水文地質勘查技術巖土工程分析

時間:2022-05-30 10:59:05

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水文地質勘查技術巖土工程分析

【摘要】針對在工程項目實施中具有重要作用和意義的巖土工程勘察,對其重要內容———水文地質勘察的應用進行深入分析,提出常用和勘察措施,如測繪、物探、鉆探、測試、實驗、監測,并明確水文地質勘察工作需要查明的問題,以此為實際的勘察工作提供可靠參考借鑒。

【關鍵詞】巖土工程勘察;水文地質勘察

如今,工程建設要求不斷提高,這對巖土工程勘察的要求也越來越高,在實際的巖土工程勘察工作中,需要高度重視和做好水文地質勘察工作,明確所有和區域內水有關的所有問題,進而為了將水對工程建設造成的應將降至最低提供可靠的參考依據。

1水文地質勘察措施

1.1測繪將地質圖作為底圖,對點、線、面進行觀測與記錄,以此查明并掌握相關問題,如果沒有地質底圖,則可以使用地形圖來完成測繪。在測繪過程中需要注意以下幾點:(1)綜合利用遙感影像,保證測繪工作的效率及成果質量,并對野外驗證與室內判釋進行充分結合[1]。(2)實際工作中需要向當地企業或居民了解情況。(3)保證所選點、線、面的代表性,宜采用穿越法,輔以必要的追蹤法等。對于觀測路線,按照以下要求進行布置:(1)與巖層或構造線實際走向保持垂直;(2)沿區域地貌明顯變化的方向布置;(3)應處在地下水露頭相對較多的位置;(4)應處在含水層或含水帶的具體走向上。對于觀測點,按照以下要求進行布置:(1)不同地層之間的界線、區域斷層與褶皺、具有一定標志性的地層、區域內典型的露頭及巖性巖相明顯變化部位、圍巖和巖漿巖之間的接觸帶等。(2)布置在區域不同地貌之間的界線。(3)預測可能發生地質災害的具體點位。(4)布置在井點、泉點、鉆孔及巖溶段中,包括溪溝。一般情況下,水位地質測繪需要在每年的旱季實施,為溪溝流量測定創造基本條件。在雨季需要對比較重要的井點和泉點進行復查,從而了解地下水實際情況及其動態變化。

1.2物探這是一種先進且常用的勘察技術,在實際應用中需要注意它的適用性與針對性,采用盡可能多的措施方法,同時注意要輔以鉆探的驗證。現在比較常用的物探方式包括:①高密度電法;②電磁波探測法;④淺震法;④放射性探測法;⑤聲波探測法。目前很多地區的物探在諸多方面已取得顯著成效,如掌握古河床具體分布情況、區域巖溶段具體分布情況、斷裂腹水帶探測[2]。我國的水文測井技術已經達到國際領先水平。部分地區借助測井資料成功劃分了咸水和含水層,并完成對井斜、水溫與井徑等的測量,極大地促進了無巖芯鉆進發展,提高鉆探成井效率。此外,現在已經從過去的模擬測井變為數字測井,從本質上保證了探測精度。

1.3鉆探鉆孔以測繪及物探為基礎進行布置,每個勘探點及勘探線的實際布置都應達到科學合理,而且鉆孔的結構應能符合后續試驗及成井基本要求。當為巖石時,采用清水沖洗,而為松散層,必須用泥漿進行沖洗時,要在試驗開始前用水洗孔。對于鉆探的質量,尤其是巖芯采取率,必須符合相應的要求,比如當巖層比較完整時,巖芯采取率應達到70%以上;當巖層不完整時,巖芯采取率也應達到30%以說銀行。另外,在鉆孔時應對進尺的速度、聽到的聲響、從孔中返出的漿液等進行記錄。取得巖芯后,按照一定的順序進行排列,做好編錄。

1.4測試水文地質勘察的測試工作主要包含以下幾種:抽水、注水、壓水與滲水試驗;測定地下水流速;地下水連通試驗。其中,以抽水試驗最為常見。在抽水試驗時,將試驗段布置于具有良好富水性的位置。按照鉆孔的水量及水位控制方式可將試驗分成穩定流與非穩定流兩種;按照抽數與觀測鉆孔數目可將試驗分成單孔、多孔與群孔三種;按照含水層數量可將試驗分成分層與混合兩種;按照試驗段揭露含水層是否完整可將試驗分成完整井與不完整井兩種;按照抽水降深的順序還可將試驗分成正向與反向兩種[3]。當抽水段的巖石比較完整時,可采用裸孔進行試驗;而當抽水段的巖石比較破碎時,需要下入過濾管,通常抽水段的管徑需要達到108mm以上,同時要在抽水段的上部和下部均加強止水,在試驗開始前全面洗孔。抽水試驗過程中不僅要對靜止、動態的水位與實際涌水量進行觀測,而且還要對水溫進行測定,并在試驗完成前進行水樣采集,完成實驗后對恢復的水位進行測定。當在巖溶區開展抽水試驗時,需要密切觀察鉆孔周圍地面發生的變形,避免產生裂縫與塌陷。

1.5實驗在水文地質勘察中,還要采集足夠巖樣進行必要的測定,如磨片鑒定、物化分析、性質分析和力學測定采集;并采集水樣進行化學、光譜和細菌分析。此外,在必要時還應采集古生物實施鑒定,采集砂、土進行分析檢定等。

1.6監測是指對地下水進行動態長時間的觀測,同時對水源地周圍地面實際情況作長時間觀測。采用鉆孔、井點、泉點或設置在地面的變形監測點作為觀測點,以水文地質條件為依據,結合地下水動態所屬類型進行布置。其中,對于地下水的動態類型,主要有以下三種:第一種為氣象型,即會隨著氣象改變而動態變化的地下水,是最常見的一種類型;第二種為潮汐型,即隨著潮汐變化而變化的地下水,以日變化為主,在海岸地下水中比較常見;第三種類型為人工開采型,即隨著開采強度變化而變化的地下水,具有多年變化的特征,在開采區地下水中比較常見[4]。動態觀測時需要掌握地下水位及其變化、涌水量、水質成分、水溫及引起的地面變形。其中,水位及其變化、涌水量和水溫每半個月到一個月做一次觀測,水質成分在每年的枯水期、平水期和豐水期分別做一次觀測,由地下水位變化引起的地面變形根據實際情況每年或多年做一次觀測。總的觀測時間需要達到一個水文年以上。

2水文地質勘察應查明的問題

巖土工程勘察中,水文地質勘察為重要內容之一,在實際的巖土勘察過程中完成,如果巖土勘察無法達到要求,或在設計與施工中產生水的問題,都需要進行水文地質勘察的補做,以此確定地下水可能帶來的影響及防治措施。通過水文地質勘察,可以查明以下實際問題:(1)能查明地下水的具體類型及含水層實際分布與埋藏情況。(2)能查明地下水在靜止狀態下的水位和變化,天然地基設計、砂土液化判別、基礎深度選定、邊坡穩定分析等均得到靜止狀態下地下水位及變化資料,必須準確測定,通常在成孔后1d實施統一測定。優先考慮用觀測與抽水孔進行觀測,在必要時可以采用測水管進行觀測。區域地下水的水位會因為受到不同因素影響產生明顯變化,對此需要收集該地區內的相關資料,然后通過長時間的調查及觀測,掌握區域地下水水位具有的變化特征。如前所述,或受到氣象因素變化而呈季節性變化,或受到海岸帶影響而呈潮汐周期性變化,或受洪汛影響,或受人工采排影響[5]。(3)能查明地下水補給方式、徑流情況及排泄條件。(4)能查明地下水水質成分,進而明顯地下水是否對工程材料有腐蝕作用,必要時還能完成飲用水適宜性綜合評價。(5)能測定必要的水文地質參數。在普通勘察項目中,大多只進行簡易的抽水試驗,穩定時間不超過4h,所提供滲透系數比較粗略。而重要的工程需要做至少兩次試驗,采用大經法對工程的涌水量進行計算[6]。(6)能預測由地下水可能造成的所有不良地質作用,包括:①土體的沼澤化與鹽漬化;②巖土軟化,導致濕陷與崩解;③膨脹土發生脹縮變形;④地面產生塌陷與沉降;⑤邊坡失穩;⑥在地下工程施工中發生突水;⑦建筑基礎上浮,在基坑底部發生突水、涌水;⑧海水入侵[7]。

3結束語

綜上所述,在工程項目實施前,必須開展巖土工程勘察,而在巖土工程勘察中,水文地質勘察是一項重要內容,它的意義在于明確水可能對工程建設造成的影響,對保證工程建設順利完成,并實現安全、質量目標提供可靠的參考依據。

參考文獻

[1]陳盛金,羅艷.解析巖土工程勘察中的水文地質問題[J].城市建設理論研究(電子版),2017(04):200-201.

[2]陳開禮.關于巖土工程勘察中水文地質問題的思考[J].西部探礦工程,2017(12):22-24.

[3]方建陳.巖土工程勘察工作中水文地質問題研究[J].山東工業技術,2018(8):118.

[4]張秀現.水文地質在巖土工程勘察中的應用探討[J].北方建筑,2018,13(02):166-168+225.

[5]李峰.污染場地水文地質對巖土工程地質勘察的影響[J].中國新技術新產品,2018,359(01):127-128.

[6]陳成,劉飛.巖土工程勘察中水文地質的問題研究[J].價值工程,2018,37(34):286-288.

[7]李興才.水文地質在巖土工程勘察中的應用[J].中國資源綜合利用,2017,10(07):255-256.

作者:王潔 周慶國 單位:1.貴州水利水電職業技術學院 2.貴陽建筑勘察設計有限公司