水文地質對巖土工程勘察的影響及控制措施研究

顏玉兵

(江蘇省地質工程勘察院,江蘇 南京 211102)

0 引言

巖土工程勘察工作的主要目的,是通過各種勘察方法全面了解工程所在區域的地質條件,為工程建設提供依據。而水文地質作為影響巖土工程勘察工作開展的重要因素之一,其可能會為勘察工作增添難度,制約勘察工作效用的正常發揮,因此,需針對性地采取有效控制措施,以保證工程勘察結果的準確性。

1 巖土工程勘察中水文地質勘察工作的注意事項

(1) 從自然地理條件入手進行勘察,一般來說,自然地理條件,如地貌、氣象等,與水文地質條件存在直接關系,因此,在勘察時,基于自然地理條件,對水文地質進行基本判斷,能夠有效捕捉當地的水文地質條件特征;

(2) 關注地層、基地構造,地下水通常蘊藏在巖土層孔隙、裂隙及基地構造內,所以對基地構造、覆蓋層進行勘察的同時,也要關注水文情況,由此明確具體的水文條件特征;

(3) 以歷史資料為勘察基礎,查閱3～5 年內的水文歷史資料,制定前期勘察方案,以減少水文環境因素對勘察工作的影響。

2 水文地質對巖土工程勘察的影響

2.1 地下水位情況帶來的影響

地下水位是一項重要的水文地質指標,其不僅與巖土工程施工難度存在直接關系,也會在一定程度上影響勘察工作的成果。在勘察中,如果地下水位發生變化,很可能造成巖土層富水量的變化,前后期采集樣品含水率波動較大,物理力學測試指標同層間存在差異,離散性偏高,使之前的巖土勘察結果不準確,而勘察結果作為巖土工程施工設計依據,勘察結果的不準確,勢必會影響巖土工程的建設效果。

2.2 水動壓力情況帶來的影響

在工程勘察領域內,水動壓力問題主要是指由于人為的擾動,導致地下水的水壓出現失衡現象。通常來說,這種水壓失衡現象一般體現在水壓的增大。在此背景下,地層結構的受力就會增加,引發地層結構的改變,而地層結構的改變勢必會讓之前勘察測試指標受到影響,致使設計依據不足造成結構不安全同時,水壓的增加也有可能會造成地質災害,使后續的勘察工作不能正常進行,嚴重時還會威脅勘察工作人員的人身安全,由此對勘察工作的效率和質量產生影響。

2.3 水的腐蝕性帶來的影響

地下水在賦存、流動過程中,會吸納地層內部的各類礦物鹽,而這些鹽有一部分屬于酸性或堿性鹽,這部分鹽類會對巖層、勘察工具產生腐蝕作用,由此導致勘察結果的誤差。雖然大部分勘察工具在設計、制作時均考慮了防腐方面,但事實上,在長期的使用中,勘察工具的防腐層會逐漸變薄,加之養護不及時,很容易在勘察過程中被地下水腐蝕,造成測量結果的誤差較大的問題。

2.4 巖土地層情況帶來的影響

此處的巖土地層情況是指巖土地層的水理性情況。這種水理性情況通常包括,巖土的透水性、崩解性、軟化性、給水性等性質,這些性質很大程度上受地下水的影響程度,如果巖土層的水理性質情況屬于容易受地下水影響的類型,那么勘察工作結果就很容易存在不準確的問題。

3 水文地質對巖土工程勘察影響的控制措施

3.1 地下水文情況影響的控制措施

在勘察中,為了有效控制地下水位變化對勘察結果可靠性的影響,應先了解勘察區域的地下水位變化情況,并抓住水位變化規律,由此確定勘察結果的有效期限,評估下水位變化所帶來的巖土工程建設風險,提高勘察結果的完整性。在此過程中,考慮到水文地質與當地的自然地理環境密切相關,因此,需在勘察之前,通過查閱歷史記錄、地方氣象報告等資料,來了解當地的自然地理情況。可采用有效的勘察手段,對地下水的分布流向、潛水面的變化形態進行勘察,由此更加詳細的了解地下水位的變化特征,例如：可以用自然電位勘探法,通過布線探測,見圖1,來勘察潛水面的變化情況,為最終勘察結果的編制提供有力依據。

圖1 自然電位法勘探測線布置例圖Fig.1 Survey line layout of spontaneous potential exploration

3.2 水動壓力情況影響的控制措施

由于水動壓力的形成主要是源于人的因素,為了消除此項水文地質情況的影響,需要從人的因素入手,通過改善勘察操作,來減少對地下水的擾動,以規避水動壓力風險,保證工程勘察工作的順利開展。在工作者操作方面,可通過加強培訓工作力度,充分落實方案交底,來提高其對勘察操作的熟練度,消除錯誤、不當操作對地下水的擾動。此外,在勘察團隊組建時,也要注意選用資質好、業務水平高的工作者,以實現從源頭優化勘察團隊整體的工作執行能力,有效控制工作者操作方面帶來的地下水擾動問題。在勘察方案上,則應先通過查閱歷史資料、調查當地自然地理條件,對當地的地質水文情況進行大致的判斷,然后再基于此,嚴格遵循現行的規范和標準,進行勘察方案的編制。

3.3 水的腐蝕性影響的控制措施

為了控制水的腐蝕性帶來的勘察影響,應當先對勘察過程中取出的水樣,進行腐蝕性試驗,以檢測地下水的腐蝕性,然后基于此,對勘察結果進行修正,由此來保證勘察結果的準確性。其中,在水的腐蝕性檢測分析中,應當先進行室內水質分析,然后根據水質情況,來綜合分析出水的腐蝕性,同時,還要根據現行的腐蝕性評價標準,確定此區域地下水的腐蝕性等級,以完善腐蝕性檢測結果。此后,根據地下水腐蝕問題,對勘察器械的影響,及其可能會為地層結構帶來的變化,進行勘察結果的修正,以保證勘察結果的準確性。還要注意做好事前控制與事后處理,并在勘察之前,進行設備的防腐保養,減少地下水腐蝕問題對設備性能造成的影響,提高勘察工作結果的準確性。

3.4 巖土地層影響的控制措施

在巖土地層方面,工作者可以先通過勘察,進行地層綜合描述,然后根據巖土層的組成、結構,來歸納其的水理性質,再基于此,評估其受各類水文地質因素的影響程度,最后,將評估結果,與各項水文地質因素的變化情況,一起歸納整理到勘察結果報告中,以更加全面地反映出該區域的地質情況。應當注意,由于巖土的膨脹性直接關系著水文地質變化對地層結構的影響力,要重點關注巖土膨脹性試驗,并嚴格遵循現行的技術規范,對巖土的自由膨脹率、收縮系數等參數進行測定,再根據參數測定結果,綜合評價巖土的膨脹性,以保證巖土地層水理性質評估的準確性。

4 結語

增強水文地質影響控制工作效果,能夠提升工程勘察工作水平。在勘察工作中,根據當地的水文地質情況,采取相應的勘察措施,能夠弱化水文地質因素為勘察工作的開展所帶來的阻礙、保證勘察結果的準確可靠、為巖土工程建設創造良好的條件。