刍议水文地质岩土工程勘察设计和施工

陈晓红

摘要：在水文地质的条件下，岩土工程因为需要对地下水的动力平衡情况进行改变，会导致严重的巖土工程危害，比较常见的危害例如基坑和流砂等，鉴于此，本文对水文地质岩土工程勘查设计及施工进行了分析探讨。

关键词：水文地质；岩土工程；勘察；地下水；施工

一、水文地质的勘察要求以及测试方法

1、勘察要求

水文地质在岩土勘察中主要包括，一是对自然环境进行勘察，勘察对象包括水文气象以及地形地貌等。气象勘察主要是针对岩土工程施工范围内的温度条件、湿度条件以及气象条件等进行数据收集；地形地貌主要是针对岩土工程周围的环境特征以及水系特征的勘探。二是对地下水水文地质进行勘察，地下水水位以及流量变化等都对都会对施工造成一定的影响。

2、评价方法

在未来的岩土工程施工过程中应当在着重注意对以下几点问题的分析：①分析施工环境中的水文地质条件对建筑物可能造成的影响，预测对工程施工以及建筑质量的危害程度，制定出科学的措施对灾害问题进行改善和防治。②工程勘查为建筑物地基基础类型的选择提供参考，查明有关水文地质条件的问题，提供此类型所需的水文地质环境的施工材料。③从工程施工的角度，依据水文地质在工程中的不同影响，对地质勘探进行更加具有针对性的测试与评价。例如分析对水文地质环境中软质岩石、收缩岩土等岩体在施工中可能发生的软化、崩解等问题对施工的影响；在地基基底压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉土等情况时，应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性；当基底下部存在承压含水层，应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价；在地下水水位以下开挖基坑，应进行浸透和富水性实验。并评价由于人工降水引起土体沉降、边坡失稳进而影响场地及地基稳定性的可能。

二、水文地质勘察施工

1、物探工作

按照岩层有着不同物理性质的特点，经常使用的方法有电法勘探与弹性波勘探这两种方法来对地下深处的地质层有关物理参数进行测定，清楚了解在深处的地质体情况。在其中，弹性波的勘探包含了地震的勘探、声波与超声波的勘探等，能够在大的范围内有效探测覆盖层的厚度与基岩的状况，查明含水层，跟踪古河道的位置，有效查询断层的碎带，对于风化层厚度和岩土弹性参数进行测定。

2、钻探

通过使用人力和物力，进行旋转切割或者是凿碎冲击岩石，形成深度较大并且直径较小的钻孔。去除岩芯，能够有效的确认岩层的性质、具体地质构造以及岩体风化出现的特征。然后使用钻孔内部进行去除的水样和岩样，进行相关试验的设计工作，例如水文地质、工程地质、长期观测工作、灌浆试验和地应力的测量等。相比于物探来说，钻探勘探的精度比较高，并且勘探的深度范围大、受到地下水的限制、钻进的速度比较快，在水文地质的条件中，属于比较常用的岩土工程勘察的手段。

3、坑探

虽然坑探工作受到一定的限制，并且成本较高，但是由于工作的工具比较简单，对于技术的要求不高，并且揭露面积比较大，进行勘探的人员能够直接地观察到实际的地质现象这一系列优点，因此，其在勘探工作中属于一种常用的手段。

4、重视野外试验

野外试验在水文地质的勘探中属于经常使用的勘察方法。其主要包含了渗水试验、抽水试验、钻孔压水的试验、岩溶连通的试验、回灌试验、流速测定试验与地下水流向等。此外，还包含了对于岩土进行野外试验，其主要内容包含了岩土较为大型的剪力试验、岩土的力学性质试验、载荷相关试验、触探和弹性模型的测定等。在具体工程位置的建设中，还应该加进对于低级处理的试验，主要包含了装机承载力的试验与灌浆的试验等。

4.1水文地质钻探。在调查的过程中，首先要进行钻探，这可以了解到该区域含水层的埋深以及地下水位，还可以了解到含水层介质结构，得知地下水参数。通过采集土壤样品，可以了解试验场的水文地质情况，在钻探的过程中，需要准备好专业的设施，为物探测井以及含水层试验提供设施保障。

4.2钻孔水文地质试验。试验的目的是获取水文地质参数。通过混合抽水试验，测得S1孔的平均渗透系数K为428×10-6 m/s；通过单孔稀释试验，测得S2孔的平均实际流速U为274×10-5 cm/s，纵向弥散系数DL为74×10-4 cm2/s；通过注水试验，测得S5孔的K为57×10-6 m/s；连通抽水试验结果表明，S4孔所揭穿的含水层为潜水含水层，S5孔揭穿的为承压水含水层，二者之间水力联系较差。

4.3浅层地下水水文动态。在钻探的过程中，工作人员通过采集岩芯岩样，对岩性进行了分析，在抽水试验以及注水试验中，还了解到试验浅部含水层的划分情况。随着时间的不断推移，试验场浅部含水层的分布以及岩性发生了一定变化，地下水位也在不断的变化，通过长期的观察发现，潜水与承压水位的变化具有同步的特征。

4.4浅层地下水化学成分及特征。在对野外试验场进行地质调查时，工作人员是在25km半径的范围内进行调查与测量的，对6眼浅井进行地下水常量分析时，采用的方法需要得到国家相关标准。从调查结果可以看出，试验场浅层地下水的化学类型分布情况与地形组合比较接近，含水层主要是靠大气降水提供补给的，该区域部分地下水属低矿化的HCO3-Na或HCO3-Na、Ca、Mg型，总硬度为76～124德度，属微硬水，估计主要由北部山区大气降水补给。部分区域地下水属中等矿化度的SO4或HCO3-Ca、Mg型水，总硬度达52～112德度，属极硬水，可能由煤系地层地下水和矿坑排水补给。

结束语

综上所述，在一方面需要加强前期各项水文地质的试验和勘察，在另一个方面，伴随工程的进展，按照进度，需要长期的观测，在长期的观测部分，需要对于前期的勘探进行复验，有利于设计与施工的调整，对于避免重大的工程事故有着重要的意义。

参考文献：

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