水文地质对岩土工程勘察的影响及控制措施研究

颜玉兵

(江苏省地质工程勘察院,江苏 南京 211102)

0 引言

岩土工程勘察工作的主要目的,是通过各种勘察方法全面了解工程所在区域的地质条件,为工程建设提供依据。而水文地质作为影响岩土工程勘察工作开展的重要因素之一,其可能会为勘察工作增添难度,制约勘察工作效用的正常发挥,因此,需针对性地采取有效控制措施,以保证工程勘察结果的准确性。

1 岩土工程勘察中水文地质勘察工作的注意事项

(1) 从自然地理条件入手进行勘察,一般来说,自然地理条件,如地貌、气象等,与水文地质条件存在直接关系,因此,在勘察时,基于自然地理条件,对水文地质进行基本判断,能够有效捕捉当地的水文地质条件特征;

(2) 关注地层、基地构造,地下水通常蕴藏在岩土层孔隙、裂隙及基地构造内,所以对基地构造、覆盖层进行勘察的同时,也要关注水文情况,由此明确具体的水文条件特征;

(3) 以历史资料为勘察基础,查阅3～5 年内的水文历史资料,制定前期勘察方案,以减少水文环境因素对勘察工作的影响。

2 水文地质对岩土工程勘察的影响

2.1 地下水位情况带来的影响

地下水位是一项重要的水文地质指标,其不仅与岩土工程施工难度存在直接关系,也会在一定程度上影响勘察工作的成果。在勘察中,如果地下水位发生变化,很可能造成岩土层富水量的变化,前后期采集样品含水率波动较大,物理力学测试指标同层间存在差异,离散性偏高,使之前的岩土勘察结果不准确,而勘察结果作为岩土工程施工设计依据,勘察结果的不准确,势必会影响岩土工程的建设效果。

2.2 水动压力情况带来的影响

在工程勘察领域内,水动压力问题主要是指由于人为的扰动,导致地下水的水压出现失衡现象。通常来说,这种水压失衡现象一般体现在水压的增大。在此背景下,地层结构的受力就会增加,引发地层结构的改变,而地层结构的改变势必会让之前勘察测试指标受到影响,致使设计依据不足造成结构不安全同时,水压的增加也有可能会造成地质灾害,使后续的勘察工作不能正常进行,严重时还会威胁勘察工作人员的人身安全,由此对勘察工作的效率和质量产生影响。

2.3 水的腐蚀性带来的影响

地下水在赋存、流动过程中,会吸纳地层内部的各类矿物盐,而这些盐有一部分属于酸性或碱性盐,这部分盐类会对岩层、勘察工具产生腐蚀作用,由此导致勘察结果的误差。虽然大部分勘察工具在设计、制作时均考虑了防腐方面,但事实上,在长期的使用中,勘察工具的防腐层会逐渐变薄,加之养护不及时,很容易在勘察过程中被地下水腐蚀,造成测量结果的误差较大的问题。

2.4 岩土地层情况带来的影响

此处的岩土地层情况是指岩土地层的水理性情况。这种水理性情况通常包括,岩土的透水性、崩解性、软化性、给水性等性质,这些性质很大程度上受地下水的影响程度,如果岩土层的水理性质情况属于容易受地下水影响的类型,那么勘察工作结果就很容易存在不准确的问题。

3 水文地质对岩土工程勘察影响的控制措施

3.1 地下水文情况影响的控制措施

在勘察中,为了有效控制地下水位变化对勘察结果可靠性的影响,应先了解勘察区域的地下水位变化情况,并抓住水位变化规律,由此确定勘察结果的有效期限,评估下水位变化所带来的岩土工程建设风险,提高勘察结果的完整性。在此过程中,考虑到水文地质与当地的自然地理环境密切相关,因此,需在勘察之前,通过查阅历史记录、地方气象报告等资料,来了解当地的自然地理情况。可采用有效的勘察手段,对地下水的分布流向、潜水面的变化形态进行勘察,由此更加详细的了解地下水位的变化特征,例如：可以用自然电位勘探法,通过布线探测,见图1,来勘察潜水面的变化情况,为最终勘察结果的编制提供有力依据。

图1 自然电位法勘探测线布置例图Fig.1 Survey line layout of spontaneous potential exploration

3.2 水动压力情况影响的控制措施

由于水动压力的形成主要是源于人的因素,为了消除此项水文地质情况的影响,需要从人的因素入手,通过改善勘察操作,来减少对地下水的扰动,以规避水动压力风险,保证工程勘察工作的顺利开展。在工作者操作方面,可通过加强培训工作力度,充分落实方案交底,来提高其对勘察操作的熟练度,消除错误、不当操作对地下水的扰动。此外,在勘察团队组建时,也要注意选用资质好、业务水平高的工作者,以实现从源头优化勘察团队整体的工作执行能力,有效控制工作者操作方面带来的地下水扰动问题。在勘察方案上,则应先通过查阅历史资料、调查当地自然地理条件,对当地的地质水文情况进行大致的判断,然后再基于此,严格遵循现行的规范和标准,进行勘察方案的编制。

3.3 水的腐蚀性影响的控制措施

为了控制水的腐蚀性带来的勘察影响,应当先对勘察过程中取出的水样,进行腐蚀性试验,以检测地下水的腐蚀性,然后基于此,对勘察结果进行修正,由此来保证勘察结果的准确性。其中,在水的腐蚀性检测分析中,应当先进行室内水质分析,然后根据水质情况,来综合分析出水的腐蚀性,同时,还要根据现行的腐蚀性评价标准,确定此区域地下水的腐蚀性等级,以完善腐蚀性检测结果。此后,根据地下水腐蚀问题,对勘察器械的影响,及其可能会为地层结构带来的变化,进行勘察结果的修正,以保证勘察结果的准确性。还要注意做好事前控制与事后处理,并在勘察之前,进行设备的防腐保养,减少地下水腐蚀问题对设备性能造成的影响,提高勘察工作结果的准确性。

3.4 岩土地层影响的控制措施

在岩土地层方面,工作者可以先通过勘察,进行地层综合描述,然后根据岩土层的组成、结构,来归纳其的水理性质,再基于此,评估其受各类水文地质因素的影响程度,最后,将评估结果,与各项水文地质因素的变化情况,一起归纳整理到勘察结果报告中,以更加全面地反映出该区域的地质情况。应当注意,由于岩土的膨胀性直接关系着水文地质变化对地层结构的影响力,要重点关注岩土膨胀性试验,并严格遵循现行的技术规范,对岩土的自由膨胀率、收缩系数等参数进行测定,再根据参数测定结果,综合评价岩土的膨胀性,以保证岩土地层水理性质评估的准确性。

4 结语

增强水文地质影响控制工作效果,能够提升工程勘察工作水平。在勘察工作中,根据当地的水文地质情况,采取相应的勘察措施,能够弱化水文地质因素为勘察工作的开展所带来的阻碍、保证勘察结果的准确可靠、为岩土工程建设创造良好的条件。