城市工程地质与水文地质勘察问题之我见

    陈长国+赵维钢

    摘要：当前，工程地质和水文地质研究是一项十分热门的学科，工程地质和水文地质勘察在当前城市工程建设中的地位显而易见，特别对于近些年而言，由于城市的快速发展，城市范围不断外延，工程规模和数量逐渐加大，一些以往不曾遇见的地质环境新问题新挑战逐渐凸显出来，采取行之有效的对策也极为迫切。

    关键词：工程地质勘察；水文地质勘察；对策指施

    引言：现代化工程建设一项关键程序为工程地质勘察与水文地质勘察，而城市工程地质与水文地质勘察因其特有的地理位置而表现出来的问题也有其特殊性，本文重点对城市弃土弃渣堆填区工程地质勘察面临的参数取值和沉降变形评价问题以及城市区污染场地水文地质勘察面临的污染源和污染因子识别困难等问题，探讨了所临问题的应对之策，进而对城市工程地质与水文地质勘察工作具有深远的指导意义。

    一、工程地质勘察存在的问题及应对之策

    近年来，作为直辖以来的重庆，城市建设迅速，其主城区主要位于构造剥蚀丘陵地貌区，以侏罗系红色地层为主，由于地形上的起伏不平，工程建设时需挖山填沟，往往将弃土弃渣随意堆填在一些尚未开发建设区域的地势低洼处，堆填体方量大，范围广，厚度大，一般厚度可达20～80m，并在部分区段形成填土高边坡，高度可达20～60m。随意堆填的深厚填土成分以砂、泥岩碎块石为主，部分渣体也会夹有生活垃圾或建筑垃圾等，块碎石粒径变化大，填土成分复杂，均匀性差，多呈松散状态，孔隙率高，具湿陷性。在这些填土区进行工程地质勘察时，填土的性质的不确定性让工程地质分析评价变得十分困难，往往遇到以下两个方面的工程地质问题。

    一方面是填土边坡的稳定性评价所需物理力学参数取值是否合理和科学的问题，高填边坡在堆填过程中一开始并未清除原坡面的残坡积土并分层压实，这类高填边坡存在沿原岩土界面整体滑移破坏的可能，存在着安全隐患。边坡稳定性评价时所需的物理力学参数由于室内试验不具操作性而室外测试又因其成分复杂，性质差异大，使得测试成果数据变异性大，分析统计困难，无法提供依据充分的参数值，常常依据工程技术人员的个人经验提出，这类经验值随意性较大，往往不具针对性和准确性，从而导致稳定性评价结果的可靠性差可信度低。

    另外一方面则是深厚填土的沉降变形评价问题，填方体在堆填过程中一开始并未按照设计要求分层压实，只是在后期上层填土堆填施工中进行了分层碾压和强夯处理。填土的沉降固结是一个长期的过程，造成的影响要在多年后才会表现出来。填土在压实初期由于岩石尚未完全风化，碎块石紧密接触，可类比卵石土，硬度大，紧密接触时其承载力高，压缩性低，但砂泥岩块碎石受长期的物理化学风化后，最终会风化成粘土或砂质粘土，其承载力必将大幅度降低，压缩性增大，从而引起地面沉降，特别容易形成差异沉降。这类沉降过程需要多长时间，目前尚无统一和权威的定论。

    針对上述问题一个行之有效的解决办法就是加强填方体的长期监测，通过建立多场地长时间监测系统，获取大量的监测数据，利用大数据处理，反分析演算填方体的变形破坏及沉降变形过程，建立分析评价模型并获取特征参数，以用于今后的填土工程地质评价。

    二、水文地质勘察存在的问题及应对之策

    城市化大规模的建设让能开发的城市用地日趋紧张，而外迁的一些老工业厂矿区则为城市开发解了燃眉之急，但这些工矿场地往往土壤污染严重，开发为住宅或商业区会对人体健康造成伤害，一般而言工程建设前场地环境影响评价工作之一就是需做专门的污染场地水文地质勘察。

    水文地质勘察前可通过收集工矿企业生产活动情况和历史变迁过程资料，了解其所在场地存在的基本污染物和污染源，了解场地的基本水文地质条件，为地下水质量评价提供基础资料。但由于一些老工矿企业生产年代久远，建设初期的原始资料缺乏，厂矿周边环境又随着城市建设而不断变迁，造成地下水的补给、径流和排泄条件的改变，为水文地质勘察提出了不少挑战。

    首先工矿企业场地污染物和污染源的识别困难，特别是钢铁厂、化工厂和纺织企业等场地区土壤化学成分多而复杂，排污地下管道交织老旧，常有渗漏现象，地表雨水下渗和污水泄渗后对地下水常造成严重污染，使得地下水的污染成分识别和污染源的准确定位十分困难。

    其次城市建设不断地改造着场地周边的地质环境，为地下水污染情况的查明制造了较大困难。随着市政道路、大型广场及住宅小区等的沥青路面及水泥硬化地面的面积越来越大，特别是自然植被的大面积破坏，致使原有自然裸露的地表大面积被隐埋，造成地表径流量增加，地表水大量流失，以往降水分散向地下补给的情形不复存在，严重影响了城市地下水原有的自然净化平衡状态，显著增加的却是雨污水的集中排放，局部土壤的污染成分富集，形成新的污染源，地下水质逐步恶化，使得水文地质勘察中准确查明因周边环境改变而造成较大区域地下水污染状况的难度加大。

    遵循基本资料收集、现场勘查与采样、室外室内测试以及监测的技术程序是解决上述难题的最基本手段，同时也要注意勘察过程应分阶段进行，可分初步勘察和详细勘察两个阶段，分析应由浅入深，才能全面查明污染场地的水文地质条件。

    结束语：总而言之，城市区当前工程地质勘察及水文地质勘察面临着一些新问题新挑战，只有在实践中不断总结经验并找出行之有效的科学技术方法去应对解决，才能有效指导城市建设工作，提高城市建设的社会效益。

    参考文献

    [1]张玉兰.浅谈污染场地的环境水文地质勘察[J].中国科技博览.2014.（3）：117.

    [2]张晓.浅议水文地质勘察的基本内容[J].现代工程勘察.2012.（8）：46-48.