文／孫益朋 河北省地質礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第六地質大隊（河北省地質礦產(chǎn)勘查開發(fā)局航空測量應用中心） 河北石家莊 050000

引言：

在工程項目中，勘察、設計、施工均需要結合水文地質狀況開展，以確保項目能夠順利建成使用。在地質勘察中，研究的主要目標是巖土體，但是水文地質與巖土體之間存在著密切的聯(lián)系，二者相互作用相互影響，是決定地質條件可靠性的直接原因。通常進行工程項目勘察作業(yè)時，忽視了地下水對地層結構和穩(wěn)定性的影響。尤其是一些水文地質條件復雜的地區(qū)，由于在勘察中沒有采集準確全面的水文地質數(shù)據(jù)，導致引發(fā)了一系列的水文地質問題，嚴重影響建筑物或構筑物的使用功能。因此，在工程地質勘察中，必須掌握準確的與巖土工程相關的水文地質資料，并評價其對建筑物或構筑物的影響，為項目的設計、施工提供幫助，減少水文地質問題造成的不良危害。

1.工程地質勘察中水文地質勘察概述

在工程地質勘察中，水文地質勘察是非常重要的內容。為了確保勘察工作達到預期的效果，必須明確勘察工作開展的目的和內容，以確保能夠按部就班組織勘察，掌握區(qū)域水位地質信息，為工程設計、建設提供可靠保障。

1.1 水文地質勘察目的

在進行水文地質勘察中，其主要目的是了解和評估水文地質問題對工程地基穩(wěn)定性的影響，從而評估工程項目是否需要進行地基的加固和支護，以保障項目的順利建設實施。因此，水文地質勘察工作需要完成以下任務。其一，對不良地質狀況進行勘察，地表是否存在下沉，地質構造形成原因、分布范圍、變化趨勢以及對工程建設的影響程度等。其二，勘察施工范圍內巖土層的分類、年代、形成原因以及工程特性等，從而對項目建設提供參考。其三，勘察地表水情況，其中包括了分布范圍、水深、水質、與地下水的聯(lián)系等，并分析其對項目的不良影響。其四，勘察地下水埋藏情況，了解地下水類型、巖土的滲透情況以及地下水水位變化等?？傊?，工程地質勘察中，水文地質勘察的目的就在于詳細的掌握地質狀態(tài)信息，從而分析評估水文地質問題對工程的影響與危害，將其消除和治理，避免對工程造成不良干擾。

1.2 水文地質勘察內容

水文地質勘察是一項復雜繁瑣的工作，其勘察工作受到地質環(huán)境與其他因素的影響較多，在實際的勘察作業(yè)中，為了能夠獲得更為穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，需要明確水文地質勘察的內容，從而做好勘察工作。

其一，水文地質測繪。對地下水和地下水有關聯(lián)的眾多不同地質現(xiàn)象進行實際的觀察測量和填圖，搜集相關的數(shù)據(jù)資料；設置觀察測量點和觀察測量線對地下水單位時間內流經(jīng)明渠有效截面的流體量和水的質量進行觀測；鉆研探究地下水形成的原因，用以明了地下水的分布形態(tài)、生成原因和埋藏條件以及巖土的水理性質；探尋地下水豐富的區(qū)域，以便確定進一步勘察的工作區(qū)域。水文地質測繪中，可以使用先進的衛(wèi)星遙感技術，對衛(wèi)星圖片以及航空圖片進行分析解釋，以便協(xié)同水文地質勘測。這不失為一種方便快捷的方法，可以有效的提高勘測的質量和進度。

其二，地球物理勘探。物探常常用來探尋地下水，判斷地下水的方位，區(qū)分水體界線等。在水文地質勘察中經(jīng)常用到的地球物理勘探方法有電測深法、電剖面法、自然電場法、淺層地震法、α-徑跡法等。常用的鉆井地球物理方法有電測井法、放射性測井法等。地球物理勘探方法由于費用較低速度也比較快，常常和水文地質勘察以及試驗進行配合開展工作，使用地球物理勘探法明確鉆孔和抽水區(qū)域，大大提高了勘探工作的效率。

其三，水文地質鉆探。鉆探的宗旨是明確地下水的方位以及分布情況，用以明確含水層的生成原因。取得的巖土體樣本首先要進行詳細編錄，再通過鉆孔對含水層進行抽水或者其他水文地質勘測試驗。水文地質鉆探和其他的鉆探有所不同，需要有相對比較大的孔徑并且使用清水鉆進，否則利用鉆孔得到的水文地質數(shù)據(jù)很大程度上會失真。

其四，水文地質試驗。水文地質試驗的宗旨是獲得多種不同的有效數(shù)據(jù)，為地下水的資源評估或礦井涌水總量計算等工作供應基本的數(shù)據(jù)，其中包括抽水試驗、壓水試驗、注水試驗和彌散試驗等，最常使用的是抽水試驗。

其五，地下水動態(tài)觀測。含水層動態(tài)觀測是水文地質勘察較為重要的一項工作內容。設置鉆探實驗和水文地質試驗的時候，需要留下部分鉆孔來實行時間較長的觀察測量，定期測量含水層的水位、水的質量和水的溫度，用以方便為日后的地下水資源評估或者其他水文地質勘測供應基本數(shù)據(jù)。通常需要動態(tài)觀察測量的時間不能少于一個水文年，時間越長越好[1]。

其六，實驗室分析。在水文地質勘察的過程中，需要選擇水的樣本、巖石樣本以及土的樣本來進行的水質分析、機械分析、孢粉分析或者微體古生物分析、同位素年齡測定等。

其七，編制水文地質報告和圖件。水文地質勘察的結果通常分為報告和圖件兩個不同的部分。報告應該正確無誤地反應本質的水文地質情況，回應需要處理的問題。圖件通常是勘測到的水文地質圖片，根據(jù)水文勘察的宗旨以及需求的不同，圖件的多少以及內容上都有所不同，比較常見的有綜合水文地質圖、地下水等水位線圖、巖石含水性圖、水化學圖、地下水埋深圖、地下水污染程度圖、水文地質參數(shù)分區(qū)圖等[2]。

2.工程地質勘察中水文地質勘察要點

2.1 重視巖土水理性質的測試

在水文地質勘察中，重視巖土水理性質的測試與研究非常關鍵。巖土水理性質是巖土與地下水之間相互作用過程中所表現(xiàn)出的各種性質特征與聯(lián)系。通過對其研究和測試，能夠進一步掌握水文地質特點，為相關工作的開展提供幫助。由于巖土水理性質關乎巖土的強度和變形特點，所以對建筑物的穩(wěn)定性有著直接的影響。在測試過程中，需要重點針對透水性、軟化性、崩解性、脹縮性和給水性進行研究，實現(xiàn)對工程水文地質的更加全面的評價[3]。地下水在巖土中的表現(xiàn)形式較為復雜，需要結合實際的巖土情況進行判斷和分析。以黏土為例，地下水主要以結合水的方式存在，通過與黏土顆粒形成結合水，從而賦予黏土膨脹性、可塑性、收縮性等性質變化，從而對巖土穩(wěn)定性和結構造成不同的影響。

2.2 做好勘察中水文地質評價

在工程地質勘察中，做好水文地質評價直接影響工程項目建設實施。常規(guī)的工程地質勘察往往缺少建筑場地、基礎與地下水、巖土工程方面的評價，導致水文地質問題影響工程質量，危害建筑的安全性。所以，在勘察中必須進一步完善水文地質評價。首先，需要依據(jù)工程現(xiàn)場的實際情況，對工程建設場地范圍內的巖土性質進行勘察，評價地表水與地下水對工程實施的影響和作用，從而預測工程實施過程中可能由于水文地質產(chǎn)生的問題，建立相應的預防機制。例如，巖土體的含水率高，且夏季降水量大，冬季凍土層厚。首先，在工程勘察時，不僅要考慮地下水對巖土體和建（構）筑物的作用和影響，更重要的是研究地表水帶來的不利影響[4]。其次，通過勘察的水文地質信息，綜合分析地基的類型，以確保能夠更好的匹配水位地質狀態(tài)。最后，需要對地下水與工程之間的關系進行分析，評價二者的相互作用與影響，以提高工程項目建設實施的可行性。

3.工程地質勘察中水文地質問題的危害

3.1 地下水壓力問題

地下水壓力問題對于工程的影響需要加以重視。通常情況下認為地下水壓力較為穩(wěn)定，不會對工程造成嚴重損害，但是，從長遠來看，建（構）筑物使用過程中，地下水壓力受水文地質環(huán)境和人類活動影響會不斷發(fā)生變化。水壓變化會逐漸影響建筑地基，使其承載能力和穩(wěn)定性產(chǎn)生變化和波動，從而對建筑的根本造成損害。例如，地下水壓力增加，會導致地層結構受壓出現(xiàn)變形，從而出現(xiàn)建筑錯位、移動等問題，嚴重情況下可能造成建筑傾倒[5]。因此，在工程地質勘察中，地下水壓力問題危害非常嚴重，是勘察中需要重點收集的數(shù)據(jù)內容。地下水壓力問題在水文地質勘察中主要表現(xiàn)為兩種形式，一種是壓力產(chǎn)生不規(guī)律的變化，這種變化會侵蝕巖土體，從而出現(xiàn)地層結構的破壞，影響建筑的可靠性。另一種是地下水壓發(fā)生較大的改變，出現(xiàn)水壓急劇增加或者下降，這種情況下會導致基礎的結構失穩(wěn)，從而對建筑造成危害。

3.2 地下水位降低問題

在工程地質勘察中，地下水位下降會造成長期性的危害。首先需要對水位下降的原因進行分析，通常情況下如果勘察區(qū)域范圍內長期處于降水量減少狀態(tài)，那么該地區(qū)的地下水得不到補充，就會出現(xiàn)水位下降問題。或者地下結構在地震等突發(fā)災害的影響下，產(chǎn)生較大的變動，也會導致地下水位的下降[6]。一旦地下水位出現(xiàn)大幅度的下降，就會導致巖層下方原本被地下水填充的空間產(chǎn)生空隙，這些空隙導致巖層承載能力和結構穩(wěn)定性下降。如果此時地表存在建筑物，就會在建筑荷載作用下產(chǎn)生沉降。最終由于沉降造成建筑的開裂和傾倒，危害建筑使用安全。

3.3 地下水位上升問題

地下水位上升最為直接的影響是使巖土體發(fā)生變形或者造成裂痕。由于水位上升，導致地下水壓力增加，對原本地下結構造成了更大的壓力。此時，受到水壓的影響，會使巖土層因為膨脹和縮小而改變形狀。隨著變動程度的增大，水位上升區(qū)域的地表建筑物的變動程度也會增大。而且地下水位的上升還會淹沒建筑的基礎，導致建筑地下結構出現(xiàn)滲漏水體，甚至未進行抗浮設計的建筑，會在水位上升的影響下出現(xiàn)建筑傾斜，影響建筑的使用。由此可見，在工程地質勘察中，必須要注重觀測地下水位的變動程度和變化規(guī)律。地基深度應該選在地下水位以上，不可以選在地下水位變動的范圍之內[7]。如果水位連續(xù)上漲，就會使迫使地基土的牢固程度減小，建筑會發(fā)生不同程度的下降變形，再加上有的區(qū)域土質并不均勻，有的時候地下水位會忽然降低，會導致建筑的地基隨之下降，非常容易發(fā)生變形。

4.工程地質勘察中水文地質問題的應對策略

4.1 改良工程地質勘察技術

在工程地質勘察作業(yè)中，勘察技術是決定勘察采集數(shù)據(jù)全面性與準確性的關鍵。通過改良工程地質勘察技術，在實際的勘察工作中，采用更為先進的技術和方法進行水文地質信息的采集，能夠更好的預測可能存在的水文地質問題，提前做好控制預防措施，避免對工程造成危害。因此，相關的工作人員在進行實地考察時，一定要秉持這個科學理論，將科學技術擺在首位，用科技來推進整個工作的進展，加快整個工作的進度，不僅如此，還要使得最終的考察結果真實準確，這樣才能為今后的工程建設奠定一個良好穩(wěn)固的基礎[8]。

4.2 保護地下水位的正常狀態(tài)

地下水位對工程施工具有重要影響。如果潛水位出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，將會直接影響整個工程的質量，因此施工單位和勘察部門必須重視潛水位的狀態(tài)；如果施工操作過程中出現(xiàn)了管道滲透的情況，需要在第一時間進行管道修復；如果出現(xiàn)了地下水位下降的情況，施工者也要引起重視，尤其是要嚴格控制地下水的抽取過程和采礦過程。如果在這兩個過程中發(fā)生了違規(guī)現(xiàn)象，管理者要及時糾正錯誤。除此之外，還要重視對水理性質的研究，通過全面分析與測試，進而得出與地下水位相關的準確數(shù)據(jù)，保證對地下水位分析正確，保持地下水位的正常狀態(tài)。

4.3 做好地下水保護工作

隨著我國城市化發(fā)展，使得地下水平衡問題受到了嚴重破壞，由此引發(fā)的一系列與水文地質有關的問題接踵而來。因此，在以后的水文地質勘測過程中，必須加強管理。在對地下水開發(fā)利用的過程中，要始終遵循可持續(xù)發(fā)展的理念，不可采取“殺雞取卵”的方式過度開發(fā)[9]。同時，在地下水開采過程中，要即時對地下水進行監(jiān)測與控制，尤其要對地下水的多少和地下水的位置變化進行重點監(jiān)測與控制，并做好相關記錄，堅決杜絕地下水過度開采的現(xiàn)象出現(xiàn)。只有這樣，才能減少對水資源的污染，避免因水層變化而形成新的降落漏斗，才能使地下水真正實現(xiàn)平衡。

5.工程地質勘察中水文勘察的實踐應用

5.1 工程概況

本工程為某鐵路工程項目，項目全線長74km，為了保障高速列車的正常通行，在項目建設前需要對其地質狀態(tài)進行勘察。

5.2 勘察方法

為保障工程項目勘察工作的穩(wěn)步推進，獲得精準全面的地質水文數(shù)據(jù)。在勘察過程中需要采用多種方法，對水文地質信息進行收集。

（1）測量。在工程項目勘察中，采用型號為X20 的GPS 全球定位儀按坐標測放孔位，為勘察工作的開展提供精準位置標注，保障水文地質信息與空間位置準確對應。

（2）工程地質調繪。在分析前人資料及初步勘察的基礎上，以初勘1:10000 的地形圖作為工作底圖，通過技術人員進行野外觀察、描述，完成對地質信息的描繪。野外觀察路線主要為場地向兩側擴展各100m，在勘察范圍內進行地質調繪工作。

（3）管線探測。由于線路途徑城市，所以需要利用地下管線探測器對鉆孔位置的地下管線、周圍環(huán)境進行探測。證實鉆孔位置無地下管線等障礙物后，人工挖掘淺層土層，深度不低于3.0m，然后貫入至6.0m，方可進行回轉鉆進[10]。

（4）鉆探與取樣。重點揭露地層層次、構造、巖土項目特點，進行采樣、孔內測驗，了解地下地層的特點，掌握地下水狀況。鉆井技術、采樣、井內測驗等應嚴格遵守相關規(guī)范技術要求。黏性土通常選擇厚壁取樣器錘擊采樣，軟土選擇薄壁采樣器靜態(tài)采樣，砂層擾動樣采用鉆孔巖芯，當需要測試砂層含水量時則取標貫試驗芯樣，巖石樣品取鉆孔巖芯。巖芯按順序放于巖芯箱內，及時鑒定、記錄，并用數(shù)碼相機逐孔逐箱拍攝記錄；準確量測初見及穩(wěn)定水位。鉆探過程中嚴格按照本工點勘察大綱中安全文明施工相關措施進行鉆探，鉆孔終孔時現(xiàn)場進行鉆探質量評定，合格后及時用水泥漿封填鉆孔并轉場至下一孔鉆探。

5.3 風險評估與控制

通過地質勘察與數(shù)據(jù)信息采集，該工程項目水文地質風險主要分為兩個方面，分別為：地下水控制風險和地質條件風險。

首先，在地下水控制上，由于該鐵路線路附近地下水系發(fā)達，導致在修建過程中可能產(chǎn)生軟土地基以及地下水的影響，降低地基強度和承載能力，導致工程項目的耐久性與可靠性下降[11]。針對這一問題，需要在項目設計階段予以重視，通過提前采取地下水治理措施與軟土地基處理方案，對施工線路周邊做好支護和加固，避免地下水影響工程項目的施工建設。

其次，在地質條件風險上，由于該鐵路線路的部分區(qū)段處于不良地質環(huán)境中，受到地下水的影響，地層結構不穩(wěn)定，可能出沉降、塌陷等地質問題。為此，在施工過程中，需要針對這一問題制定可行的加固方案。例如，部分液化砂層，應采取抗液化措施，全部消除液化沉陷或部分消除液化沉陷且對結構和基礎進行處理。針對本類風險，應采取相應的工程措施及施工方法進行預防處理。

結語：

綜上所述，在工程地質勘察中，水文地質問題對于工程項目的建設有著直接影響，會導致建筑耐久性、穩(wěn)定性和安全性的大幅度下降。為此，在開展工程水文地質勘察中，必須要采用科學的技術和方法獲取詳細完善的水文地質信息，了解項目建設區(qū)域的巖土特征、地下水分布情況等，結合項目施工建設的實際情況，制定有效的控制和預防措施，避免水文地質問題對工程項目造成不良干擾。