巖土工程中水文地質勘察的內容及技術探討

潘宏堅

（廣西壯族自治區地質環境監測總站 廣西桂林 541000）

巖土工程中水文地質勘察的內容及技術探討

潘宏堅

（廣西壯族自治區地質環境監測總站 廣西桂林 541000）

在施工過程中，注重水文地質問題是其安全與穩定的保障，本文結合巖土工程勘察內容，分析了水文地質勘察中的重要性并對水文地質勘察內容做了一些介紹，同時，以上述內容為基礎，簡單探討了在水文地質勘察中的一些工作方法與技術應用。

水文地質；方法；鉆探；勘察技術

1 前言

現實生活中，水文地質勘察這一工作在巖土工程勘察的這個過程中有著至關重要的地位，但在實際工作中，水文地質勘察往往被人們所忽視。文章以巖土工程勘察為例，水文地質勘察與工程建設關系十分密切，要想使得巖土工程勘察的質量得到保障，重視水文地質的勘察工作便是十分必要的。為了提升勘察的經濟效益和準確度，除了加強對勘察細節的掌控，將要求我們選擇更為有效的工作方法及先進技術的應用，從而才能提高巖土工程的勘察水平和施工水平。

2 水文地質勘察的重要性

水文地質的勘察工作是許多工程勘察工作的重要構成部分，在實際的勘察工作中，對于水文地質的勘察工作尤為重要，在這里以巖土工程為例進行分類說明。

2.1 地下水埋深對建筑物基礎埋深的影響

在巖土工程設計和施工時，基礎埋深選擇與地下水水位埋深有一定的關系，地基承載力允許的情況下，有地下水時，基礎往往盡量埋置在地下水位以上，以避免地下水對基坑開挖、基礎施工和使用期間的影響。地下水埋深較淺時，基礎底面低于地下水位的基礎，應考慮施工期間的基坑降水、坑壁圍護、是否可能產生流砂或管涌等問題，同時還有考慮基坑降水可能引起的周邊地質環境的變化，應對可能引起的地面塌陷、地基不均勻沉降等地質災害問題，并采取保護地基土不受擾動的措施。對于具有腐蝕性的地下水，應采用抗侵蝕的水泥品種和相應的措施。此外，還應該考慮由于地下水的浮托力而引起的基礎底版內力的變化、地下室或地下貯罐上浮的可能性及地下室的防滲問題。

2.2 地下水位變化對巖土工程的影響

一般情況下，地下水水位呈周期性的變化過程，但隨著城鎮的不段發展，在城鎮地區建設區工程建設擾動到地下水，地下水水位變化更加頻繁，更加明顯，主要是表現在地下水位的上升和下降這兩個方面。地下水位的上升會影響建筑工程原基礎承載土層的物理力學性質，有可能出現土層軟化承載力降低的現象，對工程基礎穩定性產生影響，從而威脅到建筑物的穩定性。地下水的上升有可能導致土體酸堿不平衡，當地下水中某種化學成分達到一定含量時，對混凝土等建筑材料就會產生腐蝕作用，對建筑物的耐久性影響很大。另一方面，地下水水位的下降，可能會引起周圍地基土層產生固結沉降，遭受臨近建筑物或地下管線的不均勻沉降。在覆蓋性巖溶區，地下水位的突然下降往往會導致地面塌陷地質災害的發生。地下水頻繁升降變化，使建筑物基礎的土體顆粒不斷流失，甚至掏空，導致建筑物開裂和危及安全使用，對人們的居住環境也會產生不利的影響。

2.3 對施工支護的影響

隨著我國經濟建設的迅速發展，越來越多的高樓大廈出現在人們眼前，密集的高層建筑群已經變成了現代都市的標志之一。在進行高層建筑的建造時，地基一般都造得又深又寬，建筑底板往往低于地下水水位數米甚至數十米，具體的施工技術和施工現場的環境都會對其施工質量造成影響。在具體的建筑施工過程中，通常都會采取垂直開挖、基坑抽水等方法，假如采取抽水的方式，不免會使得地下的水位發生驟降，對基坑周邊的土層、水體造成擾動，對周邊建筑的質量有著嚴重的影響。而基坑的深度及地下水水位降深情況對基坑壁的穩定性影響也不一樣，對施工支護的要求有所不同。因此，施工單位在施工之前，進行巖土工程勘察時應重視水文地質勘察工作，避免造成后期施工會發生危險。

3 巖土工程勘察中水文地質勘察的主要工作內容

水文地質勘察是巖土工程的勘察中重要的組成部分，水文地質條件與巖土工程的建設的關系是密不可分，因此，為了保障巖土工程項目的順利實施，必須謹慎而全面勘察水文地質的各項內容。

3.1 地質環境情況

水文地質勘察中的地質環境條件的勘察有著很多的內容，包含氣象水文特征、地形地貌、地層巖性及地質構造等因素。該工程所屬的地域的氣候、濕度以及熱量、周邊水系、地形特征、地貌侵蝕以及堆積情況以及工程所屬區域的地質構造、地層巖土特性、基底構造以及新構造運動等。

3.2 水質分析

地下水含有各種化學成分，當某些成分含量過多時，會腐蝕混凝土石料及金屬管道而造成危害。例如：地下水中的硫酸根離子SO2+4和游離子CO2的含量過多，氫離子濃度（負對數值）pH＜7的酸性地下水將對破壞和腐蝕混凝土的結構，降低其耐久性。由此可見，對地下水進行認真的水質分析必不可少，極其重要。對于一般水質評價，主要分析項目為K++ Na+、Ca2+、Mg2+、SO2-4、Cl-、CO2-、HCO-3、PH值，堿度，游離CO2、侵蝕性CO2等。

3.3 含水層、隔水層分布情況

地下水依照含水介質的特征可分為松散巖層中的孔隙水、堅硬巖石中的裂隙水、巖溶中的巖溶水。不同巖土層含水差異較大出現含水和相對隔水的情況，水文地質勘察中對隔水層和含水層的狀況勘察也是至關重要的一部分，勘察的主要內容包括隔水層和含水層的分布情況、埋藏條件、含水層厚度及埋藏深度、地下水流向、地下水位的變化幅度、地下水的類型，在進行勘察的時候，需要通過野外試驗確定含水層滲透系數等相關的參數。

3.4 地下水位的情況

地下水水位變化可能會引起地面沉降、地面塌陷、流沙、管涌、浮托作用、基坑突涌等現象，對工程施工通常產生的影響較大。所以，在工程施工之前，務必要與當地的地質情況結合起來，詳細的勘察地下水位的變化情況，要勘察的內容包括：場地穩定地下水位、近幾年的水位變化周期、水位變化幅度等。

4 勘察的主要方法和技術手段

4.1 測繪

一般采用一張一定比例尺的地質圖作為底圖，然后通過具體觀測的結果（包括點、線、面）來進行記錄，找到與對象有關的問題并制定好解決方案，假如找不到合適的地質底圖，那么可以以勘察地區的地形圖為基礎來做水文地質的測繪。目前，遙感影像技術已較為成熟，已廣泛應用到水文地質測繪當中，在極大的程度上縮短了測繪的時間，其測繪質量也得到了一定程度的提高，在應用的過程中應注意遙感解譯與野外驗證相結合。測繪過程中，要主要點和測線的控制，測繪觀測點通常會選在泉、井、鉆孔、地表水體處，主要含水層或含水斷裂帶露頭處，地表水滲漏地段等重要水文地質界線處，以及能發生地下水存在、活動的各種自然地理的、地質的標志處。觀測線的布置，往往要求最短路線觀測更多內容。而水文地質測繪的進行也通常會選在降雨較少的氣候來進行溪溝的測流，雨季時，主要的工作是對重要的井、泉做復查，因為在這樣的情況下，獲取的地下水的整體變化規律較為準確。

4.2 物探

在實際的水文地質勘察工作中，物探是一個較為先進的技術手法。具體包括有以下這兩個技術：TEM技術和GPR技術。TEM技術具有如下優點，可探測的深度大、靈敏性高、橫向分辨率高、不會遭到周圍其它地質體的影響等。而GPR技術的操作較為簡單，通常只需要照著設備的使用說明書使用就可以了。但實際運用該技術時，務必要對雷達數據的處理多多留意。在實際的使用中，通常是采取各種方法相互配合著使用，針對性的進行水文地質的勘察。

4.3 鉆探

水文地質鉆探是直接探明地下水最重要、最可靠的勘探手段，是進行水文地質試驗的必備工程，同時也是成本昂貴和施工技術復雜工程。在實際的水文地質勘察中運用鉆探技術時，需要合理的布置鉆孔，并且還要確保布置的點位和勘探線的合理，鉆孔的結構不但需要達到成井的要求，而且應該有利于抽水試驗工作，鉆孔布置與取水工程之間需要相互協調，這樣一些鉆孔就可以作為探采結合孔，也可以節約成本。在這里以巖土工程為例來進行具體說明，在巖石上進行鉆孔時，可以用清水沖洗，假如是松散層，那么就需要用泥漿做沖洗液，值得引起注意的是，在做抽水試驗的工作前，務必要進行完全的清孔。為了使鉆探質量得到保障，采取巖芯的機率要達到以下規定：采取破碎帶、碎石土、溶蝕帶以及砂性土的采取率應該大于30%；采取比較完整的巖層和粘性土的機率應該大于70%。另外，在鉆進的過程中，需要對異常的聲響、進尺的快慢、涌水及返渣等以上情況做好詳細的記錄，并把取出來的巖芯按先后的順序排列，這樣對于鉆探質量的提升是非常有幫助的。

4.4 試驗

鉆孔抽水試驗主要為確定含水層水文地質參數、推斷和計算涌水量、評估含水層的富水性、揭示地下水與地表水及各含水層之間的水利聯系等，在水文地質勘察工作中廣泛應用。在不存在特殊的要求時，盡可能的將抽水實驗段設在富水性好的水源地，在實際的操作中應該要注意以下幾個方面：抽水井的生產和設計要保持一致；勘探孔的設計與抽水試驗孔的設計保持一致；要以設計取水量作為參照標準設置抽水的強度；抽水的時間要充分，僅可能得到較大幅度的降深，從而準確的分析水位的變化趨勢，使計算的精確度得到提高；重要的工程應該做2次以上的降深抽水實驗，應該最少布置1個觀測孔，最大水位的降深應當接近工程設計需要的水位降深的標高或者達到設計疏干降深的一半。通常選用大井法計算工程的涌水量。

4.5 地下水動態觀測

動態觀測主要觀測地下水水位、水量、水溫、水質等的變化情況。通過對地下水動態觀測分析所有對地下水變化產生影響的人為及氣象因素；勘察影響地下水動態變化的因素；推測和計算地下水疏干可能造成的影響。綜合上述檢測為建設和施工提供了依據，便于能夠及時的采取應對措施。

5 結語

綜上所述，巖土工程勘探中水文地質的勘察地位是相當重要的，它不僅影響到建筑物基礎的質量，還會影響到人民生命財產的安全。為了讓水文地質勘察水平能夠進一步提高，需要重視勘察的主要內容，同時需要合理的引進和運用有關的勘察技術，并做好相關的質量管理工作，從而減少和消除地下水對巖土工程的危害。

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TU195

A

1004-7344（2016）15-0179-02

2016-5-13

潘宏堅（1985-），男，助理工程師，本科，主要從事水文地質、工程地質勘查和地質災害防治工作。