水文地質(zhì)對(duì)巖土工程地質(zhì)勘察的影響探討

孫廣金

摘要：在開(kāi)展巖土工程地質(zhì)勘察作業(yè)時(shí)，水文地質(zhì)會(huì)對(duì)巖土工程的工程質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，這種影響更多的是表現(xiàn)為工程環(huán)境方面的影響。此間，若要切實(shí)提高巖土工程地質(zhì)勘察工作的質(zhì)量，工作人員應(yīng)在明確地質(zhì)勘察工作基本要求的基礎(chǔ)上，合理分析水文地質(zhì)對(duì)勘查活動(dòng)的影響程度。在基礎(chǔ)上，工作人員更應(yīng)明確巖土工程地質(zhì)勘察的實(shí)際內(nèi)容，并以提高地質(zhì)勘察工作質(zhì)量為基礎(chǔ)方向，選擇合理的巖土工程地質(zhì)勘察方法降低水文地質(zhì)對(duì)勘察工作質(zhì)量的影響，提高巖土工程地質(zhì)勘察工作的整體質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：水文地質(zhì);巖土工程;地質(zhì)勘察;影響分析

引言

一般而言，巖土工程地質(zhì)勘察工作的主要內(nèi)容包括巖石土層結(jié)構(gòu)形式以及成分的分析工作、巖石層物理性質(zhì)的分析工作以及相關(guān)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)分析等。在實(shí)際的勘察作業(yè)中，水文地質(zhì)本身的情況相對(duì)復(fù)雜，其自身的地下水位會(huì)直接影響巖石層的結(jié)構(gòu)形式，并可能會(huì)對(duì)巖石層的物理結(jié)構(gòu)特點(diǎn)產(chǎn)生影響，隨之而來(lái)的一些變形即會(huì)出現(xiàn)。這種影響多為力學(xué)性質(zhì)方面的影響，更為關(guān)鍵的是，化學(xué)層面的影響將會(huì)更加深入。在不同的水文地質(zhì)環(huán)境下，巖石層本身的物理屬性會(huì)發(fā)生變化，并且在這種變化過(guò)程中，會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)形成相對(duì)規(guī)定的化學(xué)反應(yīng)模式，促使巖石層本身的物質(zhì)組成也會(huì)出現(xiàn)一定的變動(dòng)趨勢(shì)，并且這種趨勢(shì)往往會(huì)持續(xù)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間。巖土工程地質(zhì)勘察工作是工程施工的基礎(chǔ)工作，也是環(huán)境調(diào)查工作中的關(guān)內(nèi)容。為了提高環(huán)境調(diào)查工作的整體質(zhì)量，工作人員一定應(yīng)要明確實(shí)際的地質(zhì)勘察方向，并細(xì)化分析水文地質(zhì)的實(shí)際影響。

1、水文地質(zhì)對(duì)巖土工程地質(zhì)勘察的影響分析

1.1給水性及地下水位升降問(wèn)題影響分析

在巖土工程地質(zhì)勘察的過(guò)程中，如果水文地質(zhì)本身存在給水性的問(wèn)題，則可能導(dǎo)致巖土工程的整體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)存在問(wèn)題。一般而言，巖土層本身的重力效應(yīng)相對(duì)明顯，在這種重力效應(yīng)的影響下，巖土層本身會(huì)出現(xiàn)有些裂縫。此類(lèi)裂縫并非永久性的延伸裂縫，而是在巖石重力的作用期，巖土層自身承受了橫向的剪切應(yīng)力，從而導(dǎo)致巖體在這種剪切應(yīng)力的影響下，形成了橫向的拉應(yīng)力。在持續(xù)性的拉應(yīng)力作用下，巖體自身會(huì)出現(xiàn)這種彈性形變，并且形變的程度超出了實(shí)際的結(jié)構(gòu)允許范圍，從而出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)裂縫。更為關(guān)鍵的是，在出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)裂縫之后，裂縫中會(huì)通過(guò)少量的水，雖然此時(shí)的水流量相對(duì)較小，但如果水流的持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，則可能會(huì)導(dǎo)致巖土層裂縫處出現(xiàn)侵蝕性的損傷，從而將拉應(yīng)力類(lèi)型的巖土層裂縫轉(zhuǎn)變成為了永久損傷類(lèi)型的侵蝕裂縫。這種裂縫則會(huì)影響巖土工程地質(zhì)勘察工作的整體質(zhì)量，也會(huì)對(duì)巖土工程的施工效果產(chǎn)生不利影響。同時(shí)，伴隨地下水位升降現(xiàn)象，這種侵蝕作用也會(huì)出現(xiàn)加劇的情況，導(dǎo)致巖土層在反復(fù)的沖蝕、膨脹和伸縮的過(guò)程中，形成永久性的裂縫。

1.2地下水動(dòng)力問(wèn)題影響分析

一般而言，在實(shí)際的巖土工程地質(zhì)勘查作業(yè)中，工作人員需要使用一些勘測(cè)類(lèi)型的工作設(shè)備，此類(lèi)設(shè)備會(huì)深入巖土層中。但突出的問(wèn)題時(shí)，巖土層原本的結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，依托巖土層結(jié)構(gòu)的地下水整體運(yùn)行態(tài)勢(shì)也相對(duì)平穩(wěn)。但在地質(zhì)勘察行為的影響下，地下水的整體水動(dòng)壓會(huì)出現(xiàn)一定的變化，并且這種變化的趨勢(shì)往往比較明顯。從巖土工程地質(zhì)勘查要求的角度分析，如果勘察作業(yè)中，巖石層下方的水動(dòng)壓力波動(dòng)明顯，則可能導(dǎo)致工作人員在使用工程勘測(cè)儀器時(shí)存在一定的危險(xiǎn)性。這種危險(xiǎn)性主要表現(xiàn)為，如果勘測(cè)位置與地下水的涌動(dòng)趨勢(shì)相符合，則在完成相應(yīng)的地質(zhì)勘測(cè)工作之后，巖石層內(nèi)部的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性則會(huì)受到一定的沖擊。這種沖擊會(huì)導(dǎo)致后續(xù)的地質(zhì)勘查工作壓力過(guò)大，巖石層在其下方地下水的作用下，可能會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定失衡的問(wèn)題，這種問(wèn)題會(huì)演變?yōu)榈刭|(zhì)災(zāi)害，類(lèi)如管涌等，最終對(duì)巖土工程的整體施工建設(shè)質(zhì)量產(chǎn)生影響。其中，地下水涌動(dòng)的常規(guī)測(cè)試模型如下圖1所示。

1.3崩解性及地下水位頻繁變動(dòng)的影響分析

崩解性也是水文地質(zhì)的突出特性之一。這種性質(zhì)的表現(xiàn)形式與巖石層自身的水分侵蝕效應(yīng)相關(guān)。在侵蝕效應(yīng)的影響下，會(huì)先出現(xiàn)巖石層的裂縫問(wèn)題，隨之而來(lái)的問(wèn)題即為巖石層的崩解問(wèn)題。在開(kāi)展地質(zhì)勘察工作時(shí)，由于不同勘察區(qū)域的水文地質(zhì)情況不同，地下水位存在相對(duì)明顯的差異。并且，從地下水位的變動(dòng)趨勢(shì)角度分析，一般而言，地下水位均處于反復(fù)變化的形態(tài)之中。這種反復(fù)變化的地下水位形態(tài)會(huì)導(dǎo)致巖土層內(nèi)部出現(xiàn)相對(duì)明顯的壓力變出趨勢(shì)，進(jìn)而對(duì)巖土層的結(jié)構(gòu)問(wèn)題性產(chǎn)生影響。需要注意的是，這種影響會(huì)在一定程度上削弱地下水的膨脹壓力，但并不會(huì)改善地下滲透水的侵蝕趨勢(shì)。在吸附作用下，巖土層的苗冕的水化膜會(huì)遭到破壞，并且這種破壞的趨勢(shì)會(huì)相對(duì)明顯，實(shí)際的破壞效果也存在不可逆性，進(jìn)而最終對(duì)巖土層的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。更為關(guān)鍵的是，這種影響會(huì)持續(xù)一段時(shí)間，影響后續(xù)巖土工程地質(zhì)勘察工作的正常進(jìn)行，對(duì)相關(guān)儀器設(shè)備的使用流程也會(huì)產(chǎn)生影響。在這種水位的反復(fù)變化趨勢(shì)下，巖土層內(nèi)部的空間也會(huì)受到擠壓，在這種周期性的擠壓應(yīng)力作用下，巖土層會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力疲勞的情況，從而無(wú)法形成有效的應(yīng)力應(yīng)變，最終引起巖土層的結(jié)構(gòu)失衡。

2、巖土工程地質(zhì)勘察水文地質(zhì)影響改善措施分析

2.1優(yōu)化巖土工程地質(zhì)勘察點(diǎn)布置形式，合理選擇勘測(cè)點(diǎn)數(shù)量

為了應(yīng)對(duì)給水性以及地下水位變化問(wèn)題對(duì)巖土工程地質(zhì)勘察工作效能的影響，工作人員在選擇應(yīng)巖土工程地質(zhì)勘測(cè)點(diǎn)的布置形式時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析實(shí)際的地質(zhì)勘察要求，并將此類(lèi)要求與實(shí)際的地質(zhì)勘測(cè)工作質(zhì)量要求對(duì)應(yīng)起來(lái)。具體而言，在選擇勘察采樣點(diǎn)的布置形式時(shí)，工作人員需要考慮地下水監(jiān)測(cè)井的位置布置要求。如果要以地下水監(jiān)測(cè)井為基礎(chǔ)進(jìn)行地質(zhì)勘察工作，則此時(shí)，工作人員應(yīng)合理選擇勘測(cè)采樣點(diǎn)的數(shù)量。一般而言，采樣點(diǎn)的數(shù)量不能少于3個(gè)，應(yīng)確保采樣點(diǎn)的輻射監(jiān)測(cè)范圍可包裹住實(shí)際的地質(zhì)勘察區(qū)域。另外，在實(shí)際的巖土工程地質(zhì)勘察作業(yè)中，如果勘察區(qū)域的范圍相對(duì)較大，需要勘察的深度也較深。則在選擇具體的地質(zhì)勘察點(diǎn)數(shù)量時(shí)，工作人員應(yīng)根據(jù)此類(lèi)工作要求靈活變化勘測(cè)點(diǎn)的實(shí)際數(shù)量，并加深與此對(duì)應(yīng)的勘測(cè)點(diǎn)布置深度。此間，工作人員應(yīng)注意勘測(cè)區(qū)域的污染形勢(shì)。如果勘測(cè)區(qū)域污染的范圍較大，對(duì)實(shí)際的勘測(cè)點(diǎn)布置工作產(chǎn)生的影響。則此時(shí)，工作人員應(yīng)盡量選擇較深的勘測(cè)點(diǎn)布置形式，確?？睖y(cè)點(diǎn)的勘測(cè)區(qū)域位于巖土層的有效勘測(cè)區(qū)域內(nèi)，此時(shí)的勘測(cè)數(shù)據(jù)也相對(duì)準(zhǔn)確。其中，勘測(cè)點(diǎn)孔深與巖石級(jí)別之間的關(guān)系可如下表1所示。

2.2積極應(yīng)用土壤采樣的辦法，降低地下水位變化對(duì)勘察質(zhì)量的影響

在實(shí)際的勘察作業(yè)中，工作人員應(yīng)積極應(yīng)用土壤采樣的辦法，針對(duì)地質(zhì)勘察區(qū)域，以土壤采樣為基礎(chǔ)的勘察行為，適應(yīng)不同區(qū)域、不同深度的地質(zhì)勘察要求。此間，需要注意的是，工作人員應(yīng)先對(duì)勘察區(qū)域的表層土壤進(jìn)行采樣，實(shí)際的采樣質(zhì)量以及采樣深度可依據(jù)勘察環(huán)境的實(shí)際特點(diǎn)而定。但是，從實(shí)際的勘察效果角度分析，土層采樣的實(shí)際厚度有時(shí)依舊無(wú)法滿足地質(zhì)勘查的實(shí)際需求，并且可能會(huì)導(dǎo)致勘察數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。此時(shí)，工作人員除了可將勘察深度由初始的1cm加深到5cm之外，還可以適當(dāng)增加勘測(cè)點(diǎn)的數(shù)量，進(jìn)而增加勘測(cè)土壤采樣的實(shí)際質(zhì)量，這樣可為后續(xù)的勘察分析工作提供有效的資源支持。從消除地下水位變化對(duì)勘察工作質(zhì)量的影響的角度分析，現(xiàn)階段，土層采樣法的實(shí)際應(yīng)用效果尚可，這種影響的趨勢(shì)也可得到有效的抑制。但在實(shí)際的工作過(guò)程中，工作人員也應(yīng)積極應(yīng)用一些新型的采樣技術(shù)，例如使用新型的采樣測(cè)試儀器等，進(jìn)而可借助技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提高地質(zhì)勘察工作的整體質(zhì)量。并且，這種設(shè)備應(yīng)用過(guò)程也可消除地下水位變化的影響，可收集更多、更有效的數(shù)據(jù)。

2.3選擇合理的勘察工作量，以平均評(píng)價(jià)的方法降低水文地質(zhì)性質(zhì)的影響

為了適應(yīng)勘察工作的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性要求，工作人員應(yīng)在明確水文地質(zhì)自身的性質(zhì)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，在開(kāi)展勘察工作時(shí)，選擇合適的勘察采樣工作量。具體而言，工作人員在選擇采樣類(lèi)型時(shí)，可將土樣采樣與水樣采樣分開(kāi)，并選擇不同的采樣數(shù)量。一般而言，土樣采樣的數(shù)量要對(duì)于水樣的數(shù)量。在實(shí)際的物質(zhì)分析與檢測(cè)過(guò)程中，工作人員也應(yīng)明確需要檢測(cè)的物質(zhì)內(nèi)容。從地質(zhì)勘察質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的角度分析，在進(jìn)行物質(zhì)分析時(shí)，工作人員需要對(duì)樣品中的揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行檢測(cè)。此類(lèi)揮發(fā)性有機(jī)物可能為半揮發(fā)性的有機(jī)物，其實(shí)際的檢測(cè)效果表現(xiàn)也許不夠明顯。此時(shí)，工作人員可適當(dāng)加大單次檢測(cè)的樣品質(zhì)量，并增加檢測(cè)的次數(shù)。之后，工作人員可選擇平均評(píng)價(jià)的方式，將樣品檢測(cè)數(shù)據(jù)繪制在折線圖中。此間，工作人員也用選擇合適的角度評(píng)價(jià)水文地質(zhì)自身的性質(zhì)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的影響。在繪制好折線圖之后，工作人員可開(kāi)展折線擬合工作，并確保絕大多數(shù)測(cè)試點(diǎn)均可位于折線圖中。在這種分析方法下，最終得到的地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)走勢(shì)即可具有較好的參考性，也可有效降低水文地質(zhì)性質(zhì)因素對(duì)勘測(cè)數(shù)據(jù)平均值的影響。

3、結(jié)束語(yǔ)

總之，在開(kāi)展巖土工程地質(zhì)勘察工作期間，工作人員應(yīng)明確實(shí)際的水文地質(zhì)情況，并應(yīng)選擇合適的角度分析水文地質(zhì)情況對(duì)地質(zhì)勘察工作的影響，進(jìn)而可以此影響為基礎(chǔ)，選擇合適的辦法開(kāi)展地質(zhì)勘察工作。但是需要注意的是，由于不同勘察環(huán)境的實(shí)際情況差異較為明顯，實(shí)際的技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量也有較大的不同。在產(chǎn)生不同的勘察數(shù)據(jù)時(shí)，工作人員應(yīng)適當(dāng)調(diào)整勘察流程，以此確?？辈旃ぷ鞯恼w有效性。

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