水文地質(zhì)勘察中地下水問(wèn)題及解決對(duì)策

■齊治虎曹東風(fēng)

（1河南省煤田地質(zhì)局 河南鄭州 450053；2河南省能源鉆井工程技術(shù)研究中心 河南鄭州450053）

水文地質(zhì)勘察中地下水問(wèn)題及解決對(duì)策

■齊治虎1曹東風(fēng)2

（1河南省煤田地質(zhì)局 河南鄭州 450053；2河南省能源鉆井工程技術(shù)研究中心 河南鄭州450053）

水文地質(zhì)的地下水勘察對(duì)保證工程建設(shè)的質(zhì)量和使用壽命有重要影響，本文針對(duì)水文地質(zhì)勘察中地下水問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并對(duì)水文地質(zhì)勘察中的地下水問(wèn)題提出了有效的解決辦法，從而保證水文地質(zhì)地下水勘察效果的提升。

水文地質(zhì)勘察地下水解決對(duì)策

建筑工程的水文地質(zhì)勘察，是影響建筑工程質(zhì)量和使用壽命的重要因素。雖然我國(guó)巖土工程經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展其工程施工技術(shù)水平和工程設(shè)備都有了較大的提高，但對(duì)于水文地質(zhì)勘察方面卻進(jìn)展緩慢，主要原因是我國(guó)建筑工程水文地質(zhì)勘察起步較晚，無(wú)論是專(zhuān)業(yè)人才還是技術(shù)方面都有很大不足。水文地質(zhì)勘察涉及的內(nèi)容非?，嵥楹蛷?fù)雜，其中地下水問(wèn)題更是影響巖土工程質(zhì)量以及使用壽命的重要因素，如何做好水文地質(zhì)勘察中的地下水勘察，對(duì)于我國(guó)建筑工程的發(fā)展具有重要意義。

1 水文地質(zhì)勘察概述

1.1 水文勘察概念

水文地質(zhì)勘察是為了查明工程地區(qū)水文地質(zhì)條件和開(kāi)發(fā)利用地下水資源所運(yùn)用的技術(shù)勘察手段，水文地質(zhì)勘察由于勘察工作的特殊性，因此大多數(shù)勘察工作都需要在野外環(huán)境中進(jìn)行。針對(duì)不同的工程和不同的勘察需要，其勘察方法和側(cè)重點(diǎn)也有所不同。水文地質(zhì)勘察的重要任務(wù)就是查明區(qū)域的水文地質(zhì)條件，了解該地區(qū)的地下水埋藏、分布及活動(dòng)情況，為工程建設(shè)或者地下水資源的利用提供數(shù)據(jù)參考。

1.2 水文地質(zhì)地下水勘察的意義

不同的地質(zhì)條件，其地下水的活動(dòng)對(duì)巖土工程有不同程度的影響。我們?cè)谶M(jìn)行水文地質(zhì)勘察時(shí)不僅要探明其地下水蘊(yùn)藏情況和活動(dòng)特點(diǎn)，還需要根據(jù)地區(qū)的地質(zhì)特點(diǎn)對(duì)地下水活動(dòng)對(duì)其產(chǎn)生的影響進(jìn)行系統(tǒng)分析，并以水文報(bào)告的形式提供給巖土工程的工程設(shè)計(jì)人員。在水文報(bào)告中我們還應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件及工程要求對(duì)地下水活動(dòng)給工程帶來(lái)的影響進(jìn)行詳細(xì)分析，給出一定的解決辦法和工程建議，保證巖土工程保質(zhì)保量的完成。

1.3 地下水影響巖土工程的原理分析

若要探析水文地質(zhì)勘察中地下水問(wèn)題會(huì)對(duì)巖土工程造成的影響，就要從地下水的蘊(yùn)藏形式及巖土性質(zhì)方面進(jìn)行分析。地下水在地層中大多數(shù)是蘊(yùn)藏在巖土的縫隙中，并且會(huì)隨著地表水位的升降產(chǎn)生變化。對(duì)巖土工程產(chǎn)生影響的地下水主要是埋藏在地面以下第一個(gè)穩(wěn)定隔水層之上，具有自由水面的重力水，為了保證巖土工程的穩(wěn)定性以及使用壽命，我們?cè)诠こ涛恢眠x擇時(shí)應(yīng)該潛水位深的地帶或使用淺埋基礎(chǔ)的方式避免潛水對(duì)巖土工程的影響，當(dāng)?shù)鼗┕な艿綕撍绊憰r(shí)可以采取排水、降低水位或隔離等方法降低流動(dòng)的潛水對(duì)工程的影響。

2 水文地質(zhì)勘察中地下水問(wèn)題分析

水文地質(zhì)勘察中地下水問(wèn)題主要包含地下水位過(guò)高、地下水位過(guò)低及地下水頻繁升降三種。這些地下水問(wèn)題都會(huì)對(duì)巖土工程帶來(lái)影響。

2.1 潛水位上升

由于巖土巖土工程和建筑工程工期較長(zhǎng)，潛水位會(huì)由于巖土工程破壞了含水層結(jié)構(gòu)或因降雨量增大及灌溉施工用水等因素上升，潛水位上升會(huì)給工程帶來(lái)很大的影響。潛水位上升會(huì)導(dǎo)致斜坡、河岸等巖土產(chǎn)生滑移和崩塌等現(xiàn)象，還會(huì)導(dǎo)致巖土結(jié)構(gòu)被破壞從而使工程地質(zhì)巖土強(qiáng)度降低和軟化，甚至地下水浮力和巖土層中巖土顆粒的重力相抵消導(dǎo)致流砂和管涌現(xiàn)象的發(fā)生，從而導(dǎo)致建筑工程的基礎(chǔ)穩(wěn)定性下降，建筑工程甚至由于巖土層性質(zhì)變化而發(fā)生地基塌陷、建筑開(kāi)裂等后果。

2.2 地下水位下降

地下水位下降多是由人為原因造成的，在工程施工時(shí)由于對(duì)水的需要而大量抽取地下水或附近河、湖的自然水體中的水，也會(huì)由于區(qū)域地質(zhì)及氣候變化導(dǎo)致地下水位下降，如果建筑工程在郊區(qū)，施工又趕上農(nóng)田灌溉期，農(nóng)民灌溉對(duì)地下水及附近水體的大量抽取也會(huì)導(dǎo)致地下水位下降。地下水位下降會(huì)對(duì)巖土工程帶來(lái)很大威脅，一旦地下水位下降嚴(yán)重，甚至?xí)?dǎo)致地面塌陷、地裂、地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生，一旦這些地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生在在建的巖土工程或者建筑工程附近，極易對(duì)工程施工和建筑安全帶來(lái)威脅，導(dǎo)致建筑基礎(chǔ)隨著地面的變化而發(fā)生改變，甚至導(dǎo)致基礎(chǔ)塌方、建筑開(kāi)裂和下陷現(xiàn)象的發(fā)生。

2.3 地下水位頻繁升降

地下水位頻繁升降是由多種原因綜合引發(fā)的，比如說(shuō)由于工程施工對(duì)地下水抽取過(guò)多，又恰逢降雨量比較充沛，會(huì)使地下水由于工程抽取下降又因?yàn)榻邓仙龔亩l(fā)生頻繁的升降。地下水的頻繁升降會(huì)給建筑工程帶來(lái)很多問(wèn)題，地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產(chǎn)生不均勻的脹縮變形。當(dāng)?shù)叵滤殿l繁時(shí)，不僅使巖土的膨脹收縮變形往復(fù)，而且會(huì)導(dǎo)致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大，進(jìn)而形成地裂引起輕型建筑物的破壞。 地下水在天然狀態(tài)下壓力作用比較微弱，一般不會(huì)造成危害，但在人為工程活動(dòng)中，由于改變了地下水天然動(dòng)力平衡條件，在移動(dòng)的動(dòng)水壓力作用下，會(huì)引起一些嚴(yán)重的巖土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等。

3 水文地質(zhì)勘察中地下水問(wèn)題的解決辦法

3.1 明確水文地質(zhì)勘察的評(píng)價(jià)內(nèi)容

在水文勘察工作進(jìn)行時(shí)，地下水類(lèi)型、地下水位及地下水位活動(dòng)情況會(huì)結(jié)合區(qū)域地質(zhì)特點(diǎn)對(duì)水文地質(zhì)勘察工作帶來(lái)較大影響。為了提高水文地質(zhì)勘察的質(zhì)量，保證工程設(shè)計(jì)的合理和工程質(zhì)量，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)地下水的勘察力度。為了保證地下水勘察滿(mǎn)足建筑工程設(shè)計(jì)、施工及使用需求，首先要明確水文地質(zhì)勘察的評(píng)價(jià)內(nèi)容，水文地質(zhì)勘察的評(píng)價(jià)內(nèi)容計(jì)劃應(yīng)該是綜合地區(qū)的歷史水文特點(diǎn)及工程設(shè)計(jì)目標(biāo)等因素展開(kāi)的，在水文地質(zhì)報(bào)告中，應(yīng)該根據(jù)基礎(chǔ)建筑要求對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工方法提出建議和要求，對(duì)地下水對(duì)工程建設(shè)的影響作出評(píng)價(jià)，使工程設(shè)計(jì)和施工人員在設(shè)計(jì)和工程施工時(shí)做到對(duì)地下水給工程帶來(lái)的影響做到心中有數(shù)，來(lái)采取相應(yīng)的措施避免地下水給工程帶來(lái)影響。

3.2 重視對(duì)水理性質(zhì)的測(cè)試和研究

巖土的水理性質(zhì)是指巖土與水接觸時(shí)發(fā)生的性質(zhì)變化，包括巖土的溶水性、給水性、持水性及透水性等巖土性質(zhì)的分析。做好巖土的水理性質(zhì)分析，首先要掌握好地下水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，影響地下水運(yùn)動(dòng)的因素主要有氣候、環(huán)境及人為因素等。氣候因素和環(huán)境因素是對(duì)巖土作用導(dǎo)致巖土水理性質(zhì)發(fā)生變化的主要因素，地下水會(huì)受到溫度、降水量以及植被數(shù)量的影響，因此在進(jìn)行地質(zhì)勘察時(shí)應(yīng)該以當(dāng)?shù)刈匀粴夂驐l件的季節(jié)變化為基礎(chǔ)，分為枯水期和豐水期進(jìn)行考量。由于農(nóng)業(yè)用水與城市供水系統(tǒng)等對(duì)地下水也有一定影響，因此在農(nóng)田灌溉期與炎熱的夏季由于灌溉用水和城市居民用水量的增加也會(huì)對(duì)地下水有較大影響，從而導(dǎo)致建筑地區(qū)巖土水理性質(zhì)發(fā)生變化。水理性質(zhì)不僅可以對(duì)巖土的強(qiáng)度發(fā)生改變，甚至?xí)斐蓭r土變形，對(duì)建筑物的穩(wěn)定有直接影響。重視水理性質(zhì)在水文地質(zhì)勘察工作中的作用和影響，可以保證水文地質(zhì)勘察評(píng)價(jià)工作的全面性，促進(jìn)水文地質(zhì)勘察工作的順利進(jìn)行。

3.3 重視地下水對(duì)水文地質(zhì)勘察工作的作用和影響

我國(guó)現(xiàn)如今的地質(zhì)勘察工作會(huì)針對(duì)水質(zhì)進(jìn)行分析，其中包括對(duì)陰離子目CO3-，SO42-，Cl-陽(yáng)離子Ca2+，Mg2+，F(xiàn)e2+，還會(huì)對(duì)地下水的pH值、總硬度進(jìn)行測(cè)量。在水文地質(zhì)勘察中，一般都比較注重巖土類(lèi)型、工程地質(zhì)和地質(zhì)結(jié)構(gòu)的作用，忽略水文地質(zhì)參數(shù)，不注重地下水對(duì)水文勘察的影響，不利于水文地質(zhì)勘察工作的進(jìn)行，易造成危害。進(jìn)行有效的地下水的水文地質(zhì)勘察，才能使工程設(shè)計(jì)和施工人員了解區(qū)域的地下水及巖土水理性質(zhì)，從而設(shè)計(jì)建造出符合要求的建筑工程。地下水問(wèn)題對(duì)土木工程有著巨大的影響，在水文地質(zhì)勘察時(shí)發(fā)現(xiàn)地下水問(wèn)題，在工程設(shè)計(jì)和建設(shè)中應(yīng)對(duì)不同的地下水問(wèn)題采取一定的解決和處理方法，才能保證工程施工安全和工程質(zhì)量。

3.4 建立完善的評(píng)價(jià)機(jī)制

如今我國(guó)水文地質(zhì)勘察報(bào)告中，對(duì)地下水位的評(píng)價(jià)體系還不健全，雖然能夠?qū)こ淘O(shè)計(jì)和施工起到一定的指導(dǎo)作用，但對(duì)于保證工程質(zhì)量和使用壽命來(lái)說(shuō)，如今的水文地質(zhì)勘察報(bào)告中對(duì)地下水的評(píng)價(jià)體系仍然不夠完善。我們一定要進(jìn)一步完善和深化水文地質(zhì)勘察中對(duì)地下水問(wèn)題的評(píng)價(jià)體系，并針對(duì)不同的工程需求和地下水及巖土水理性質(zhì)提出具體有效的解決辦法，對(duì)地下水問(wèn)題做到了然于心，提前預(yù)防。

4 關(guān)于水文地質(zhì)勘察中預(yù)防措施及方案的應(yīng)用

4.1 水文地質(zhì)分析措施

對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題展開(kāi)分析，是保證水文地質(zhì)勘察能夠有效開(kāi)展的前提。為了保證水文地質(zhì)勘察的準(zhǔn)確性和對(duì)工程建設(shè)的指導(dǎo)作用，需要對(duì)當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件進(jìn)行分析。為了更好的做好水文地質(zhì)分析工作，我們可以查閱當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)資料及分析已經(jīng)完成的工程建設(shè)中的水文地質(zhì)資料。通過(guò)對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)水文地質(zhì)條件的分析，找出可能影響工程的水文地質(zhì)問(wèn)題，從而在水文地質(zhì)勘察中有重點(diǎn)、有目的的對(duì)這些項(xiàng)目進(jìn)行重點(diǎn)勘察和評(píng)價(jià)。水文地質(zhì)勘察涉及項(xiàng)目繁多，詳細(xì)的水文地質(zhì)分析是保證我們能夠合理、全面的設(shè)計(jì)好水文地質(zhì)勘察辦法以及勘察項(xiàng)目流程的前提，能夠使我們?cè)谒牡刭|(zhì)勘察中不會(huì)因?yàn)榭辈祉?xiàng)目繁雜而忽略了影響工程質(zhì)量的勘察項(xiàng)目。

4.2 巖土工程有關(guān)的水文地質(zhì)

巖土工程問(wèn)題中，地下水問(wèn)題占有相當(dāng)重要的位置，準(zhǔn)確合理地查明地下水位，不僅使資料的可靠程度更高，而且可更好地利用巖土體的潛在能力。為提高工程地質(zhì)及水文地質(zhì)勘察質(zhì)量，在工程勘察中不僅要求查明巖土工程問(wèn)題，而且要查明與巖土工程有關(guān)的水文地質(zhì)問(wèn)題，以消除地下水對(duì)巖土工程的危害。

[1]李延坤.水文地質(zhì)勘察中地下水的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施分析 [J].科技與企業(yè).2013 (22).

[2]李延坤.地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)的評(píng)價(jià)內(nèi)容與問(wèn)題分析 [J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用.2013 (35).

P624[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-11-197-2

齊治虎（1967～），男，水文地質(zhì)工程師，研究方向?yàn)槊簩託忏@井施工、定向技術(shù)。