工程地质勘察中水文地质的分析

艾力江·沙吾提

(新疆喀什地区水利水电勘测设计院，新疆喀什844000)

水文地质是一门综合性的地理科学，主要是深入性地研究地下水的形成、分布、规律等内容，从多个角度反映某个地区的地质状况。由于水文地质运动的不规律性，地下水常会给地面建筑物造成诸多病害，减弱了建筑结构的耐久性。从工程地质勘查中分析地下水运动，有助于施工作业的科学开展。

1 地下水研究的现状

水文地质指自然界中地下水的各种变化和运动的现象。水文地质学是研究地下水的科学，主要研究地下水的分布和形成规律，地下水的物理性质和化学成分，地下水资源及其合理利用，地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。近年来，我国地质专家充分考虑了新疆地区的特殊地理条件，对其水文地质运动情况进行了多方面的对比，最终以新疆地区的实际情况，分析出地下水运动的利弊特点:

1)优点。①分布广泛，便于就地开采使用;②洁净、不易被污染，水质普遍较优，能够循环供给，如图1;③不占用地表空间，在地质层结构中能够灵活地运转;④动态比较稳定，极少受外界因素干扰;⑤供水量受气候变化影响较小，具有较大到调蓄能力等［1］。

图1 水循环示意图

2)缺点。①不合理的灌溉可造成次生盐碱化;②过量开采，可造成:在沿海地区，海水入侵，水质恶化;地面沉降，使区内建筑物失去稳定;不同含水层之间诱发水力联系，产生水的混合作用，使水质恶化;岩溶区地面塌陷;③其它，如矿坑涌水、基础及边坡的稳定问题等。

2 水文地质运用对建筑工程危害

新城市及农村建设活动中大量建筑工程正广泛地实施，推动了新疆地区的改革发展。另一方面，长期地质勘察发现水文地质运动产生的不利危害，尤其是在剧烈性的地下水运动条件下，地面建筑施工常会处于不稳定状态，筑造物结构的耐久性、稳定性、抗压性等综合能力都有所减弱。就新疆地区近年来的工程建设情况看，以地下水为主要水文地质运动造成的不利影响有如下4点:

1)耐久性。地下水是贮存于包气带以下地层空隙，包括岩石孔隙、裂隙和溶洞之中的水。特殊季节环境下，地下水运动会遇到强烈的水流冲蚀，岩石孔隙中水分含量持续增加，渗透于岩石层面。这种现象产生的结果:岩石层黏合度减小，空隙中开始出现裂缝且不断地蔓延，最后造成地质结构失去足够的耐久性，无法承受其它的力学荷载。这种水文地质特点，直接对建筑物结构的耐久性能造成破坏，建筑物难以抵抗地下水运动产生的冲击力，由此出现了裂缝、沉降等病害。

2)稳定性。地下水是水资源的重要组成部分，由于水量稳定，水质好，是农业灌溉、工矿和城市的重要水源之一。新疆是畜牧业为主要产业经济的地区，无论是农作物种植或者畜牧养殖都需要水资源。因人们未合理地开采利用水资源，在一定条件下，地下水的变化也会引起沼泽化、盐渍化、滑坡、地面沉降等不利自然现象，此类水文地质现象都会干扰到建建筑工程的稳定性。如:地下水蓄积过多引起的沼泽化，地下土层以淤泥混合物为主，难以维持建筑物的承载要求。

3)持久性。水文地质运动对建筑工程持久性危害的表现复杂，结合地质勘察人员提供的数据资料，新疆地区约70%的工程项目均收水文运动影响。具体表现在2个参数:①寿命参数:实现较长的使用寿命是建筑物发挥其应用价值的基本条件，但是在地下水运动不规律的情况下，建筑物使用寿命平均缩短2～5 a不等;②性能参数:主要是针对建筑物的抗震、抗裂、抗沉降等性能而言，面对特殊水文地质的影响，工程建筑物的性能指标有所下降，不利于工程结构的持续应用。

4)污染性。从环保角度考虑，地下水异常运动也会给建筑工程造成不小的污染，影响了整个建筑区域的美观性。如:工业废水与生活污水的大量入渗，常常严重地污染地下水源，危及地下水资源。当地面建筑工程投入使用期，污染水源将对住宅区、商业区的绿化环境造成不利影响，既会损坏建筑内外部结构的组合性能，也阻碍了绿色建筑的构建［2］。因而系统地研究地下水的形成和类型、地下水的运动以及与地表水、大气水之间的相互转换补给关系，具有重要意义。

3 根据地质勘测处理水文病害

随着地质勘测技术的快速发展，建筑工程勘测、调查有了新科技方案，这些都为地下水病害处理提供了可靠的帮助。

3.1 勘测技术

计算机技术作为信息科技的典型代表，在建筑工程勘测中的应用价值得到认可。为计算机控制系统配备其它辅助技术，能从根本上解决传统勘测系统存在的诸多问题。本次研究中，笔者提出将计算机技术、数据通信技术等进行有效组合，建立远程地质勘测系统［3］。GPS定位技术具有覆盖面广、操作灵活、节约时间、准确定位等多项优点，将其与计算机平台组合运用能够提高水文地质勘测及预报的准确性，如图2。考虑到新建筑物建造的需要，工程单位应加强勘测系统及设备的更新升级，为水文地质病害处理提供科学的引导。

图2 公路边坡地质勘测的预报

3.2 病害处理

经过地质勘察环节，掌握足够的水文地质资料便可制定病害处理方案。必须强调，处理水文病害应以地下水运动规律为总指导，严格遵循客观地自然运动才能彻底解决建筑病害。现列举2种常见病害的处理方式:

1)裂缝。上述介绍，地下水异常运动产生强烈的冲刷力，破坏建筑物基层结构的稳定性而引起裂缝。裂缝处理并不能仅限于现有的开裂现象，还要根据地下水规律作出相应的加固处理。施工单位可先用GPS技术对水文运动异常情况进行定位，锁定地下水频繁活动的主要区域，由远程勘测系统提供地下水相关的参数指标，再经计算机平台处理，综合计算出地面建筑应当具备的抗冲能力 。通常，施工人员可选用高性能黏合剂对裂缝实施修补或填充，大型裂缝则要重新开凿一小部分，再用高质量混凝土修补处理。

2)沉降。沉降病害是建筑结构出现一定幅度的下降，也是水文地质破坏建筑工程的重要表现。水文地质造成的沉降勘测，要借助使用相应的勘测仪器，对沉降区域的病害程度进行勘测。地质勘测仪器先确定建筑物与地表平面的沉降量大小，从阶层结构开始设计地基加固方案。比较常见的处理方法:一是灌浆法，先抽出地下层过多聚集的水资源，再向建筑物基层灌入水泥砂浆，使其充分凝固以增强稳定性;二是加固法，地基加固方法种类较多，不同沉降病害的加固措施也不同。一般可设置钢筋网或钢筋混凝土作为支撑结构，对建筑基层实施加固。

总之，建筑工程本质上是对地质环境的改造利用，选择合适的工程材料筑造出建筑物体，为工业生产及个人居住创造足够的空间。基于工程地质勘察结果，应综合性地分析水文地质变化规律，设计切实可行的地质病害处理方案，以确保建筑工程结构的全面发挥。

［1］宋静文.常见水文地质病害及处理方法［J］.安徽地质，2011，24(10):32-34.

［2］张克柱.建筑工程地质勘测中水文运动规律的分析［J］.地质科学，2011，30(16):54-56.

［3］候在平.基于计算机平台的工程勘测结果研究［J］.山西建筑科技，2010，16(12):19-21.

［4］王军.新时期建筑工程裂缝病害处理的措施［J］.中国科技信息，2009，27(15):22-24.