工程地质勘察中水文地质问题的重要性

李文魁

（中化地质矿山总局新疆地质调查院，新疆 乌鲁木齐 830000）

工程项目地质勘察过程中，水文地质属于重要工作内容之一，通过勘察报告，可以有效辅助工程项目的施工和空间改造工作的开展，通过直观呈现地质结构特点，为地质环境开发提供支持[1]。工作开展阶段，勘察工作人员需要高度关注水文地质问题，采取有效应对措施，确保地质勘察顺利实施，为工程建设提供保障。

1 工程地质勘察当中水文地质问题

1.1 地下水腐蚀性问题

地下水类型具有多样性，水文地质环境会影响水位，季节不同时地下水位也会发生变化。地表水具有腐蚀性的特点，由于水中含有矿物质，地下水受到污染后，其内部化学成分增加，导致其腐蚀性提高[2]。因此,在工程勘察过程中，需要对地下水腐蚀性进行分析。如果腐蚀程度达到对应含量，那么就会对建筑结构造成影响。勘察工作需要按照相关工程规范开展，对地下水腐蚀性问题按照水中不同离子含量、pH值、矿化程度进行综合评价。

1.2 水位对岩性的影响

部分岩土具有膨胀性，所以工程勘察阶段，需要相关人员深度分析勘察区水文地质环境，了解地下水位的升降变化，分析地下水位高度变化是否会影响工程地基，进而参考地下水位确认地基深度。建筑基础处于地下水位上方，当压缩层的范围发生变化时，便可能影响建筑结构稳定性，压缩层水位逐渐上升后，地基受地下水影响，强度下降，导致建筑出现沉降或者变形的问题[3]。相反，如果水位处于压缩范围之内，同时水位不断下降，在自身重力影响下，也会导致建筑基础结构下沉。不均匀土质存在情况、地下水位突变，也会破坏建筑整体结构。所以在地质勘察阶段，地下水位变化规律直接影响上下水位的变动。地下水位不同区域，受到淋滤作用影响，可能对铁镁等物质产生富集作用，加上胶结土的填充，导致土体之间连接力不断增加，逐渐形成硬壳层，提高土体承载力。地下水变动层以下土体，因为流失铁铝成分，导致土质松软，承载力下降。土层在水位下方，交替的地下水将氧化和水解作用削弱，土层上方结构在重力影响下，使得土层更加密实。

除此之外，不同粘土、软质岩石、风化积残土的物理性质和变化规律都有所不同，且能够与地下水相结合，因此在地质勘察环节需要深入研究岩土的力学变化特点，高度关注水位因素对于土质的影响作用。

1.3 水位对工程的影响

在地质勘察工作开展阶段，需要重点分析地下水位信息，并且了解水位的升降变化规律。自然条件下，地下水位变化具有季节性特点，雨季水位上升，旱季水位下降。不同区域的水位变化区域性、渐变性特点明显。受气温、灌溉、降雨或者施工因素的影响，会导致水位发生变化，进而对工程土质造成影响，严重时会导致土壤盐渍化，腐蚀建筑物，使河岸土体出现崩塌或者位移。上述问题会对岩土土体产生较大的破坏性，还有可能引发液化、管涌流沙等情况，致使建筑基础稳定性下降。人为因素会导致水位下降，比如：过度开发利用地下水，上游修建水库，下游地下水未得到补给等。这些人为因素会导致地面出现裂缝、沉降、塌陷等问题，可能对地下水造成污染，进而影响建筑结构稳定。

1.4 水压对工程的影响

自然状态下，地下水动水压力相对较小，无过大的危害。但是，受到人为因素的影响，比如工程施工会打破地下水自然状态，改变其动力平衡。动水压力较为严重时，会造成管涌流沙、基坑塌陷等灾害。

因此，地质勘察环节需要重点关注地下水的动压力影响水文地质情况。

2 工程地质勘察水文问题解决措施

2.1 深度研究水理性质

地质勘察工程项目开展阶段，勘察人员需要高度重视水文地质问题，透彻研究水理性质，深入分析了解地层特性，具体包括渗水性、溶水性等。了解地层特点，明确地下水变化规律，根据不同工程项目建设展开水文地质研究，通过抽水取样和检测，明确地下水成分、含量特点，为工程建设方案的设计提供支持，确保项目建设质量。

2.2 强化水文地质勘测

工程项目地质勘察阶段，需要事先明确勘察目标，保证勘察工作效率及质量。与此同时，还需要灵活运用勘察方法，以勘察水文地质为重点，详细分析工程区域地下水的特点，了解其分布状态，明确地下水流特性，掌握季节变化规律和地下水变化规律，进而获得土壤渗透率等数据信息，计算渗透参数[4]。水文地质调查工作开展阶段，需要借助水压试验，确认地下水压力值。试验过程需要获取起始压力值、压力基数、最高压力等数据信息，根据上述数据结果分析地下水状态，完成水文地质评价，确保建筑结构安全。除此之外，在地质勘察环节，还需要对水文地质相关问题进行测量，注意现代化技术合理应用，提高数据获取精度，为工程建设提供支持。

2.3 关注水文地质评价

地质勘察过程中，由于此类数据之间具有关联性，因此在工程设计、施工编制等方面需要尽可能详细地获取水文地质信息数据[5]。

因此，无论是设计人员还是施工人员，都需要全面掌握水文地质资料，保障工程顺利建设。同时，还需要对建设区域水文地质信息展开全面分析，保证勘察精度，合理评估勘察数据，预测地质情况是否会影响工程建设，并且预判工程建设存在的各类问题，以便采取应对措施。

3 工程案例

3.1 项目概况

某水利水电岩土工程堤防工程二级，水利工程建筑设计二级，泵站设计流量70m3/s，对应建筑设计二级，综合评定水利工程为Ⅱ级，主要建筑、次要建筑、临时工程等级分别为2级、3级和4级，防洪标准100a一遇。

3.2 地质勘察

通过地质勘察，获得该项目地表水、地下水数据信息，勘察阶段地下水位高度9.8m，存在粉质砂土，场地表层存在潜水含水层。

勘察阶段分别选择左岸、右岸、河边等观测孔，观测水位分别为7.2m、7.1m、8.4m，按照地下水分布特点进行分析，地下水按照河道两岸高度逐渐降低，河边土层中砂的承压水位高度7.88m。通过调查发现，拟建场地周围没有污染源，因此在勘察阶段取样地表水，得出水质对混凝土没有腐蚀性，对钢筋混凝土也没有腐蚀性，对钢结构存在弱腐蚀性。由于场地周围没有污染源，因此地下水未受到污染，勘察过程利用钻孔取样的方式分析地下水水质，结果表明对混凝土、钢筋混凝土均无腐蚀性。

3.3 问题分析

从稳定性方面对工程建设的地质环境进行分析，场地的地震烈度6度，加速度0.05g，周围8km距离之内没有断层，因此区域稳定性相对较好。在液化层的判断方面，由于场地的地震动峰值加速度为0.05g，地震烈度Ⅵ，按照水工建筑的抗震设计规范，本项目建设无需考虑地震液化因素。勘测场地土层包括填土层、软土层和淤泥层，其中填土层由于是人工填土，均匀性不足，河道全场有流塑状淤泥层分布，淤泥层主要是粉质黏土和流塑状粘土，因此具有高压缩性特点，造成工程性较弱。分析地基土的渗透变形情况，填土层地表分布较广且结构松散，无论是防渗能力，还是抗冲刷能力都相对不足，容易出现渗透性破坏。砂土层透水性强，因此可能产生渗透性破坏，按照规范对砂壤土渗透变形、临界水力比展开计算，获得评价结果。

3.4 地质评价

工程闸室的底板高程0.8m至1.2m，处于淤泥粘土层，由于粘土的强度低，难以达到持力层要求，因此工程建设阶段，需要利用桩基，通过换填法对土层进行处理。工程泵站的底面高程在0.1m至0.5m之间，处于淤泥粘土层，同样需要通过换填处理。水闸上游的消力池底板深度3.2m，处于淤泥层，需要利用桩基或者换填方法进行处理。水闸上游和下游首节翼墙的底板深度1.9m，介于粉质砂土当中，需要换填处理，第2节翼板的底面深度3.0m，淤泥层上方，深度2.9m，利用桩基处理。开挖深度6.0m至12.0m范围，土层渗透性强，含水量大，边坡稳定性不足，需要根据降水点、管井降水融合方式控制地下水，确保基坑开挖、底板浇筑等施工阶段水位处于基坑下方0.5m范围之外。此外，为了提高边坡稳定性，采用水土保持技术，控制边坡比在1:3之内。

4 结语

当前我国各领域工程建设数量不断增加，工程规模越来越大，建设质量要求也更高。部分项目建设由于水文地质勘察工作质量不高，造成工程建设整体质量受到影响。因此，各类工程建设以前，需要全面勘察建设区域水文地质信息，保证工作高度精准，为建设活动提供有效的信息支持，让工程设计方案更加合理，降低水文地质灾害对工程质量产生的影响。