芻議水文地質巖土工程勘察設計和施工

陳曉紅

摘要：在水文地質的條件下，巖土工程因為需要對地下水的動力平衡情況進行改變，會導致嚴重的巖土工程危害，比較常見的危害例如基坑和流砂等，鑒于此，本文對水文地質巖土工程勘查設計及施工進行了分析探討。

關鍵詞：水文地質；巖土工程；勘察；地下水；施工

一、水文地質的勘察要求以及測試方法

1、勘察要求

水文地質在巖土勘察中主要包括，一是對自然環境進行勘察，勘察對象包括水文氣象以及地形地貌等。氣象勘察主要是針對巖土工程施工范圍內的溫度條件、濕度條件以及氣象條件等進行數據收集；地形地貌主要是針對巖土工程周圍的環境特征以及水系特征的勘探。二是對地下水水文地質進行勘察，地下水水位以及流量變化等都對都會對施工造成一定的影響。

2、評價方法

在未來的巖土工程施工過程中應當在著重注意對以下幾點問題的分析：①分析施工環境中的水文地質條件對建筑物可能造成的影響，預測對工程施工以及建筑質量的危害程度，制定出科學的措施對災害問題進行改善和防治。②工程勘查為建筑物地基基礎類型的選擇提供參考，查明有關水文地質條件的問題，提供此類型所需的水文地質環境的施工材料。③從工程施工的角度，依據水文地質在工程中的不同影響，對地質勘探進行更加具有針對性的測試與評價。例如分析對水文地質環境中軟質巖石、收縮巖土等巖體在施工中可能發生的軟化、崩解等問題對施工的影響；在地基基底壓縮層范圍內存在松散、飽和的粉細砂、粉土等情況時，應預測產生潛蝕、流砂、管涌的可能性；當基底下部存在承壓含水層，應對基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進行計算和評價；在地下水水位以下開挖基坑，應進行浸透和富水性實驗。并評價由于人工降水引起土體沉降、邊坡失穩進而影響場地及地基穩定性的可能。

二、水文地質勘察施工

1、物探工作

按照巖層有著不同物理性質的特點，經常使用的方法有電法勘探與彈性波勘探這兩種方法來對地下深處的地質層有關物理參數進行測定，清楚了解在深處的地質體情況。在其中，彈性波的勘探包含了地震的勘探、聲波與超聲波的勘探等，能夠在大的范圍內有效探測覆蓋層的厚度與基巖的狀況，查明含水層，跟蹤古河道的位置，有效查詢斷層的碎帶，對于風化層厚度和巖土彈性參數進行測定。

2、鉆探

通過使用人力和物力，進行旋轉切割或者是鑿碎沖擊巖石，形成深度較大并且直徑較小的鉆孔。去除巖芯，能夠有效的確認巖層的性質、具體地質構造以及巖體風化出現的特征。然后使用鉆孔內部進行去除的水樣和巖樣，進行相關試驗的設計工作，例如水文地質、工程地質、長期觀測工作、灌漿試驗和地應力的測量等。相比于物探來說，鉆探勘探的精度比較高，并且勘探的深度范圍大、受到地下水的限制、鉆進的速度比較快，在水文地質的條件中，屬于比較常用的巖土工程勘察的手段。

3、坑探

雖然坑探工作受到一定的限制，并且成本較高，但是由于工作的工具比較簡單，對于技術的要求不高，并且揭露面積比較大，進行勘探的人員能夠直接地觀察到實際的地質現象這一系列優點，因此，其在勘探工作中屬于一種常用的手段。

4、重視野外試驗

野外試驗在水文地質的勘探中屬于經常使用的勘察方法。其主要包含了滲水試驗、抽水試驗、鉆孔壓水的試驗、巖溶連通的試驗、回灌試驗、流速測定試驗與地下水流向等。此外，還包含了對于巖土進行野外試驗，其主要內容包含了巖土較為大型的剪力試驗、巖土的力學性質試驗、載荷相關試驗、觸探和彈性模型的測定等。在具體工程位置的建設中，還應該加進對于低級處理的試驗，主要包含了裝機承載力的試驗與灌漿的試驗等。

4.1水文地質鉆探。在調查的過程中，首先要進行鉆探，這可以了解到該區域含水層的埋深以及地下水位，還可以了解到含水層介質結構，得知地下水參數。通過采集土壤樣品，可以了解試驗場的水文地質情況，在鉆探的過程中，需要準備好專業的設施，為物探測井以及含水層試驗提供設施保障。

4.2鉆孔水文地質試驗。試驗的目的是獲取水文地質參數。通過混合抽水試驗，測得S1孔的平均滲透系數K為428×10-6 m/s；通過單孔稀釋試驗，測得S2孔的平均實際流速U為274×10-5 cm/s，縱向彌散系數DL為74×10-4 cm2/s；通過注水試驗，測得S5孔的K為57×10-6 m/s；連通抽水試驗結果表明，S4孔所揭穿的含水層為潛水含水層，S5孔揭穿的為承壓水含水層，二者之間水力聯系較差。

4.3淺層地下水水文動態。在鉆探的過程中，工作人員通過采集巖芯巖樣，對巖性進行了分析，在抽水試驗以及注水試驗中，還了解到試驗淺部含水層的劃分情況。隨著時間的不斷推移，試驗場淺部含水層的分布以及巖性發生了一定變化，地下水位也在不斷的變化，通過長期的觀察發現，潛水與承壓水位的變化具有同步的特征。

4.4淺層地下水化學成分及特征。在對野外試驗場進行地質調查時，工作人員是在25km半徑的范圍內進行調查與測量的，對6眼淺井進行地下水常量分析時，采用的方法需要得到國家相關標準。從調查結果可以看出，試驗場淺層地下水的化學類型分布情況與地形組合比較接近，含水層主要是靠大氣降水提供補給的，該區域部分地下水屬低礦化的HCO3-Na或HCO3-Na、Ca、Mg型，總硬度為76～124德度，屬微硬水，估計主要由北部山區大氣降水補給。部分區域地下水屬中等礦化度的SO4或HCO3-Ca、Mg型水，總硬度達52～112德度，屬極硬水，可能由煤系地層地下水和礦坑排水補給。

結束語

綜上所述，在一方面需要加強前期各項水文地質的試驗和勘察，在另一個方面，伴隨工程的進展，按照進度，需要長期的觀測，在長期的觀測部分，需要對于前期的勘探進行復驗，有利于設計與施工的調整，對于避免重大的工程事故有著重要的意義。

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