論水文地質在巖土工程勘察中的應用

林彬　丁波

摘要：近些年來，伴隨著社會經濟與科學技術水平的高速提升，我國人們對住房的需求與要求也越來越高，我國的建筑行業正以前所未有的速度發展著，多式多樣的建筑項目層出不窮。其中，巖石工程是開展建筑工程的基礎，而水文地質在巖石工程勘察中則發揮著日益重要的作用，但是在巖石工程勘察中水文地質是最容易被忽視的環節。這樣就極其容易為工程帶來一定的危害，例如地面的開裂、地表的下陷，以及巖石的變形等情況。本文主要在巖土工程中水文地質勘查要求的基礎上，簡單介紹了水文地質對巖土工程勘察產生的危害，并且系統闡述了水文地質在巖石工程勘察中的具體應用，希望能為我國相關工作人員的從業具有一定的指導意義。

在巖石工程的勘察中，制定嚴格的勘察計劃對于施工的順利實施，具有不可忽視的重要作用。嚴格的勘察計劃是巖石工程開展的前提與基礎。目前，該問題已經成為社會的熱點問題，越來越多的科研人員開始投入到相關的科研工作中，要想提升巖石工程的勘察效率，就要充分發揮水文地質在其中的重要應用。但是，目前我國巖石工程一般將水文地質問題作為馬虎應付的必要程序，并未真正發揮其作用。在巖石工程的勘察中，應該根據工作的具體需要，通過相關的資料搜集，挖掘水文地質對于工程的實際應用，加強水文地質在巖石工程勘察中的作用，從而在一定程度上提升巖石工程的勘察質量。

一、巖土體的水理性質

1.1給水性。因為地球不可忽視的重力作用，在平時巖石必然會從其縫隙中就出部分的水，在一般情況下，給水性是用來評價巖石質量高低的標準條件之一，其主要是通過實驗室中特定的儀器設備進行測量，只有準確掌握與清楚了解巖石的給水性程度，才可以保證后面的巖石工程的開展，避免巖石的給水性給建筑物穩定性帶來的干擾。

1.2膨脹收縮性。巖石的膨脹收縮性主要表現為巖石在吸水的時候會產生一定的膨脹，在缺水的時候，也必然會產生一定的收縮。關于巖石膨脹收縮性的相關數值有體縮率、膨脹率等。在失水情況下，組成巖石的相關分子間的距離會在一定程度上縮小。因此，就會產生巖石收縮的情況，同樣，在巖石浸水的情況下，巖石分子間的距離會在一定程度上擴大，則巖石就會產生膨脹的情況。若巖石反復的膨脹收縮，就會造成巖石的不可逆形變，因此，就會導致地面的開裂或者建筑物的變形等問題。

1.3崩解性。巖石的崩解性是指巖石在浸水的情況下，巖石就會產生自身的出水問題，而一旦巖石內部產生出水問題，則巖石結構的穩定性與牢固性就會在很大程度上被削弱，水分極其容易將巖石上的膠結物溶解，與此同時，巖石表面的水分子黏結，形成了一張類似水化膜的物質，在進一步的程度上削弱了巖石的粘結性，因此，巖石就會產生自身的崩解，即為巖石的崩解性。

1.4軟化性。巖石在浸水后，會在很大程度上增大巖石分子間的距離，其必然削弱巖石分子間的力的作用，巖石的軟化性是用于考核建筑耐風化水平高低的重要標準之一。而巖石的軟化系數是評價巖石軟化程度的精確化的依據。例如泥巖、粘性土壤的軟化系數就較高，而花崗巖等巖石的軟化系數就較低，將軟化性大的巖石作為建筑材料的話，一旦地下水上升，其就會產生軟化，對建筑物地基的穩定性存在很大的威脅，甚至會影響到巖石工程整體的強度問題。

1.5透水性。透水性是由于巖石是由分子構成的，分子間必然存在一定的分子間距離。因此，在地球重力因素的影響條件下，巖石能夠允許部分的水通過。一般而言，透水性的強弱主要是由滲透系數來表示的，在正常情況下，硬度較大的巖石的滲透性也較好，而硬度較小的巖石，本身分子間距離就小。因此，其透水性必然不會很好。

二、水文地質對巖土工程勘察產生的危害

2.1地下水位上升。導致地下水位上升的原因有許多，一般主要是由于含水層的結構、氣候變化以及人為因素造成的，例如降雨量驟增、人為開挖灌溉以及工程施工等原因，或者是以上多方面原因共同作用的結果。但是不管由于任何因素，當地下水位上升到一定程度時，其對巖石工程的影響無法忽視。在極端情況下，甚至會產生一定的危害。首先，地下水位的上升極其容易導致土壤的鹽漬化，就會對于土壤質量具有一定的危害，當土壤產生鹽漬化，則巖石工程的相關建筑物的地基就會受到很強的腐蝕；其次，地下水位的上升會導致河岸等巖石產生崩塌以及滑動等問題，尤其一些結構特殊、硬度不高的巖石就極其容易被破壞；最后，水位上升會導致地表細沙的液化流失，容易導致地基下陷，建筑物不穩等情況。因此，做好水文地質的勘察工作尤為重要，地下水位的變化給巖石工程帶來的危害不可小覷。

2.2地下水位下降。在一般情況下，地下水位降低的主要原因是人為因素。例如無限量的開挖取水、濫用地下水以及煤礦開采等，甚至建造堤壩也會導致地下水位的降低，由于堤壩的建立，上游減少了對下游的水量供給。因此，導致下游地下水位的降低、地下水位的降低，輕則導致地面開裂，重則導致地面塌陷，甚至對地下水源的質量都具有一定的影響。地下水位的降低問題，對于巖石工程的穩定性、人們居住環境的可靠性都形成了一定的威脅。因此，對水文地質的勘察，能在一定程度上回避部分地下水位在未來會下降。

2.3地下水位反復升降。地下水位的升降會導致該地區的巖石結構產生一定的變形。當水位上升，巖體膨脹；當水位下降，巖體縮小；當地下水位反復升降時，會導致巖體頻繁變大縮小，最后極其容易形成不可逆的巖石形變。并且，當地下水位升降程度增大到一定程度時，甚至會引發地裂，其對建筑的穩定性則具有破壞性的危害作用。與此同時，地下水位的反復升降，會帶走土壤中的相關化學元素，例如，鐵、鋁等重金屬元素的流失會導致土質的疏松，土壤之間的空隙增大，土壤的承受力就會大大降低，就會給巖石工程的開展造成一定的困難。

三、水文地質在巖土工程勘察中的應用

3.1自然地理條件的勘察。自然地理條件主要包括兩方面的內容，一方面是氣象的水文特征，而另一方面則是該區域的地形特點，其中氣候的水文特征主要是指工程區域的氣候特點。例如熱帶雨林還是溫帶季風等，以及空氣濕度、降雨量等氣候特點，而地形特點則主要指的是周圍的山地、高原等地形分布狀況，以及地形的平坦程度以及水土流失情況等。對于自然地理條件的勘察是開展巖石工程的前提與基礎，為工程的開展提供了一定的理論依據，能夠在一定程度上保證工程開展的安全性與可靠性。因此，加大對自然地理條件的勘查，能夠幫助施工人員及時了解當地的氣候、地質情況，進而對巖土工程的順利開展奠定良好的基礎。

3.2地質情況的勘察。在巖石工程的開展中，地質情況的勘察具有其不可忽視的重要作用。工程施工地的地質情況主要是指施工地點的地質構造、地層結構以及相關的地形板塊的運動情況等，而地下水的水位高低程度也是工程開展需要重點參考的數據之一。其不僅包括近些年該地區地下水位的變化情況、升降以及供給問題等，還包括地表水與地下水的轉化情況。地質情況的勘察是巖石工程中水文地質勘查的重要要求之一，不僅能夠保證工程施工的質量，還能保證建筑的安全性、使用壽命等問題。因此，對工程開展的順利進行具有無可替代的重要作用。

3.3含水層以及隔水層分布情況的勘察。水文地質的勘察包括許多內容，其中含水層也需要進行一定的勘察。其中地下水的水流方向、水位高低情況以及相關的供給問題都主要與含水層與隔水層的分布情況密切相關，一般巖石工程都會通過現場的實地勘察來記錄其相關因素的具體數據。例如含水層厚度、水流狀況以及滲透系數等，對含水層的準確判斷能夠有效防止建筑基層的下陷、腐蝕等問題。對含水層數據的勘察能夠為巖石工程的施工提供一個可靠的質量保證。因此，在水文地質的勘察中，含水層的勘察十分重要。

3.4地下水位的勘察。在巖石工程的施工中，地下水位對施工的安全性與建筑的穩定性都有著無可替代的重要作用。其變化會對建筑的相關性質以及施工的實際情況造成一定的影響。因此，在巖石工程開展前，對地下水位的勘察具有十分特殊的實際意義，在對地下水位勘察時，不僅應該搜集當時的相關數據，還可以利用當地的數據庫系統，將數據與前幾年該地區的地下水位情況進行一定的對比和分析。與此同時，地下水的補給情況、排泄問題的調查也必不可少，由于地下水對于巖石工程開展的特殊意義，所以應該是勘察的重點環節。

四、結論

綜上所述，在當下經濟快速發展的形勢下，我國的建筑行業取得了一定的成績。然而，在建筑行業中其存在的各類問題不可忽視，尤其是水文地質在巖石工程勘察中的重要作用更是不可忽視。因此，本文主要在巖土體給水性、膨脹收縮性、崩解性、軟化性以及透水性等水理性質的基礎上，對地下水位上升、地下水位下降以及地下水位頻繁升降等水文地質對巖土工程勘察產生的危害進行了簡單的介紹，并對水文地質在巖土工程勘察中的應用進行了系統的闡述，主要包括自然地理條件的勘察、地質情況的勘察、含水層以及隔水層分布情況的勘察，以及地下水位的勘察等應用。希望能為我國巖石工程勘察質量的提升提供具有一定意義的借鑒。