工程地质勘察中水文地质若干问题的探讨

    张世东

    摘要：水文地质中的若干问题直接关系到岩石所具有的工程特性变化，同时也向整个工程的耐久度和稳定性提出考验。本文通过对工程地质勘察与水文地质这两个重要的关键词进行概念梳理，针对其评价体系进行整理。进而梳理出水文地质在工程地质勘察中出现的若干问题，并提出浅薄的解决建议。

    关键词：工程地质勘察；水文地质；工程地质

    地下水作为岩石体的组成部分，却常常被忽视。同样，水文地质在工程地质勘察中也常常扮演被忽视的角色。实质上，水文地质中的若干问题直接关系到岩石所具有的工程特性变化，同时也向整个工程的耐久度和稳定性提出了考验。

    一、工程地质勘察与水文地质

    1、工程地质。工程地质一门通过调查、研究来解决人类活动及各类工程建筑有关的地质问题的科学。工程地质本质上是一种择优的方案选择，在进行人类活动及工程建筑前，通过探明现有地质条件，以此为依据来预测接下来可能出现的地质变化，进而选择最优的活动和施工场地，并为工程的设计、施工和使用提供地质学层面上的科学依据。其主要研究的内容包括了对岩土成分、组织结构等层面的探究。

    2、水文地质。简单来说，水文地质代表着地下水的各种变化与运动。其主要研究内容包括地下水的成分、形成、分布及变化运动。此外，还包括将地下水视作资源加以利用，并包括地下水变化对工程建设带来的影响及防治等层面。

    3、工程地质勘察中的水文地质评价

    在以往的实践中，许多工程在进行基础设计与施工时，因为忽视地下水对岩层的作用而导致工程出现诸如基地下沉和家建筑物开裂等严重质量问题。因而，目前业界开始对工程地质勘察中的水文地质评价重视起来，并建立起了相对应的评价内容，水文地质评价的内容主要有：（1）对地下水的评价。主要包括对地下水目前所处在的自然状态、接下来的变化进行预测与分析，结合建筑物的基地条件进行危害评价，并设置预防措施。（2）对岩土层的评价。勘察的对象在于岩土层以及含水层上，主要需要观察其在地下水作用下的变化。再结合建筑物的修建要求及基地现状等条件，对可能会出现的危害及危害程度进行科学的预测。此外，埋在地下的钢筋也很容易因地下水的浸泡而被腐蚀，也要提出相对应的防治措施。（3）对地质富水性与渗透性的评价。对地质的评价指标包括富水性和渗透性两个重要指标。富含地下水和渗透性较高的岩层，如风化岩或软质岩石等会因为地下水的升降而出现变化，当建筑物的基地置于这样的软质岩石上时，往往会出现流砂，甚至管涌和潜蚀等危险。

    二、工程地质勘察中水文地质的若干问题

    地下水的变化主要是其水位上的上升与下降，因而这两种状态可能会对工程建筑造成不同的影响。此外，地下水频发的反复升降也可能会带来问题。具体来看，水文地质在工程地质勘察中的若干问题主要有：

    1、地下水升降带来的问题。人为与自然因素都可能引起地下水位的升降，而水位的变化将造成对建筑物的连锁反应。

    （1）地下水上升带来的问题。暴雨、高温等自然天气，灌溉、排污、施工等人为因素以及含水层自身的地质变化都可能引起地下水上升的现象。地下水水位上升，首当其冲的就是土壤。土壤因为浸泡在成分复杂的地下水中，往往会出现沼泽化和盐渍化的情况。除了土壤外，建筑物也可能会因水位上升而受到腐蚀。水位的上升还可能带来地质运动上的变化。在一些特殊的土地结构上，如斜坡和河岸等结构中，水位上升可能会出现滑坡、崩塌等地质灾害。此外，还可能出现诸如岩体受损，强度等指标急速下降等情况。严重的情况下，地下水水位较高，长期浸泡建筑物地下室，可能会影响根基稳定性，造成建筑物基础上浮等情况。此外，还可能会引发如流砂、管涌等现象。（2）地下水下降带来的问题。人为因素是引发地下水水位下降的主要原因，大量的抽取地下水使用、进行采矿活动后造成矿床过度干燥以及水利工程等都可能会出现地下水补给不足，水位下降的情况。当地下水水位下降严重时，地裂、地面沉降、塌陷等情况往往会出现。地面的变化自然会带来对建筑物的变化，建筑物失去稳定性，可能会出现坍塌等情形。（3）地下水频繁升降带来的问题。将岩土置于频繁升降的地下水中时，岩土会因为含水量的急速变化为产生不均匀的膨胀。岩土的膨胀与收缩会带来对建筑物的挤压与放空，进而引起建筑物受损，这一点在轻质建筑物中尤为明显。此外，地下水在岩土层中的来回渗透，将土层中的铁、铝等成分带走，令土层降低甚至失去胶合能力。异变的土层为接下来的工程选择与处理带来难度。

    2、地下水动压力带来的问题。流砂、管涌和基坑突涌等问题在本文中已出现过，除了地下水上升等因素带来这样的问题外。地下水的动压力作用下也会形成这样的问题。自然环境下，动压力变化微弱。只有在人为工程的作用下，才会改变这样的平衡。造成动压力变化，进而引发上述问题。

    三、对于水文地质问题的解决措施探讨

    （1）重视水文地质勘察的影响。在地质勘查工作总结报告中，应当对地下水对工程施工可能的影响做出说明与评价，并预先制定出防范措施。此外，还需要在考虑地下水影响的情况下制定出项目的可行性报告等文件。（2）加强水文地质的相关研究。最主要的是关于水理性质的研究，水理性质是水与岩石相互作用所展现出来的综合特性。在研究时，可以通过采样、测试等方法进行。（3）重视地下水的影响。首先，从观念上重视地下水自有属性对工程的影响。具体行动上则需要对地下水的PH值等指标进行采样、检测，计算出地下水对工程的影响。接下来就是进行影响预估与风险预防等工作了。（4）完善水文地质勘察评价体系。在提高勘察工作人员的安全意识的同时，对评价机制做出不断的更新评价。建立起适于工程地质勘查的水文地质资料库，为以后的工作开展提供数据支持。

    总结：重视一件事是完善一件事的开始，在对水文地质的若干问题进行解决之前，增加观念转变是迈出的第一步，也是最为重要的一步。值得一提的是，在进行具体工作时，应当注意进行完整的数据报告，为建筑全周期评估提供更多地数据支撑与服务。