行詳細的分析，對可能造成的各種危害進行全面的預(yù)測，從而提出全面有效的預(yù)防和治理措施。②與巖土工程基礎(chǔ)地基的特點以及巖土工程建設(shè)的需要進行結(jié)合，詳細具體的研究巖土工程勘察中的水文地質(zhì)問題，為巖土工程的建設(shè)提供準(zhǔn)確、全面的水文地質(zhì)資料。③如果巖土工程的地基基礎(chǔ)比地下水位低，那么需要全面的對地下水對地基的腐蝕性進行考慮，同時提出有效的解決措施來保證地基的堅固和耐久性。如果巖土工程所在區(qū)域的基礎(chǔ)地層是軟質(zhì)巖層、強風(fēng)化巖層、殘積土層以及膨脹地質(zhì)等地質(zhì)情況，那么就需要對地區(qū)的地下水的活動進行研究，對有可能產(chǎn)生的持力層崩潰、膨脹或縮小軟化等情況進行提前地分析和評價，從而提出有效的解決措施。

2 巖土工程勘察中的幾個水文地質(zhì)問題

2.1 巖土工程勘察中上層滯水與潛水的區(qū)別

巖土工程勘察中上層滯水與潛水主要有以下幾個方面的差別：①兩者所處的地層不同，上層滯水處于包氣帶中，而潛水所在位置是飽水帶；②兩者具有不同的形成條件。包氣帶中的局部隔水層形成了上層滯水，而潛水是形成在飽和帶的穩(wěn)定隔水層之上。兩者還有一個共同點就是都存在自由水面的重力水。以上層滯水與潛水的主要差別為依據(jù)，可以對巖土工程所在區(qū)域的地層的性質(zhì)是飽氣帶還是飽水帶進行確定。如果只存在飽氣帶的條件，那么可以確定是上層滯水。但是假如整個地層都是飽水帶，局部的隔水層以下也是飽水的，那么就不可能使上層滯水。這就是上層滯水和潛水的最為本質(zhì)的區(qū)別。但是對于巖土工程來說，就算是上層滯水，對巖土工程建設(shè)的安全性也是非常重要的，必須要重視。很多基坑事故的產(chǎn)生都是因為基坑開挖導(dǎo)致鄰近的下水道破裂造成的，可以說地下水是導(dǎo)致基坑不穩(wěn)定的非常重要的因素。

2.2 關(guān)于分層量測各含水層水位的問題

地下水的類型主要有以下三種：潛水、上層滯水以及裂隙水。在巖土工程勘察作業(yè)中，通常量測的終孔穩(wěn)定水位都是混合水位，根據(jù)勘察規(guī)范可以知道，如果多層含水層的水位量測對巖土工程有影響，那么需要采用相關(guān)止水措施，將被測的含水層與其他含水層間隔。但是并不是只要遇到多層地下水的鉆孔都要進行分層滯水量測各個含水層的水位，主要還是要看是不是對巖土工程建設(shè)產(chǎn)生影響。在巖土工程勘察作業(yè)中，沒有進行各個含水層水位的分層量測是非常常見的問題，在巖土工程地質(zhì)勘察中必須要多加注意。

2.3 關(guān)于巖土工程勘察中水文地質(zhì)評析的問題

在巖土工程地質(zhì)勘察中，保證勘察質(zhì)量的關(guān)鍵問題就是對工程所在地區(qū)的水文地質(zhì)條件進行全面準(zhǔn)確的分析和評價。如果不對水文地質(zhì)條件進行全面的分析和評價，那么對地下水對巖土工程的危害就會沒有足夠的認識，導(dǎo)致巖土工程存在安全和質(zhì)量方面的隱患。因而必須要從以下幾個方面對水文地質(zhì)條件進行全面的分析：①要以巖土工程的實際情況為依據(jù)，對水文地質(zhì)評價的問題進行研究。②要對地下水對巖土工程的危害性進行重點分析，對可能產(chǎn)生的各種安全和質(zhì)量隱患做出預(yù)防和治理方案。③加強研究和調(diào)查，全面掌握準(zhǔn)確的水文地質(zhì)參數(shù)，對巖土工程中可能遇到的問題進行預(yù)測。④地下水對巖土工程的地下建筑存在一定的腐蝕性，因而必須做好相關(guān)防腐措施。⑤在進行地基的選擇時，必須要對巖土的水理性質(zhì)進行綜合考慮。⑥地基基礎(chǔ)壓縮層范圍內(nèi)存在松散、飽和的粉細砂粉土?xí)r，應(yīng)預(yù)測產(chǎn)生地震液化、潛蝕、流砂、管涌的可能性，如果有地下室的設(shè)計，必須考慮到地下水對基礎(chǔ)的浮力，驗算邊坡穩(wěn)定性，驗算基坑支護支擋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，評價基坑底板抗突涌穩(wěn)定性，估算基坑涌水量等。

3 案例分析

3.1 工程概況

某巖土工程全程長度為800m，寬度為40m，采用的是U型槽或盲溝連續(xù)壁結(jié)構(gòu)，擬采用鋼筋混凝土基礎(chǔ)，基底埋深標(biāo)高為-6.50m，水文地質(zhì)勘察等級為乙級。本次勘察主要是要查明各含水層和隔水層層位，埋深和分布規(guī)律；查明各含水層（包括上層滯水、潛水、承壓水）的補給條件和水力聯(lián)系；查明場地范圍內(nèi)各含水層的滲透系數(shù)及影響半徑；分析結(jié)構(gòu)實施后，水位變化對周邊環(huán)境及周邊建筑物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的影響。

3.2 場地水文地質(zhì)條件

該巖土工程所在地區(qū)屬于近海沉積平原地貌。本工程根據(jù)地下水的動力性質(zhì)，可以將含水層分成上下兩個含水層組。工程地質(zhì)鉆探發(fā)現(xiàn)，上部潛水含水層透水性差，含水微弱，對工程降水意義不大，故抽水試驗均布置在承壓水層中，按穩(wěn)定流完整井（3＃井按非完整井）計算。根據(jù)抽水試驗，該地區(qū)地下水已明顯受到海水入侵的影響。

3.3 水文地質(zhì)條件對工程的影響分析

在該巖土工程中，無論采用的是哪一種結(jié)構(gòu)形式，該地區(qū)的水文地質(zhì)條件都決定了該地區(qū)不適宜長期抽取地下水的結(jié)構(gòu)方案，其理由分析如下：

3.3.1 上下含水層的水力聯(lián)系所帶來的問題

根據(jù)勘察資料可以知道，亞粘土隔水層被分成上下兩個含水層，它的厚度以及地板所埋的深度，都在平面分布上存在比較大的變化。本場地內(nèi)為隔水層，而在較大范圍內(nèi)已變薄甚至消失，上下含水層相互連通，變?yōu)闈撍畬樱@在建國木器廠（中房星苑一、二期）的勘察中已得到證明。此外潛水含水層水位在平水期和豐水期比承壓含水層的水位高，屬于潛水含水層補給承壓水。新開河槽基本切穿了潛水含水層，海水倒灌，首先侵入上部潛水，而后逐步侵入下部承壓水。道路兩側(cè)由于長期的工程建設(shè)勘察，大量鉆孔（含本次勘察鉆孔，鉆井）已在一定程度上破壞了隔水層的完整性，上部潛水也可通過這些垂直通道滲入補給下部承壓水。此外，路塹基底設(shè)計標(biāo)高最低處接近-6.5m，鉆探剖面顯示中部地段將揭穿隔水層底板進入承壓含水層，另有部分地段隔水層保留厚度也不足1.0m，這就增加了上下含水層的連通性。因此本工程單純考慮降低上部潛水水位而進行施工顯然已不可能。必須同時考慮采取兩層地下水同時降低的方案。

3.3.2 新開河對地下水補給量估算

該巖土工程所在區(qū)域的地下水補給量主要有地下徑流、降水滲入、新開河測向滲流三個部分組成。很難準(zhǔn)確的計算式每一部分所占據(jù)的比例。但是根據(jù)地下水含鹽量多少對比分析可知，本場地取自2#抽水井承壓含水層的水樣分析，其中Cl-+SO42-的含量是新開河水同成分的84%，可見河水滲入的嚴(yán)重程度。估計新開河補給量約為總涌水量的30～50%。考慮到路塹在長期降水的條件下含水層的滲透性還會提高，其滲透量還可能增大。

3.4 建議

根據(jù)上述勘察資料可得知，本工程的水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜，不僅存在潛水，還存在承壓水，尤其是場地緊鄰直接受海潮影響的新開河入海口段，工程場地中段已明顯受河水滲入補給影響，水質(zhì)變差。北段雖較輕微，但今后隨工程建設(shè)力度加大，基坑降水施工在所難免。如不采取相應(yīng)的保護地下水的措施，海水入侵范圍必將進一步擴大，加劇地下水水質(zhì)的惡化，對環(huán)境的破壞將逐步加劇。鑒于本工程處于水文地質(zhì)條件不良地段，建議采取有利保護地下水質(zhì)，有利于保護環(huán)境的結(jié)構(gòu)形式U型結(jié)構(gòu)，避免采取在正常使用期間長期降低地下水位的盲溝連續(xù)壁結(jié)構(gòu)形式。為保證結(jié)構(gòu)在使用期間的穩(wěn)定安全，應(yīng)在線路的東側(cè)設(shè)3～5個水文地質(zhì)長期觀測孔，對水位及水質(zhì)的變化實施監(jiān)測。

4 結(jié)語

綜上所述，在巖土工程勘察作用中，水文地質(zhì)問題不可避免的會遇到，地下水的賦存和滲流形態(tài)對基礎(chǔ)工程的影響日漸突出，對工程建設(shè)的安全產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。因而在巖土工程中，必須加強對水文地質(zhì)情況的勘察，提高地質(zhì)勘察的質(zhì)量。

[1]陳健，朱琦，萬廣臣.巖土工程勘察中的水文地質(zhì)問題分析[J].江西建材，2016（03）：34～35.

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[3]李敏，崔靜光，謝兆鵬.工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)問題的重要性分析[J].環(huán)球人文地理，2014（16）：47～48.

[4]姜海灝，陳興源.關(guān)于工程地質(zhì)勘探中水文地質(zhì)問題的探討[J].科技與企業(yè)，2013（06）：88～89.

TU195

A

1004-7344（2016）03-0137-02

2015-12-22

鄭林強（1989-），男，助理工程師，本科，主要從事巖土工程勘察工作。