工程建設中水文地質(zhì)勘察技術的應用

趙光樸

摘 要： 對工程建設中水文地質(zhì)勘察技術應用進行分析和研究，然后闡述了工程建設中水文地質(zhì)勘察技術的重要性，最后對工程建設中水文地質(zhì)勘察技術應用進行了詳細分析和探討，希望能為工程建設中水文地質(zhì)勘察技術的應用提供一些有價值的參考。

關鍵詞： 工程建設 水文地質(zhì) 勘察技術 具體應用

中圖分類號： P641文獻標識碼： A文章編號： 1679-3567（2024）04-0051-03

Application of Hydrogeological Exploration Technology in Engineering Construction

ZHAO Guangpu

The Fourth Team of Hydrogeological Engineering and Geology， Hebei Brigade of Geology and Mineral Resources Exploration （Hebei Center of Ground Settlement Monitoring and Early-Warning Prevention Technology）， Cangzhou， Hebei Province， 061000 China

Abstract： This paper analyzes and researches the application of hydrogeological investigation technology in engineering construction， then describes the importance of hydrogeological investigation technology in engineering construction， and finally analyzes and discusses in detail the application of hydrogeological investigation technology in engineering construction， hoping to provide some valuable references for the application of hydrogeological investigation technology in engineering construction.

Key Words： Engineering construction； Hydrogeology； Exploration technology； Specific application

水文地質(zhì)勘察技術主要是指對工程建設中水文地質(zhì)進行科學分析與研究的一種手段，是一項重要的工程建設工作，其主要目的是全面了解和掌握水文地質(zhì)情況，從而更好地做好工程建設工作，避免在進行水文地質(zhì)勘察過程中出現(xiàn)失誤。因此，要認真分析和研究水文地質(zhì)勘察技術的應用，以保障工程建設更加順利。

1 水文地質(zhì)勘察技術在工程建設中的重要性

在工程建設過程中，水文地質(zhì)條件直接影響到工程的穩(wěn)定性和安全性。如果缺乏對這些條件的深入了解，可能導致施工質(zhì)量問題，甚至可能因為水文地質(zhì)問題而導致工程事故，進而影響工程的正常進行和最終質(zhì)量。為了做好水文地質(zhì)勘察工作，需要全面了解施工現(xiàn)場的水文地質(zhì)情況，包括土壤類型、地下水位、地質(zhì)構造、水文循環(huán)等多個方面。通過對這些因素的深入分析，可以更好地預測和評估可能遇到的問題，并據(jù)此制定出相應的預防和解決措施。

在具體實施過程中，應當采取科學合理的方法對水文地質(zhì)條件進行調(diào)查，包括地質(zhì)鉆探、土壤和水樣分析、地下水動態(tài)觀測等技術手段。通過這些方法，可以獲得準確的數(shù)據(jù)和信息，為制訂解決方案提供堅實的基礎。制訂解決方案時，需要考慮到施工過程中可能遇到的各種情況，包括但不限于地下水位變化、土壤穩(wěn)定性問題、地質(zhì)災害風險等，以有效應對預測到的問題，避免在工程建設中出現(xiàn)事故[1]。

2 工程建設過程中地下水的影響因素

地下水的補給來源主要包括大氣降水、地表徑流和人工開采三種，這三種補給方式都會對地下水的流量和水位產(chǎn)生影響。大氣降水是地下水補給的主要來源之一，因此在工程建設過程中要加強對大氣降水進行收集和研究工作。而地表徑流的補給條件主要涉及大氣降水或地表徑流流入地下水層時的流量與速度。人工開采是指人類利用機械設備對地下水源進行挖掘工作，通常人工開采會對地下水水位產(chǎn)生一定的影響，還會對地下水造成一定的污染和破壞[2]。

3 水文地質(zhì)勘察技術的常用方法

3.1 水文地質(zhì)調(diào)查

水文地質(zhì)調(diào)查是研究地下水的分布、運動、形成及其與地質(zhì)環(huán)境之間相互關系的過程。這項調(diào)查對于水資源的開發(fā)、利用和管理至關重要。水文地質(zhì)調(diào)查通常包括以下幾種主要方法。

3.1.1 地質(zhì)調(diào)繪

地質(zhì)調(diào)繪是通過實地考察和收集地質(zhì)信息，如地層、巖性、構造、地貌等，來了解地下水的地質(zhì)背景。通常包括對地表和地下地質(zhì)結構的觀察、描述和繪制地質(zhì)圖。地質(zhì)調(diào)繪有助于識別含水層的位置、厚度和水質(zhì)等特征。地質(zhì)調(diào)繪后編制的地下水資源評價圖如圖1所示。

3.1.2 地面調(diào)查

地面調(diào)查涉及對地表水體（如河流、湖泊、濕地）和地下水露頭（如泉眼）的觀察和采樣。這些活動可以幫助評估地下水的補給、徑流和排泄條件，以及確定地下水與地表水之間的相互作用。

3.1.3 水文地質(zhì)鉆探

水文地質(zhì)鉆探是通過鉆孔來獲取地下巖層的樣品和水樣，以及測量井孔中的水位和滲透性。這種方法可以直接獲取地下水的物理和化學特性，以及含水層的水文地質(zhì)參數(shù)。

3.1.4 地球物理方法

地球物理方法包括電法、磁法、地震法、重力法等，這些方法可以用來探測地下結構和巖石的物理特性，從而推斷地下水的存在和流動情況。例如：電阻率測量可以用來識別含水層和非含水層的邊界。

3.1.5 數(shù)值模擬

數(shù)值模擬是通過計算機模型來模擬地下水流動和質(zhì)量傳輸?shù)倪^程。這種方法可以用來預測地下水系統(tǒng)對自然和人為變化的響應，以及評估水資源的可持續(xù)利用[3]。

3.2 水文地質(zhì)實驗

通過對水文地質(zhì)實驗的應用，可以有效掌握地下水的運動規(guī)律，從而為水資源的合理開發(fā)利用提供科學依據(jù)。其中，水力學試驗是利用水的流態(tài)及運動規(guī)律來研究地下水運動過程中相關物理因素與化學因素之間相互關系的一種方法。其主要包括地下水位變化規(guī)律測試、地下水位動態(tài)監(jiān)測與地下水滲流規(guī)律測試等幾種，通過對這些內(nèi)容的研究，可以為分析和掌握地下水運動規(guī)律提供科學依據(jù)。

在進行水文地質(zhì)實驗時，需要根據(jù)實際情況來選擇合適的實驗方法。其中，水工試驗主要包括水力學實驗和水質(zhì)測試；靜力試驗主要包括靜水壓力試驗和抽水試驗；滲透試驗主要包括滲透系數(shù)測試、滲透系數(shù)測定以及滲透系數(shù)等；抽水試驗主要包括抽水試驗和抽水試驗場實驗等。通過對這些試驗，可以提高水文地質(zhì)實驗的準確性，為分析和掌握地下水運動規(guī)律提供科學依據(jù)。此外，在進行水文地質(zhì)實驗時，還需要根據(jù)實際情況來選擇合適的觀測設備與觀測時間[4]。

4 工程建設中的水文地質(zhì)勘察技術的實踐應用

4.1 工程概況

某工程項目位于城市邊緣，周邊環(huán)境較為復雜，屬于典型的巖溶地貌。為研究水文地質(zhì)情況，在工程設計階段采用了物探、鉆探、抽水試驗等多種方法對場地進行勘察。場地主要由松散層、殘積層、全風化泥質(zhì)粉砂巖和中風化泥質(zhì)粉砂巖組成，其中松散層主要分布在場地的東、西兩側。根據(jù)勘察結果分析：該場地地下水類型主要為巖溶水，主要發(fā)育在第四系松散層中的孔隙潛水和基巖裂隙水，地下水埋藏深度為5～10 m。根據(jù)鉆孔抽水試驗數(shù)據(jù)可知，第四系孔隙潛水水位埋深為0.20～0.40 m，水位變化幅度在1.00～3.40 m之間；基巖裂隙水水位埋深為0.50～2.80 m，水位變化幅度5.00～5.50 m之間。因此，該場地地下水類型對建筑物存在一定威脅。為了保障工程建設安全和質(zhì)量，工程建設前期需開展水文地質(zhì)勘察工作。通過對場地水文地質(zhì)條件進行詳細勘察和分析，確定了適宜的地下水勘察方案和工程建設方案，為后續(xù)工程建設提供了可靠的水文地質(zhì)資料。

4.2 設計方案

設計方案要按照《巖土工程勘察規(guī)范》（GB 50021—2001）要求進行設計，通過對整個區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境分析，確定好該地區(qū)水文地質(zhì)情況，然后根據(jù)地質(zhì)情況做好詳細的勘察工作。水文地質(zhì)勘察主要包括地下水類型的勘察和地下水動態(tài)的勘察兩個部分，兩者缺一不可。首先，在進行地下水類型的勘察時，要對該地區(qū)地下水位進行詳細的測量工作，并對不同水位下的水量進行統(tǒng)計。其次，在進行地下水動態(tài)勘察時，要根據(jù)工程實際情況和當?shù)厮牡刭|(zhì)條件對地下水的動態(tài)進行觀測和記錄。根據(jù)上述兩方面內(nèi)容對該地區(qū)地下水的類型和動態(tài)變化情況進行分析，在此基礎上制訂出合理有效的地下水防治方案，主要包括地面沉降防治方案、巖溶塌陷防治方案等。此外，還可以利用人工降水或使用降水措施，減少該地區(qū)地下水對建筑物地基造成的影響[5]。

4.3 實驗數(shù)據(jù)

為了驗證該方法在該工程項目中的應用效果，選擇在該工程項目中使用“深井抽水試驗”的方法。主要是通過對抽水試驗數(shù)據(jù)的分析，了解抽水井附近水位變化情況，了解該區(qū)域內(nèi)地下水的動態(tài)變化情況。首先，選擇一口處于地下水位以下的抽水井，對該水井進行抽水實驗，確定井底附近的水位變化情況。其次，在完成抽水試驗后，將鉆孔中抽取的地下水注入到井中，測量出水量和水位變化情況。在實驗過程中，將測得的數(shù)據(jù)進行分析和比較，了解水井附近水位變化情況。最后，根據(jù)實驗結果對水文地質(zhì)勘察技術進行改進和優(yōu)化。該方法在水文地質(zhì)勘察技術中具有較好的應用效果。

4.4 調(diào)查數(shù)據(jù)

工程建設中，水文地質(zhì)勘察工作的首要任務是收集水文地質(zhì)資料，進行水文地質(zhì)調(diào)查和研究。通過收集相關資料，可以了解到該地區(qū)的地形、地貌和氣候特征等自然情況；當?shù)厥欠裼械叵滤叵滤坏纳疃仁嵌嗌伲叵滤愋汀⒑橘|(zhì)、水質(zhì)狀況、水化學類型及分布規(guī)律等情況；當?shù)厥欠裼腥祟惞こ袒顒雍腿藶榛顒右鸬牡卣鸹顒忧闆r；當?shù)厥欠裼袔r溶地區(qū)，巖溶發(fā)育狀況及其特征等。同時還可以了解到該地區(qū)地質(zhì)構造和水文地質(zhì)條件，為后期工程建設提供參考依據(jù)。在進行調(diào)查工作時，工作人員要根據(jù)實際情況，合理選擇和確定調(diào)查范圍、調(diào)查深度及調(diào)查內(nèi)容等信息，并明確各工作環(huán)節(jié)之間的相互關系，以達到預期目的。

4.5 實踐應用情況

某工程項目的建設規(guī)模為16 500 m3/d，其建筑高度為21.3 m，建筑結構采用框架結構。水文地質(zhì)勘察工作主要針對兩個方面的問題：（1）地下水位變化情況；（2）地下水的補給與排泄。本次勘察工作主要運用了鉆探和抽水試驗的方式對水文地質(zhì)進行勘察。鉆探技術方面，采用了“兩鉆一護”的方式進行鉆孔施工，其中一個鉆孔采用了兩臺鉆機同時施工，另一個鉆孔則只有一臺鉆機施工。在實施鉆探施工時，如果遇到地下水較為豐富的地層，會運用鉆孔注水的方式，在一定程度上提升地下水的水位；如果遇到地下水較為貧乏的地層，會使用壓鉆方式進行勘探。抽水試驗方面，根據(jù)現(xiàn)場實際情況制訂科學合理的試驗方案。在本次試驗中，一共進行了16個抽水孔進行試驗，通過對數(shù)據(jù)結果的分析，最終確定了12個水文地質(zhì)勘探孔。結合鉆孔水位與水量等數(shù)據(jù)可知，抽水試驗成果較為理想。從水文地質(zhì)勘察結果來看，工程項目存在兩個地下水補給源以及一個地下水排泄源。其中地下水補給源主要是由附近的地表河流匯入形成的；地下水排泄源主要是由地下裂隙水以及巖溶水共同形成。兩個地下水補給源均較為豐富，且水量較大。

5 結語

水文地質(zhì)勘察技術是工程建設中一項重要的技術，在實際的工程建設中起著非常重要的作用，在一定程度上決定著工程建設的質(zhì)量。因此，要充分認識到水文地質(zhì)勘察技術的重要性，在實際工作中要不斷加強水文地質(zhì)勘察技術的應用，這樣才能更好地做好工程建設工作。本文主要對工程建設中水文地質(zhì)勘察技術應用進行了分析和研究，并對此進行了闡述，希望能為工程建設中水文地質(zhì)勘察技術的應用提供一些有價值的參考。

參考文獻

[1]李智，張曉鵬，趙建強.綜合技術手段在刁江流域某溶洞水文地質(zhì)勘查中的應用研究[J].地下水，2023， 45（1）：174-175，182.

[2]董浩，殷淑翠，謝飛.水文地質(zhì)勘查技術在巖土工程中的應用[J].中國金屬通報，2023（2）：192-194.

[3]石倩.水文地質(zhì)問題在煤礦地質(zhì)勘查中的重要性分析[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2023（18）：190-192.

[4]王森林.礦井水文地質(zhì)勘查鉆探技術研究與應用[J].山東煤炭科技，2022，40（8）：174-176.

[5]崔長興.水文地質(zhì)勘查技術在巖土工程中的應用[J].居業(yè)，2022（7）：94-96.