水文地質勘探中各種巖性分析

李光霽

摘要：水文地質勘察的進行主要在野外，工作的結果需要提交相應的圖件并附有水文地質勘察報告。根據不同的任務、目的、比例尺和要求，水文地質勘察可分為專門性的水文地質勘探和綜合性的水文地質普查兩類。

關鍵詞：勘察；水文地質；巖性分析

引言：地下水會對巖土工程有的危害和作用是設計和施工時應重點考慮的內容。分析和評價地下水可能對建筑物和巖土體帶來的影響及作用，對地下水位的變化給巖土工程帶來的傷害進行預測，并提出科學合理的防范措施。由于水文地質情況及其復雜，因此在進行施工方案的選擇時，要對周邊的地質情況進行高度的重視，根據當地的地質選出適合的施工方案。

1.水文地質的勘探工作

通常根據水文地質普查，采用較大的比例尺。例如礦床水文地質勘探、供水水文地質勘探、地熱水文地質勘探等等。水文地質勘探過程中通常會投入諸多的勘探工程量。與工程的設計階段相適應，詳細勘探和初步勘探是專門性的水文地質勘探的兩個階段，其中每一階段工作的結果都要提交有關的圖件以及專門性的水文地質勘探報告。水文地質勘察主要的工作內容包括：

（1）水文地質的測繪。填圖和觀測對地下水及與其有關的各種地質現象進行實地工作，收集相關的資料也是必不可少的過程；布置觀測線和觀測點，并對其實地進行調查；測定泉、井等地下水露頭的水質和流量；研究其形成條件，以查明地下水的形成、分布、埋藏條件和巖土的含水性；對地下水的富水地段進行尋找，從而對試驗和勘探工作的地點進一步選定等。，對衛星照片和航空照片利用遙感技術進行解譯，并與水文地質測繪進行配合，這種方法又快又好，可以有效的提高地面測繪的精度和效率。

（2）地球物理勘探。地球物理勘探（簡稱物探）常用來尋找地下水，確定含水層的位置，劃分咸水體和淡水體界線等。在水文地質勘探中常用的地面物探方法有電測深法、電剖面法、自然電場法、淺層地震法、α-徑跡法等。 常用的鉆井地球物理方法有電測井法、放射性測井法等。物探方法由于比較快速、經濟，試驗常與水文地質鉆探配合進行，利用物探確定鉆孔和抽水試驗地點，可以使效率明顯提高。

（3）水文地質的鉆探。確定含水層的分布與位置是鉆探的目的，進而查明地下水所存在條件。要對所獲巖心詳細進行編錄，并且利用其他水文地質試驗或鉆孔進行抽水試驗。通常礦產鉆探的要求和水文地質鉆探不同，要求用清水鉆進并且孔徑較大。否則利用鉆孔得出的水文地質參數可能不準確。

（4）水文地質的試驗。水文地質的試驗目的是取得各種參數，為地下水資源評價或礦山涌水量計算等提供基礎資料，包括抽水試驗、壓水試驗、注水試驗和彌散試驗等，最常用的是抽水試驗。

（5）地下水的動態觀測。水文地質勘察的一項重要內容包括地下水動態觀測。在水文地質試驗和布置鉆探時，要考慮到保留一部分鉆孔用來進行長期觀測，定期測定地下水的水質、水位、水溫，為以后其他水文地質或地下水資源評價計算提供基礎資料。一般要求動態觀測的時間不少于一個水文年，時間系列愈長愈好。

（6）實驗室分析。在進行水文地質勘察時，要選取巖樣、水樣、土樣進行實驗室的粒度分析、水質分析、同位素年齡測定、微體或孢粉古生物分析等。

（7）編制水文地質圖件和報告。水文地質勘察的成果通常包括圖件和報告兩個部分。報告應當正確地反映實際的水文地質條件，回答要求解決的問題。圖件一般是一系列的水文地質圖，根據勘察的目的、要求的不同，圖件的數量和內容都可以不同，常見的有綜合水文地質圖、地下水等水位線圖、巖石含水性圖、水化學圖、地下水埋深圖、地下水污染程度圖、水文地質參數分區圖等。

2.巖土水利性質的測試

2.1軟化性

巖土在地下水長期浸泡后的強度稱為軟化性，通常表現是巖力的力學強度的降低，這一現象不僅由于在水中的浸泡，還包括長期風化。因此，巖土的軟化性常作為地質勘探中抗水浸和風化的一項重要的評價指標。若有容易軟化的巖土存在于巖層中，則會使巖層中形成空洞層，使得巖層強度的分布不均勻，若果長期荷載會導致巖層變形，極大的危害建筑物。

2.2透水性

水的滲透能力作用下巖層能夠允許通過的水量稱為透水性，通常由自身空隙的大小及巖石的密度決定。巖層的透水性對巖層的抗水性有著直接的影響，因此，顆粒較大的巖層的抗水性一般都較差，但是存在一些顆粒較小，分布不均勻的巖層透水性也較差。

2.3崩解性

崩解性是由于巖土在經過水浸被濕化后，導致巖土自身土粒的接連破壞和減弱，而引起的土體的解體、崩散的特質。一般來說，巖土崩解所需要的崩解量、崩解、時間的方式都是量化巖土體崩解特性。巖土崩解性受到礦物成分、圖例連接結構以及土粒成分等因素的影響。不同類型的殘積土的崩解方式存在著差異，比如蒙脫石、水云母等殘積土是以散開的方式崩解，但石英等是以裂開狀的方式崩解。

巖石的水利性還包括脹縮性、給水性、容水性、持水性、可塑性、毛細孔性等特性。

3.地下水對巖土工程的危害

水資源的重要組成部分——地下水，由于水質好，水量穩定，是工礦和城市、農業灌溉的重要水源之一。在一定的條件下，地下水的變化也會引起鹽漬化、沼澤化、地面沉降、滑坡等不好自然現象。

3.1地下水升降變化對巖土工程危害

地下水位的變化主要是由人為或天然因素引起，比如上游筑壩、過度集中的進行大量的抽取地下水等。但是不管導致地下水位的原因是什么，在地下水變化到達一定程度的時候，對巖土工程都會產生不同程度的危害，有可能使地面塌陷、誘發地裂、惡化水質以及地面沉降等一系列的環境問題，從而進一步影響巖土體穩定性，破壞建筑的穩定性，給人們的生活帶來各種潛在的危害。

3.2潛水位的上升對巖土工程的危害

潛水位上升導致部分原本干燥的地區變得泥濘，使其強度大大降低，并且會建筑物的穩定性產生影響。甚至會沼澤化，對建筑物的地下部分的腐蝕速度加快。除此之外，巖土體結構也會受到破壞，引起粉土和粉細砂出現飽和液化等現象。在進行實際勘察工作的過程中，要對潛水位上升給巖土工程帶來的危害進行全方位的了解，以免造成不必要的影響。

3.3地下水位頻繁升降對巖土工程的危害

地下水位頻繁的升降會使得地下地質狀況出現較大的變動。在建筑時水文發生變動會使建筑存在較大的變動，頻繁的變動會影響施工的進度，難以進行。此時，水位的頻繁變動，還會使得巖層的分布不勻，巖層的強度也會有極大的變化，對建筑物的穩定性的影響嚴重。

4.水文勘察的必要性

4.1對地下水升降引起的巖土工程危害的預防

地下水位的升降若超過一定的程度就會有存在粉細砂及粉土飽和液化而產生的管涌、流沙等問題的可能性。因此在進行水文地質勘察工作時要對地下水位的升降和條件進行密切的關注，并調查掌握其各種情況。地下水位在自然環境中常隨著季節的變化而變化，而在城市中許多的認為因素都會導致地下水位發生局部的變化，但其變化的程度遠大于自然變化，使得對巖土工程的危害更加嚴重。

4.2地下水位對巖土的物理力學性質影響的預防

通常地下巖層的種類很多，但風化嚴重的被巖層的物理力影響得更為嚴重，水文狀況和巖層物理力間的關系密切，因此水文狀況對巖層物理力的變化有著直接的影響，即對地下巖層的變化有直接的影響，同時對建筑物施工時的安全也有極大的影響。

4.3地下水動水壓力作用對巖土工程引起的危害預防

地下水動力壓力在自然狀態是十分微弱的。但在建筑工程進行時，地下水的天然動力受到改變，使得巖土工程受到一些危害。應采用樁基，評價樁基的是否適合，對樁基的類型、平面布置直徑、長度、布置以及樁基的持力層提出相應的建議。論證樁尖持力層的選擇，提出樁的端阻力和側摩阻力，提出關于單樁承載力的建議。對于樁基工程的施工、設計、檢測以及監測提出一些建議，通常應對樁的靜載荷以及對單樁承載力進行驗證。

結語：地下水能對巖土體工程的特性產生影響，但同時它也是巖土體的組成部分。在工程勘察時，水文地質問題是一個不能忽視重要的部分。在工程勘測的具體過程中，要學會因地制宜，對具體問題進行具體分析，要了解掌握巖石之間的關系，同時還應做好相關的防范措施，并提出相關的建議。此外，還要根據所勘察地區的水文、地質的特點制定相應施工的計劃，積極做好相關的防護措施，提前消除對巖土工程的危害。施工過程中，不僅要保證工程的質量，還要盡可能的節約成本，按時按量的完成工程。

參考文獻

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