摘要:現(xiàn)代工程領(lǐng)域中巖土工程是所占比例最重的工程類型，直接影響著國民經(jīng)濟發(fā)展及人們生活水平的提升，因此工程質(zhì)量是巖土工程施的生命線，確保巖土工程質(zhì)量的關(guān)鍵性因素是勘探工程，而勘探中最重要的內(nèi)容即水文地質(zhì)問題，與巖土工程后期設(shè)計施息息相關(guān)著，其關(guān)系著建筑物持力層的選擇及防治工程地質(zhì)災(zāi)害等方面的問題。在工程勘察技術(shù)越來越發(fā)達的今天，人們也越來越重視水文地質(zhì)問題，只有做好水文地質(zhì)才能推動勘察水平的提升。本文將通過以下方面，對水文地質(zhì)問題在地質(zhì)工程勘察中的重要性進行分析。
關(guān)鍵詞:地質(zhì)工程勘察水文地質(zhì)重要性
通過研究自然界地下水運動變化規(guī)律而來的就是水文地質(zhì)，而對地下水進行研究的科學即水文地質(zhì)學。該門學科主要進行地下水物理及化學性質(zhì)、分布及形成規(guī)律的研究，且能起到合理利用地下水資源，減少礦山開采不良因素的目的。但實際上無論是工程勘察還是設(shè)計施工，作為最重要的水文地質(zhì)問題是極容易被忽視的。眾所周知，水文地質(zhì)緊密聯(lián)系著工程地質(zhì)，由于實際勘察中較少直接涉及利用水文參數(shù)，人們常在主觀意識下認定水文地質(zhì)問題為象征性工作，其過程中僅是做簡單的一般性評價，所以，巖土工程常發(fā)生因地下水引起的各種危害。因此，要確保工程勘察質(zhì)量有所提升，水文地質(zhì)問題的詳細查明是必不可免，并且，還必須對于相應(yīng)問題制定出科學有效的預(yù)防措施，避免工程受地下水的影響，發(fā)生無法預(yù)料的重大問題。
一、當前存在的各種危害
現(xiàn)階段，巖土工程受地下水危害主要有兩方面，即地下水位升降變化及動水壓力作用。其中地下水位的升降為天然和人為因素所致，且一旦水位上升或下降都會危害巖土工程，以下是筆者通過分析得出的問題所在：
1.地下水位升降所帶來的危害。導(dǎo)致水位上升有很多原因，其中地質(zhì)因素為關(guān)鍵，比如總體巖性產(chǎn)狀含水層結(jié)構(gòu)等；此外，還有降雨量氣溫人為等水文氣象因素影響，甚至有時候是綜合各種因素所致。因此，只要土壤被沼澤鹽漬化，就會增加地下水及巖土對建筑物的腐蝕性，嚴重的還會造成河岸巖土崩塌滑移等現(xiàn)象，促使某些巖土體含特殊屬性的結(jié)構(gòu)被破壞軟化，導(dǎo)致粉土飽和液化管涌等現(xiàn)象，造成充水淹沒現(xiàn)象，使建筑物失去穩(wěn)定性。造成水位下降的因素多為人為，譬如某些時候大規(guī)模的地下水抽取工程，或是截取地下水補給上游筑壩修建水庫等現(xiàn)象，導(dǎo)致地下水位下降誘發(fā)地面沉降塌陷等災(zāi)難，甚至還會出現(xiàn)某些環(huán)境問題如水源枯竭水質(zhì)變差等現(xiàn)象，從而影響到人們居住環(huán)境及建筑物穩(wěn)定性。這種現(xiàn)象表現(xiàn)最為明顯，危害最大的當是華北平原地下水開采漏斗及地面沉降危害，以及渤海沿岸海水水位上升回灌等危害。
2.動水壓力作用及頻繁水位升降。膨脹性巖土極易受到地下水變化而出現(xiàn)不均勻膨縮變形，若出現(xiàn)長期頻繁地下水升降現(xiàn)象，巖土膨縮變形不但會反復(fù)還將增大幅度，造成建筑物破壞尤其是輕型建筑物破壞更為嚴重。加上地下水變動滲透，還會出現(xiàn)土層中鐵鋁成分的淋失，促使土層變得松軟、含水量空隙增大等，導(dǎo)致承載力降低，影響巖土工程選擇處理基礎(chǔ)的順利開展。
通常來說，天然狀態(tài)的地下水動水壓力作用較小，幾乎不會產(chǎn)生危害，可在人為施工中卻會導(dǎo)致地下水動水壓力失衡，并在地下水動水壓力作用下造成流沙管涌等巖土工程危害，從而難以保證建筑物的穩(wěn)定性和人民居住環(huán)境的安全性。
二、地質(zhì)工程勘察中的水文地質(zhì)問題重要性
1.重要性。眾所周知，巖土工程勘察和施工中必須仔細詳盡的考慮勘察水文地質(zhì)問題，否則易造成各種難以預(yù)料的危害，但實際上很多施工單位卻并未高度重視對水文地質(zhì)勘察工作的研究。通常來說，水文地質(zhì)情況將直接決定工程地質(zhì)情況，原因就在于巖土中蘊含豐富的地下水源，這些水源將會直接影響巖土體，并且這些水源將嚴重影響到巖土工程的穩(wěn)固性。很多施工單位僅是勘察周邊表面水文地質(zhì)情況，而忽略勘察地下水文地質(zhì)情況，將會嚴重影響工程勘察質(zhì)量，導(dǎo)致施工過程或建成后，建筑物受地下水影響而產(chǎn)生工程危害。所以，工程安全性及穩(wěn)固性保障的前提就是強化勘察水文地質(zhì)問題。
2.評定內(nèi)容。之所以開展地質(zhì)工程勘察，其主要目的在于對工程建筑產(chǎn)生影響的地質(zhì)因素進行排查，也就是對地質(zhì)結(jié)構(gòu)及構(gòu)造即水文地質(zhì)條件、物理地質(zhì)現(xiàn)象等相關(guān)方面的勘察，且以上種種皆為工程地質(zhì)條件。當完成工程地質(zhì)條件查明工作后，施工單位要就建筑物運行及設(shè)計特點，估測地質(zhì)環(huán)境與建筑物相互作用的方式規(guī)模等，做出精準評價確保建筑物的穩(wěn)定性從而能正常使用。
地質(zhì)工程勘察中水文地質(zhì)勘察是一項具有較強目的性的詳盡勘察工作，且通常采用大比例尺進行勘察，具體內(nèi)容包括：觀測繪制相關(guān)地質(zhì)及地下水實際情況，譬如收集、研究及查明相關(guān)資料、條件和巖土含水性，以及勘察實驗工作場所的選擇等；勘探地球物理尋找地下水，準確定位含水層及咸水淡水體的劃分等；鉆探水文地質(zhì)明確含水層位置分布，對其存在條件進行詳細查明；試驗水文地質(zhì)獲取各參數(shù)，提供以礦山涌水量和地下水水資源評價所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等信息；觀測地下水動態(tài)時間不低于一個水文年，實驗室需對所取水、巖、土等樣本進行水質(zhì)、粒度和微體古生物等的分析測定；最后，勘察工作完成后編制報告及繪制圖樣。因此，結(jié)合當前經(jīng)驗來看，筆者認為地質(zhì)工程勘察需要對水文地質(zhì)問題做以下內(nèi)容評價：
2.1詳盡掌握工程周邊地下水含量及與地表距離的資料，并在該資料基礎(chǔ)上，對施工中地下水變化是否會影響施工環(huán)境及工程基礎(chǔ)部分，進行精準詳細的判斷。通常來說，這其中涉及的問題將直接影響工程施工的正常安全，同時，施工中易產(chǎn)生大量含腐蝕性的廢水廢渣，將會直接影響地下水的質(zhì)量，致使工程建設(shè)喪失基礎(chǔ)保障，降低工程質(zhì)量的安全性，因此，要盡量避免地下水質(zhì)量受施工廢水廢渣影響。
2.2工程周邊巖土地層的成分結(jié)構(gòu)要嚴密詳盡的勘察，對其易造成的施工影響進行縝密分析，工程設(shè)計及水文地質(zhì)勘察工作者要細致分析其中最嚴重的危害，并針對這些問題制定相應(yīng)的預(yù)防措施。分析工程周邊巖土地層的成分結(jié)構(gòu)時，對地下水特點及分布、活動和腐蝕情況要重點考慮，從而研究出巖土受地下水影響是何狀態(tài)，并針對其過程中出現(xiàn)的水文地質(zhì)問題制定相關(guān)預(yù)防措施，確保水文地質(zhì)問題不影響建筑物的穩(wěn)定安全性。
2.3為確保工程的安全性，需對工程受地下水的不利影響和積極作用進行分析，且工程設(shè)計方案要按各種地質(zhì)條件制定。首先，考慮埋藏在地下水位以下地基的鋼筋是否會被地下水腐蝕，其次，地基若選擇在膨脹土或軟質(zhì)、強風化巖石等基礎(chǔ)上，則會因地下水變化而崩解軟化。影響整個工程安全性的便是工程地基，地質(zhì)勘察時務(wù)必要謹慎對待，遇到像存在較多細砂的地基地層，必須對這些細砂可能受地下水潛蝕的情況進行預(yù)測，因為一旦造成細砂流失地基的安全性就得不到保障。
2.4地質(zhì)工程勘察中必須要有專業(yè)水文地質(zhì)勘察員參與勘察，嚴密全面的勘察工程周邊水文地質(zhì)情況，對其具體參數(shù)要了如指掌，以確保在進行工程設(shè)計及施工時起到舉重若輕的作用，為其提供原始科學的參考依據(jù)，從而保證樁基的堅實和工程質(zhì)量安全。
3.研究巖土水理性質(zhì)。巖土與地下水相互作用所表現(xiàn)的性質(zhì)即巖土水理性質(zhì)，分為工程地質(zhì)和巖土物理性質(zhì)兩部分，巖土變形及強度皆受巖土水理性質(zhì)影響，甚至不少建筑的穩(wěn)定性直接受其影響，傳統(tǒng)勘察工作中工作者更注重勘察物理性質(zhì)，而忽略勘察水理性質(zhì)，其勘察工作的不完整勢必會形成不全面的巖土評價內(nèi)容。所以，根據(jù)以上內(nèi)容可知巖土物理及水理性質(zhì)都是地質(zhì)工程勘察中較為重要的地質(zhì)性質(zhì)，其包括這幾方面：巖土孔隙在常壓下能容納相應(yīng)水量性能的溶水性，以該巖土孔隙容水量體積和總體積之比表示；經(jīng)過重力作用排水后飽水巖土依舊保持相應(yīng)水量性能的持水性，以該飽水巖土排水后持水量體積與總體積之比表示；飽水巖土經(jīng)過重力作用自由的從孔隙中留出相應(yīng)水量性能的給水性，以常壓下該飽水巖土重力作用后流出水體積與總體積之比表示；表示毛細管性的毛細管上升高速度及水壓力；巖土經(jīng)過水重力作用后容許水透過性能，并以相關(guān)滲透系數(shù)表示的滲透性；體積及重量含水量為含水重量與干燥巖土重量相比而得。
同時，巖土中存在地下水的方式也不同，其水理性質(zhì)自然也就大不相同，而按照以往勘察的經(jīng)驗來看，巖土中地下水存在形式分為強結(jié)合、弱結(jié)合、重力和毛細管水四種：
3.1強壓條件下強結(jié)合水密度為普通水的2倍，其粘滯性和彈性較好，不受重力的影響。而受吸附力最小的弱結(jié)合水，其移動僅限于顆粒水膜間。這種水形式很少出現(xiàn)在砂土中，但易存在于粘性土中，因其受強力制約所以并不怎么影響巖土水理性質(zhì)。
3.2通常巖土毛細管縫隙中會出現(xiàn)毛細管水形式，其易受重力和毛細管力作用，也就是說一旦重力<毛細管力水量將上升，但反之則會下降。而隨著其周而復(fù)始的上升下降，會促使巖土體軟化，對建筑物的腐蝕性極為強烈。這種水形式很少存在粘土和砂礫中，但長存于砂土之中。
3.3狹義理解中的地下水即重力水，能自由運動于巖土孔隙中，且處于活躍狀態(tài)，嚴重影響著一系列水理性質(zhì)，因此，在地質(zhì)工程勘察中水文地質(zhì)問題的勘察，還需要重視重力水勘察情況。
4.地下水污染勘察的作用。借由相應(yīng)工作手段對地下水污染帶污染的途徑和發(fā)布情況進行排查，也就是通俗來說的地下水污染勘察。通常在進行此項勘察工作時，多采取鉆、坑、物等探測技術(shù)。通常需要對水文地質(zhì)條件進行補充查明，以及對地下水污染移動規(guī)律做詳盡實驗時，常用坑探手段。明確圈定咸淡水界面及地下水污染帶時，常用物探手段。并且地面電法配合還適用于野外試驗確定彌散系數(shù)。但地下水污染勘察中遙感技術(shù)運用不多，不過現(xiàn)目前發(fā)達國家在斷層帶測圖、地熱石油污染確定及圈定滲流圖形等方面運用了雷達微波及紅外線探測，對其污染源分別以航衛(wèi)照片明確。便于提供相應(yīng)的水文地質(zhì)資料給工程作為科學依據(jù)，從而降低巖土工程受地下水污染的危害。
三、結(jié)語
地質(zhì)工程勘察中水文地質(zhì)問題是極為關(guān)鍵的問題，無論是設(shè)計還是施工環(huán)節(jié)都必須高度重視，因此，進行地質(zhì)工程勘察時要分外注意其周邊水文地質(zhì)的勘察，同時，作為巖土體及建筑物受地下水影響和作用的重要依據(jù)，水文地質(zhì)問題還能提升地質(zhì)工程勘察質(zhì)量，為工程施工和設(shè)計提供便利，從而降低巖土工程受水文地質(zhì)的影響，充分發(fā)揮巖土體在施工過程中的地勢作用，實現(xiàn)縮短施工周期減少施工成本的目的。
參考文獻：
[1]楊峰。巖土工程勘察中關(guān)于水文地質(zhì)問題的相關(guān)研究[J].城市地理，2014,14:39-40.
[2]馬宏巖，任成廣，李曉東。水文地質(zhì)問題在地質(zhì)工程勘察中的重要性[J].科技與企業(yè)，2015,04:169.
[3]徐健。地質(zhì)勘察中的水文地質(zhì)問題研究[J].科技致富向?qū)В?011,06:313-314.
[4]王飛，金龍。淺析水文地質(zhì)問題在工程勘察中的重要性[J].科技信息，2010,36:632.
