水文地質在巖土工程勘察中的應用

陳啟超

(江蘇省南京工程高等職業學校，江蘇 南京 210000)

0 前 言

水文地質與巖土工程勘察有著密不可分的聯系，地下水在一定程度上會影響上層巖層和土壤的穩定性，無論是資源開采還是建筑工程都會在某種程度對下部地質產生擾動，因而影響整個建筑結構或施工過程的安全性。在傳統的巖土工程勘察過程中，由于可利用的水文參數較少，因此，一般通過周邊建筑參數進行對比觀察，或者根據局部地區的水勢進行分析，如果其自然參數不多就會通過會議決議，這種較為主觀性的判斷方式，往往會忽略細節變化，不利于巖土工程勘察的長期發展。我國正處于社會深度改革的重要階段，各行各業也在不斷的創新和優化，為了更好地提高巖土工程勘察技術及水平，應該注重水文地質詳細性的參數，強調建筑質量的安全性以及施工操作的穩定性，為保障人身安全以及行業的可持續發展奠定基礎。

1 巖土工程勘察與水文地質的概述

1.1 巖土工程勘察內容以及特點

巖土工程勘察主要是指以建設工程或資源開采為主要目的進行區域性的場地地質觀察，結合環境特征以及巖土條件給出具有結論性的分析或評價結果，勘察文件對于后期的施工具有重要影響，涉及到工程成本、工程進度以及工程安全性。一般而言，建筑工程會對地質環境造成一定的擾動，同時建設完后的地質要對建筑工程項目結構提供足夠的承載能力，巖土工程勘查就是為公眾提供可靠的參考資料，其主要內容包括查明場地的自然條件以及氣象水文條件，并對于不良地質進行評估，包含巖溶情況、滑坡以及巖石承載力，同時采用科學的方法對地基層進行力學試驗，并對后期的施工和使用所產生的變化進行對比分析，巖土工程勘察能夠為后期的施工條件以及建筑使用提供綜合性的評價，并根據結果提出合理化建議，因此，巖土工程勘察的精準性對于后期具有深遠性影響[1]。

1.2 水文地質勘察的特點

水文地質與巖土勘察有所不同，是對底下的水文情況進行情況分析，地下水本身具有流動性，而一些承壓水層還對上部巖土具有支撐性，因此，要合理利用水文參數才能在讓建筑工程科學合理的建設。水文勘察中的地下水文相關工作人員針對地下水在不同時期的變化進行深入調研，既包括水位的流向及化學成分，又包含地下水對于周邊巖石的侵蝕性，而且在工程建設過程和使用過程中會對地下水造成一定影響，這種影響和變化對建筑本身可能造成的影響等，同時也可以根據相關參數提出可行性的應對措施或防治意見。一般而言，水文地質勘查需要工作人員在野外進行結果分析，同時隨著當前技術的快速發展，勘察報告需要以文字和圖片相結合的方式反映出客觀事實[2]。

2 水文地質勘察的主要內容

2.1 水文地質測繪

水文地質測繪顧名思義就是對地下的水文情況進行觀測，并將原始資料與現有的水文進行對比，需要相關工作人員在區內進行觀測點布置，并利用觀測線觀察地下水的實際流量以及變化動態，通過數據分析可了解地下水的形成過程以及分布情況，而很多地下巖土內部含有空隙，因此，地下水不僅呈現出集體性流動狀態，而且還夾雜在巖石的縫隙當中。水文地質測繪需要對地下水的分布情況進行明確辨析。隨著當前科技的快速發展，為了更好地對深層巖土進行勘探，可以通過遙感技術并結合衛星定位等分析地下水與地上水的構成原因，這樣可以有效提高水文地質測繪的精準度，同時為未來的水文發展提供必要的數據支撐[3]。

2.2 地球物理勘探

地球物理勘探屬于更加宏觀的水文地質勘探，又被稱為物探，主要是應用在區域范圍內的地下水尋找確定地下巖層的含水層位置，并能對淡咸水之間的分界線進行明確劃分。通過不同的勘測方法可以對地球物理勘測進行有效分析，常用的勘測方法包括電測探法、自然電場法以及淺層地震法，不同的方法具有不同的特點，物探方法具有更高的性價比，而且將地球物理勘探與水文地質鉆探進行配合，能夠更好地確定地下水的基本情況，讓數據更真實[4]。

2.3 水文地質鉆探

水文地質鉆探是水文地質勘探中常用的方法，其主要目的是明確巖層含水位置、含水層的分布狀態，其具體方法是通過相關設備對巖石進行取芯，并對巖心進行精準數據錄入，由于水文地質鉆探與其他鉆探有所不同，因此，其鉆孔更大，鉆取巖心的過程要采用清水，否則會導致水文地質鉆探數據失真，無法對地下室的真實情況進行分析，直接影響后期的水文勘測結果。

2.4 水文地質試驗

水文地質試驗是對各類的水文參數的綜合性分析過程，試驗包括地下水層壓力、注水抽水試驗等，抽水試驗和注水試驗不僅要對地下水進行實時觀測，而且需要對上部的地質情況進行觀察，采用符合實際需求的水泵和空壓機，并及時記錄水流變化、動水位以及水溫變化等參數[5]。

2.5 地下水動態觀測

地下水動態觀察是水文勘測中的重要環節，需要相關工作人員通過定期、定時的觀察分析地下水的水位變化、水質變化以及穩定變化等，操作過程需要與水文地質鉆探、水文地質試驗配合進行，一般而言地下水動態觀測需要以水文年為標準，每一個水文年作為一個觀測周期。

3 水文地質在巖土工程勘察中的應用問題

3.1 動力水壓

一般而言，自然狀況下的巖土地質與地下水呈現出一種平衡狀態，但是如果存在人為的擾動，就會使得地下水出現壓力變動，其中的動水壓力是地下水影響較大的因素，不僅會對巖土勘測工程帶來一定的干擾，而且有可能引發“蝴蝶效應”，造成不同程度的地質災害，尤其是動水涌出現象會對現有區域性的地質造成破壞，如果周邊有建筑體也會造成安全性影響，因此，相關工作人員要注重動力水壓的處理，秉承科學謹慎的態度，進行水文地質勘查[6]。

3.2 地下水位波動影響

地下水位長期處于一種流動狀態，因此，地下水的波動會直接影響巖土勘查工作，對于原本的地質結構也具有一定的安全隱患，同時也會導致巖層之間出現錯裂或下沉問題。一般而言，建筑工程的地基基礎在地下承壓水層之上，但如果地下水位向上移動，就會導致地下水對建筑的基礎造成侵蝕，如果周邊地質為山坡結構，還可能造成滑坡以及泥石流等自然災害，相反地下水位下降則減少了巖土層的承壓穩定性會出現塌陷或裂縫等問題。因此，相關工作人員應注重水文地質隊地下水位波動產生的影響，防止巖土層出現產生結構承壓能力不均的問題。

3.3 對建筑物和構造物產生的破壞

建筑物和構造物是人類居住及生產生活中的項目工程，直接關系到人們的生命及財產安全，建筑物和構造物的基礎與工程的安全性具有直接關系，如果地下水位接近建筑物和構造物的基礎，那么地下水會對基礎造成一定的腐蝕或者橫向沖擊力、降低建筑的穩定性。在建筑物和構造物建設過程中，先要降低地下水水位，防止地下水對建筑物和構筑物的基礎產生威脅，降低水位的過程中也要注意周邊環境的變化，例如土方穩定性以及周邊巖層的地表坍塌問題，如果出現上述問題，則可能是地下水位不穩定造成的地質變化，需要對建筑周邊沿途進行重新勘測[7]。

4 水文地質探測工作的思路以及原則

4.1 規范巖土工程勘測程序以及制度

我國在多年的發展過程中，已經取得了巖土工程勘察行業的長足性進展，并且根據我國的實際情況，建立了相應的法律法規體系，同時各企業單位也制定了相應的工作制度，但是不可否認的是，在工作實踐中也存在著一定的漏洞或不規范的情況，因此，相關工作人員要提高自身的工作責任心，注重從巖土工程勘測程序及制度上進行自我規范。在工作的前期要認真收集工作面區域的地質資料，并了解周邊的建筑分布以及地質特點，同時加強各部門之間的溝通協作，為后期的工作打下扎實的基礎，按照規范及制度要求進行勘測、取樣、試驗、分析，提供可信度較高的參數數據，提高水文地質勘測工作的質量，確保巖土工程勘察準確性。

4.2 加強水文地質勘測意識

相較于整體性的巖土工程勘察工作而言，水文地質勘察發展時間較短，因此，很多工作人員對于水文地質工作的認識度不夠，隨著當前科技的快速發展。行業內對水文地質工作的重要性有了更高的認識，因此，勘察人員應加強水文地質勘察意識，在其工作前期要盡量收集水文地質資料，并按照年份或其他時間節點進行對比分析，然后將數據進行整合，再與場地實際水文地質情況進行類比，對于工作面內的地下水位、水位高度、水源分布等進行查驗，通過對地下水的變化規律評估地下水的滲透變形以及承壓能力，同時通過參數計算對建筑工程的邊坡基坑以及基礎等影響提供可靠數據，并設定合理的工程施工方案，為工程建設以及工程的后期使用提供重要參數[8]。

4.3 加強水文地質問題的分析評價

不同的地下水會對巖土結構以及建筑物基礎造成不同的安全隱患，因此，要加強水文地質問題的分析與評價，這樣才能為下一步的工作開展提供有效的預防和整改方案，減少水文問題對工程的不利影響。常見的水文地質問題包括地下水對建筑基礎的腐蝕與沖刷、地下水對地下巖層的滲透以及土壤的流失，承壓水對于地表建筑物的承載能力、地下水造成管涌的可能性等。為了更好地提高水文地質問題工作的分析質量及效率，建議加強勘察人員的培訓以及繼續教育，在夯實原有的理論基礎上注重新技術新理念的學習，同時也要加強技術水平和責任意識的提高。另外，建議相關部門根據行業的發展需求建立網絡交流及數據查詢平臺，讓各地的水文數據能夠更好地分享，同時也能對以往的水文地質問題進行借鑒，提升巖土工程勘察的效率與質量，同時也能促進水文地質工作的穩步提升。

5 水文地質在巖土工程勘察中的應用探析

5.1 分析地質情況

巖土工程勘測過程中應注重多角度多方位的信息收集以及深度分析，在初始階段要對區域性的地質構造進行數據對比，尤其是近些年來附近的地下水位變化以及周邊建筑物結構物的沉降變化，同時對于地下水位波動情況參數與區域性的地質情況進行結合探討，這樣能夠為地質情況結論提供更加多元化的信息渠道，同時也為巖土工程的平穩進行提供保障。值得注意的是，我國地域面積廣闊，不同地區的地質情況有著不同的特征性，尤其在板塊交界處的地質情況可能較為復雜，需要站在更加宏觀的角度進行地質情況分析，例如板塊交錯、地下巖層運動以及地質活躍度等。隨著當前科技的快速發展地質情況分析，要更多地利用現代化技術手段從多方面進行分析，確保數據的精準性。

5.2 分析工作面的自然地理條件

眾所周知，區域性的地理條件與自然環境有著密切關系，在長期的歷史發展中，地形地貌以及水文特點互相作用形成了如今的自然形態，因此，在巖土工程勘查過程中，要對自然地理條件進行有效勘查，同時也要注重橫向及豎向的數據對比。從橫向角度而言，要注重歷史過程中自然地理條件的變化發展趨勢，同時結合當地的自然環境，例如降水日照植被覆蓋等進行深入分析；縱向而言則是要更多地與其他地區相同地貌地質形成的原因進行對比分析，為下一步的工作提出更多可靠的數據保障。水文地質對于巖土具有重要影響，但是也有一定的規律可循，要注重自然地理條件的觀察和記錄，為我國的巖土工程勘察做好數據記錄，建議以政府為主導建立有關數據庫，并利用互聯網產業中的大數據、云計算以及智能AI等技術提高工程勘查效率，實現行業的可持續發展，并為工程建設質量及安全性提供重要的保障。

5.3 分析工作面的巖土屬性以及變化趨勢

自然界中的巖石土壤以及沙礫是在千百萬年的自然環境作用下所形成的不同狀態，因此，在巖土工程勘察工作中要注重巖土屬性的分析，同時結合區域性的地理條件以及自然環境深入記錄巖土的變化趨勢。不同的巖土技術的不同

的施工特性，例如花崗巖和大理石在外觀表征下都具有一定強度，但是在建筑工程施工過程中則體現出不同的特性，尤其在抗風化以及抗酸性能上差異性較大，如果沒有分析巖土屬性，則可能造成后期工程成本增加，甚至帶來安全隱患。水文地質中的水理性質是對巖土判斷的重要指標，通過對巖石的水理性質分析，可以了解地下水的高度與巖石性能的內在聯系，對于提高巖土工程勘察的準確性具有重要意義，同時也能為施工方案的確定提供準確的判斷依據。

5.4 對地下水位進行分析

地下水位的變化與自然環境以及地理條件有著重要關系，而地下水位則直接影響到建筑工程的安全性和穩定性，如果地下水位的波動在允許值范圍內，則可以按照正常的施工標準程序進行建設，但是如果地下水位的波動較為異常，或者瞬時變化較大，則需要采用特殊的建設方案及手段。因此，在巖土工程勘察過程中，必須注重地下水位分析，既要對以往的地下水位變化進行對比，同時要結合區域性的地質結構進行地下水位變化預估，防止地下水變化，腐蝕或者沖擊建筑工程的基礎，從而造成無法挽回的損失，同時對地下水位進行分析，可以為建筑工程的排水、降水提供重要的方案依據，是建筑工程可持續發展的重要數據基礎。

6 結 語

水文地質是巖土工程勘察中的重要環節，對于建筑工程的安全性具有十分重要的意義，因此，相關工作人員應加強對水文地質工作的重視程度，重點分析水文地質在巖土工程勘察中的應用問題，強調其整體性的思路及原則，為巖土工程勘察的優化應用提供更多的可靠數據。

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