城市工程地質與水文地質勘察問題之我見

陳長國+趙維鋼

摘要：當前，工程地質和水文地質研究是一項十分熱門的學科，工程地質和水文地質勘察在當前城市工程建設中的地位顯而易見，特別對于近些年而言，由于城市的快速發展，城市范圍不斷外延，工程規模和數量逐漸加大，一些以往不曾遇見的地質環境新問題新挑戰逐漸凸顯出來，采取行之有效的對策也極為迫切。

關鍵詞：工程地質勘察；水文地質勘察；對策指施

引言：現代化工程建設一項關鍵程序為工程地質勘察與水文地質勘察，而城市工程地質與水文地質勘察因其特有的地理位置而表現出來的問題也有其特殊性，本文重點對城市棄土棄渣堆填區工程地質勘察面臨的參數取值和沉降變形評價問題以及城市區污染場地水文地質勘察面臨的污染源和污染因子識別困難等問題，探討了所臨問題的應對之策，進而對城市工程地質與水文地質勘察工作具有深遠的指導意義。

一、工程地質勘察存在的問題及應對之策

近年來，作為直轄以來的重慶，城市建設迅速，其主城區主要位于構造剝蝕丘陵地貌區，以侏羅系紅色地層為主，由于地形上的起伏不平，工程建設時需挖山填溝，往往將棄土棄渣隨意堆填在一些尚未開發建設區域的地勢低洼處，堆填體方量大，范圍廣，厚度大，一般厚度可達20～80m，并在部分區段形成填土高邊坡，高度可達20～60m。隨意堆填的深厚填土成分以砂、泥巖碎塊石為主，部分渣體也會夾有生活垃圾或建筑垃圾等，塊碎石粒徑變化大，填土成分復雜，均勻性差，多呈松散狀態，孔隙率高，具濕陷性。在這些填土區進行工程地質勘察時，填土的性質的不確定性讓工程地質分析評價變得十分困難，往往遇到以下兩個方面的工程地質問題。

一方面是填土邊坡的穩定性評價所需物理力學參數取值是否合理和科學的問題，高填邊坡在堆填過程中一開始并未清除原坡面的殘坡積土并分層壓實，這類高填邊坡存在沿原巖土界面整體滑移破壞的可能，存在著安全隱患。邊坡穩定性評價時所需的物理力學參數由于室內試驗不具操作性而室外測試又因其成分復雜，性質差異大，使得測試成果數據變異性大，分析統計困難，無法提供依據充分的參數值，常常依據工程技術人員的個人經驗提出，這類經驗值隨意性較大，往往不具針對性和準確性，從而導致穩定性評價結果的可靠性差可信度低。

另外一方面則是深厚填土的沉降變形評價問題，填方體在堆填過程中一開始并未按照設計要求分層壓實，只是在后期上層填土堆填施工中進行了分層碾壓和強夯處理。填土的沉降固結是一個長期的過程，造成的影響要在多年后才會表現出來。填土在壓實初期由于巖石尚未完全風化，碎塊石緊密接觸，可類比卵石土，硬度大，緊密接觸時其承載力高，壓縮性低，但砂泥巖塊碎石受長期的物理化學風化后，最終會風化成粘土或砂質粘土，其承載力必將大幅度降低，壓縮性增大，從而引起地面沉降，特別容易形成差異沉降。這類沉降過程需要多長時間，目前尚無統一和權威的定論。

針對上述問題一個行之有效的解決辦法就是加強填方體的長期監測，通過建立多場地長時間監測系統，獲取大量的監測數據，利用大數據處理，反分析演算填方體的變形破壞及沉降變形過程，建立分析評價模型并獲取特征參數，以用于今后的填土工程地質評價。

二、水文地質勘察存在的問題及應對之策

城市化大規模的建設讓能開發的城市用地日趨緊張，而外遷的一些老工業廠礦區則為城市開發解了燃眉之急，但這些工礦場地往往土壤污染嚴重，開發為住宅或商業區會對人體健康造成傷害，一般而言工程建設前場地環境影響評價工作之一就是需做專門的污染場地水文地質勘察。

水文地質勘察前可通過收集工礦企業生產活動情況和歷史變遷過程資料，了解其所在場地存在的基本污染物和污染源，了解場地的基本水文地質條件，為地下水質量評價提供基礎資料。但由于一些老工礦企業生產年代久遠，建設初期的原始資料缺乏，廠礦周邊環境又隨著城市建設而不斷變遷，造成地下水的補給、徑流和排泄條件的改變，為水文地質勘察提出了不少挑戰。

首先工礦企業場地污染物和污染源的識別困難，特別是鋼鐵廠、化工廠和紡織企業等場地區土壤化學成分多而復雜，排污地下管道交織老舊，常有滲漏現象，地表雨水下滲和污水泄滲后對地下水常造成嚴重污染，使得地下水的污染成分識別和污染源的準確定位十分困難。

其次城市建設不斷地改造著場地周邊的地質環境，為地下水污染情況的查明制造了較大困難。隨著市政道路、大型廣場及住宅小區等的瀝青路面及水泥硬化地面的面積越來越大，特別是自然植被的大面積破壞，致使原有自然裸露的地表大面積被隱埋，造成地表徑流量增加，地表水大量流失，以往降水分散向地下補給的情形不復存在，嚴重影響了城市地下水原有的自然凈化平衡狀態，顯著增加的卻是雨污水的集中排放，局部土壤的污染成分富集，形成新的污染源，地下水質逐步惡化，使得水文地質勘察中準確查明因周邊環境改變而造成較大區域地下水污染狀況的難度加大。

遵循基本資料收集、現場勘查與采樣、室外室內測試以及監測的技術程序是解決上述難題的最基本手段，同時也要注意勘察過程應分階段進行，可分初步勘察和詳細勘察兩個階段，分析應由淺入深，才能全面查明污染場地的水文地質條件。

結束語：總而言之，城市區當前工程地質勘察及水文地質勘察面臨著一些新問題新挑戰，只有在實踐中不斷總結經驗并找出行之有效的科學技術方法去應對解決，才能有效指導城市建設工作，提高城市建設的社會效益。

參考文獻

[1]張玉蘭.淺談污染場地的環境水文地質勘察[J].中國科技博覽.2014.（3）：117.

[2]張曉.淺議水文地質勘察的基本內容[J].現代工程勘察.2012.（8）：46-48.