工程地质勘察与水文地质评价分析
权京辉
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引言
随着我国基础设施建设向复杂地质区域拓展,桥梁、隧道、高层建筑、水利工程等项目对地质条件的依赖性愈发显著。工程地质勘察作为获取场地地质信息的基础手段,需明确岩土体特性、地质构造分布等核心参数;水文地质评价则基于勘察数据,分析地下水对工程的影响,为工程设计与施工提供关键依据。两者相辅相成,勘察数据的完整性决定评价结论的可靠性,评价需求的明确性又指导勘察工作的重点方向。
一、工程地质勘察的核心内容
1.1 岩土体物理力学特性勘察
岩土体是工程结构的承载载体,其物理力学特性直接影响地基设计与稳定性评价。勘察过程中需通过钻探取样、原位测试等手段,查明岩土体的类型、分布厚度、密实度、压缩性、抗剪强度等参数。对岩石需查明风化程度、完整性,确定其抗压强度与裂隙发育情况。这些参数不仅是工程地质评价的核心依据,也是水文地质评价中分析地下水与岩土体相互作用的基础,如岩土体渗透性与地下水渗透路径、岩土体软化特性与地下水对地基的影响均需此类数据支撑。
1.2 地质构造与不良地质现象勘察
地质构造与不良地质现象是工程建设的重要风险源,勘察需重点查明断层、褶皱、节理等构造的分布位置、规模与活动性,评估其对工程结构的影响;同时排查滑坡、崩塌、泥石流、岩溶、采空区等不良地质现象,明确其发育范围、成因机制与稳定性。例如,断层破碎带易成为地下水运移通道,需在勘察中记录破碎带宽度、充填物性质,为水文地质评价中地下水渗透风险分析提供依据。
二、水文地质评价的关键维度
2.1 地下水对地基稳定性的评价
地基稳定性是工程安全的核心,水文地质评价需重点分析地下水对地基岩土体性能的影响。评价地下水水位变化的影响:水位上升可能导致黏性土软化、砂性土液化,降低地基承载力,需结合勘察获取的岩土体力学参数,判断不同水位条件下地基的承载能力与沉降风险;水位下降可能引发地基土压缩变形、地面沉降,需结合渗透系数、土层压缩性数据,评估沉降范围与速率。评价地下水渗透作用的影响。
2.2 地下水对边坡工程的评价
分析地下水对边坡土体强度的影响,结合勘察获取的土体内摩擦角、黏聚力数据,评估地下水渗入后土体抗剪强度的降低幅度,判断边坡抗滑力与下滑力的平衡关系;评价地下水渗流路径与水力梯度,明确边坡内部是否存在软弱夹层、孔隙水压力集中区域,判断是否可能形成滑动面;针对特殊地质边坡,结合地质构造与地下水运动规律,评估地下水对边坡整体稳定性的长期影响,预测边坡失稳的潜在模式。
2.3 地下水对地下工程的评价
涌水风险评价,结合勘察获取的岩层裂隙分布、渗透系数、地下水位数据,计算隧道开挖过程中的涌水量,判断涌水对施工的影响程度,明确需采取的止水、排水措施;结构腐蚀评价,基于地下水水质分析结果,评估水中腐蚀性离子对混凝土结构、钢筋构件的腐蚀速率,判断工程使用寿命内的腐蚀风险,为防腐材料选择与结构设计提供依据;长期运营影响评价,结合地下水动态变化规律,预测运营期间地下水对地下工程结构的长期作用,如孔隙水压力对隧道衬砌的挤压影响,为维护方案制定提供参考。
2.4 地下水对工程选址的评价
评价场地地下水埋深与水质是否满足工程需求,如建筑物选址需避开地下水位过高、水质腐蚀性强的区域;评估区域水文地质条件是否存在重大风险,如避开地下水漏斗区、岩溶强烈发育区、地下暗河密集区。
三、工程地质勘察与水文地质评价的协同问题
3.1 勘察数据与评价需求脱节
部分工程地质勘察存在通用性勘察多、针对性数据少的问题,勘察方案未充分结合后续水文地质评价需求,导致关键数据缺失或精度不足。或未开展长期地下水水位监测,仅获取勘察期间的瞬时水位,无法支撑水位变化对工程影响的评价,导致评价结论缺乏精准数据支撑。
3.2 评价方法滞后于勘察技术
当前工程地质勘察已广泛应用地质雷达、无人机遥感、三维地质建模等新技术,能够获取更精细的地质与水文数据,但水文地质评价方法仍多依赖传统经验公式与静态分析,未能充分利用新技术带来的多维度、动态数据。无法精准预测工程施工过程中地下水的实时变化,导致评价结论与工程实际情况存在偏差。
3.3 协同流程不健全
工程地质勘察与水文地质评价多由不同团队开展,缺乏有效的协同机制:勘察阶段未邀请评价人员参与方案制定,无法明确评价对数据的特殊需求;评价阶段发现勘察数据不足时,需重新开展补充勘察,导致工期延误。
3.4 专业协同能力不足
部分勘察人员缺乏水文地质专业知识,无法准确识别勘察中的水文地质关键信息;评价人员对工程地质勘察技术的理解不足,无法充分解读勘察数据背后的地质意义,导致两者在数据衔接与成果应用上存在障碍。
四、工程地质勘察与水文地质评价的协同优化策略
4.1 构建评价导向的勘察方案
针对不同工程类型,确定勘察重点,如隧道勘察需重点关注岩层裂隙与地下水渗透特性,边坡勘察需重点关注地下水与软弱夹层的分布;优化勘察手段组合,如结合钻探与物探技术获取岩土体分层与裂隙分布数据,结合原位测试与室内试验获取精准的渗透系数与力学参数。
4.2 创新水文地质评价方法
利用三维地质建模技术构建包含地下水渗流场的可视化模型,实现地下水运动规律的动态模拟,精准预测工程施工与运营期间的水文地质变化;引入数值模拟方法,如采用有限元法计算地下水对地基沉降、边坡稳定性的影响,提升评价结论的量化精度。
4.3 完善协同流程与信息共享机制
勘察过程中,评价人员定期介入,实时解读勘察数据,及时发现数据不足并指导补充勘察;搭建数字化信息共享平台,将勘察获取的地质钻孔数据、物探图像、地下水监测数据与评价模型实时关联,实现数据实时共享与动态更新;明确两者的成果衔接要求,评价报告需反馈勘察数据的应用效果,为后续工程的勘察方案优化提供依据。
4.4 提升人员综合专业能力
开展工程地质与水文地质交叉学科培训,确保勘察人员掌握基本的水文地质评价知识,能够识别关键水文信息;评价人员理解勘察技术原理,能够正确解读勘察数据;组织跨专业项目实践,让勘察与评价人员共同参与项目全流程,提升协同工作能力。
结语
工程地质勘察与水文地质评价是工程建设前期工作的双核心,两者的协同质量直接决定工程的安全与效益。通过明确勘察的评价导向、创新评价方法、完善协同机制、提升人员能力,可有效解决当前两者衔接不畅、数据脱节等问题,实现勘察数据与评价需求的精准匹配。
参考文献
[1]刘正颐,崔明明,樊帅.工程地质勘察与水文地质评价分析[J].低碳世界,2025,15(08):109-111.DOI:10.16844/j.cnki.cn10-1007/tk.2025.08.030.
[2]黎昕.某厂区工程地质勘察分析与评价[J].西部探矿工程,2024,36(11):10-13.