水文地質勘察對巖土工程的重要性及實施路徑研究

郝志強

（陜西地礦第二綜合物探大隊有限公司，陜西 西安 710016）

巖土工程勘察是土木工程項目開設的基礎工作所在，通過對整個地質環境進行分析，嚴格匹配各個環境影響因素，保證當前區域內的建筑環境符合工程實際開設要求。水文地質勘察對于巖土工程項目進展而言較為重要，從地下水資源探討巖土層的組成結構，確保當前建筑所選區域穩定性及耐久性符合工程建設基準[1]。但是考慮到地下水文條件復雜的情況，在實際開采過程中，必須結合多方面的影響因素以及工程開展形式，保證每一類數據信息可以精準闡釋出當前巖土工程的各類開展指標，規避因為前期規劃不足所引發的建筑遲緩現象。本文則是針對水文地質勘察對巖土工程的重要性及具體實施路徑進行探討，僅供參考。

1 地下水引發的危害及巖土水理性質

1.1 地下水引發的危害

1.1.1 地下水升降變化引發的危害

在巖土工程開設期間，需要針對區域內的地質環境進行分析，而受到自然因素的影響，區域內地質環境中的水資源所具備的流動性，將引發一系列的地下水位增長情況，將對整個巖土工程的進展起到一定的阻礙效果[2]。例如，在長期降雨環境下導致的地下水位上升，將增加土壤中的水分含量，嚴重可能造成沼澤化問題，對地表建筑物以及待施工工序產生嚴重的影響。在長時間的腐蝕情況下，也可能改變巖土自身的性質，對于已有的建筑物而言，則將腐蝕內部根基，特別是在斜坡情況下，將引發滑坡或坍塌的嚴重現象。與此同時，在地下堅實的巖土層中水位上升可能造成巖土軟化的問題。如果在前期規劃中未能對地下水位的上漲問題進行預測分析，極有可能產生水體侵蝕所引發的建筑結構下降問題。

當地下水位下降時，對于巖土工程所造成的危害則是因為含水量不足所引發的干涸問題，造成地表塌陷或裂痕的問題，嚴重影響后期工程的建設[3]。除此之外，水資源屬于一個持續性消耗的能源，當外界環境對于水資源的需求增加時，則固有區域水位將呈現出持續性下降的趨勢，此時水資源將面臨著枯竭的嚴重問題，進而引發出一系列的環境危害。

1.1.2 地下水動力作用引發的工程危害

正常情況來講，在不受任何外力的情況下，地下水一般處于一個相對靜態的形式，不會發生較大形態的波動，但是如果受到外力因素，則地下水內部的動平衡將被破壞，例如在地表進行巖土工程施工時，一旦外界所產生的振動力對地下水位造成影響時，引發基坑突涌的嚴重現象，阻礙工程項目的開設進度。

1.2 巖土水理性質

巖土水理性質一般是指巖土層與地下水在相互作用下而呈現出來的，其本身所產生的地質特性則是真正將地下水分為不同的形式，包含結合水、毛細管水以及重力水等。

在對巖土水里形式進行分析時，整個地下水的賦存形式可以包含下列幾個方面。

1.2.1 脹縮性

脹縮性主要是指巖土層與地下水進行接觸后，巖土在吸水以及失水過程中所產生的結構變化，此時巖土區域與結合水膜將產生因為吸水或失水而引發的厚度變化，改變了巖土層原本的結構。例如，在吸水后土質顆粒之間呈現出一定的膨脹特征，在原有的結構基礎之上，將引發地表凸起的問題。而當土層處于失水狀態下，則內部結構力將減弱，此時受到內應力的影響將產生地表裂縫的問題，兩種程度均將對整個表層的穩定產生影響。通常情況下巖土脹縮性的表示形式，一般包含膨脹率以及收縮系數兩種，在實際計算過程中，需要結合巖土工程的開設模式以及整個結構重量、施工效率，正確界定出相對應的建設基準。

1.2.2 給水性

給水性是指巖土層在保水情況下受到重力條件，內部空隙以及裂縫中將自動流出一部分水，此時給水性可以通過給水度及其系數來衡量。在巖土工程勘察時，針對待測區域內的土質進行采樣處理，對水體在固定時間內的流速、流量等信息進行分析，得出后期工程建設時所易出現的工程結構問題。

1.2.3 透水性

與給水性相比，透水性則是指水體在重力的條件下可以穿透巖石，特別是對于松散類、間隙類較大的巖石結構中，透水性要遠高于顆粒細部區域。因為水體本身具有一定的流動性特征，當間隙越大時，水體分子越小，透過巖土結構的可能性就越大。而對于密度較高的土質而言，將對水體滲透形成多路徑的阻礙，加大水體的滲透難度。在進行實驗時，透水性可以由滲透系數來進行參數表述，為進一步測得巖土區域是否具備實際施工能力，則需要對區域內的土質進行抽水試驗處理。

1.2.4 崩解性

巖土崩解性是指黏土層遇到水浸以后，土層內部之間粒狀物所產生的粘結性受到破壞，當粘結系數達到極限時，將產生巖土層的解體問題。產生此類問題的主要原因是巖土層內部結構的顆粒以及礦物質成分，在水體浸入下表面將形成一層微薄的水膜，水膜降低土粒之間的摩擦性，當存在外界壓力或者是自重質量過大時，將造成局部崩解或塌陷的問題。

2 水文地質在巖土工程勘察中的重要性

首先，水文地質在巖土勘察中的應用是從全過程方面分析出水質環境、地質環境，是否能夠為后期工程建設提供基礎支撐，其本身所具備的參數可以精準表示出地下水位的變化情況、巖土層地質結構的變化規律等。結合外界環境因素分析出預期時間段內如果存在降水分布時，則可以確定出地下水位與外界降水量之間的邏輯關系，在后期工程建設的時候，可以提高巖土工程勘測的精準性，規避工程建設問題。

其次，從地質選取來講，建筑項目在使用過程中不僅需要對外界環境進行分析，還要綜合考慮區域內經濟產生要素，需要針對工程量大、范圍廣的場地進行嚴格界定。水文地質勘測技術的實現，則可以針對整個巖土工程項目的拓展階段，形成可靠性、安全性的數據檢索了，結合現在科學技術以及設備工藝等，真正發揮出技術的可行性。除此之外，水文地質勘察中所產生的各類數據信息可以為后期工程建設提供科學性的依據，降低后期工程施工隱患問題的產生概率。

最后，從水文地質勘測施工工藝而言，在新技術的支撐下，可以全方位對巖土工程在施工區域進行數據化檢測。依據射頻識別技術、GIS技術以及地質勘測技術等，可以對巖土工程內部的各類信息進行有效處理。例如，針對收縮系數、膨脹系數以及滲水系數等進行查證，分析出在預期時間段內巖土層受到外界環境因素影響可能產生的變動形式，這樣可以為整個工程項目的設計規劃以及現場施工提供更為全面的數據支持。設計人員在前期工程開設時，可以依據可能出現的隱患進行預期方案設定，保證工程項目開展的持續性。

3 巖土工程勘察中水文地質勘察的實施內容

水文地質勘察具有一定的綜合性，其不僅需要對水位情況與巖土結構情況進行分析，還需要對外界多個因素以及影響指標進行測定，確保每一類數據可以全方位闡釋出當前地質的各類信息。例如，地理條件、地質環境以及地下水位等，在預期時間段內地質所產生的變動規律等。通過技術化測量出相應的數據信息，再經由檢測人員結合原以往的水文地質情況逐一比對，通過數據遷移形式，分析出在預期時間內或者是工程建筑物服役期間是否產生嚴重的變化情況，進而為整個水文地質的檢驗核查工作提供數據支撐。巖土工程勘察的主要過程如圖1所示。在工程配置過程中，需要經過前期周密的策劃，對勘察組織設計進行編制，最后實現技術交底以及資源配置，才可以將檢查工序與實施工序進行有效對接，以提高各類數據信息核驗的精準性。

圖1 巖土工程勘察的主要過程

3.1 自然地理條件勘察

自然地理條件是工程項目開展的基礎所在，只有確保當前建筑環境中的各項參數是符合工程建設需求的，才可以保證后期現場施工及建筑運維工作開展的合理性。水文地質勘測在自然地理條件方面的應用則是針對不同區域、不同土質特征以及以往的歷史資料進行現場勘察，綜合考慮到水文及地形地貌以及水位升降與地質結構之間的影響，全方位地開展具有區位特征的工程項目。除此之外，應結合地方氣候以及地質變遷形式、土質特征等進行采樣核查，通過數據分析闡釋出地形地貌的侵蝕規律，經由綜合性的評價，將數據作為工程項目的建設指標，提高數據信息核驗的精準性。

3.2 地質環境條件

地質環境條件則是針對建筑物所處的地基以及地下深部結構進行穩定性可靠性的探查，通過對地質環境勘察可以保證在前期設計、中期施工以及后期運維的協同化管理。并且可以依據現階段的地質情況，針對工程項目建設，實現資源化的調配，保證工程項目建設的完整性與持續性，降低前期成本的投入。

3.3 地下水位情況

地下水位的升降情況對于巖土層結構穩定性具有較大的影響，特別是在外界自然環境的影響下，一旦出現不可預見性的因素，將造成水位的持續性上升或持續性下降問題，對巖土原有結構造成破壞。對此，必須針對水位升降情況進行分析，采用專業的技術人員及工藝設備等，確定好當地的水位基準。結合歷史資料中水位的最高值與最低值進行分析，在規定時間段內設定出具有邏輯規律的水位變化趨勢圖。只有這樣，才可以實現對水層滲透性以及巖土結構穩定性的有效探查，確保每一類數據信息核驗的精準性，為后期工程建設提供決策服務。

3.4 評價機制

評價工作的開展則是針對水源地質勘察中各類技術工藝的實現進行綜合化評價，在實際檢測過程中，可以針對建筑物在地下埋藏部件所產生的腐蝕及侵蝕現象進行數據評測，然后結合巖石對水位變化所產生的一系列影響進行分析。如果處于基坑開挖階段，則應精準測量出基坑周邊土壤本身所具備的承壓力是否能夠達到后期工程建設需求。綜合得出數據信息以及各類衡量指標等，界定出巖土水里的各類性質，例如透水性、崩解性、脹縮性等，通過全方位的數據呈現可以對巖土性能以及巖土結構對建筑物建造所產生的影響。

4 水文地質在巖土工程勘察中出現的問題

4.1 水文地質信息獲取不全面

在城市化的高端推進下，邊緣化區域的發展已經成為資源外擴的重要形式，但是邊緣區域受到地質條件以及地理環境因素的限制，造成巖土工程本身的開發存在一定局限性，特別是復雜的水文條件所產生的波動問題，可能造成建筑結構穩定性。在此期間則需要水文地質勘察，全面作用于整個工程拓展之中。但是從現有的勘察手段而言，其所采集到的各類數據信息存在不對稱性的問題，甚至部分歷史文獻所記錄的資料存在缺失現象，造成實際勘測中的水位對比情況無法形成一個基準，加大前期核驗難度，同時也間接影響后期施工。

4.2 水位升降對巖土工程產生不良影響

水位上升是水文地質勘測中的重要難點，因為在目前氣候多變的環境下，水位上升受到自然環境問題的影響，已經成為一個不可控制的因素，比如近年來南方區域大范圍的降雨，極有可能產生水位同比增長的趨勢，而當前水位上升則必然可能造成巖土工程下部區域的土壤鹽堿化以及收縮化膨脹化的問題，加大了巖土層結構的不穩定性，造成了工程建筑施工的安全問題。如果在施工過程中存在水位下降問題，極有可能造成土層坍塌或裂縫的問題，而水位下降問題無法通過技術手段予以彌補，造成施工及應用過程中的各類安全隱患。除此之外，巖土工程區域將對地下水位產生一定的影響，如果引發水體變異的問題，可能對周邊地區居民用水安全造成極大隱患。

5 水文地質在巖土工程勘察中問題的解決措施

5.1 為勘察技術人員樹立正確的工作觀念

水文地質勘察技術在巖土工程建設中具有重要的作用，每一類檢測工序的落實必須精準闡釋出土質以及水位、自然生態環境的各類影響指標，這樣才可以保證科學性、系統性地完善整個數據體系。對此，在巖土勘察工作時，必須確保技術人員具備扎實的理論基礎以及實踐技能，通過理念引導行為，在工程勘測時真正實現科學化的測量，且可以依據復雜多變的水源地質情況進行數據解析，這樣才可以保證每一類數據信息核驗的精準性。

5.2 完善勘察制度

水文地質勘察工作具有一定的復雜性特征，其本身需要針對各類技術規范嚴格執行每一項操作工序。對于此，必須進一步加強對勘察制度以及勘察水平的管控與約束，確保每一個工作內容可以同步落實到巖土工程探查之中，結合技術人員的專業化能力，真正達到技術與管控同步、數據測量與施工形式相對接的形式。最后，結合歷史文獻的反復考證，查證出各類數據信息是否具備精準性與可行性，并將其運用到工程建設之中。

5.3 應用新型勘察技術

從現有的技術發展形式而言，巖土復雜情況以及自然環境所產生的影響，無法再利用原有的勘測技術，針對現階段的圖紙形式進行全方位的檢測。對于此，巖土工程領域應加強對新型技術新興理念的引入與應用，保證每一類技術體系可以真正涵蓋到工程檢測范疇之內。例如，結合計算機技術以及物聯網技術等，強化實際管理效能，真正實現科學化合理化的監管，降低前期勘察成本的投入，同時也可以提高后期核驗的精準性，為整個巖土項目開設提供數據支撐。

6 結語

綜上所述，水文地質勘察工作的開展，可對巖土工程開設區域內的水文信息、地質信息等查驗，解析出與工程建設相關聯的各類數據指標是否能夠達到后期工程建設要求，保證工程設計與項目施工之間的對接性，提高工程建設質量。期待在未來發展過程中，應加強對新技術的研發，打造出多位一體的信息核驗體系，提高數據之間的聯動性，為巖土工程開設奠定堅實基礎。