何 杰 隆 威

(1.中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410014;2.中鹽勘察設(shè)計(jì)院有限公司，湖南長(zhǎng)沙 410014)

目前我國(guó)在工程水文地質(zhì)勘察工作上，很多項(xiàng)目沒(méi)有對(duì)地質(zhì)勘察的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、實(shí)際施工情況和地下水的影響進(jìn)行綜合考慮，以至于造成因?yàn)榈叵滤嬖诘膯?wèn)題致使建筑基礎(chǔ)下沉，或建筑物墻體有開(kāi)裂的現(xiàn)象。因此，改進(jìn)水文地質(zhì)勘察，針對(duì)地下水存在的問(wèn)題進(jìn)行預(yù)防和研究，保證水文地質(zhì)勘察工作的進(jìn)行，才能提高建筑質(zhì)量。

1 常見(jiàn)水文地質(zhì)勘察中的難點(diǎn)問(wèn)題

據(jù)統(tǒng)計(jì)，地下水與巖土體互相作用所造成的地質(zhì)災(zāi)害具有類型的多樣性、機(jī)理的復(fù)雜性、分布的廣泛性、災(zāi)害的嚴(yán)重性和可控性等特征。目前在項(xiàng)目和科研實(shí)踐中對(duì)地下水作用致災(zāi)的重要性認(rèn)識(shí)及勘察研究投入還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，在工程地質(zhì)勘察評(píng)價(jià)中對(duì)地下水作用的定性定量分析還是一個(gè)很薄弱環(huán)節(jié)。

1.1 水文地質(zhì)勘察的評(píng)價(jià)

最容易被忽略的往往是很重要的細(xì)節(jié)問(wèn)題，在水文地質(zhì)勘察中我們應(yīng)該首要考慮在水文地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)的評(píng)價(jià)內(nèi)容。在實(shí)際的勘察工作中，勘探成果里因過(guò)少直接涉及水文參數(shù)的利用，水文地質(zhì)問(wèn)題往往只被認(rèn)為是象征性的工作繼而不被重視。在勘察中大多只是簡(jiǎn)單地對(duì)天然狀態(tài)下的水文地質(zhì)條件作一般性的評(píng)價(jià)，在勘察報(bào)告中往往也是一帶而過(guò)。在一些水文地質(zhì)條件較復(fù)雜的地區(qū)，由于工程勘察中對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題研究不夠深入，設(shè)計(jì)中忽視了水文地質(zhì)問(wèn)題，導(dǎo)致經(jīng)常會(huì)發(fā)生由地下水引發(fā)的各種巖土工程危害相關(guān)的問(wèn)題，令勘察和設(shè)計(jì)處于比較尷尬的境遇。

1.2 水文地質(zhì)勘察的主要技術(shù)方法

現(xiàn)水文地質(zhì)勘察的主要技術(shù)方法分為測(cè)繪、鉆探、物探、實(shí)驗(yàn)、監(jiān)測(cè)五個(gè)類型，在實(shí)際運(yùn)用中，應(yīng)當(dāng)考慮到相應(yīng)技術(shù)的運(yùn)用所帶來(lái)的不足。測(cè)繪，是嚴(yán)格遵守《測(cè)繪法》規(guī)定，按一定比例尺要求，對(duì)測(cè)繪范圍內(nèi)水文地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行準(zhǔn)確的觀察測(cè)量與描述記錄，形成地質(zhì)測(cè)繪圖件并進(jìn)行總結(jié)，對(duì)地下水的形成與運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行研究分析。測(cè)繪的優(yōu)點(diǎn)是覆蓋面廣，其缺點(diǎn)是工作量大，針對(duì)性差。鉆探的方法是運(yùn)用鉆機(jī)設(shè)備從地表向地下鉆進(jìn)成孔，從而達(dá)到水文地質(zhì)普查、取得地下水文地質(zhì)資料等目的，特別是在深層水的開(kāi)發(fā)利用中是目前唯一的技術(shù)手段。鉆探的優(yōu)點(diǎn)是直觀、準(zhǔn)確，缺點(diǎn)是技術(shù)較為復(fù)雜、成本較高。物探，是利用地球物理原理，根據(jù)各種巖石間的密度、磁性、電性、彈性、放射性等區(qū)別，采用先進(jìn)的探測(cè)儀器與方法測(cè)量了解水文地質(zhì)的勘察方法。物探的優(yōu)點(diǎn)是針對(duì)性強(qiáng)、速度快，缺點(diǎn)是物探只是一種輔助性方法，必須配合其他方法使用。實(shí)驗(yàn)，是為得到水文地質(zhì)參數(shù)，解決水文地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行的各種實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)方式多元化。實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是針對(duì)性強(qiáng)、參考價(jià)值高，缺點(diǎn)是不夠全面。監(jiān)測(cè)，是一項(xiàng)日常性、基礎(chǔ)性勘察工作，包括監(jiān)測(cè)各種基礎(chǔ)參考指標(biāo)。監(jiān)測(cè)的優(yōu)點(diǎn)是針對(duì)性強(qiáng)、參考價(jià)值高，缺點(diǎn)也同實(shí)驗(yàn)，不夠全面。

2 常見(jiàn)水文地質(zhì)勘察中針對(duì)難點(diǎn)的改良措施

總結(jié)以往的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，在水文地質(zhì)勘察中有針對(duì)性地改良工作是很有必要的，可以有效的避免許多因細(xì)節(jié)問(wèn)題而造成的嚴(yán)重后果。

2.1 水文地質(zhì)勘察的評(píng)價(jià)改進(jìn)措施

在水文地質(zhì)勘察的評(píng)價(jià)這一方面，應(yīng)重點(diǎn)評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土體和建筑物的作用和影響，預(yù)測(cè)可能產(chǎn)生的巖土工程危害，提出相關(guān)的防治措施。另外，工程勘查要密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類型的需要，查明有關(guān)水文地質(zhì)的問(wèn)題，提供選型所需的水文地質(zhì)資料。從工程角度，按地下水對(duì)工程的作用與影響，提出不同條件下應(yīng)當(dāng)著重評(píng)價(jià)的地質(zhì)問(wèn)題。例:擬建供水水廠一座，供水量2×100 m3/d。其供水水源地初步定于A城區(qū)北部，需進(jìn)行A城區(qū)供水水文地質(zhì)勘察工作。根據(jù)建設(shè)方意向，水源地開(kāi)采滿足2×100 m3/d，連續(xù)20年左右開(kāi)采期限要求。結(jié)合目前掌握的水文地質(zhì)資料，須進(jìn)行詳查勘察階段的水文地質(zhì)工作。在初步圈定可能富水地段的基礎(chǔ)上，結(jié)合水源地開(kāi)采，實(shí)施探采結(jié)合勘察方法。查明擬建水源地范圍內(nèi)的水文地質(zhì)條件，進(jìn)一步評(píng)價(jià)地下水資源，提出合理開(kāi)采方案，探明地下水允許開(kāi)采量滿足B+C級(jí)精度要求，為水源地施工、設(shè)計(jì)及批準(zhǔn)開(kāi)采提供依據(jù)。

B級(jí)精度要求如下:

1)查明擬建水源地區(qū)的水文地質(zhì)條件與供水有關(guān)的環(huán)境水文地質(zhì)問(wèn)題，提出開(kāi)采地下水必須的有關(guān)含水層和數(shù)據(jù)。

2)根據(jù)一個(gè)水文年以上的地下水的動(dòng)態(tài)資料和群孔抽水試驗(yàn)或開(kāi)采性抽水試驗(yàn)，驗(yàn)證水文地質(zhì)計(jì)算參數(shù)，掌握含水層的補(bǔ)給條件及供水能力。

3)結(jié)合具體的開(kāi)采方案建立和完善數(shù)值模型，計(jì)算和評(píng)價(jià)補(bǔ)給量，確定允許開(kāi)采量。

4)預(yù)測(cè)開(kāi)采條件的地下水位、水量、水質(zhì)可能發(fā)生的變化。

5)提出不使地下水水量減少和水質(zhì)變差的保護(hù)措施。

C級(jí)精度要求如下:

1)基本查明含水層的空間分布和水文地質(zhì)特征。

2)初步掌握地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件及其動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。

3)根據(jù)帶觀測(cè)孔的單孔抽水試驗(yàn)或枯水期的地下水動(dòng)態(tài)資料確定有代表性的水文地質(zhì)參數(shù)。

4)結(jié)合開(kāi)采方案初步計(jì)算允許開(kāi)采量，提出合理的采用值。

5)初步論證補(bǔ)給量，提出擬建水源地的可靠性評(píng)價(jià)。

2.2 水文地質(zhì)勘察的主要技術(shù)方法改進(jìn)措施

水文地質(zhì)勘察的主要技術(shù)方法有測(cè)繪、鉆探、物探、實(shí)驗(yàn)、監(jiān)測(cè)五個(gè)類型，在實(shí)際操縱中應(yīng)注意取長(zhǎng)補(bǔ)短運(yùn)用。

水文地質(zhì)測(cè)繪是認(rèn)識(shí)地區(qū)水文地質(zhì)的最基礎(chǔ)方法，也是全部水文地質(zhì)工作的基礎(chǔ)。測(cè)繪的內(nèi)容應(yīng)包括:1)地貌形態(tài)、成因類型及各地貌單元間的關(guān)系;2)地形、地貌與含水層的分布及地下水情況;3)地層的成因類型、時(shí)代、層序及接觸關(guān)系;4)地層的厚度、分布、透水性、富水性等情況;5)地質(zhì)構(gòu)造的褶皺、斷層、泉井、地表水的位置、類型、規(guī)模、富水性等情況。

鉆探的基本任務(wù)是在測(cè)繪和物探基礎(chǔ)上，進(jìn)一步查明含水層的構(gòu)造、層次、巖性、厚度以及水質(zhì)、水量、水溫等水文參數(shù)，一般采取“以探為主、探采結(jié)合”的打井方法。鉆孔選擇應(yīng)有測(cè)繪物探基礎(chǔ)，勘探點(diǎn)與線應(yīng)合理選擇，滿足抽水成井需求。巖石要用清水清洗，松散層也應(yīng)用泥漿沖洗，以保證鉆探質(zhì)量，提高巖芯采取率，完整巖層、粘性土大于70%，破碎帶、溶蝕帶、碎石土、砂性土大于30%。

在應(yīng)用物探的方法時(shí)，要注意方法的針對(duì)性與適用性，采取電阻率法、淺震、電磁波法、聲波法等多種方法確保其科學(xué)性。物探的方法與測(cè)繪及鉆探方法配合使用，可較準(zhǔn)確查明水文地質(zhì)情況，提高了工作效率。

實(shí)驗(yàn)分為室內(nèi)實(shí)驗(yàn)與室外實(shí)驗(yàn)，室外實(shí)驗(yàn)包括抽水、放水、注水、滲水、壓水、連通、彌散、流速、流向等測(cè)定，其中應(yīng)用最多的是抽水試驗(yàn)，抽水試驗(yàn)段應(yīng)盡量布置在富水性好和擬選擇的水源地，確定抽水孔的特征曲線、實(shí)際涌水量，評(píng)價(jià)含水層的富水性，推算井孔的用水量，確定含水層的水文地質(zhì)參數(shù)，為評(píng)價(jià)地下水資源提供依據(jù)。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)測(cè)定包括分析、測(cè)定、模擬實(shí)驗(yàn)地下水及巖石水理、力學(xué)性質(zhì)，巖石侵蝕機(jī)理、含水層顆粒成分。

監(jiān)測(cè)主要包括對(duì)地表水、地下水的動(dòng)態(tài)檢測(cè)，包括其水位、水量、水溫、水質(zhì)等進(jìn)行的監(jiān)測(cè)，以方便對(duì)地下水進(jìn)行全面評(píng)估與掌握。

3 結(jié)語(yǔ)

為提高工程勘察，在工程勘察中水文地質(zhì)工作尤為重要。隨著工程勘察的發(fā)展，水文地質(zhì)工作將受到越來(lái)越廣泛的重視。切實(shí)做好水文地質(zhì)工作將對(duì)勘察水平的提高起到極大的推動(dòng)作用。

［1］徐偉軍.工程地質(zhì)勘察與水文地質(zhì)［J］.城市建設(shè)(下旬刊)，2011(3)：25-26.

［2］韓愛(ài)臣.水文地質(zhì)問(wèn)題在工程地質(zhì)勘察中的重要性［J］.今日科苑，2009(1)：17-19.

［3］杜雄進(jìn).淺談工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)問(wèn)題［J］.大眾科技，2009(2)：29-30.

［4］張觀瑞.巖土工程勘察中常見(jiàn)問(wèn)題探討［J］.山西建筑，2012，38(14)：67-68.