工程地质勘查中的水文地质问题探析

周久林

（湖北省地质矿业开发有限责任公司，湖北 武汉 432000）

水文地质勘查是以地下水分布规律为核心的勘查事项。在工程建设中常需要运用工程地质勘查步骤，掌握工程建设区域的水文地质特征，而后才能制定可行性更强的施工方案，为此工程的安全建设奠定基础。对此，勘查人员需意识到水文地质勘查重要性，参照工程设计要求，有效优化水文地质条件，满足新时代工程项目的建设需求。

一、工程地质勘查中水文地质勘查内容

（一）探测地理环境

在工程项目正式施工前，常需要开展工程地质勘查工作，以此准确判定项目投资回报率。而作为工程地质勘查中的水文地质勘查，也是较为主要的勘查内容。勘查人员在实施水文地质勘查阶段，应当科学探测地理环境，具体涉及地貌地形、降水量、温度、湿度、地理位置等综合内容，借助勘查结果，能够知晓工程项目建设区域的气象水文特征，而且还能提前了解工程高程，这对于后续施工方案的细化完善可起到参考指引作用。

（二）分析地质特征

在工程建设中开展水文地质勘查，实则是为了科学分析地质特征，增加工程建设合理性。在水文地质问题的实际研究中，可通过对岩石土层、地貌地形、含水层、岩体构造等地质信息进行汇总，联合先进的测量探测工艺，促使勘查人员为技术员、测量员提供宝贵的参考资料，以便全面掌握地质土层结构。尤其是在开挖作业或者基坑设计环节，地质特征信息可为其带来可靠的工程指导服务，保障工程建设质量。因此，水文地质勘查具备一定的必要性。

（三）测量地下水层

由于在岩土工程、建筑工程等多个工程项目中，常需要针对地下土层进行挖掘，若能提前知晓地下水层的位置以及地下水位数值，可对地基深度的设定以及打桩深度等指标的确定给予明确指引，以免接触地下水层，引发地层下陷等不良后果。

二、工程地质勘查中的水文地质问题危害

（一）地下水水位升降

工程地质勘查中关于水文地质勘查问题，将产生地下水水位变化的危害。在工程建设中，若发生水位升降问题，很容易延缓工期，造成施工区域无法保持正常的施工进度，而且对于已经建成的半成品也会对其质量带来损害。特别是在连雨天或者暴雨天环境下，积水量的增长，易诱发水位上涨后果，此时将破坏土壤结构的完整性。

以位于甘肃地区的尾矿库项目为例，经过水文地质勘查后，风险此处因往日矿山开采作业，引起了此区域水位的变化。为了保证本项目能够按时交工，根据地下水水位测量结果，要求做好加固防护工作，而且还需针对地面下沉、开裂病害给出具体的防范建议，以免因水文地质问题，降低施工质量。

（二）工程土质软化

无论是建设住宅建筑物，还是开展工业建筑施工工作，都需要保持地面土壤坚实。而水文地质问题的产生，很容易引起土质软化现象，若不能保证土壤具备一定的承载力，不但会加剧流沙风险，而且还会降低土层强度及其工程安全性，无法顺利完成基坑建设等多项工程任务。因此，勘查人员若在勘查阶段发觉勘查区域的水文地质不具备良好的施工条件，需在勘查报告中进行标注，指引相关人员重调施工方向，以免引发严重的安全事故。

（三）基坑边坡沉降

基坑作业作为工程施工中的重要内容，一旦出现水文地质问题，将诱发基坑边坡沉降后果。由于在打地基等地下操作环节，需借助基坑实现建筑部件的下放，若存在沉降风险，很容易削弱施工效果。一般情况下，在基坑开挖阶段，常因地下水下渗情况，扰乱开挖秩序。其基坑开挖深度越大，证明地下水积水量越多，此时应联合排水沟等排水设施及时清理积水，否则必然出现延期交工状况。此外，基坑开挖中水文地质问题还会增加施工风险，基坑沉降后，若不及时进行支护，将造成现场施工人员面临坠落危险。所以，应当加强防护。

（四）增加灾害易发性

水文地质问题还会增加地质灾害易发性，促使局部地区呈现地质灾害易发区。所谓的地质灾害多指的是不稳定边坡、地层沉降等。所以，勘查人员在发现水文地质问题后，还需对地质灾害区域的岩土发育情况、边坡稳定系数进行深度分析，而后可结合当地的降雨规律以及地下水位分布特征，判定此区域的灾害发生可能性。若地质灾害发生率较高，应当将其列为重点防护区域，在施工时应尽量减少外界破坏频率。此外，勘查人员若在勘查阶段出现超深勘查情况，也会加剧地质灾害风险，此时应先行确定好勘查深度，以免因地质灾害缩短此区域建筑物的使用寿命。基于此，勘查人员以及现场作业人员应当深刻了解水文地质问题危害程度，提前做出相应的防范准备事项，避免施工中诱发各种突发事故[1]。

三、工程地质勘查中水文地质问题的应对策略

（一）明晰水文地质勘查重点

工程地质勘查中关于水文地质问题的妥善处理，还要求勘查人员明晰工作重点，参照上述工作内容，应当提高自身的重视度，以免造成出具的勘查报告缺乏可靠性。

首先，勘查人员于水文地质勘查作业中理应亲临现场，针对该区域的地貌地形特征做出初步调研，而后还应当结合既往气象天文资料，依靠地理位置等多则信息知晓地势高低、高程以及年降雨量等指标，以便确保制定的施工方案能够为工程施工事项指明方向。

例如在某工程中，经过勘查后发现此处属于半湿润季风气候，其温度变化范围在-30℃到35℃之内，年降雨量能够达到675mm，且在六月份左右降雨密集。同时，此地区还有着明显的冬冷夏热季节特征。勘查人员在确定好此区域的自然条件后，需联合设计人员调整好施工周期，特别是在冬季施工项目中，由于部分施工内容无法在低温环境下予以完成，故而制定的施工方案需适当进行工期后延，以便适应本地区的地理环境，增加工程项目施工合理性。

其次，还需切实做好地质环境的调研工作，在工程施工初期需了解施工现场的土层结构及其岩性特征，以便及时采取有效措施应对水文地质温度，降低边坡不稳定、沉降塌陷等事故的发生率。正如上述提及的工程，经过勘查人员的实地勘测后发现其土层分布规律以1m耕土层、7m粉质粘土、1.5m 粉土、2m 中粗砂土层、6m 砾砂土层、14m 圆砾土层为主。此时在打地基时，需结合工程需求注重在地基建设区域的土质结构。若刚好处于粉质粘土层处，应当选择适合的桩体结构，如选用密排钻孔桩，又或是建设钢包围护桩，进一步夯实土层基础。因此，经由水文地质勘查结果，可促进工程项目的高质量建设。

最后，勘查人员还需要注重施工区域的地下水分布情况，并在施工前开设排水沟、安装排水设施，以免施工中因积水诱发地质灾害。只有勘查人员意识到水文地质勘查重要性，并确定好了具体的勘查内容，才能指引工程项目各参建方结合水文地质勘查报告完善施工方案，继而妥善处理水文地质问题。

（二）精准测量水文地质参数

水文地质勘查过程中，负责勘查任务的人员还应当精准测量相关参数，由此增加勘查结果的准确度，确保工程施工后能够保持良好的施工状态，既能提升工程建设稳定性，又能实现工程的安全施工。通常在水文地质勘查中，可利用含水层的渗透性判断当前项目的施工区域是否能够支撑各种建筑构件的压力，避免施工后出现下沉现象。对于渗透性参数的测量需要保持地下水位的静态运动，以免因水流激荡，引起渗透性测量结果失真。勘查人员于渗透性测量期间，可选用泥浆钻机，针对勘查区域予以钻进，而后可在接触含水层后，对其渗透性做出相关测量。其中需格外注意的是，需采用分层测量方式，实现精准化测量，而且还需在测量中加强抗渗保护，避免钻孔渗水，破坏原有的土层完整度。另外，还可采用室内测量法，即借助渗透仪，将施工现场水文地质勘查中获取的地下水样品带入实验室，联合数学模型思维，推算出渗透性参数，这样才能促使勘查后，快速获取多个参数。对于释水系数、水位传导系数等，都需要依靠具体的测量方法确定实际数值，确保水文地质勘查工作取得卓越成果[2]。

（三）注重压水试验调查效果

工程地质勘查中应对水文地质问题，还需要注重压水试验调查效果。压水试验是引领工作人员切实掌握水文地质特征的重要依据。勘查人员可运用岩体吸水量判定地下土层的地下水分布情况，还可借此知晓透水性，其压水试验装置设计原理图见（图1）。针对地下水进行压水试验，需先行经过压水段，而后获取地下水流量，并在其通过压水区域后，最终可经过十分钟左右，由压力表测量出压力值，这样才能保证此项勘查工作拥有较为全面的工程地质资料。

图1 压水试验原理图

以某个38m 标高的地势平缓工程为例，在其开展压水试验后，其中对于13.16m到110.7m 水位进行测量时，根据公式求取透水率，式中Q、P、L 分别代表的是注水量、压力、试验段长度，最终计算出此工程的透水率为0.55。在后续施工中需加强防水止水设计，以免因地下水造成工程进度受到影响。压水试验的应用，一方面，能够借助压水试验的水位测量结果，对其含水层进行科学区分。另一方面，还能对工程中的隔水层情况做出准确判断。若地下水分布范围广泛，其地下水位偏低，此时在开挖作业或是打桩时，都应当合理设计施工深度，增强排水效果，实现工程的高效管理[3]。

（四）优选水文地质勘查技术

水文地质勘查中要想获得可靠的勘查结果，有效改善水文地质问题的危害，还应当优选水位地质勘查技术。随着技术的进步，水文地质勘查工作也有了新的发展方向。

以遥感技术为例，勘查人员可借助遥感测量仪，对水文地质以及地下水实施综合测量，甚至能够绘制水文地质图。遥感技术在实践应用中，可获得清晰的遥感图像，此时勘查人员可从图像中掌握地下水流向等参数，提高了传统地质勘查效率。特别是对偏僻地带的勘查，可直接运用遥感系统扩大勘查范围，而且其可操作性更强。此外，遥感技术还可应用在地下水勘查作业中，地下水作为影响工程质量的重要指标，可在遥感技术辅助下，快速区分地下土层的松软度，并且在分区后知晓含水层分布位置。基于此，水文地质勘查工作中应用遥感技术很有必要。例如在某工程中，专门针对此区域的地下水水环境实施遥感勘查，而后得出地下水水质处于安全范围内，其硬度达到了0.88，明显低于1，而且它的固体溶解性为0.66，此指标均保持在标准范围内，表示此区域地下水水环境优良，不存在地下水污染风险[4]。

另外，还可在水文地质勘查中充分利用人工神经网络技术，它能够针对水文地质勘查中的气象水文条件给出客观解释。同时，此项技术的应用还能针对地质灾害的严重程度进行预测，特别是上述提及的水文地质灾害问题，可在此项技术的辅助下对其灾害发展情况实施预判，以免后期施工中真正发生地质灾害，加剧施工风险。但由于人工神经网络技术的适用范围较窄，可获取地下水径流、区域降雨量等信息，对于其它地质条件勘查缺乏指向性。故而应当根据具体工况从多个工程勘查技术中进行选择，不但能够增加勘查结果准确度，而且还能凭借水文地质勘查数据优化施工方案，促进工程的良性建设。

结论：综上所述，工程地质勘查中关于水文地质问题的研究，不但危害地下水位，而且还会扰乱施工进度、引发严重的地质灾害，促使工程建设区域不具备安全生产条件。据此，应从水文地质勘查重点、水文地质参数测量、压水试验、水文地质勘查技术等方面着手，结合水文地质勘查报告，实现地下水资源的合理利用。