■楊龍君
(廣東省地質災害應急搶險技術中心廣東廣州510425)
探討巖土工程勘查中水文地質問題
■楊龍君
(廣東省地質災害應急搶險技術中心廣東廣州510425)
隨著社會的發展,我國巖石工程也跟著繁榮起來,但水文地質勘察力度不夠、監督不強、實踐操作不當而引起的各種巖土工程危害現象還屢有發生。因此,加強巖土工程勘查中水文地質的勘驗勘察勢在必行。本文根據筆者的經驗,通過闡述水文地質條件對巖土工程的影響,提出巖土工程勘查中對水文地質的勘測要求,及巖土工程勘查中對水文地質參數的勘查。
巖土工程勘查水文地質
巖土工程,即土木工程中與巖石、土壤、地下和水源有關的工程建設。建筑設施要實現根基牢固,構筑堅固無安全隱患,就必須做好巖土工程的勘察工作,首先要勘察的是水文地質問題。
人類每一次不合理、不科學的行為,即使是很細微的損害,都會對自然乃至我們生活的社會環境產生巨大的影響。接下來,本人欲闡述的影響中絕大多數都與人類的行為分不開。
1.1 動水壓力作用對巖土工程的損害
動水壓力,又稱滲透力,是指土中所富含的水因子在自由流動的過程中,因受到土壤阻力的影響,對土壤的結構產生拖曳進而使土壤的應力發生變化的能力。滲透力的大小對巖土工程的安全施工有很大影響。實際中,人為原因(如對巖石結構進行瓦解和破壞)導致的地下水天然動力失衡的比重要遠遠高于自然因素,日常中經常出現的如流土、管涌和基坑等現象就是滲透力作用的真實反映。地下水動水壓力對巖土工程的作用如果操作不好,控制不當,輕則影響在建中的巖土工程的順利竣工,情節嚴重時將危及毗鄰建筑物的使用與安全。
1.2 水位上升或下降帶來的影響
水位的上升或下降一方面是由于自然因素導致,但更多方面是由于人為原因所致。持續不斷的雨水供應會導致地下水位上升,再加上特殊的地理環境因素的影響,常常會帶來洪澇、泥石流、滑坡等自然災害,更不利于巖土工程項目的順利開展。而長期的干旱會使地下水位下降,不僅影響人類生命之源的水資源的正常使用,而且嚴重的下降會導致地面出現大面積沉降和建筑物開裂倒塌。
在人為因素方面:基于個人利益或公共利益的需求,人類無節制的抽取地下水或在河流上游修建大中型水壩,攔截地下水,致使下游地下水量變小甚至有枯竭的預兆。而多數情形在進行人工降低地下水位時,選用的方式不正當,輕則導致底基層出現下沉,建立在此地基基礎上的建筑設施和地下的水管等設施出現沉降,短期來看不會造成不利影響,但長期受到各種外力因素的影響,則不能斷定是否會危及到我們的生產和生活;重則導致地基的土層出現滑動與流失,進而危及建筑設施的穩固與正常使用。
勘察人員在對巖土工程中的水文地質勘察之前,應熟悉和掌握相關的勘察資料。勘察資料包括施工現場的自然地理狀況、地質狀況、地下水位的情況、洪水期歷史最高水位、每個含水層與隔水層之間的埋藏深度、地下水的水位、地下水的流向和水壓狀況。首先,要搜集施工現場當地的氣候變化和地形特點。其次,要準確把握施工地區的巖土層的特點及結構運動等情況,及時對施工的設計方案進行規范性調整,促進工程價值的最大效能的發揮。再次,通過觀察近年來的地下水位的變化趨勢,掌握該地區的地下水位的變化情況,地下水易對建筑設施的鋼筋混凝土造成大面積的腐蝕,不同程度的腐蝕對巖土工程造成的破壞度不同。不論何種破壞,都必須引起我們的足夠重視。因此,確保地下水位的變化,且將其變化幅度控制在安全合理的范圍內,是巖土工程建設中解決水文地質問題的重要工作。
水文地質參數是確定巖土工程建設的科學性與竣工使用后的安全性的基礎。巖土工程的建設離不開對水文地質參數的勘查。首先,是對地下水位進行勘測,地下水位的深淺將決定巖土工程地基的建設,以及地下室基坑開挖支護、降水、抗浮措施。通常情況下,土層滲透性差代表水流比較穩定,反之,滲透性強,水流速度就較快,對工程建設將不利。測量水位的方法包括勘探、物探、化探、遙感、地震波、電測和類比等。通常采用的方法是采用泥漿鉆探技術,特殊情況需采用套管將水層區分開來進行一層一層的檢測,一般采用將測量水位的管子深入到含水層約20厘米左右的位置,對含水層的深層結構進行嚴密分析與計算之后,再測量地下水位的深淺。其次,要對地下水的流向進行勘測,勘測方法以幾何法為佳,即在判斷出地下水水位高低的前提下,根據地下水水位的高低(也就是等深水位線)判斷地下水流的流向。流向原則上是垂直于等深水位線,由高度值高的地方向高度值低的地方流動。再次,利用抽水試驗對地下水的水量和水位的穩定性進行測量時,實驗的次數最少不得少于三次(采用三次不同降深抽水),低于三次的試驗所得出的結果缺乏一定的準確性和可比性。在勘測過程中,測量的方法和使用的設施與勘測水位時的標準是一致的,試驗的次數中應當有一次抽水降深接近巖土工程建設所需的降深要求,勘測的結果是觀察水量與時間、水位和時間的波動情況,如果這種波動在合理的可承受的范圍內,那么就斷定水量和水位在這一工程建設范圍內是穩定的,反之,就是不穩定的。最后,就是對水壓的勘測。水壓的勘測受到巖土層和施工建設要求的限制,不同的含水層結構、不同的施工建設要求所表現出來的水壓有所不同。測量水壓通常需要鉆井,如果測量的是分層或指定深度的水壓就必須鉆密封形式的鋼管井,以此來隔開上層水的影響。
綜上所述,水文地質條件對巖土工程建設有著巨大影響。因此,要保證巖土工程的順利進行,如期竣工,確保建筑設施后期的正常和安全的使用,就必須堅持對水文地質進行全面系統的勘測。我相信,這一定會對我國的土木工程發展發揮巨大作用。
[1]布日格德.試論工程地質勘查中水文地質的危害與重要性 [J].城市建設理論研究(電子版),2013, (06):1-8.
[2]李升龍.杜占時.巖土工程水文地質勘察技術探討 [J].科技創業家.2013, (16): 5.
[3]施政.巖土工程水文地質勘察技術 [J].城市建設理論研究(電子版).2013,(18):1-5.
P624[文獻碼]B
1000-405X(2016)-6-261-1