水文地質(zhì)問題對工程地質(zhì)勘察的影響

宋亞坡

（河北省地礦局第九地質(zhì)大隊，河北 邢臺 054000）

近二十年來，在我國經(jīng)濟(jì)快速增長的帶動下，各類基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目紛紛上馬。在諸多的基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目中，有大量的橋梁、隧道以及公路等需要在山區(qū)、河流附近進(jìn)行施工的項(xiàng)目。根據(jù)之前的施工經(jīng)驗(yàn)，在山區(qū)、河流附近開展的包括工程地質(zhì)勘察、工程項(xiàng)目設(shè)計以及施工的過程中極容易出現(xiàn)因地區(qū)水文地質(zhì)問題而帶來勘察、設(shè)計以及施工困難的問題。而由于水文地質(zhì)，尤其是地下水不但是巖土體的重要組成部分，更是影響水文地質(zhì)的主要因子并給巖土體的特性帶來一定的影響，進(jìn)而又會給巖土體之上的各類建筑物自身的耐久性和穩(wěn)定性造成一定的影響。雖然水文地質(zhì)所帶來的各類影響會制約地質(zhì)勘察以及后續(xù)的項(xiàng)目設(shè)計和施工，但需要認(rèn)識到在實(shí)際的操作過程、勘察以及施工過程中很少將水文地質(zhì)參數(shù)作為重要參考因子[1,2]。不僅如此，部分項(xiàng)目設(shè)計施工人員甚至僅僅將存在的水文地質(zhì)問題作為象征性的工作并簡單的做一般性評價。這一現(xiàn)象在水文地質(zhì)條件簡單的地區(qū)并不會給項(xiàng)目建設(shè)帶來較大的影響，而一旦在條件比較復(fù)雜的地區(qū)忽略了水文地質(zhì)條件和參數(shù)就極容易導(dǎo)致在地質(zhì)勘察、項(xiàng)目施工過程中造成困難。正是基于這一問題，有必要對水文地質(zhì)問題給工程勘察所帶來的各類問題以及避免水文地質(zhì)問題的舉措進(jìn)行分析，進(jìn)而保證工程地質(zhì)勘察順利進(jìn)行以及保證工程項(xiàng)目進(jìn)度質(zhì)量。

1 水文地質(zhì)及其評價內(nèi)容

1.1 水文地質(zhì)研究的重要性

所謂水文地質(zhì)問題指的是在自然界環(huán)境之中，因?yàn)榈叵滤幕顒右约白兓鶐淼闹T多問題。通過對水文地質(zhì)開展研究將有助于了解自然界之中，尤其是了解項(xiàng)目所在區(qū)域內(nèi)地下水的分布情況、形成原因及規(guī)律以及地下水中所蘊(yùn)含的化學(xué)成分以及物理組成，進(jìn)而通過了解地下水水文地質(zhì)問題以開展對地下水資源的有效開發(fā)利用、避免地下水可能對工程項(xiàng)目建設(shè)過程中造成的各類維護(hù)和影響以及為礦山開采等提供參考意見[3]?？梢哉f，水文地質(zhì)問題應(yīng)該被視作工程項(xiàng)目地質(zhì)勘察過程中的重要組成和重點(diǎn)內(nèi)容。總體而言，開展水文地質(zhì)劃分要根據(jù)地下水的評價、巖石土體成因和類型等進(jìn)行劃分。

1.2 水文地質(zhì)評價內(nèi)容

通過開展水文地質(zhì)評價將有效強(qiáng)化并保證水文地質(zhì)勘察結(jié)果的有效性和水文資料的全面性、科學(xué)性，進(jìn)而將有助于為工程項(xiàng)目建設(shè)提供參考依據(jù)。目前，水文地質(zhì)評價內(nèi)容的指標(biāo)主要包括以下四個方面[4]。第一個方面是工程項(xiàng)目所在地區(qū)的巖土結(jié)構(gòu)受水文地質(zhì)的影響程度情況。一般而言，地下水會對工程項(xiàng)目所在地區(qū)的土層產(chǎn)生影響。這就要求勘察人員在開展水文地質(zhì)勘察時要對地下水的構(gòu)成、性質(zhì)、分布等進(jìn)行綜合的分析，進(jìn)而以次作為工程項(xiàng)目設(shè)計的依據(jù)、降低地下水等水文地質(zhì)因素對工程項(xiàng)目造成的坍塌、沉降的影響。第二個方面是工程項(xiàng)目自身地基受水文地質(zhì)的影響情況。這就要求勘察人員能夠著重對地下水進(jìn)行勘察，進(jìn)而提升建筑地基質(zhì)量。第三個方面是工程項(xiàng)目整體與水文地質(zhì)相互影響的情況。一般而言，地下水的自然狀況往往能夠直接影響著工程的施工進(jìn)度、效益[5]。不僅如此，工程項(xiàng)目在建設(shè)完工之后也會對所處地區(qū)的水文地質(zhì)情況產(chǎn)生反饋機(jī)制。因此，在進(jìn)行勘察的過程中也要充分考慮到這一反饋機(jī)制。第四個方面是水文地質(zhì)情況對不同工程產(chǎn)生不同的影響和作用。

2 工程勘察過程中水文地質(zhì)問題潛在危害

2.1 地下水壓力和腐蝕性引起的危害

當(dāng)?shù)叵滤幱谳^為天然的狀態(tài)下時，其自身的壓力對周邊環(huán)境的影響往往可以忽略不計。同時，其對建筑工程以及各類項(xiàng)目也不會產(chǎn)生較大的影響。但當(dāng)工程項(xiàng)目處于施工狀態(tài)的過程中時，往往會對地下水的動力平衡等屬性產(chǎn)生影響，進(jìn)而使得地下水壓力產(chǎn)生變化并引起諸多地質(zhì)災(zāi)害。例如流沙、管涌以及突涌等地質(zhì)災(zāi)害均可以由地下水壓力發(fā)生變化而引起。而一旦在工程項(xiàng)目施工過程中發(fā)生上述災(zāi)害，施工現(xiàn)場還聚集有大量的施工人員、機(jī)械設(shè)備和施工材料，則極容易導(dǎo)致工程事故的發(fā)生。即使沒有發(fā)生工程事故，由于發(fā)生了上述災(zāi)害，也會對工程建設(shè)項(xiàng)目自身的質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響，進(jìn)而帶來一定的經(jīng)濟(jì)損失。同時，在工程勘察過程中還容易發(fā)生地下水腐蝕性危害。顧名思義，所謂地下水腐蝕性危害就是指因地下水具有一定的腐蝕性而產(chǎn)生的危害。當(dāng)?shù)叵滤乃|(zhì)咸度比較低時，地下水所具備的腐蝕性就比較弱；反之咸度較高時，地下水所具備的腐蝕性就比較強(qiáng)。當(dāng)?shù)叵滤兴械牡V物質(zhì)過多時就會使得地下水具備一定的腐蝕性。而一旦地下水具備了腐蝕性就會給建筑物的地基等造成影響，使得工程項(xiàng)目質(zhì)量難以得到有效保證。

2.2 地下水水位變化引起的危害

地下水自身的水位是處于持續(xù)變化狀態(tài)之下的。這就使得在勘察過程中會發(fā)生因?yàn)榈叵滤坏淖兓鴮?dǎo)致的水文地質(zhì)問題潛在危害。而由地下水水位變化引起的危害主要可以分為兩個因素，分別為自然因素引起的水位變化和人為因素引起的水位變化。所謂自然因素引起的水位變化往往是由于各類降雨或板塊地質(zhì)擠壓而引起的水位的上升或下降。而人為因素導(dǎo)致的水位變化則是因?yàn)檫^度抽取地下水而導(dǎo)致地下水水位的下降。一般而言，一旦水位變化達(dá)到一定的限度之后，就會對工程項(xiàng)目建設(shè)以及建筑物造成一定的影響和危害。這種影響和危害主要表現(xiàn)在三個方面。第一個方面是地下水水位的上升引起的影響和危害。當(dāng)?shù)叵滤辉诙虝r間內(nèi)發(fā)生上升時就會使得地下水自身的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生包括沼澤化或者鹽漬化在內(nèi)的變化。而這種變化往往會造成建筑物受到腐蝕。同時，地下水水位的上升還會使得工程項(xiàng)目兩側(cè)斜坡或者河岸的土體發(fā)生位移或者滑坡。而一旦發(fā)生土體滑坡勢必會給正在施工現(xiàn)場的工程項(xiàng)目人員、機(jī)械設(shè)施以及工程建筑材料產(chǎn)生影響。而當(dāng)土體發(fā)生位移時，也會給完工的建筑物自身的穩(wěn)定性造成影響。第二個方面是地下水水位的下降引起的影響和危害。當(dāng)?shù)叵滤话l(fā)生下降時往往會伴隨著地面的沉降以及地裂等現(xiàn)象發(fā)生。水位的下降往往是人為因素，包括過度抽取、河流上游修建水庫、礦床疏干等引起的水位下降。第三個方面為地下水水位的頻繁上升和下降。水位的頻繁上升和下降還會導(dǎo)致巖土自身發(fā)生不均勻的收縮變形或膨脹，進(jìn)而會建筑物的穩(wěn)定性造成難以修復(fù)的影響。

2.3 潛水位上升引起的危害

潛水位上升主要是由于建設(shè)水利工程而導(dǎo)致的。在水庫的建設(shè)過程中往往會引起河流湖泊自身潛水位的上升。一旦發(fā)生潛水位的上升就會導(dǎo)致水庫自身地基的軟化或者地基的隆起等現(xiàn)象進(jìn)而對水庫自身的穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響。不僅如此，當(dāng)潛水位上升時還會導(dǎo)致沙土達(dá)到飽和進(jìn)而引發(fā)包括管涌以及流沙等現(xiàn)象的發(fā)生，危害水庫的穩(wěn)定性。

3 避免水文地質(zhì)問題的重要舉措

3.1 調(diào)整水文地質(zhì)相關(guān)參數(shù)的測定

避免因?yàn)樗牡刭|(zhì)問題而給工程地質(zhì)勘察造成的危害和影響首先可以從調(diào)整相關(guān)參數(shù)測定入手。在開展水文地質(zhì)相關(guān)參數(shù)測定的過程中，測定人員需要根據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際施工環(huán)境進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。首先，可以根據(jù)在不同時期地下水水位發(fā)生變化的情況進(jìn)行調(diào)整。即通過測定在正常靜止?fàn)顟B(tài)下水位的情況，在發(fā)生有效降雨的情況下水位情況，使得水位地質(zhì)勘察工作可以獲取較為豐富的地下水測量指標(biāo)，進(jìn)而根據(jù)指標(biāo)以豐富不同情況下地下水水位的測量數(shù)據(jù)以保障工程項(xiàng)目施工的可靠性和建筑物自身穩(wěn)定性。不僅如此，為了豐富相關(guān)水文地質(zhì)參數(shù)，還需要相應(yīng)的對含水層進(jìn)行一定的分析。通過采取相應(yīng)的措施以完成對含水層的分離并形成一個單一的測量系統(tǒng)，進(jìn)而達(dá)到保證水文地質(zhì)相關(guān)參數(shù)的科學(xué)性。例如，可以在開展?jié)B透指標(biāo)的測量勘察過程中可以通過進(jìn)行壓水實(shí)驗(yàn)或者滲透實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行，進(jìn)而構(gòu)建P—Q曲線以豐富相關(guān)測量參數(shù)。

3.2 加強(qiáng)對水文地質(zhì)問題的重視程度

地質(zhì)勘察是工程項(xiàng)目的前期工作也是重要工作之一。通過保證地質(zhì)勘察的質(zhì)量將為工程建設(shè)提供重要參考依據(jù)。而地質(zhì)勘察工作的重點(diǎn)工作就是水文地質(zhì)勘察。因此，需要通過提高對水文地質(zhì)問題的重視程度以避免相關(guān)危害的發(fā)生。首先在勘察過程中需要充分重視工程項(xiàng)目所在地區(qū)的地理?xiàng)l件。這就要求在勘察過程中需要對工程項(xiàng)目所在地區(qū)的溫度、風(fēng)向風(fēng)速變化、濕度年際變化以及所處水系、地貌情況等進(jìn)行充分的分析。其次還需要在勘察過程中對地質(zhì)構(gòu)造和地下水情況進(jìn)行相應(yīng)的摸底，尤其是對地下水水位變化的規(guī)律進(jìn)行相應(yīng)的勘察，了解其變化趨勢。第三就是對含水層和隔水層進(jìn)行調(diào)研。通過了解地下水的分布、流向等為工程施工的地層滲透參數(shù)提供參考。

3.3 規(guī)范勘察工作流程

為了避免相應(yīng)的危害還需要對勘察工作流程進(jìn)行規(guī)范。通過進(jìn)一步對相關(guān)規(guī)章制度和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、操作流程進(jìn)行梳理以使得地質(zhì)勘察工作中每一個工作目的、任務(wù)和評價都能夠有書面性的規(guī)定，進(jìn)而為地質(zhì)勘察工作提供依據(jù)。

[1]丁劍.工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)問題的危害性分析[J].科技展望,2015(4):88.

[2]杜亮.工程地質(zhì)勘察中的水文地質(zhì)問題探析[J].硅谷,2014(7):153,163.

[3]張鈴.工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)問題的危害探討[J].科技與企業(yè),2014(15):307.

[4]孫景龍.新疆煤田地質(zhì)勘查報告中的水文地質(zhì)問題涉定［J］.科技信息，2013（4）：89-92.

[5]王顯民.常規(guī)地球物理測井在滕縣煤田地質(zhì)勘查水文地質(zhì)工作中的應(yīng)用［J］.中國科技博覽，2012（22）：49.