岩土工程勘察中水文地质问题探讨

2016-03-12郑林强

大科技 2016年3期

关键词：隔水层潜水水文地质

郑林强

（湖南省有色地质勘查局二四五队湖南吉首 416000）

岩土工程勘察中水文地质问题探讨

郑林强

（湖南省有色地质勘查局二四五队湖南吉首 416000）

引言

在现代工程领域中，岩土工程是重要的类型之一，对于我国整个国民经济的发展具有十分重大的意义。在整个岩土勘察工作中，水文地质问题是地质勘察的重要内容，对整个岩土工程的设计和施工具有十分重要的关系。本文主要阐述了岩土工程勘察中的水文地质研究的内容以及勘察中的几个重要的水文地质问题。

岩土工程；水文地质；问题；潜水；滞水；含水层

在岩土工程勘察作业中，经常会出现水文地质条件比较复杂的情况。如果忽视了水文地质问题，那么在地下水的作用下，就会导致岩土工程危害现象的产生。因而在岩土工程勘察中，必须要了解工程中的水文地质问题，对建筑物和岩体所受到的地下水的影响进行分析和评价，提高工程建设质量。

1 岩土工程勘察水文地质问题分析研究内容

岩土工程地质勘察作业，其重要前提之一就是水文地质问题的研究。水文地质问题的研究主要包含以下几个方面的内容：①应该将水文地质问题对工程所在区域的岩土以及建筑物的影响作为研究的重点，对岩土工程施工建设可能产生的各种影响进行详细的分析，对可能造成的各种危害进行全面的预测，从而提出全面有效的预防和治理措施。②与岩土工程基础地基的特点以及岩土工程建设的需要进行结合，详细具体的研究岩土工程勘察中的水文地质问题，为岩土工程的建设提供准确、全面的水文地质资料。③如果岩土工程的地基基础比地下水位低，那么需要全面的对地下水对地基的腐蚀性进行考虑，同时提出有效的解决措施来保证地基的坚固和耐久性。如果岩土工程所在区域的基础地层是软质岩层、强风化岩层、残积土层以及膨胀地质等地质情况，那么就需要对地区的地下水的活动进行研究，对有可能产生的持力层崩溃、膨胀或缩小软化等情况进行提前地分析和评价，从而提出有效的解决措施。

2 岩土工程勘察中的几个水文地质问题

2.1 岩土工程勘察中上层滞水与潜水的区别

岩土工程勘察中上层滞水与潜水主要有以下几个方面的差别：①两者所处的地层不同，上层滞水处于包气带中，而潜水所在位置是饱水带；②两者具有不同的形成条件。包气带中的局部隔水层形成了上层滞水，而潜水是形成在饱和带的稳定隔水层之上。两者还有一个共同点就是都存在自由水面的重力水。以上层滞水与潜水的主要差别为依据，可以对岩土工程所在区域的地层的性质是饱气带还是饱水带进行确定。如果只存在饱气带的条件，那么可以确定是上层滞水。但是假如整个地层都是饱水带，局部的隔水层以下也是饱水的，那么就不可能使上层滞水。这就是上层滞水和潜水的最为本质的区别。但是对于岩土工程来说，就算是上层滞水，对岩土工程建设的安全性也是非常重要的，必须要重视。很多基坑事故的产生都是因为基坑开挖导致邻近的下水道破裂造成的，可以说地下水是导致基坑不稳定的非常重要的因素。

2.2 关于分层量测各含水层水位的问题

地下水的类型主要有以下三种：潜水、上层滞水以及裂隙水。在岩土工程勘察作业中，通常量测的终孔稳定水位都是混合水位，根据勘察规范可以知道，如果多层含水层的水位量测对岩土工程有影响，那么需要采用相关止水措施，将被测的含水层与其他含水层间隔。但是并不是只要遇到多层地下水的钻孔都要进行分层滞水量测各个含水层的水位，主要还是要看是不是对岩土工程建设产生影响。在岩土工程勘察作业中，没有进行各个含水层水位的分层量测是非常常见的问题，在岩土工程地质勘察中必须要多加注意。

2.3 关于岩土工程勘察中水文地质评析的问题

在岩土工程地质勘察中，保证勘察质量的关键问题就是对工程所在地区的水文地质条件进行全面准确的分析和评价。如果不对水文地质条件进行全面的分析和评价，那么对地下水对岩土工程的危害就会没有足够的认识，导致岩土工程存在安全和质量方面的隐患。因而必须要从以下几个方面对水文地质条件进行全面的分析：①要以岩土工程的实际情况为依据，对水文地质评价的问题进行研究。②要对地下水对岩土工程的危害性进行重点分析，对可能产生的各种安全和质量隐患做出预防和治理方案。③加强研究和调查，全面掌握准确的水文地质参数，对岩土工程中可能遇到的问题进行预测。④地下水对岩土工程的地下建筑存在一定的腐蚀性，因而必须做好相关防腐措施。⑤在进行地基的选择时，必须要对岩土的水理性质进行综合考虑。⑥地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂粉土时，应预测产生地震液化、潜蚀、流砂、管涌的可能性，如果有地下室的设计，必须考虑到地下水对基础的浮力，验算边坡稳定性，验算基坑支护支挡结构的稳定性，评价基坑底板抗突涌稳定性，估算基坑涌水量等。

3 案例分析

3.1 工程概况

某岩土工程全程长度为800m，宽度为40m，采用的是U型槽或盲沟连续壁结构，拟采用钢筋混凝土基础，基底埋深标高为-6.50m，水文地质勘察等级为乙级。本次勘察主要是要查明各含水层和隔水层层位，埋深和分布规律；查明各含水层（包括上层滞水、潜水、承压水）的补给条件和水力联系；查明场地范围内各含水层的渗透系数及影响半径；分析结构实施后，水位变化对周边环境及周边建筑物结构稳定的影响。

3.2 场地水文地质条件

该岩土工程所在地区属于近海沉积平原地貌。本工程根据地下水的动力性质，可以将含水层分成上下两个含水层组。工程地质钻探发现，上部潜水含水层透水性差，含水微弱，对工程降水意义不大，故抽水试验均布置在承压水层中，按稳定流完整井（3＃井按非完整井）计算。根据抽水试验，该地区地下水已明显受到海水入侵的影响。

3.3 水文地质条件对工程的影响分析

在该岩土工程中，无论采用的是哪一种结构形式，该地区的水文地质条件都决定了该地区不适宜长期抽取地下水的结构方案，其理由分析如下：

3.3.1 上下含水层的水力联系所带来的问题

根据勘察资料可以知道，亚粘土隔水层被分成上下两个含水层，它的厚度以及地板所埋的深度，都在平面分布上存在比较大的变化。本场地内为隔水层，而在较大范围内已变薄甚至消失，上下含水层相互连通，变为潜水含水层，这在建国木器厂（中房星苑一、二期）的勘察中已得到证明。此外潜水含水层水位在平水期和丰水期比承压含水层的水位高，属于潜水含水层补给承压水。新开河槽基本切穿了潜水含水层，海水倒灌，首先侵入上部潜水，而后逐步侵入下部承压水。道路两侧由于长期的工程建设勘察，大量钻孔（含本次勘察钻孔，钻井）已在一定程度上破坏了隔水层的完整性，上部潜水也可通过这些垂直通道渗入补给下部承压水。此外，路堑基底设计标高最低处接近-6.5m，钻探剖面显示中部地段将揭穿隔水层底板进入承压含水层，另有部分地段隔水层保留厚度也不足1.0m，这就增加了上下含水层的连通性。因此本工程单纯考虑降低上部潜水水位而进行施工显然已不可能。必须同时考虑采取两层地下水同时降低的方案。

3.3.2 新开河对地下水补给量估算

该岩土工程所在区域的地下水补给量主要有地下径流、降水渗入、新开河测向渗流三个部分组成。很难准确的计算式每一部分所占据的比例。但是根据地下水含盐量多少对比分析可知，本场地取自2#抽水井承压含水层的水样分析，其中Cl-+SO42-的含量是新开河水同成分的84%，可见河水渗入的严重程度。估计新开河补给量约为总涌水量的30～50%。考虑到路堑在长期降水的条件下含水层的渗透性还会提高，其渗透量还可能增大。

3.4 建议

根据上述勘察资料可得知，本工程的水文地质条件比较复杂，不仅存在潜水，还存在承压水，尤其是场地紧邻直接受海潮影响的新开河入海口段，工程场地中段已明显受河水渗入补给影响，水质变差。北段虽较轻微，但今后随工程建设力度加大，基坑降水施工在所难免。如不采取相应的保护地下水的措施，海水入侵范围必将进一步扩大，加剧地下水水质的恶化，对环境的破坏将逐步加剧。鉴于本工程处于水文地质条件不良地段，建议采取有利保护地下水质，有利于保护环境的结构形式U型结构，避免采取在正常使用期间长期降低地下水位的盲沟连续壁结构形式。为保证结构在使用期间的稳定安全，应在线路的东侧设3～5个水文地质长期观测孔，对水位及水质的变化实施监测。