工程地質勘察中有關水文地質問題的分析與研究

摘 要：工程地質的勘察作業，繞不開對工程所在地水文地質的勘察，因其在地質勘察中的重要性較高，如果無法清晰探查地下水的運動與分布，會影響工程建設，造成不可預知的安全隱患。因此，為確保工程建設質量以及工程地質勘察結果的嚴謹性，需將水文地質的勘察進行妥善處理，并對其勘察的合理性進行科學分析，提出水文地質問題對工程建設帶來的安全隱患，找出較為合理的應對措施與建議，并與工程建設上下游進行有效溝通，提前消除安全隱患，為工程建設提供前瞻性的指導。

關鍵詞：地質勘察；水文地質；優化措施

中圖分類號：TU195

基于新背景下轉型升級的工程建設行業，對于工程構筑物的建造水平、質量安全、綠色低碳、信息智能等方面，都提出了更高的要求，加之在環境保護方面的重視程度越來越高，勘察工作也面臨著全新的要求。在勘察工作中，水文地質的勘察顯得尤為重要，通過勘察報告，可以有效輔助工程項目的施工和空間改造工作的開展，利用其直觀呈現地質結構的特點，為地質環境開發提供支持。勘察工作人員需要高度關注水文地質問題，采取有效應對措施，確保地質勘察順利實施，為工程建設提供保障。

1 水文地質勘察的重要性分析

在以往諸多的勘察實例出具的報告中，自然地理概況包含有工程建設所在地的地貌特征、氣候特征以及凍土特性等方面；地貌特征包括有巖土特性、結構層構造、地下水埋藏深度、水文變化幅度以及地震動參數等內容；報告評價分析中囊括不良地質描述、重點參數分析、評價意見以及相關措施等內容。由此可以看出，水文地質僅存在于報告中對地質特征的描述，重點的評價措施環節中，鮮有對工程所在地水文地質的科學合理性評估與相關性研究。部分工程因沒有重視水文地質對工程建設的影響，導致其在后續的使用過程中，因地下水或其他水文關聯，引發不均勻沉降等現象的產生，對建筑物質量造成一定影響。因此，在勘察報告的評價措施環節，應加大研究力度，引入水文地質對工程建設與使用維護方面的合理性預估及評價，優化措施中對其提出相關的科學防護與應急策略，從勘察結果至運營維護，全方面地對水文地質的影響進行分析與評價，凸顯工程地質勘察在工程建設前期的科學吻合性、技術前瞻性以及實踐指導性。

2 水文地質勘察的主要內容

水文地質勘察區別于工程地質勘察中的其他內容，在于水文地質的勘察要兼顧建設、勘察、設計、施工、運營維護等多方主體，統籌考慮整個工程建設系統的時效性及深遠影響，結合施工實際，出具前瞻性的措施意見，重要性不言而喻。

2.1 水文地質測繪

實地勘察，收集已有的相關資料，通過布置觀測點等方式，對工程所在地的地下水的埋藏情況及變化幅度進行觀測，探明地下水的分布狀況以及土壤的含水情況。必要時采用先進的遙控感應技術，輔以先進的探測工具，有效地提高對地下水位的測繪精度，測繪完成后，進一步完善技術資料與填圖工作。

2.2 物探

采用經濟高效的電測深法、電剖面法、自然電場法、淺層地震法、α-徑跡法等方式，對地下水的含水層位置、淡水咸水分界線位置、鉆孔與后續試驗位置等進行探查，為下一步工作提供方向，物探完成后，完善這一步工作的技術資料與相關工作。

2.3 水文地質鉆探

為能精確尋找地下水含水層的具體位置與詳細分布，探明地下水的存貯條件，利用物探找尋的鉆孔進行水文地質鉆探，鉆探過程用純凈水鉆入，保證鉆探到的巖心進行相關的水文試驗時，所獲取的試驗數據真實可靠，并將試驗數據與資料進行詳細記錄。

2.4 水文試驗

水文試驗有多種方式可以進行，區別于壓水、注水等方式，抽水試驗一般為最常用的試驗方法，通過抽水試驗，可以直觀獲取地下水的各項具體參數，為地下水及水文地質條件的評價優化提供初始資料。

2.5 動態觀測

進行過上述步驟以后，需要對地下水進行規律性的動態觀測。對地下水的動態觀測要用時間來衡量，一般來說，觀測的時間不得少于一個水文年，觀測時間測得地下水的水位變化、水溫環境、水質因素等內容就越為精確。這些要素的測定，能夠為勘察報告水文評價以及相關的計算提供更為翔實的技術基礎。

2.6 試驗分析

在勘察過程中，要對土壤、水體進行取樣，樣本送至實驗室進行土質、水質、土壤粒度、微體古生物、同位素年齡等相關要素的分析。

2.7 出具報告與圖件

結合上述工作內容，完成水文地質勘察的相關工作，出具水文地質勘察報告與水文圖件。其中圖件能夠反映出地下水的水位分布、水位埋深、污染情況以及相關參數，水文報告則能如實反映工程所在地實際的水文地質情況，并包含水文地質對工程建設影響的科學預估與評價，以及根據建設施工需求相匹配的前瞻性指導意見。

3 常見的水文地質危害

3.1 地下水水位線及水壓的影響

水文地質的勘察中，需要探明地下水的水位線以及變化幅度。常規而言，地下水水位線的變化幅度大體上取決于季節性的降雨量，譬如某一時段降水量多，則地下水的水位線會出現明顯漲幅，某一時段降雨量少或干旱，水位線可能會保持正常波動或出現下降的情況。施工時，如果措施不當，也會造成地下水的水位線出現明顯波動，過大的增幅或降幅，都會給工程的建設質量帶來嚴重的影響，譬如因地下水位下降，促使土壤的滲透能力下降，土質就會變得相對松散，引發建筑物的不均勻沉降，而如果地下水過多，也同樣會影響土壤的吸水能力，也會引發工程建筑物的不均勻沉降，影響建筑結構的穩定性。因此，工程地質勘察時，需結合當地諸多因素，對地下水水位線的波動有著準確的掌握，水文勘察報告和圖件中要有對施工措施預測性地提出優化建議。

3.2 地下水腐蝕

地下水會因氣候環境的影響、季節的變化，隨著時間的演化從而產生不同水位、不同微量元素構成的地下水，因礦物質含量不同，地下水在受到破壞或污染之后，化學成分增加，致使具有腐蝕性的地下水體產生，如果腐蝕程度達到對應含量，那么就會對建筑結構造成影響[1]。在這種地下水位上建設工程，會因水中含侵蝕性的化學元素沖刷溶解混凝土中的相關物質，使得混凝土產生崩解現象，嚴重影響工程質量。因此，在水文工程的勘查中，需要對地下水的腐蝕性納入勘察技術指標，依照相關的技術標準規范，對其腐蝕的綜合程度進行科學合理地評估。

3.3 地下水水循環系統破壞

地下水在地底下的常年演化，已經形成了錯綜復雜星羅棋布的水循環系統。多年以來，各地的工程構筑物如雨后春筍般拔地而起，伴隨著人們對地底的探索與建設，已經有部分地下水的水循環系統遭到破壞，無法恢復。水文地質勘查中，也應重點探明工程所在地的地下水循環系統有無發生重大變化，因為不穩定的水循環系統會使得勘察工作以及后續的施工工作產生不可預估的不穩定性，增加工程建設風險。因此，為避免勘察及施工成果遭受破壞，水文勘察報告應出具地下水循環系統的全面評估結果。

3.4 地下水水質變差

現代化工業、農業的快速發展，極大地推動著地下水的挖掘與開采，若保護措施不到位，或是開挖之前沒有充分的技術論證，盲目地對地下水開挖，都會造成地下水水質的破壞，誘發地下水水質污染的嚴重問題，伴隨著地下水水循環系統的運轉，污染源不僅不會消失，還會進一步擴散，蔓延至其他地下水水域。這就要求水文勘察報告中，除了要有工程所在地水文地質情況的勘察結果，還應廣泛查閱資料，對周邊地下水的水質情況的未來變化及波動情況有著全方位的研判。

3.5 地下水引發的不良地質作用

地下水無時無刻都在運動，在其流經的地方，有可能會對巖體土壤等產生一定的破壞作用，并帶動沿途不良的雜質進行遷徙。地下水的不良地質作用一般為侵蝕、搬運和沉積作用，會造成譬如土地脹縮變形、沉降、塌陷、失穩、突水、突涌等現象的發生。其中侵蝕和搬運過程中，地下水會將其剝蝕產物沿著地下水循環系統的運動方向進行搬運，這一過程很可能會將偶然產生的污染物或者有害物質進行擴散，破壞地下水水質及其循環系統；地下水的化學搬運過程，會將地下水流經地區的風化巖石、砂礫等進行搬運，搬運途中溶解以后，產生以碳酸鹽為主的化學物質，加上地下水所處環境的溫度與壓力，形成溶于水的化學物質后，極有可能改變地下水質情況，影響水文地質的穩定性。

4 水文地質病害的處理措施

4.1 水文地質勘察的理論強化

在開展水文地質的勘察工作前，需要事先明確勘察目標與勘察要求，制定進度計劃與實施方案，做到理論先導，實踐后行。勘察人員要對相關工作及技術性難點進行深入了解與研究，因地制宜靈活運用勘察的方式方法，熟練掌握地下水的水文性質，土層的特性參數等概念。對工程所在地的水文地質進行勘察后，要詳細分析地下水的埋深及分布狀況，明確地下水及周邊地下水域的流性及受污染狀況，掌握工程所在地地下水的季節性變化規律與土壤滲透系數。水文地質勘察期間，通過鉆孔試驗、水壓試驗等手段，獲取出具報告以及圖件所需的起始壓力值、壓力基數、最高壓力等數據信息，以確認工程所在地的地下水壓力值。完成相關理論性研究及試驗操作以后，結合現代化的勘察工具與技術，對水文地質的勘察結果進行精準客觀評價，能夠為工程建設提供理論依據與技術支持。

4.2 水文地質勘察的技術優化

一個行業可持續發展能力的判定，基于該行業在發展過程中，有無不斷的技術集成與創新發展，有創新精神和科技成果積淀，水文地質勘察行業亦是如此，勘察技術水平的高低好壞先進與否，不僅直接影響到水文勘察工作的數據采集與效率，更能夠直接決定勘察結果的最終質量。與此同時，先進技術水平的實踐應用，可以大幅提高勘查結果的精確度，可為后期的工程建設提供更為科學合理的理論指導。在意識到新技術帶來高效便利的同時，還會配套引入新的勘察測量設備，用以構建完整的水文地質勘察工作系統。勘察技術人員面對新設備新技術，還需接受針對性的培訓，包括測量設備在使用后的維護與保養，為新的項目勘察打下堅實的理論技術基礎。

4.3 水文地質勘察的質量監督

建設單位作為勘察工作質量監管的核心，要嚴格執行國家的相關收費標準，不得迫使勘察單位低價承攬，不得明示或者暗示中標單位違反行業道德與國家標準；勘察單位作為勘察工作質量自檢的源頭，要加強技術人員職業道德培訓，在企業內部建立健全質量管理體系，設置項目主管等崗位，在勘察工作中綜合研判，制定適宜于自有團隊的工作計劃，組織專業技術人員對建設工程所在地的實際條件進行勘察，在工作中不斷優化和完善工作計劃，嚴格把控取樣質量和試驗結果，不做事后修改、追補等工作，保留原始記錄的完整性，對勘查結果負直接責任；在對施工圖進行審查時，依據工程建設的強制性標準對勘察文件進行審核，不合格的勘察文件要提供書面緣由并退還，勘察文件中有涉及到違反法律、法規等重大問題，上報建設主管部門；工程設計、施工、監理等各單位亦是如此，層層監管，各流程把守，確保水文地質勘察工作的權威性。

4.4 水文地質勘察的科學評價

水文地質的勘察過程中，對于相關的信息數據的收集要做到規整完善，可以依托于信息化的大數據技術，對項目建設范圍內的水文地質信息進行宏觀上的比對和分析，預測水文地質勘察結果能否影響到工程建設，且能預判工程項目基礎施工時會發生的各類問題，提出針對性的措施。在實際對于水文地質進行勘查的期間，勢必要從多元化角度出發，對于水文地質相應勘查結果展開合理性分析，對于實際結果進行比對[2]。評價水文地質的勘察結果，要依附于對工程項目的影響，明確勘察在建設環節的重要地位，從多角度出發，客觀性地進行總結和評價，充分突出水文地質勘查評價完整性、科學性及真實性、有效性。

5 工程實例研究

某水利項目通過地質勘察，獲得該項目相關數據信息，地下水位深度10 m，存在粉質沙土，地表存在淺水層。穩定性方面，地震設防烈度為7度，工程周圍10 km范圍內未存在斷層地質，區域穩定程度相對較高。通過調查發現，工程所在地周邊未存在明顯污染源，在勘察階段取樣了地表水以及地下水進行分析，發現水質對混凝土無腐蝕，對鋼筋弱腐蝕。按照水工建筑的抗震設計規范，本項目無須考慮地震液化等因素，通過水文勘察，綜合分析地基土的滲透變形能力，以及地表土的抗沖刷性能，發現其防滲及抗沖刷能力不足，且土層透水性強，因此，通過綜合性的分析，提出利用樁基以及換填土的方式對地基土層進行加固處理。譬如，介于粉質沙土結構，對其進行換填；介于淤泥層的結構，對其進行樁基的加固處理，再通過管井降水等方式，對地下水進行控制，保證了水土及構筑物邊坡的穩定性，獲得了科學合理的評價。

6 結語

隨著在建工程規模的越來越大，標準化程度越來越高，建設質量越來越好，這就對參與工程項目建設的上下游各方都提出了全新要求。水文地質勘察做為工程地質勘察中的關鍵性工作，需健全標準化體系與評估機制的建設，提升勘察人員綜合素質[3]，遵守國家法律法規，執行國家標準規范，在進行勘察作業時，對當地生態環境予以保護，采用先進機具設備與工藝技術，保證勘察作業的效率與勘查結果的質量，確保工程建設的順利開展。

參考文獻：

[1]" 李文魁. 工程地質勘察中水文地質問題的重要性[J]. 世界有色金屬，2021（21）：221-222.

[2]" 李朋. 巖土工程地質勘察過程中的水文地質問題研究[J]. 當代化工研究，2022（10）：180-182.

[3]" 高羽. 工程地質勘察中的水文地質危害及對策[J]. 工程技術研究，2021，6（22）：243-244.