工程地质勘察中水文地质问题的危害

王培

摘 要：随着社会经济的快速发展，基础工程建设工作已进入全新阶段，工程地质勘察作业技术手段愈发先进，影响工程发展与实施的水文地质问题愈发清晰。论文论述了水文地质与工程地质密切相关，地下水不仅仅是地下岩土体的重要组成部分，也会直接影响岩土体的物理与化学性质，因此，水文地质问题处理不当，地表建筑物的稳定性与耐久性将受到极大影响。本文还对工程地质勘察中水文地质问题的危害进行了初步分析与探讨，以期为后续工程设计及施工建设奠定良好基础。

关键词：地质勘察；水文地质问题；地质勘察措施

引言

工程勘察、设计及施工阶段，水文地质问题影响很大，但受诸多因素影响，很多工程建设单位却未能真正认识到水文地质问题带来的恶性影响，进而造成很多地表建筑物的结构稳定性失衡，人民群众生命财产安全受到极大威胁。因此，勘察水文地质工作尤为重要，相关单位及企业应积极采取有效措施。受限于技术等因素限制，很多从业人员对水文地质问题的重视程度不足，相关研究很少，尤其是在工程地质勘察阶段，部分勘察作业目的不清、主次不明，且实际勘察内容十分简单，勘察报告过于简略，难以对相关水文地质问题进行具体说明。

一、水文地质勘察作业中水文地质评价内容

岩土工程勘察作业中，水文地质评价内容主要包含以下几点：

第一，评估地表水或地下水对岩土体及建筑物带来的影响。地表水或地下水对岩土体及地表建筑物影响很大，因此，岩土工程勘察工作执行阶段，应依照工程所在区域水文地质情况及岩土体性质，因地制宜，有序分析地表水或地下水对岩土体及建筑物带来的影响，合理预测岩土工程危害及隐患，并提出相关防治措施。如我国北方部分地区夏季降水量大，而冬季冻土层较厚，岩土体的整体含水量较高，针对该地区进行工程勘察时，不仅要考虑到地下水季节变化对岩土体及建筑物带来的影响，也要分析地表水带来的各类影响，妥善安排各项保障措施[1]。

第二，针对建筑物类型不同评估水文地质问题。工程勘察作业执行阶段，水文地质问题分析工作不仅要考虑到区域原有的水文地质条件，更要对工程的实际结构与基础类型，全面评估相关水文地质问题可能带来的实际影响，并从保障工程建设及应用角度着手，保证水文地质资料的完整性与科学性。

第三，以工程角度分析地下水对相关工程带来的影响。应对区域地下水分布情况进行评估，重点分析埋藏在地下水水位以下的建筑物基础在实际建设及应用环节所要面临的挑战，判断地下水对地下结构带来的腐蚀。同时，针对软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等特殊土体，应积极开展试验测试，评价地下水活动对这些岩土体可能带来的不利干扰，如软化、崩解及胀缩等作用。若区域岩土体存在粉细砂或粉土时，也要重点关注此类岩土体在水体作用下出现的流砂与管涌现象。若建筑物基坑作业位置低于地下水水位，则需要从保障建筑物基础结构强度角度进行渗透或富水实验，综合分析相关降水措施的应用价值，评价土体沉降或边坡失稳问题对周边其他建筑物形成的不利影响。

第四，分析评估基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性。若建筑物基础结构下部存在含水层，且水层压力较大，则应妥善进行压力测试分析，计算承压水冲毁基坑底板的概率，并找到实际控制对策。同时，测试计算工作也要与渗透性及富水性试验同步开展，明确人工降水工作模式，进一步掌握地下水控制机制，有效避免土体沉降或基坑边坡失稳等安全事故。

二、工程地质勘察作业中岩土水理性质

工程地质勘察作业执行期间，应具体分析岩土水理性质，综合评估地下水与岩土体之间的相互影响，进而找到水文地质隐患，为后续工程设计与建设施工奠定良好基础。岩土水理性质对于岩土变形及强度等内容均有重要影响，在部分特殊环境下，还会直接影响到上层建筑的结构安全性与耐久性。

第一，软化性。调查研究表明，依照工程地质勘察作业最终目标，地下水形态可分为毛细管水、结合水与重力水，而结合水又可分为弱结合水与强结合水两种。岩土水理性质中，软化性是指岩土体在遇到水体后，其整体的物理结构性质将发生改变，强度下滑，力学性能大幅减小。勘察测绘环节，应对相关测试方法进行精准把控，明确软化性的真正内涵，借助软化系数，进一步评估岩土体的耐水浸及耐风化能力。岩土体软化性特征十分常见，岩土体在地下水作用下，经常出现土层软弱问题，而不同类型岩土体条件下，其软化特性也千差万别，如泥岩、黏性土层、泥质砂岩、叶岩等等。

第二，透水性。工程地质勘察作业也要重点分析岩土体透水性数据。结合岩土水理性质分析工作要点，透水性的关键点在于分析水体在重力作用下，其透过岩土的实际性能。在此期间，对于岩土体而言，其结构完整度越高，岩土内部孔隙越小，其透水性越低，而那些发育良好的岩溶及坚硬的岩石裂隙，则透水性相对较高，若岩土颗粒相对松散，且整体均匀度很差，则透水性也会下降。透水性测试分析环节，可借助抽水试验措施，具体判断岩土渗透系数，依照系数高低，判断岩土体透水性强弱[2]。

第三，崩解性。崩解性也是岩土水理性质的重要特征之一。崩解性主要是指岩土体在受到水体侵害后，岩土整体物理结构被破坏，结构强度被削弱，进而造成岩土体解体或崩散。研究表明，岩土体崩解性的高低也与岩土颗粒成分、结构体系及矿物成分息息相关。

第四，给水性与胀缩性。岩土水理性质分析期间，给水性分析主要是判断水体在重力作用下，从建筑物的缝隙及空隙中流出的实际水量，其亦可表达为给水度。对于岩土水理性质分析工作而言，给水性是表达区域水文地质参数的重要内容之一，其直接影响区域作业。因此，应提前做好试验分析工作，确定场地排干作业的预期时间，并为后续工程施工建设创造有利条件。胀缩性分析环节的工作重点在于判断岩土结构在吸水后的体积变化情况，其核心指标涵盖自由膨胀率、膨胀率及收缩系数等[3]。

三、工程地质勘察地下水引发的工程危害

第一，潜水位带来的工程危害。我国地域辽阔，各地区降水量及地表水系分布各有不同，而在我国东部地区，整体年降水量偏高，地表水系发达，很多地表建筑物周边存在河流、水库、湖泊、湿地等自然水系。建筑物周边地表水系水位上升时，潜水位也会随之升高，岩土压缩性下滑，若区域岩土类别为黏性土，则其内部含水量也会大幅上升，如此条件，建筑物将出现倾斜或沉降，严重时将造成建筑物倒塌，直接危害人民群众的生命财产安全。

第二，地下水水位下降带来的岩土工程危害。对于各类工程而言，地下水水位短期内大幅下降也会引发极为严重的地质灾害。地下水水位异常下降多是人为因素造成，如旱季集中大量抽取地下水，抑或区域矿产开采作业环节的矿床疏干作业，以及周边水利设施建设而造成的河流下游地下水补给下降等。一旦地下水水位下降速度超出正常水平，则岩土体的原有稳定性将丧失，并诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等灾害。同时，地下水水位下滑也会进一步影响区域水生态环境，水资源进一步枯竭，水质恶化。因此，地下水水位下降将会对岩土体结构稳定性、建筑物整体安全性及人民群众的居住环境带来巨大危害[4]。

第三，地下水水位上升对工程地质勘察带来的危害。研究表明，地下水水位上升的原因极为多样，如岩土含水结构、总体岩性产状、区域降水量、气温以及其他人为因素等等。通常情况下，地下水水位上升也会直接影响到工程地质勘察作业。一是地下水水位上升后，土壤中含水量大幅上升，若不能及时控制，将造成沼泽化或盐渍化，在此期间，岩土中的矿物质被溶解到水中，水体腐蚀能力增强，建筑物地下结构受到严重影响；二是水位上升后，边坡及河岸等位置的岩土体将出现物理结构形态改变，进而引发岩土体滑移或崩塌；三是某些特殊性质的岩土体，如黏性土、膨胀土等，一旦受到地下水浸泡，其原有的结构将丧失，强度大幅下滑；四是若区域土层为粉细砂或粉土，水体作用下，其会出现饱和液化，进一步引发流砂或管涌问题；五是若区域岩土体存在地下洞室，此区域被地下水淹没后，地表建筑的基础结构将会上浮，建筑物稳定性下滑；六是膨胀性岩土体在吸水后，也会出现膨胀变形，进一步挤压建筑物基础结构；七是寒冷地带，地下水水位上升后，岩土体在水体冻胀作用影响下，其上层对应的建筑物基础结构将会不均匀沉降，建筑物原有的应力结构被破坏，进而引发开裂或失稳问题。

第四，地下水动压力作用下带来的岩土工程危害。通常情况下，地下水流动速度缓慢，其动水压力很小，不会对原有的岩土体带来很大影响。但是，各类工程的施工及地下水的大量开采将直接破坏地下水原有的天然平衡，地下水向某一区域快速流动。地下水动压力增加将带来一系列工程危害，如原有的砂土层被侵蚀，砂土出现液化或管涌问题，并进一步引发工程基坑塌陷。

四、岩土工程勘察作业中水文地质问题的解决

对策

第一，相关机构应提前做好各项准备工作。为进一步减少水文地质问题带来的负面影响，提高工程整体结构稳定性，优化岩土工程勘察作业水平，相关机构及从业工作人员应充分重视水文地质问题分析工作，结合工程勘察作业目标，对岩土工程进行积极勘察，及时发现潜在的水文地质隐患，及时落实各项解决对策。勘察人员应对工程所在区域的地质地理环境进行全面分析，精准获取地形地貌、地质构造、地层结构等关键信息，重点评估工程所在区域地下水及地表水的实际分布情况，进而为后续水文地质问题防治工作的顺利进行奠定良好基础。此外，相关机构也要做好人力资源管理，建立完善的水文地质勘察工作制度与工作体系，从上至下重视其对水文地质问题的挖掘与处理。

第二，严格按照水文地质工作的基本要求开展各项作业活动。对于岩土工程勘察作业人员，水文地质问题处理是决定勘察工作最终水平与质量的关键。为确保工程勘察活动的实际执行效能，相关机构及从业工作人员应积极探讨水文地质工作的各项要点，依照工程建设目标与基本需求，选择合适的工程手段与技术工艺，有序推进水文地质工作，及时有效处理水文地质层面存在的各类隐患。还应对工程建筑的设计资料进行全面分析，深入解读工程设计方案的各项基本内涵以及各项关键参数，熟知建筑物的构造类型，明确建筑物基础结构的施工要求，并对建筑物地下室等各类地下结构的埋深与建设规模进行评估，同时将这些资料信息与水文地质勘察工作结合起来，有序处理岩土工程勘察作业期间的水文地质问题。资料信息的完整性直接决定岩土工程勘察作业的实际价值，只有具体掌握各项数据资料，才能尽早发现水文地质层面存在的不足与隐患，并结合具体情况，找到相关的解决对策，同时为水文地质工作中的调查、测量及试验等工作创造有利条件，为相关工程的设计与施工提供更全面的资料信息，从根本上消除水文地质问题对相关工程质量带来的负面冲击。

第三，严格按照各项规定与技术规范开展水文地质工作。进入新世纪以来，岩土工程勘察作业所采取的技术手段与工作模式已发生巨大变化，尤其是在信息技术的帮助下，水文地质工作的实施效率与质量得到极大改善。此外，我国水文地质规范已趋近成熟，为确保工程勘察工作的实际执行水平，相关机构及从业工作人员应进一步明确水文地质勘察作业的技术标准与规范内容，持续加强知识学习，领悟相关规章内涵与要点，并同步落实各项技术规范与标准。工程勘察工作推进期间，相关机构应提前制定好勘察工作方案，细化工作要点，而工作人员则要严格按照各项要求开展水文地质工作，明确工作需求与关键节点，从而圆满地完成工程勘察作业的水文地质工作，为相关工程的施工与建设奠定坚实基础。

第四，做好水文地质调查、试验及测量工作。水文地质问题分析阶段，为确保各项工作的执行水平，必须对施工现场的水文地质情况进行调查、试验与监测分析，积极运用高精度计量工具，确保各项测量数据的精准度与完整性，做好数据信息整理与分析，并同时出具试验测量报告，为后续水文地质问题处理及各类水文地质灾害防治工作创造有利条件。

结束语

综上所述，水文地质问题分析工作是岩土工程勘察作业的重要内容之一，其直接决定工程施工质量与社会经济效益。岩土工程水位地质问题受诸多因素影响，因此，水文地质分析过程应做好各类信息资料的调研与评估，有效运用各类技术手段与勘察试验工具，全面重视水文地质工作，对可能影响水文地质的各类情况进行判断，进一步提升水文地质工作的成效。

参考文献：

[1]刘大伟.基于工程地质勘察中水文地质问题的危害分析[J].四川建材，2022，48（11）：56-58.

[2]谢晓勇.工程地质勘察中的水文地质危害及应对措施探讨[J].工程技术研究，2022，7（13）：232-234.

[3]李洁.工程地质勘察中水文地质问题的危害研究[J].世界有色金属，2022（11）：184-186.

[4]孙豫陇.水文地质问题在工程地质勘察中的重要性[J].有色金属设计，2022，49（01）：90-92，95.