岩土工程勘察中的水文地质问题与对策探究

吴 杰

（安徽省地质矿产勘查局327 地质队，安徽 合肥 230011）

水文地质主要研究的内容是地下水的物化性质、分布规则等，是地质学的一个重要分支。地下水是岩土结构的重要组成部分，对工程施工的安全、施工进度、施工方案等具有很大影响，因此在岩土工程地质勘察时水文地质的研究是十分必要的。我国是基建大国，土木工程项目数量非常庞大，其施工质量与社会经济的发展息息相关，因此研究岩土工程勘察中的水文地质问题具有重要意义，基于此，文章展开深入探讨。

1 水文地质勘察的基本内容

1.1 自然地理条件与地质环境

自然地理条件不仅包括地区气候特征、环境地形地貌特征、水资源分步情况等客观因素，还包括经济、人口、城市规模等社会因素。水文勘察时要充分考虑到各类影响因子，为项目的规划、施工手段的选择打下基础。例如在高层建筑地基施工前，不仅要考虑地下水存在形式还要考虑到城市地下给排水系统管道的布置情况。地质环境笼统的讲就是岩土含水率、地下水含量、土层渗水情况、地下水酸碱性质等内容，通过对其细致勘察来制定科学的建造技术。例如：根据地下水的腐蚀性估算建筑地基的耐久强度，并给予相应的处理办法。

1.2 地下水位的调差

地下水位情况是岩土工程水文地质勘探的重要内容。当地下水位上下变化剧烈时会对上层建筑结构的稳定性与安全性产生极大影响，具体而言，通过先进的勘察技术对工程区域的地下水位变化进行监测，基于测量数据来估算水流对岩土层整体稳定性的影响程度，进一步的给出是否进行抽排水、补充水的技术判断。

1.3 隔水层及含水层的调查

岩土层中不同的成分对水的抗侵蚀能力存在较大差异，受到物化性质影响，不同含水层的承压能力存在较大差异，当大体量的工程结构建成时如果含水层、隔水层结构不稳定就会产生极大的安全风险，因此对隔水层、含水层的厚度、深度、进行勘察是十分必要的。另一方面，根据岩土工程项目的实际情况，通过水文地质调查为工程技术人员提供可靠的数据参考，对建筑地基的开挖深度进行科学选择。

2 水文地质问题对岩土工程的典型损害

2.1 地下水动力压力变化引发地质灾害

自然环境中地下水的分步是非常广泛的，水流过程中的动力特性在水量较小时其影响并不明显，但在人为因素下会改变其分步方式扩大动力效应带来的影响，比如大型水坝的建设，由于人为的抬高地表水位高度，增加了岩土层渗水率，在强烈的重力作用下很容易破坏一定区域内的岩土结构平衡，使地灾害的发生提高了概率。例如图1 中所示的基坑涌水事故。

图1 基坑涌水

2.2 地下水位下降引发灾害

地下水的存在在一定程度上起到了稳定地质结构的作用，但许多地区由于地下水的过度开采使补充量与流失量严重失衡导致地下岩层出现了真空，其结构稳定性被破坏，在这些地方进行建筑工程施工时由于岩土层对地基的承压能力下降就很容易导致塌方、混凝土开裂等问题，特别是一些体量巨大的工程项目，严重时甚至威胁到建筑的整体安全性。例如图2 中所示由于地下水开采引起的路面塌陷。

图2 路面塌陷

2.3 地下水位的上升引发地质灾害

地下水位升高的原因很多，既有降水增多的客观因素也有人为造成的主观因素，例如隧道开挖、巷道回填、农业灌溉等等。当地下水位过高时同样会带来一系列的灾害，这主要是因为地下水上升会使原有的岩土层含水率增加，在长时间的水流侵蚀下其结构性质会发生显著改变从而诱发地面塌陷等问题。对于一些高层建筑结构，其地基深度一般较大，当地下水位上升时还可能造成地基结构被侵蚀的危害。

2.4 地下水化学性质的变化引发灾害

在工业生产水平发达的现代社会，各类污染性的生产企业多如牛毛，在一些地区由于企业的无节制排放使得大量废水渗透进入地下破坏了地下水的酸碱平衡，酸性水质具有很强的腐蚀性，含水层较浅时一些土建工程的混凝土地基结构会处于酸性环境的腐蚀当中，长此以往必定会对建筑的安全性带来隐患。

3 水文地质勘察中存在的问题

3.1 对水文勘察的重视程度不足

总体来说，岩土勘察设计经过多年的发展已经形成了较为成熟的规章体系，但是水文地质勘察方面却依然存在一些不足，这不仅与人才队伍培养的缺失有关也与行业对工作的主辅区分有关，很多从业者并未对水文地质勘察给予足够的重视，这不利于岩土勘察工作规范的完善，同样也阻碍了相关行业的发展。

3.2 勘察技术水平不足

在一些地区具备甲级水文地质勘察设计的企业并不多，因此在技术层面上还与实际要求存在一定差距。许多现场作业人员在实际工作中并不能很好的将自然地质条件、人为因素对勘察结果的影响有机结合起来，在一定程度上降低了水文勘察的水准。

3.3 勘察报告不够充分

水文勘察可以说是一项非常细致的数据统计分析工作，具有很高的严谨性。一些勘察单位在进行数据收集时并没有一套符合工程要求的书面指导文件，对数据的获取喜欢“按部就班”，即使用大量的历史数据来进行分析，但是水文地质环境的变化具有较大的滞后性，所以使用非实时的数据进行勘察报告分析时是不切实际的，并不能真实情况完全反应出来。

4 岩土工程勘察中的水文地质解决对策分析

4.1 含水层、隔水层的勘察

想要做好水文地质勘察工作，首先要具备不怕吃苦的工作精神深入现场详细掌握勘察的重点内容并制定科学的勘察办法。对于含水层、隔水层的勘察必须要搞清楚该地区内地下水位的历史变化趋势，从而计算含水层、隔水层的深度与厚度，必要时进行打孔作业对土质进行分析。其次，根据实验数据判断水的物化性质进而对建筑材料的腐蚀特性做出判断，为建筑施工工艺调整提供可靠的依据。在较深的基坑作业时，应当进行必要的抽水实验，以此确定含水层实际的渗水性能给出可能引发灾害的关键因素，为施工过程应急方案的制定提供依据。

4.2 全面掌握工程设计资料，严格按照工程建设的要求进行水文地质工作

（1）掌握工程设计资料。岩土工程水文地质勘察的主要内容包括勘察与规划、工程可行性调查研究、 设计施工三个方面。勘察的根本目标是为岩土工程的建设提供可靠资料，而勘察过程也要与工程实际相结合，这主要指工程本身对地质条件的要求，包括材料腐蚀性、基坑深度、施工周期、工艺选择等数据。勘察人员只有掌握好工程设计的一手资料才能更好的规划水文地质勘察路线，在不同周期围绕一个关键点进行工作。例如，工程在基坑挖掘阶段根据基坑的深度、坑形、地基材料选定目标区域，对该区域的含水层深度、土壤成分、地下水情况进行定点调查，摸清地下水路径的分布情况，为基坑施工提供指导。

（2）完善工作制度，严格按要求进行勘察。水文地质勘察制度体系的完善是保障勘察任务顺利进行的前提，只有对各项工作目标提出详尽的要求，才能使勘察人员在实际调查中更有效率。通过一系列现场规定可以约束调查人员的工作行为，极大的杜绝弄虚作假现象，为获取数据的可靠性、真实性提供保证。此外，随着计算机技术的发展，一些先进的工程设计软件为勘察工作带来了便利，所以企业还需要积极开展培训活动，为水文地质勘察培养大量的专业人才。

4.3 调查相应资料，分析取得的各项数据，确保数据的精确性

（1）审核水文地质资料。了解水文地质信息掌握相关理论知识是水文地质勘察工作的基础环节，对于资料，可以从当地的水文局进行查阅，初步了解区域内水文环境的变化情况，以引导后期勘察工作，布置重点任务，以最小的人力物力投入获取较大的收获。

（2）勘察精度调整。通常来说勘察工作的精度要求为1:50000，但在实际操作中，对不同区域可根据历史水文环境评价等级，对勘察精度进行合理调整。勘察过程通过选择科学的观测路线，设立水质采样点，同时考虑地下水的流向情况采用十字交叉法布置多个监测点以提高勘察精度。

（3）勘察钻孔。对含水层进行水文调查是勘察钻孔的主要目的所在，钻探取样有助于实现对地质岩石的成分分析，并在勘察取样分析中获取大量的水体评价参数。钻孔深度通常以不揭穿含水层为标准，如果含水层被揭穿则利用利用水泥或者粘土将其底板的下部封闭起来，这样做可以阻断其他水源与含水层水源发生联系，避免影响分析结果。需要指出，松散层的钻孔孔径应该大于394mm 对应的滤水管的管径应该大于194mm，基岩地区的钻孔孔径应该大于127mm 对应的滤水管的管径应该大于110mm。

（4）抽水分析。在对地下水的运动情况进行研究时，水文地质参数非常重要。进行野外试验，能够获取含水层中的水文地质数据。在具体的实验过程中，要根据实验目的，合理选择抽水试验的类型，并结合对应的公式，计算出涌水量、水位的降深量，从而得到水文地质的相关参数，判断出评价区中含水层、渗透系数和富水程度，以及隔水层的渗透系数。

5 结束语

综上所述，水文地质问题对岩土工程的质量与安全性有重要影响，本文从含水层隔水层的勘察、全面掌握工程设计资料严格按照工程建设的要求进行水文地质工作、调查相应资料确保数据的精确性三个方面给出了提高水文地质勘察作业效率的方法希望对行业进步有所借鉴，对于深入的理论研究尚需要广大学者投入更多的时间与精力。