王宏勝
(安徽省地質礦產勘查局327 地質隊安徽工程勘察院,安徽 合肥 230011)
水文地質的勘察研究是我國巖土工程水文地質勘察的重要技術構成部分和環節,主要的研究內容是水文地質在巖土工程建設和運行中的水文地質影響和作用。主要研究方法是在前期的充分掌握水文地質勘察基礎研究數據的前提下,使用適當的水文地質比例分析方法進行科學的驗證,運用先進的水文地質勘察技術和先進的儀器設備對巖土工程水文地質各個指標的參數因素變量進行科學的分析判斷,探究后期對影響巖土工程水文地質的勘察研究結果各個指標的環境因素,分析巖土工程水文地質各個指標參數因素變量對整個我國巖土工程的水文地質影響程度。
水文地質的勘察一直都是工程和巖土基礎建設勘察中比較容易被忽視的問題和內容,一些重要的問題以及水文地質勘察技術問題若未能夠得到技術人員足夠的了解和重視,很容易導致巖土工程地質災害的出現和發生。水文地質的問題往往會直接導致嚴重的工程和巖土基礎建設工程地質災害,引起嚴重的巖土工程安全事故。因此,在建筑巖土結構工程水文地質勘察的過程中,施工設計企業必須認真審核有關水文地質的各項相關技術標準文件,降低由水文地質的問題所直接帶來的巖土結構工程地質災害[1]。
就目前的水文地質調查與勘察的現狀情況來看,依然有部分的施工單位并沒有正確地意識到做好水文地質的勘察與處理工作的重要性,不僅對地下水的定量評估和分析的能力上還存在較大的不足,在日常的水文地質勘察與處理工作中也有所忽視,導致了水文地質的勘察工作成果的客觀性受到了影響。而通過對我國現代建筑工程中地質事故的調查研究可以發現,大部分建筑工程中的地質事故和災害的直接發生都主要是由于工程中的地下水與巖土層相互作用產生的,并且普遍來說都具有其復雜性、多樣性以及應用廣泛性等的特征。
為了盡量減少工程地下水對于巖土工程施工的直接影響,在施工前對設計和施工的區域內主體進行了水文地質的勘察和監測工作,了解施工區域內整個工程地下水的危害性情況。根據實際的情況,在設計和施工的過程中根據對工程地下水的不同監測情況可以采取不同的對基礎設施進行深埋處理,有針對性地的進行了解決,盡量避免工程地下水對于巖土工程施工帶來的危害性影響[2]。
地下巖土層水位的變化過程本身就是一個地下水與巖土層發生相互作用的變化過程,在這一變化過程中,不可避免地持續上升會對于巖土層建設工程的質量造成了影響,具體表現在以下幾個重要的方面:一,地下水位持續上升的時候會直接導致巖土層的含水量升高,土層的軟化,進而出現直接導致不均勻沉降的巖土層發生現象;二,地下水位持續上升時會對于土壤造成嚴重的侵蝕,一方面同時也會直接導致地下水土的流失,引發巖土層的塌陷、滑坡等嚴重的地質災害;另一方面,由于長期的地下水工程帶走了當地土壤中部分的元素,會直接導致當地土壤文化程度ph 值發生變化,若當地土壤文化程度過酸,就可能會嚴重腐蝕當地水泥;三,地下水文化程度的上升可能會直接導致當地積水的現象,水壓過高容易直接造成當地突水事件,對地下水工程的建設工期和質量造成嚴重的影響;四;地下土層水位的下降可能會直接導致當地土層的沉降,影響土層和地基的結構穩定性;五,地下水位的下降會直接導致當地的居民能夠可持續利用淡水資源的減少,對周圍地區居民的正常生活水平造成嚴重影響[3]。
在進行巖土地質工程的勘察中,水文地質的條件對其影響也是巨大的。當具備水文地質的條件對巖土地質工程施工有利時,可以有效地減低巖土工程中的地質災害突然發生的可能性和概率;但是,當其水文地質的條件對巖土地質工程施工不利時,將有可能會給其帶來不必要的影響巖土地質勘察工程的災害因此,施工材料企業在施工之前應當對其進行嚴格的對水文地質的勘察,以有效地確保其巖土地質勘察工程施工的順利進行,保證巖土地質工程施工的質量,提高巖土地質工程施工的效率,為其施工材料企業自身帶來有利的社會經濟效益。
在眾多的直接影響水文地質的條件中,很多有關水文地質的問題對于所有的巖土工程都可能有著不良影響,嚴重的甚至可能引發巖土工程安全事故。地下巖土水位的變化主要包括水位的上升與水位下降。另外,不論地下水位的上升或水量的下降,都會對地下巖土工程產生一定的影響。另外,地下水的天然水和動力綜合作用對于我國巖土結構工程也是具有一定的歷史重要性和深遠影響。由于一些人為的排水活動,影響了當地巖土和流體地下水的天然學和動力學的平衡,在天然水活動水力和壓力的雙重作用下也會引起一些嚴重的對當地巖土排水工程的自然危害,例如地下水的流砂管涌、基坑、突涌等。
自然地理的條件好壞是直接影響水文地質勘察的主要技術考量因素之一,因此對符合自然地理的條件進行客觀的勘察,是對水文地質調查和勘察的最基本的客觀勘察內容,為具體的水文地質調查和勘察工程施工項目的有序實施和開展建設提供了基礎性的技術保障。而巖土地質勘察工程施工項目建設所需要涉及的內容包括地形平原高原地貌、水文的特征以及其氣候的特點等,都是屬于符合自然地理條件的范疇,這就使得符合自然地理條件的水文地質勘查具有了涵蓋的面積廣、內容多樣,層次鮮明等的特征。其中,地形平原高原地貌主要勘察的內容為具體的巖土地質勘察工程所在位置的特征以及地形平原、高原的特征,地貌被洪水侵襲的程度,地形被洪水沖刷的效果,地形堆積的形態;水文的特征主要內容指的是其周邊地上水系的數量,地下水系的位置變化特點、流向、流速等;分析施工區域氣候的地質特點主要以施工氣象地質勘察的主要內容以及情況分析為主要目的氣象勘察特征,施工地點區域的自然氣候主要可以分布為是亞熱帶氣候、亞熱帶的濕潤氣候還是亞寒溫帶,大氣的相對濕度主要是預測熱度的主要測量指標和基本參數,風向的主要指標以及當地風速預測情況。
對施工區域的水文地質情況進行勘察主要的內容包括兩下幾個方面: 第一個目的是對施工區域土地滲透系數的情況進行調查,通過滲透系數,施工人員和企業可以準確了解當地的降水對于工程施工質量和進程的直接影響;第二個目的是了解施工區域的地質構造、地殼的運動、巖石的種類等以及地質環境相關數據,可為企業提高工程施工質量提供重要依據。
由于動態地下水位對于巖土工程的穩固性影響重大,水位直接地關系著高層建筑物的地基穩固性。地下水位分析是巖土工程水文地質學勘察的一個重點研究內容。由于地下水組成的物質和成分的不同,每一巖土層所可能蘊藏的地下水程度也是不同的,這就直接導致了地下水的類型和水流速的巨大變動差異,因此,這也是巖土工程水文地質勘察的重要研究內容之一。
在進行巖土建筑工程施工的過程中,為了準確了解過程中地下水的流向、水位的變化,需要對巖土施工地下區域的其含水層、隔水層分布進行仔細的勘察,得出有效的地底滲透系數,根據地底滲透系數可以預測地下水位的波動和變化,由此直接決定了施工中需要使用的巖土工程材料。由此可見,地下區域的含水層與其隔水層的流向和分布也在一定的程度上直接影響著整個巖土工程的進度和質量。因此,在實際的勘察中,需要對地下區域的含水層和其隔水層的分布情況示意圖進行仔細、反復的勘察,為了確保巖土工程勘察數據的客觀全面性和數據的有效性。
水文地質試驗參數的選擇和測定主要有兩種方式通過巖層抽水地質試驗。為確保抽水試驗的準確性和測量的可靠性,通常抽水試驗需要定期進行多次的試驗,并且在進行測量時,測量的儀器設備也根據需要同時進行統一,使抽水試驗與進行建筑設計過程中的受力測定儀器口徑相對應統一。抽水試驗過程結束后,及時補充過程中的水位,恢復水位上升后進行必要的受力軟化測量。
3.6.1 綜合評價工程
結合理論從勘察地區水文環境條件、工程物結構設計、地基基礎、工程地質技術要求等多方面進行綜合的分析和評判。首先掌握水文地質工程物實際的所在區域,了解相應工程物的類型及相應的工程物實際需求,對其相關的水文地質工程物的情況分別進行了勘測,從水文地質工程物設計的角度和實際出發,針對不同的水文地質環境的情況,結合地下水的影響,提供所需要的水文地質技術資料,提出了重點綜合評價的內容。
3.6.2 評價地下水
在進行工程水文地質勘察的工作中,地下水環境因素對于影響工程質量的發展起著至關重要的決定性作用及直接影響,因此著重分析和評價工程地下水環境條件對工程物帶來的影響或對工程物造成的損害。根據工程水文地質勘測的結果綜合反映工程地下水的實際發展狀態,合理地預測及分析推斷及發展趨勢、變化情況,結合工程地基類型,合理對地下水對于工程所處環境帶來的各種負面影響因素進行了評價,并及時提出有效控制干預的措施[3]。
水文地質作為整個后期巖土工程水文地質勘察的技術核心,明確的認識和掌握了水文地質在后期巖土工程勘察中的重要性和危害,可以有效的避免或徹底解決巖土工程項目在后期施工的過程中可能會出現或發生的技術性問題。因此,巖土工程的水文地質勘察和監測工作在整個巖土工程項目中已經起到了關鍵性的作用,其中巖土工程水文地質的勘察和監測工作更是以地質為核心的勘察工作,我們必須對此予以高度重視,保證后期項目施工的準確性順利進行。