水文地质问题在地质工程勘察中的重要作用

　　通过研究自然界地下水运动变化规律而来的就是水文地质，而对地下水进行研究的科学即水文地质学。该门学科主要进行地下水物理及化学性质、分布及形成规律的研究，且能起到合理利用地下水资源，减少矿山开采不良因素的目的。但实际上无论是工程勘察还是设计施工，作为最重要的水文地质问题是极容易被忽视的。众所周知，水文地质紧密联系着工程地质，由于实际勘察中较少直接涉及利用水文参数，人们常在主观意识下认定水文地质问题为象征性工作，其过程中仅是做简单的一般性评价，所以，岩土工程常发生因地下水引起的各种危害。因此，要确保工程勘察质量有所提升，水文地质问题的详细查明是必不可免，并且，还必须对于相应问题制定出科学有效的预防措施，避免工程受地下水的影响，发生无法预料的重大问题。

　　一、当前存在的各种危害

　　现阶段，岩土工程受地下水危害主要有两方面，即地下水位升降变化及动水压力作用。其中地下水位的升降为天然和人为因素所致，且一旦水位上升或下降都会危害岩土工程，以下是笔者通过分析得出的问题所在：

　　1.地下水位升降所带来的危害。导致水位上升有很多原因，其中地质因素为关键，比如总体岩性产状含水层结构等；此外，还有降雨量气温人为等水文气象因素影响，甚至有时候是综合各种因素所致。因此，只要土壤被沼泽盐渍化，就会增加地下水及岩土对建筑物的腐蚀性，严重的还会造成河岸岩土崩塌滑移等现象，促使某些岩土体含特殊属性的结构被破坏软化，导致粉土饱和液化管涌等现象，造成充水淹没现象，使建筑物失去稳定性。造成水位下降的因素多为人为，譬如某些时候大规模的地下水抽取工程，或是截取地下水补给上游筑坝修建水库等现象，导致地下水位下降诱发地面沉降塌陷等灾难，甚至还会出现某些环境问题如水源枯竭水质变差等现象，从而影响到人们居住环境及建筑物稳定性。这种现象表现最为明显，危害最大的当是华北平原地下水开采漏斗及地面沉降危害，以及渤海沿岸海水水位上升回灌等危害。

　　2.动水压力作用及频繁水位升降。膨胀性岩土极易受到地下水变化而出现不均匀膨缩变形，若出现长期频繁地下水升降现象，岩土膨缩变形不但会反复还将增大幅度，造成建筑物破坏尤其是轻型建筑物破坏更为严重。加上地下水变动渗透，还会出现土层中铁铝成分的淋失，促使土层变得松软、含水量空隙增大等，导致承载力降低，影响岩土工程选择处理基础的顺利开展。

　　通常来说，天然状态的地下水动水压力作用较小，几乎不会产生危害，可在人为施工中却会导致地下水动水压力失衡，并在地下水动水压力作用下造成流沙管涌等岩土工程危害，从而难以保证建筑物的稳定性和人民居住环境的安全性。

　　二、地质工程勘察中的水文地质问题重要性

　　1.重要性。众所周知，岩土工程勘察和施工中必须仔细详尽的考虑勘察水文地质问题，否则易造成各种难以预料的危害，但实际上很多施工单位却并未高度重视对水文地质勘察工作的研究。通常来说，水文地质情况将直接决定工程地质情况，原因就在于岩土中蕴含丰富的地下水源，这些水源将会直接影响岩土体，并且这些水源将严重影响到岩土工程的稳固性。很多施工单位仅是勘察周边表面水文地质情况，而忽略勘察地下水文地质情况，将会严重影响工程勘察质量，导致施工过程或建成后，建筑物受地下水影响而产生工程危害。所以，工程安全性及稳固性保障的前提就是强化勘察水文地质问题。

　　2.评定内容。之所以开展地质工程勘察，其主要目的在于对工程建筑产生影响的地质因素进行排查，也就是对地质结构及构造即水文地质条件、物理地质现象等相关方面的勘察，且以上种种皆为工程地质条件。当完成工程地质条件查明工作后，施工单位要就建筑物运行及设计特点，估测地质环境与建筑物相互作用的方式规模等，做出精准评价确保建筑物的稳定性从而能正常使用。

　　地质工程勘察中水文地质勘察是一项具有较强目的性的详尽勘察工作，且通常采用大比例尺进行勘察，具体内容包括：观测绘制相关地质及地下水实际情况，譬如收集、研究及查明相关资料、条件和岩土含水性，以及勘察实验工作场所的选择等；勘探地球物理寻找地下水，准确定位含水层及咸水淡水体的划分等；钻探水文地质明确含水层位置分布，对其存在条件进行详细查明；试验水文地质获取各参数，提供以矿山涌水量和地下水水资源评价所需基础数据等信息；观测地下水动态时间不低于一个水文年，实验室需对所取水、岩、土等样本进行水质、粒度和微体古生物等的分析测定；最后，勘察工作完成后编制报告及绘制图样。因此，结合当前经验来看，笔者认为地质工程勘察需要对水文地质问题做以下内容评价：

　　2.1详尽掌握工程周边地下水含量及与地表距离的资料，并在该资料基础上，对施工中地下水变化是否会影响施工环境及工程基础部分，进行精准详细的判断。通常来说，这其中涉及的问题将直接影响工程施工的正常安全，同时，施工中易产生大量含腐蚀性的废水废渣，将会直接影响地下水的质量，致使工程建设丧失基础保障，降低工程质量的安全性，因此，要尽量避免地下水质量受施工废水废渣影响。

　　2.2工程周边岩土地层的成分结构要严密详尽的勘察，对其易造成的施工影响进行缜密分析，工程设计及水文地质勘察工作者要细致分析其中最严重的危害，并针对这些问题制定相应的预防措施。分析工程周边岩土地层的成分结构时，对地下水特点及分布、活动和腐蚀情况要重点考虑，从而研究出岩土受地下水影响是何状态，并针对其过程中出现的水文地质问题制定相关预防措施，确保水文地质问题不影响建筑物的稳定安全性。

　　2.3为确保工程的安全性，需对工程受地下水的不利影响和积极作用进行分析，且工程设计方案要按各种地质条件制定。首先，考虑埋藏在地下水位以下地基的钢筋是否会被地下水腐蚀，其次，地基若选择在膨胀土或软质、强风化岩石等基础上，则会因地下水变化而崩解软化。影响整个工程安全性的便是工程地基，地质勘察时务必要谨慎对待，遇到像存在较多细砂的地基地层，必须对这些细砂可能受地下水潜蚀的情况进行预测，因为一旦造成细砂流失地基的安全性就得不到保障。

　　2.4地质工程勘察中必须要有专业水文地质勘察员参与勘察，严密全面的勘察工程周边水文地质情况，对其具体参数要了如指掌，以确保在进行工程设计及施工时起到举重若轻的作用，为其提供原始科学的参考依据，从而保证桩基的坚实和工程质量安全。

　　3.研究岩土水理性质。岩土与地下水相互作用所表现的性质即岩土水理性质，分为工程地质和岩土物理性质两部分，岩土变形及强度皆受岩土水理性质影响，甚至不少建筑的稳定性直接受其影响，传统勘察工作中工作者更注重勘察物理性质，而忽略勘察水理性质，其勘察工作的不完整势必会形成不全面的岩土评价内容。所以，根据以上内容可知岩土物理及水理性质都是地质工程勘察中较为重要的地质性质，其包括这几方面：岩土孔隙在常压下能容纳相应水量性能的溶水性，以该岩土孔隙容水量体积和总体积之比表示；经过重力作用排水后饱水岩土依旧保持相应水量性能的持水性，以该饱水岩土排水后持水量体积与总体积之比表示；饱水岩土经过重力作用自由的从孔隙中留出相应水量性能的给水性，以常压下该饱水岩土重力作用后流出水体积与总体积之比表示；表示毛细管性的毛细管上升高速度及水压力；岩土经过水重力作用后容许水透过性能，并以相关渗透系数表示的渗透性；体积及重量含水量为含水重量与干燥岩土重量相比而得。

　　同时，岩土中存在地下水的方式也不同，其水理性质自然也就大不相同，而按照以往勘察的经验来看，岩土中地下水存在形式分为强结合、弱结合、重力和毛细管水四种：

　　3.1强压条件下强结合水密度为普通水的2倍，其粘滞性和弹性较好，不受重力的影响。而受吸附力最小的弱结合水，其移动仅限于颗粒水膜间。这种水形式很少出现在砂土中，但易存在于粘性土中，因其受强力制约所以并不怎么影响岩土水理性质。

　　3.2通常岩土毛细管缝隙中会出现毛细管水形式，其易受重力和毛细管力作用，也就是说一旦重力<毛细管力水量将上升，但反之则会下降。而随着其周而复始的上升下降，会促使岩土体软化，对建筑物的腐蚀性极为强烈。这种水形式很少存在粘土和砂砾中，但长存于砂土之中。

　　3.3狭义理解中的地下水即重力水，能自由运动于岩土孔隙中，且处于活跃状态，严重影响着一系列水理性质，因此，在地质工程勘察中水文地质问题的勘察，还需要重视重力水勘察情况。

　　4.地下水污染勘察的作用。借由相应工作手段对地下水污染带污染的途径和发布情况进行排查，也就是通俗来说的地下水污染勘察。通常在进行此项勘察工作时，多采取钻、坑、物等探测技术。通常需要对水文地质条件进行补充查明，以及对地下水污染移动规律做详尽实验时，常用坑探手段。明确圈定咸淡水界面及地下水污染带时，常用物探手段。并且地面电法配合还适用于野外试验确定弥散系数。但地下水污染勘察中遥感技术运用不多，不过现目前发达国家在断层带测图、地热石油污染确定及圈定渗流图形等方面运用了雷达微波及红外线探测，对其污染源分别以航卫照片明确。便于提供相应的水文地质资料给工程作为科学依据，从而降低岩土工程受地下水污染的危害。

　　三、结语

　　地质工程勘察中水文地质问题是极为关键的问题，无论是设计还是施工环节都必须高度重视，因此，进行地质工程勘察时要分外注意其周边水文地质的勘察，同时，作为岩土体及建筑物受地下水影响和作用的重要依据，水文地质问题还能提升地质工程勘察质量，为工程施工和设计提供便利，从而降低岩土工程受水文地质的影响，充分发挥岩土体在施工过程中的地势作用，实现缩短施工周期减少施工成本的目的。

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