巖土工程中的水文地質勘察微探

邱守翠

（中化地質礦山總局福建地質勘查院， 福建 福州 350013）

0 引言

隨著工程建筑行業的飛速發展，其施工技術以及施工步驟都在不斷的進行著優化。在目前的工程建筑領域，每一項工程開工之前，幾乎都會進行巖土工程勘察工作。這項工作的重要性不言而喻，但是隨著施工節奏的加快，施工團隊或企業降低了對巖土工程勘察的重視程度。如今的巖土工程在水文地質勘察方面存在較多問題，比如水文地質勘察工作側重點不突出，工作簡單化，勘察的實際情況很難得到真實的反映。本文通過介紹水文地質勘察的作用以及現狀，提出了相應的勘察要點。

1 水文地質勘察的作用

了解地下水的情況是巖土工程勘察中最重要的目的，很多巖土工程事故都與水文地質條件未查清楚有關，場地水文地質勘察尤為重要。水文地質勘察具體包括很多內容，如需要查明地下含水層類型、埋藏條件，以及地下水位埋深、補給來源、排泄方式和水位變化幅度等。另外，還要了解隔水層的滲透情況、地下水是否與地表水連通關系等。對于水文地質條件的充分了解是巖土工程勘察工作重要內容，也為巖土工程設計、施工提供依據。工作中要預先對水文地質條件進行了解，并分析地下水可能會對工程建設產生的影響，以便制定合理的施工方案和應急預案，避免因未查明水文地質條件而造成的工程安全事故。

2 我國水文地質勘察現狀

我國工程建設領域施工出現的施工事故的記載資料以及大數據的分析表明，由地下水和巖土體相互作用所造成的地質災害案例很多。許多施工事故的發生都是由于對地下水的運行機理了解得不充分而導致的。很多勘察單位只重視巖土體的空間分布特征，及其物理力學特性，殊不知巖土體受水浸泡會產生軟化，強度急劇降低，引發地基破壞或邊坡失穩。因此，在水文地質勘察中，應重視對水文地質調查、測試工作。具體工作開展以及工作內容需要通過工程實際來確定。對于地下水性狀的基礎變量和發展變化規律進行定性和定量分析。但是，在我國目前的水文地質勘察現狀中，存在這許多問題，比如，勘察人員不專業、勘察工作不全面、以及勘察結果不準確等等。另外，還存在對水文地質勘探工作不重視或不認真分析研究，這些問題都會影響水文地質勘察工作的精度和可靠度。很多勘察隊伍在進行水文地質勘察過程中，雖然也能為設計和施工提供必要的水文地質參數，但成果的可靠性很難有保證，也為工程建設安全施工留下諸多安全隱患。

3 巖土工程勘察中水文地質勘察的內容

3.1 地下水環境調查

工程場地所在區域的地理環境調查是水文地質勘察中最為基本的工作，同時也要全面收集工程區水文、氣象條件，以及地表水系分布，區域地下水分布概況等，還須收集近3 至5 年最高地下水位和歷史最高地下水位，是否存在抽取地下水情況，周邊是否有因開挖基坑而抽水造成局部區域地下水位下降等問題。有條件時也應收集工程場地周邊防洪水位等。

3.2 地質勘察及試驗工作

除了環境條件調查外，水文地質勘察工作還應對場地地質情況進行勘察。劃分含水層和隔水層，含水層的透水性和富水性。一般而言，顆粒粗的砂卵石層透水性和富水性均強，而黏性土因透水能力差，其透水性和富水性均極弱。因此，場地巖土層的性狀與其水文地質特征緊密相關。在進行水文地質勘察時，一定詳細查明地層的分布情況，同時，應進行必要的水文地質試驗工作，如進行含水層的抽水試驗、注水試驗，對基巖風化層也可進行壓水試驗，以獲得水文地質參數。

水文地質試驗是獲得場地水文地質參數較為準確可靠的方法，抽水試驗孔的布置有帶觀測孔和不帶觀測孔方式，不帶觀測孔的單井抽水試驗常因抽水井內水躍現象存在，使得井內水位降深較實際降深大，導致滲透系數計算值偏小。帶觀測孔抽水試驗可以消除水躍現象的影響，但受成井工藝及含水層性狀的影響，觀測孔水位降深在不同出水量情況下，水位變動不敏感，使得滲透系數的計算結果可能與實際差異較大。因此，在進行抽水試驗時，應采取有效的措施保證抽水井和觀測孔成孔質量。

3.3 地下水位觀測

查明地下水位埋深和分布情況，也是水文地質勘察工作的重點內容之一。地下水位觀測包括對初見水位、穩定水位和承壓水頭觀測，初見水位觀測時應采取干鉆方法，遇水即測其水位埋深，而穩定水位觀測則是待鉆孔結束后進行水位觀測。為評價承壓水是否對開挖的基坑產生突涌影響，需要進行承壓水頭觀測。承壓水頭觀測常采取止隔水措施，將被測含水層與其他含水層隔開。以上各種水位數據的獲得需要按相關規范進行操作，排除觀測數據的不真實。根據工程需要，采取地下水樣進行水質分析，評價其對建筑材料的腐蝕性。

地下水位觀測應根據工程特點和要求進行。穩定水位觀測和分層水位觀測對工程設計和施工影響大。為獲得較可靠的地下水位資料，應根據工程場地內含水層的特征，采取可靠的成孔方法和止隔水措施。

3.4 含水層及隔水層特點

查明場地含水層及隔水層分布情況，是水文地質勘察工作內容之一。對某個具體場地來說，含水層和隔水層的劃分應該比較清楚，組成含水層的物質一般顆粒較粗或孔隙裂隙較發育，孔隙聯通性較好，其透水性和富水性隨含水層的空間分布、性狀等因素而變化。相對含水層而言，隔水層的透水性和富水性極弱，其物質組成多為黏性土，結構致密，滲透系數極小。含水層和隔水層的區分一般可根據現場抽水試驗、室內滲透試驗或工程經驗等獲得的滲透系數確定，是一個相對比較的概念，比如砂層和黏性土層，節理裂隙發育、破碎的巖層與完整的巖層。

4 巖土工程中水文地質勘察要點

4.1 水文地質評價

通過水文地質勘察流程進行場地水文地質勘察工作，獲得較豐富的勘察成果資料，包括外業抽水試驗及室內滲透試驗等，以及地下水位觀測資料。整理過程中應進行綜合分析，校核數據的可靠性。應根據工程具體要求進行評價。對于基坑工程應著重分析降低地下水的可能性，采用有效的降排水措施，并提供相關水文地質參數。在進行滲流穩定性評價時，應提供巖土層的允許水力比降、有效重度等計算參數。提供滲透系數和影響半徑時，應結合現場抽水、注水或壓水試驗確定。評價時也可根據工程基坑設計要求，采用大井法估算基坑涌水量作為降排水設計時參考。

4.2 實施要點

在水文地質勘察工作進行之前，要對該項工作有全面科學的認知。相關技術人員要搜集與工程場地相關水文地質勘察資料，進行認真分析研究，對于一些重要參數和論斷，要能夠熟記于心，對于接下來的水文地質勘探工作有所幫助。開展勘察工作時，要分析工程場地特點和設計要求，厘清工作的重點和難點，采用的方法和手段，合理安排人力物力進行內外業勘察工作。如抽水試驗工作，應做好含水層和隔水層劃分工作，抽水井的結構設計，成井施工，洗井及抽水試驗均應按相關規程及標準進行。

水文地質勘察的實施應該制定勘察大綱，熟悉工程場地水文地質特征及工作任務要求，合理布置勘察工作量，采用可靠的勘察手段和試驗工作，對采取不同方法獲得的參數進行綜合分析比較，確保提供的水文地質參數準確可靠。分析評價時應考慮到含水層為非均質體，且各向異性，根據地下水動力學理論公式計算的有關參數僅供設計參考，對于中型和大型工程的降排水，使用時勘察報告提供的水文地質參數時，應建議通過施工現場降水的抽水試驗予以復核。

5 結束語

水文地質勘察作為巖土工程勘察中一項十分重要的工作，直接影響到工程降排水設計和施工的質量和安全。勘察工作應搜集工程場地已有的水文地質資料，制定合理的勘察方案，布置適宜的勘察工作量，采用可靠的勘察手段，并加強綜合分析研究。對獲得的勘察成果應針對工程特點進行分析評價，提供水文地質參數時，應考慮含水層的非均質性和各向異性。