工程地質勘察中水文地質問題的危害

王培

摘 要：隨著社會經濟的快速發展，基礎工程建設工作已進入全新階段，工程地質勘察作業技術手段愈發先進，影響工程發展與實施的水文地質問題愈發清晰。論文論述了水文地質與工程地質密切相關，地下水不僅僅是地下巖土體的重要組成部分，也會直接影響巖土體的物理與化學性質，因此，水文地質問題處理不當，地表建筑物的穩定性與耐久性將受到極大影響。本文還對工程地質勘察中水文地質問題的危害進行了初步分析與探討，以期為后續工程設計及施工建設奠定良好基礎。

關鍵詞：地質勘察；水文地質問題；地質勘察措施

引言

工程勘察、設計及施工階段，水文地質問題影響很大，但受諸多因素影響，很多工程建設單位卻未能真正認識到水文地質問題帶來的惡性影響，進而造成很多地表建筑物的結構穩定性失衡，人民群眾生命財產安全受到極大威脅。因此，勘察水文地質工作尤為重要，相關單位及企業應積極采取有效措施。受限于技術等因素限制，很多從業人員對水文地質問題的重視程度不足，相關研究很少，尤其是在工程地質勘察階段，部分勘察作業目的不清、主次不明，且實際勘察內容十分簡單，勘察報告過于簡略，難以對相關水文地質問題進行具體說明。

一、水文地質勘察作業中水文地質評價內容

巖土工程勘察作業中，水文地質評價內容主要包含以下幾點：

第一，評估地表水或地下水對巖土體及建筑物帶來的影響。地表水或地下水對巖土體及地表建筑物影響很大，因此，巖土工程勘察工作執行階段，應依照工程所在區域水文地質情況及巖土體性質，因地制宜，有序分析地表水或地下水對巖土體及建筑物帶來的影響，合理預測巖土工程危害及隱患，并提出相關防治措施。如我國北方部分地區夏季降水量大，而冬季凍土層較厚，巖土體的整體含水量較高，針對該地區進行工程勘察時，不僅要考慮到地下水季節變化對巖土體及建筑物帶來的影響，也要分析地表水帶來的各類影響，妥善安排各項保障措施[1]。

第二，針對建筑物類型不同評估水文地質問題。工程勘察作業執行階段，水文地質問題分析工作不僅要考慮到區域原有的水文地質條件，更要對工程的實際結構與基礎類型，全面評估相關水文地質問題可能帶來的實際影響，并從保障工程建設及應用角度著手，保證水文地質資料的完整性與科學性。

第三，以工程角度分析地下水對相關工程帶來的影響。應對區域地下水分布情況進行評估，重點分析埋藏在地下水水位以下的建筑物基礎在實際建設及應用環節所要面臨的挑戰，判斷地下水對地下結構帶來的腐蝕。同時，針對軟質巖石、強風化巖、殘積土、膨脹土等特殊土體，應積極開展試驗測試，評價地下水活動對這些巖土體可能帶來的不利干擾，如軟化、崩解及脹縮等作用。若區域巖土體存在粉細砂或粉土時，也要重點關注此類巖土體在水體作用下出現的流砂與管涌現象。若建筑物基坑作業位置低于地下水水位，則需要從保障建筑物基礎結構強度角度進行滲透或富水實驗，綜合分析相關降水措施的應用價值，評價土體沉降或邊坡失穩問題對周邊其他建筑物形成的不利影響。

第四，分析評估基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性。若建筑物基礎結構下部存在含水層，且水層壓力較大，則應妥善進行壓力測試分析，計算承壓水沖毀基坑底板的概率，并找到實際控制對策。同時，測試計算工作也要與滲透性及富水性試驗同步開展，明確人工降水工作模式，進一步掌握地下水控制機制，有效避免土體沉降或基坑邊坡失穩等安全事故。

二、工程地質勘察作業中巖土水理性質

工程地質勘察作業執行期間，應具體分析巖土水理性質，綜合評估地下水與巖土體之間的相互影響，進而找到水文地質隱患，為后續工程設計與建設施工奠定良好基礎。巖土水理性質對于巖土變形及強度等內容均有重要影響，在部分特殊環境下，還會直接影響到上層建筑的結構安全性與耐久性。

第一，軟化性。調查研究表明，依照工程地質勘察作業最終目標，地下水形態可分為毛細管水、結合水與重力水，而結合水又可分為弱結合水與強結合水兩種。巖土水理性質中，軟化性是指巖土體在遇到水體后，其整體的物理結構性質將發生改變，強度下滑，力學性能大幅減小。勘察測繪環節，應對相關測試方法進行精準把控，明確軟化性的真正內涵，借助軟化系數，進一步評估巖土體的耐水浸及耐風化能力。巖土體軟化性特征十分常見，巖土體在地下水作用下，經常出現土層軟弱問題，而不同類型巖土體條件下，其軟化特性也千差萬別，如泥巖、黏性土層、泥質砂巖、葉巖等等。

第二，透水性。工程地質勘察作業也要重點分析巖土體透水性數據。結合巖土水理性質分析工作要點，透水性的關鍵點在于分析水體在重力作用下，其透過巖土的實際性能。在此期間，對于巖土體而言，其結構完整度越高，巖土內部孔隙越小，其透水性越低，而那些發育良好的巖溶及堅硬的巖石裂隙，則透水性相對較高，若巖土顆粒相對松散，且整體均勻度很差，則透水性也會下降。透水性測試分析環節，可借助抽水試驗措施，具體判斷巖土滲透系數，依照系數高低，判斷巖土體透水性強弱[2]。

第三，崩解性。崩解性也是巖土水理性質的重要特征之一。崩解性主要是指巖土體在受到水體侵害后，巖土整體物理結構被破壞，結構強度被削弱，進而造成巖土體解體或崩散。研究表明，巖土體崩解性的高低也與巖土顆粒成分、結構體系及礦物成分息息相關。

第四，給水性與脹縮性。巖土水理性質分析期間，給水性分析主要是判斷水體在重力作用下，從建筑物的縫隙及空隙中流出的實際水量，其亦可表達為給水度。對于巖土水理性質分析工作而言，給水性是表達區域水文地質參數的重要內容之一，其直接影響區域作業。因此，應提前做好試驗分析工作，確定場地排干作業的預期時間，并為后續工程施工建設創造有利條件。脹縮性分析環節的工作重點在于判斷巖土結構在吸水后的體積變化情況，其核心指標涵蓋自由膨脹率、膨脹率及收縮系數等[3]。

三、工程地質勘察地下水引發的工程危害

第一，潛水位帶來的工程危害。我國地域遼闊，各地區降水量及地表水系分布各有不同，而在我國東部地區，整體年降水量偏高，地表水系發達，很多地表建筑物周邊存在河流、水庫、湖泊、濕地等自然水系。建筑物周邊地表水系水位上升時，潛水位也會隨之升高，巖土壓縮性下滑，若區域巖土類別為黏性土，則其內部含水量也會大幅上升，如此條件，建筑物將出現傾斜或沉降，嚴重時將造成建筑物倒塌，直接危害人民群眾的生命財產安全。

第二，地下水水位下降帶來的巖土工程危害。對于各類工程而言，地下水水位短期內大幅下降也會引發極為嚴重的地質災害。地下水水位異常下降多是人為因素造成，如旱季集中大量抽取地下水，抑或區域礦產開采作業環節的礦床疏干作業，以及周邊水利設施建設而造成的河流下游地下水補給下降等。一旦地下水水位下降速度超出正常水平，則巖土體的原有穩定性將喪失，并誘發地裂、地面沉降、地面塌陷等災害。同時，地下水水位下滑也會進一步影響區域水生態環境，水資源進一步枯竭，水質惡化。因此，地下水水位下降將會對巖土體結構穩定性、建筑物整體安全性及人民群眾的居住環境帶來巨大危害[4]。

第三，地下水水位上升對工程地質勘察帶來的危害。研究表明，地下水水位上升的原因極為多樣，如巖土含水結構、總體巖性產狀、區域降水量、氣溫以及其他人為因素等等。通常情況下，地下水水位上升也會直接影響到工程地質勘察作業。一是地下水水位上升后，土壤中含水量大幅上升，若不能及時控制，將造成沼澤化或鹽漬化，在此期間，巖土中的礦物質被溶解到水中，水體腐蝕能力增強，建筑物地下結構受到嚴重影響；二是水位上升后，邊坡及河岸等位置的巖土體將出現物理結構形態改變，進而引發巖土體滑移或崩塌；三是某些特殊性質的巖土體，如黏性土、膨脹土等，一旦受到地下水浸泡，其原有的結構將喪失，強度大幅下滑；四是若區域土層為粉細砂或粉土，水體作用下，其會出現飽和液化，進一步引發流砂或管涌問題；五是若區域巖土體存在地下洞室，此區域被地下水淹沒后，地表建筑的基礎結構將會上浮，建筑物穩定性下滑；六是膨脹性巖土體在吸水后，也會出現膨脹變形，進一步擠壓建筑物基礎結構；七是寒冷地帶，地下水水位上升后，巖土體在水體凍脹作用影響下，其上層對應的建筑物基礎結構將會不均勻沉降，建筑物原有的應力結構被破壞，進而引發開裂或失穩問題。

第四，地下水動壓力作用下帶來的巖土工程危害。通常情況下，地下水流動速度緩慢，其動水壓力很小，不會對原有的巖土體帶來很大影響。但是，各類工程的施工及地下水的大量開采將直接破壞地下水原有的天然平衡，地下水向某一區域快速流動。地下水動壓力增加將帶來一系列工程危害，如原有的砂土層被侵蝕，砂土出現液化或管涌問題，并進一步引發工程基坑塌陷。

四、巖土工程勘察作業中水文地質問題的解決

對策

第一，相關機構應提前做好各項準備工作。為進一步減少水文地質問題帶來的負面影響，提高工程整體結構穩定性，優化巖土工程勘察作業水平，相關機構及從業工作人員應充分重視水文地質問題分析工作，結合工程勘察作業目標，對巖土工程進行積極勘察，及時發現潛在的水文地質隱患，及時落實各項解決對策。勘察人員應對工程所在區域的地質地理環境進行全面分析，精準獲取地形地貌、地質構造、地層結構等關鍵信息，重點評估工程所在區域地下水及地表水的實際分布情況，進而為后續水文地質問題防治工作的順利進行奠定良好基礎。此外，相關機構也要做好人力資源管理，建立完善的水文地質勘察工作制度與工作體系，從上至下重視其對水文地質問題的挖掘與處理。

第二，嚴格按照水文地質工作的基本要求開展各項作業活動。對于巖土工程勘察作業人員，水文地質問題處理是決定勘察工作最終水平與質量的關鍵。為確保工程勘察活動的實際執行效能，相關機構及從業工作人員應積極探討水文地質工作的各項要點，依照工程建設目標與基本需求，選擇合適的工程手段與技術工藝，有序推進水文地質工作，及時有效處理水文地質層面存在的各類隱患。還應對工程建筑的設計資料進行全面分析，深入解讀工程設計方案的各項基本內涵以及各項關鍵參數，熟知建筑物的構造類型，明確建筑物基礎結構的施工要求，并對建筑物地下室等各類地下結構的埋深與建設規模進行評估，同時將這些資料信息與水文地質勘察工作結合起來，有序處理巖土工程勘察作業期間的水文地質問題。資料信息的完整性直接決定巖土工程勘察作業的實際價值，只有具體掌握各項數據資料，才能盡早發現水文地質層面存在的不足與隱患，并結合具體情況，找到相關的解決對策，同時為水文地質工作中的調查、測量及試驗等工作創造有利條件，為相關工程的設計與施工提供更全面的資料信息，從根本上消除水文地質問題對相關工程質量帶來的負面沖擊。

第三，嚴格按照各項規定與技術規范開展水文地質工作。進入新世紀以來，巖土工程勘察作業所采取的技術手段與工作模式已發生巨大變化，尤其是在信息技術的幫助下，水文地質工作的實施效率與質量得到極大改善。此外，我國水文地質規范已趨近成熟，為確保工程勘察工作的實際執行水平，相關機構及從業工作人員應進一步明確水文地質勘察作業的技術標準與規范內容，持續加強知識學習，領悟相關規章內涵與要點，并同步落實各項技術規范與標準。工程勘察工作推進期間，相關機構應提前制定好勘察工作方案，細化工作要點，而工作人員則要嚴格按照各項要求開展水文地質工作，明確工作需求與關鍵節點，從而圓滿地完成工程勘察作業的水文地質工作，為相關工程的施工與建設奠定堅實基礎。

第四，做好水文地質調查、試驗及測量工作。水文地質問題分析階段，為確保各項工作的執行水平，必須對施工現場的水文地質情況進行調查、試驗與監測分析，積極運用高精度計量工具，確保各項測量數據的精準度與完整性，做好數據信息整理與分析，并同時出具試驗測量報告，為后續水文地質問題處理及各類水文地質災害防治工作創造有利條件。

結束語

綜上所述，水文地質問題分析工作是巖土工程勘察作業的重要內容之一，其直接決定工程施工質量與社會經濟效益。巖土工程水位地質問題受諸多因素影響，因此，水文地質分析過程應做好各類信息資料的調研與評估，有效運用各類技術手段與勘察試驗工具，全面重視水文地質工作，對可能影響水文地質的各類情況進行判斷，進一步提升水文地質工作的成效。

參考文獻：

[1]劉大偉.基于工程地質勘察中水文地質問題的危害分析[J].四川建材，2022，48（11）：56-58.

[2]謝曉勇.工程地質勘察中的水文地質危害及應對措施探討[J].工程技術研究，2022，7（13）：232-234.

[3]李潔.工程地質勘察中水文地質問題的危害研究[J].世界有色金屬，2022（11）：184-186.

[4]孫豫隴.水文地質問題在工程地質勘察中的重要性[J].有色金屬設計，2022，49（01）：90-92，95.