探索和改進常見水文地質(zhì)勘察中的難點

何 杰 隆 威

(1.中南大學地球科學與信息物理學院，湖南長沙 410014;2.中鹽勘察設計院有限公司，湖南長沙 410014)

目前我國在工程水文地質(zhì)勘察工作上，很多項目沒有對地質(zhì)勘察的基礎設計、實際施工情況和地下水的影響進行綜合考慮，以至于造成因為地下水存在的問題致使建筑基礎下沉，或建筑物墻體有開裂的現(xiàn)象。因此，改進水文地質(zhì)勘察，針對地下水存在的問題進行預防和研究，保證水文地質(zhì)勘察工作的進行，才能提高建筑質(zhì)量。

1 常見水文地質(zhì)勘察中的難點問題

據(jù)統(tǒng)計，地下水與巖土體互相作用所造成的地質(zhì)災害具有類型的多樣性、機理的復雜性、分布的廣泛性、災害的嚴重性和可控性等特征。目前在項目和科研實踐中對地下水作用致災的重要性認識及勘察研究投入還是遠遠不足，在工程地質(zhì)勘察評價中對地下水作用的定性定量分析還是一個很薄弱環(huán)節(jié)。

1.1 水文地質(zhì)勘察的評價

最容易被忽略的往往是很重要的細節(jié)問題，在水文地質(zhì)勘察中我們應該首要考慮在水文地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)的評價內(nèi)容。在實際的勘察工作中，勘探成果里因過少直接涉及水文參數(shù)的利用，水文地質(zhì)問題往往只被認為是象征性的工作繼而不被重視。在勘察中大多只是簡單地對天然狀態(tài)下的水文地質(zhì)條件作一般性的評價，在勘察報告中往往也是一帶而過。在一些水文地質(zhì)條件較復雜的地區(qū)，由于工程勘察中對水文地質(zhì)問題研究不夠深入，設計中忽視了水文地質(zhì)問題，導致經(jīng)常會發(fā)生由地下水引發(fā)的各種巖土工程危害相關的問題，令勘察和設計處于比較尷尬的境遇。

1.2 水文地質(zhì)勘察的主要技術方法

現(xiàn)水文地質(zhì)勘察的主要技術方法分為測繪、鉆探、物探、實驗、監(jiān)測五個類型，在實際運用中，應當考慮到相應技術的運用所帶來的不足。測繪，是嚴格遵守《測繪法》規(guī)定，按一定比例尺要求，對測繪范圍內(nèi)水文地質(zhì)現(xiàn)象進行準確的觀察測量與描述記錄，形成地質(zhì)測繪圖件并進行總結(jié)，對地下水的形成與運動規(guī)律進行研究分析。測繪的優(yōu)點是覆蓋面廣，其缺點是工作量大，針對性差。鉆探的方法是運用鉆機設備從地表向地下鉆進成孔，從而達到水文地質(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發(fā)利用中是目前唯一的技術手段。鉆探的優(yōu)點是直觀、準確，缺點是技術較為復雜、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，采用先進的探測儀器與方法測量了解水文地質(zhì)的勘察方法。物探的優(yōu)點是針對性強、速度快，缺點是物探只是一種輔助性方法，必須配合其他方法使用。實驗，是為得到水文地質(zhì)參數(shù)，解決水文地質(zhì)問題進行的各種實驗，實驗方式多元化。實驗的優(yōu)點是針對性強、參考價值高，缺點是不夠全面。監(jiān)測，是一項日常性、基礎性勘察工作，包括監(jiān)測各種基礎參考指標。監(jiān)測的優(yōu)點是針對性強、參考價值高，缺點也同實驗，不夠全面。

2 常見水文地質(zhì)勘察中針對難點的改良措施

總結(jié)以往的經(jīng)驗與教訓，在水文地質(zhì)勘察中有針對性地改良工作是很有必要的，可以有效的避免許多因細節(jié)問題而造成的嚴重后果。

2.1 水文地質(zhì)勘察的評價改進措施

在水文地質(zhì)勘察的評價這一方面，應重點評價地下水對巖土體和建筑物的作用和影響，預測可能產(chǎn)生的巖土工程危害，提出相關的防治措施。另外，工程勘查要密切結(jié)合建筑物地基基礎類型的需要，查明有關水文地質(zhì)的問題，提供選型所需的水文地質(zhì)資料。從工程角度，按地下水對工程的作用與影響，提出不同條件下應當著重評價的地質(zhì)問題。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，需進行A城區(qū)供水水文地質(zhì)勘察工作。根據(jù)建設方意向，水源地開采滿足2×100 m3/d，連續(xù)20年左右開采期限要求。結(jié)合目前掌握的水文地質(zhì)資料，須進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上，結(jié)合水源地開采，實施探采結(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，進一步評價地下水資源，提出合理開采方案，探明地下水允許開采量滿足B+C級精度要求，為水源地施工、設計及批準開采提供依據(jù)。

B級精度要求如下:

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

2)根據(jù)一個水文年以上的地下水的動態(tài)資料和群孔抽水試驗或開采性抽水試驗，驗證水文地質(zhì)計算參數(shù)，掌握含水層的補給條件及供水能力。

3)結(jié)合具體的開采方案建立和完善數(shù)值模型，計算和評價補給量，確定允許開采量。

4)預測開采條件的地下水位、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)變差的保護措施。

C級精度要求如下:

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給、徑流、排泄條件及其動態(tài)變化規(guī)律。

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

4)結(jié)合開采方案初步計算允許開采量，提出合理的采用值。

5)初步論證補給量，提出擬建水源地的可靠性評價。

2.2 水文地質(zhì)勘察的主要技術方法改進措施

水文地質(zhì)勘察的主要技術方法有測繪、鉆探、物探、實驗、監(jiān)測五個類型，在實際操縱中應注意取長補短運用。

水文地質(zhì)測繪是認識地區(qū)水文地質(zhì)的最基礎方法，也是全部水文地質(zhì)工作的基礎。測繪的內(nèi)容應包括:1)地貌形態(tài)、成因類型及各地貌單元間的關系;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、時代、層序及接觸關系;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。

鉆探的基本任務是在測繪和物探基礎上，進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。鉆孔選擇應有測繪物探基礎，勘探點與線應合理選擇，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%。

在應用物探的方法時，要注意方法的針對性與適用性，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性。物探的方法與測繪及鉆探方法配合使用，可較準確查明水文地質(zhì)情況，提高了工作效率。

實驗分為室內(nèi)實驗與室外實驗，室外實驗包括抽水、放水、注水、滲水、壓水、連通、彌散、流速、流向等測定，其中應用最多的是抽水試驗，抽水試驗段應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、實際涌水量，評價含水層的富水性，推算井孔的用水量，確定含水層的水文地質(zhì)參數(shù)，為評價地下水資源提供依據(jù)。室內(nèi)實驗測定包括分析、測定、模擬實驗地下水及巖石水理、力學性質(zhì)，巖石侵蝕機理、含水層顆粒成分。

監(jiān)測主要包括對地表水、地下水的動態(tài)檢測，包括其水位、水量、水溫、水質(zhì)等進行的監(jiān)測，以方便對地下水進行全面評估與掌握。

3 結(jié)語

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)工作將受到越來越廣泛的重視。切實做好水文地質(zhì)工作將對勘察水平的提高起到極大的推動作用。

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