土木工程地質(zhì)勘察水文地質(zhì)危害研究

丁飛

蘇交科集團(tuán)（江蘇）安全科學(xué)研究院有限公司 江蘇南京 211100

水文地質(zhì)這一概念的提出，與人類社會(huì)不斷尋求探索自然發(fā)展規(guī)律有關(guān)。最早的時(shí)候，人類的生存聚居地選擇需要靠近合適的水資源建立聚集地。然而，隨著人類對(duì)自然探索能力的增長(zhǎng)，對(duì)水資源的探索已經(jīng)從地表水資源開始向地下水資源探測(cè)方向發(fā)展。在現(xiàn)代土木工程的建設(shè)中，也需要針對(duì)施工地區(qū)的水文地質(zhì)情況進(jìn)行深入地勘察，深度掌握地下水資源流經(jīng)路線和聚集分布，并且配合地表水資源的成因、分布以及運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行合理化的水資源利用，同時(shí)也是為了避免由于地下水位變動(dòng)而造成地表的施工問題和工程建筑安全問題。因此，水文地質(zhì)可以說是進(jìn)行土木工程前期勘察工作中，最核心的組成部分。水文地質(zhì)的勘察結(jié)果，將在很大程度上影響工程的施工進(jìn)度、施工安全和工程質(zhì)量。由此可見，針對(duì)工程區(qū)域的水文地質(zhì)勘察的重要性，以及相關(guān)地下水位監(jiān)測(cè)工作的重要性。

1 工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)勘察的重要性

進(jìn)行水文地質(zhì)勘察工作的根本目的，在于幫助相關(guān)施工單位更好地了解施工區(qū)域的地質(zhì)情況，特別是可能會(huì)引起重大變化施工安全和工程安全的地下影響因素情況。一般來說，水文地質(zhì)勘察可以幫助相關(guān)單位更好地了解地下水資源的流經(jīng)路線、聚集分布以及可能的水澇情況的地下天然排泄方案。這些數(shù)據(jù)對(duì)于施工單位而言是非常重要的，直接關(guān)系到施工安全和工程安全，并且對(duì)于土木項(xiàng)目的后續(xù)發(fā)展?jié)摿σ灿袠O大的經(jīng)濟(jì)影響。因此，針對(duì)水文地質(zhì)勘察的研究一直都處于科學(xué)研究的重要地位，尤其是對(duì)地下水文情況的監(jiān)測(cè)技術(shù)更是取得了重大突破。

首先，加強(qiáng)關(guān)于施工區(qū)域的水文地質(zhì)勘察，并且借助現(xiàn)代化科技手段繪制專業(yè)的、詳細(xì)的水文地質(zhì)勘察地圖，能夠有效幫助相關(guān)單位更好地了解地下水資源的分布情況，特別是地下河流的流動(dòng)路線問題。地下水資源的存儲(chǔ)情況對(duì)于處于地表的人類而言是未知的，但是任何地下水資源的劇烈變化都會(huì)對(duì)地表產(chǎn)生劇烈的影響，具體到土木工程而言會(huì)極大破壞施工建筑的穩(wěn)定性，造成人員傷亡問題。因此，全面且深入地掌握地下水資源的情況，能夠更有效地保證施工單位的人員安全，并且也能夠長(zhǎng)期建立起地下水資源的監(jiān)測(cè)機(jī)制，讓地下水資源更好地服務(wù)民生。

其次，加強(qiáng)施工區(qū)域的水文地質(zhì)勘察工作，能夠幫助施工單位極大提高施工效率的同時(shí)，幫助提高建筑質(zhì)量安全性。了解了地下的情況，對(duì)可能的周期性變化做出合理的預(yù)警和預(yù)防措施，能夠更好地幫助施工單位建設(shè)工程，而且對(duì)于后續(xù)的建筑單位正常運(yùn)行而言也有極大的安全保障性作用。

最后，加強(qiáng)施工區(qū)域的水文地質(zhì)勘察工作，對(duì)于后續(xù)的工程項(xiàng)目開展而言具有更好地指導(dǎo)性作用。土木工程項(xiàng)目是一項(xiàng)龐大且復(fù)雜的工作，涉及到諸多專業(yè)行業(yè)，而且通常巨大大規(guī)模的人員調(diào)動(dòng)、設(shè)備調(diào)度和原材料的采購(gòu)、運(yùn)輸及使用等。這些都需要在一個(gè)龐大又詳細(xì)的規(guī)劃設(shè)計(jì)體系內(nèi)完成，水文地質(zhì)勘察的工作結(jié)果，可以為工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)提供更多的具體化數(shù)據(jù)材料。工程設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)相關(guān)水文地質(zhì)勘察結(jié)果制訂合理化的設(shè)計(jì)方案，尤其是對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)有效資源的合理利用方面更有建設(shè)性的意義。除此之外，對(duì)于工程進(jìn)度的合理規(guī)劃及人員安排也有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義和安全意義[1]。

2 工程地質(zhì)勘察工作中的水文地質(zhì)危害

2.1 地下水位上升帶來的安全性問題

通常情況下，地區(qū)性的暴雨會(huì)給當(dāng)?shù)氐牡叵滤辉斐蓸O大的影響。首先是地下河流的寬度會(huì)加大，甚至于會(huì)產(chǎn)生徑流變相的問題。地下水流的改變，最先受到影響到就是當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)，往往會(huì)造成農(nóng)田地的大量積水，尤其在我國(guó)的廣西和云南等地區(qū)，大暴雨將直接影響到當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)田灌溉問題，使得地表農(nóng)業(yè)工程建筑受到極大波及。除此之外，地下水位的快速上升，加上本身排水系統(tǒng)無法快速處理這些降雨積水情況，會(huì)直接淹沒當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)田地，甚至于直接造成村落的大規(guī)模被淹。如果此時(shí)剛好趕上有建筑工程正在施工的話，由于澆筑地基時(shí)對(duì)地表的破壞，會(huì)直接加劇暴雨對(duì)當(dāng)?shù)氐钠茐某潭龋斐呻y以想象的人員傷亡問題和財(cái)產(chǎn)損失問題。

除此之外，地下水位升高還可能極大改變當(dāng)?shù)氐耐恋丨h(huán)境，使得原本適合人類生存的土地環(huán)境逐漸由于土壤含水量過高，最終形成沼澤地。

2.2 地下水位降低造成的地表建筑安全問題

目前來說，地下水水位降低問題的主要原因有四個(gè)：由于不可抗力因素，如地震引發(fā)的地勢(shì)變化，直接使得地下河道的相對(duì)下沉，整體地下水位快速降低；由于人為過度開發(fā)因素導(dǎo)致的地下環(huán)境變化引起的水位降低；河流的人為或非人為地改到以及氣候的劇烈變化等。這對(duì)于需要在礦井或者地下隧道開展建設(shè)工作的工程項(xiàng)目而言是極其危險(xiǎn)的，地下水位的降低勢(shì)必會(huì)擠下地下空間，直接導(dǎo)致地下作業(yè)通道發(fā)生滲水，其后果可能是大面積的塌方，直接威脅到相關(guān)作業(yè)人員的人身安全。

除此之外，在平原地區(qū)發(fā)生地下水位下降問題，將在極大程度上改變當(dāng)?shù)氐耐寥拉h(huán)境和人居環(huán)境。首先，地下水位下降，將會(huì)直接導(dǎo)致表層土壤的水分供給不足，失去水的調(diào)和作用，將會(huì)直接導(dǎo)致當(dāng)?shù)赝寥拉h(huán)境都鹽漬化問題。不但如此，地下水位降低還會(huì)引起地表結(jié)構(gòu)出現(xiàn)空洞化問題，整個(gè)地層都出現(xiàn)一定程度的塌陷。如果塌陷區(qū)有高層建筑，將會(huì)直接引發(fā)嚴(yán)重的安全問題。

2.3 地下水位波動(dòng)引起的水文地質(zhì)危害問題

經(jīng)過實(shí)踐研究表明，地下水位發(fā)生波動(dòng)的原因基本上都是因?yàn)楫?dāng)?shù)氐臍夂蜃兓^于強(qiáng)烈。往往是由于連續(xù)的暴雨天氣引起地下水位的快速上升，而持續(xù)的干旱與暴曬則會(huì)使得地下水位在短時(shí)間出現(xiàn)快速的下降。基于前文所提高的內(nèi)容，地下水位的短時(shí)間上升或者下降對(duì)于當(dāng)?shù)囟远疾皇呛檬拢踔潦呛芏嗟乇頌?zāi)害事件的源頭。

結(jié)合土木工程來說，地下水位的波動(dòng)對(duì)工程的正常開展而言影響很大，特別是涉及到巖土工程的項(xiàng)目，這種影響就變得舉足輕重。地下水位的快速上升和下降，都會(huì)造成巖土層的巨大改變，主要體現(xiàn)在地下巖土層的脹縮問題上。巖石層在水源充足的環(huán)境中會(huì)產(chǎn)生膨脹，而一旦失去水源條件則會(huì)快速收縮，即使這種變化的幅度在個(gè)體層面上顯得微不足道，但是對(duì)一整個(gè)巖層來說其影響是不可小覷的。一旦巖石層在脹縮之間發(fā)生了巨大的整體結(jié)構(gòu)性改變，對(duì)于地表建筑而言則會(huì)直接產(chǎn)生非常大的影響。尤其現(xiàn)代土木工程建筑中，建筑的高度有了很大的提升，一旦在地基層面上發(fā)生任何波動(dòng)，對(duì)于上層建筑的穩(wěn)定性而言都是巨大的挑戰(zhàn)。即便這種變化不強(qiáng)烈，但久而久之建筑產(chǎn)生一定的傾斜將不可避免。而且不是所有的建筑都能作為比薩斜塔一樣成為觀賞型建筑，一旦建筑的實(shí)際作用小于其為社會(huì)帶來的安全威脅時(shí)，就不得不進(jìn)行處理，對(duì)于社會(huì)的經(jīng)濟(jì)投入而言是巨大的浪費(fèi)，并且很可能在處理之前引發(fā)人員安全事故[2]。

3 工程地質(zhì)勘察中應(yīng)對(duì)水文地質(zhì)危害的有效措施

3.1 完善地質(zhì)勘察工作體系

地質(zhì)勘察作為開展工程項(xiàng)目的首要工作，其工作的質(zhì)量和工作效率很大程度上掌握在建筑單位的手中。對(duì)于土木工程前期的水文地質(zhì)勘察工作的資源分配，將會(huì)直接影響到勘察工作的最終結(jié)果。建筑單位應(yīng)該提高對(duì)于水文地質(zhì)勘察工作的重視程度，培養(yǎng)自身的專業(yè)勘察隊(duì)伍，或者通過競(jìng)標(biāo)的方式選擇性價(jià)比最高的外包企業(yè)從事相關(guān)水文地質(zhì)勘察工作。目前，水文地質(zhì)勘察相關(guān)技術(shù)的研究已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展，配合大數(shù)據(jù)分析技術(shù)和智能化探測(cè)設(shè)備的民用普及，相關(guān)勘察工作質(zhì)量的直接影響因素只是建設(shè)單位的資金投入。

3.2 加強(qiáng)水文地質(zhì)災(zāi)害事前預(yù)警工作

地下水位的快速變化，對(duì)于地表施工和地表人員安全而言都有著非常重要的影響。相關(guān)監(jiān)測(cè)手段的有效開展，能夠極好地實(shí)現(xiàn)對(duì)危險(xiǎn)情況的應(yīng)對(duì)工作。深入了解地下河流的流經(jīng)方向以及地下水的分布，對(duì)其流動(dòng)趨勢(shì)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律有更為深入地了解，能夠有效幫助地面施工單位了解地下情況，采取合理的施工手段。特別是進(jìn)行地下土木工程建筑時(shí)，必須加大精力監(jiān)測(cè)地下水水位的變化以及地下河流流動(dòng)的變化。

3.3 全面貫徹水文地質(zhì)勘察工作重要性的認(rèn)識(shí)

雖然水文地質(zhì)勘察和監(jiān)測(cè)工作從理論上講很簡(jiǎn)單，而且從實(shí)際施工角度出發(fā)，其引發(fā)的安全事故也并不多，但是這不能成為相關(guān)勘察和監(jiān)測(cè)工作失職或者敷衍了事的理由。從概率學(xué)的角度出發(fā)，建設(shè)單位必須明白在安全員問題上，只有零和百分百。在工程安全問題上，應(yīng)該采取更為周全和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，相關(guān)工作的實(shí)施絕對(duì)不能敷衍了事，必須請(qǐng)專業(yè)的人員進(jìn)行嚴(yán)格的勘察與監(jiān)測(cè)工作。

從水文地質(zhì)勘察專業(yè)的角度來說，地下水資源的情況往往是模糊的，即便借助現(xiàn)代化科技手段，對(duì)地下水資源的監(jiān)測(cè)也并不能做到絕對(duì)的把握。主要是因?yàn)楸O(jiān)測(cè)的范圍有限，而地下水資源一旦發(fā)生變化時(shí)速度又很快。因此，必須給予地下水文監(jiān)測(cè)工作以足夠的重視，不能以面子工程的方式對(duì)待這一安全預(yù)警工作。

3.4 注重科技創(chuàng)新以解決實(shí)際問題

科技才是第一生產(chǎn)力。中國(guó)的新時(shí)代發(fā)展需要不斷地進(jìn)行科技創(chuàng)新，用更尖端的科學(xué)技術(shù)解決實(shí)際生產(chǎn)中的困難。針對(duì)水文地質(zhì)勘察工作中的勘察范圍問題、即使反饋問題和數(shù)據(jù)分析問題，應(yīng)該采取更為深入的理論研究，配合現(xiàn)代化科技手段實(shí)現(xiàn)對(duì)于勘察和監(jiān)測(cè)細(xì)節(jié)的全面把控。除此之外，相關(guān)專業(yè)人才的培養(yǎng)與配置也是極其重要的。只有水文地質(zhì)勘察行業(yè)的資深從業(yè)人員，才能真正做到從實(shí)踐角度出發(fā)提出更具有針對(duì)性的問題，幫助相關(guān)學(xué)科科研確定更為精準(zhǔn)的研究方向，幫助社會(huì)節(jié)約資源投入，用更少的投入實(shí)現(xiàn)更大的回報(bào)[3]。

除此之外，針對(duì)過往案例的深入研究也是必不可少的。主要是針對(duì)可能的意外情況，制訂更加科學(xué)化與合理化的解決方案，能夠在意外事件發(fā)生時(shí)有更好的緊急處理機(jī)制，將人員安全和經(jīng)濟(jì)損失降到最低。

3.5 基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的信息共享

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，在極大程度上改變了社會(huì)生活的方方面面。在水文地質(zhì)勘察方面，借助互聯(lián)網(wǎng)的信息流通和資料調(diào)取，可以幫助相關(guān)從業(yè)人員更好地了解相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展情況，尤其是針對(duì)自身工作地區(qū)的實(shí)現(xiàn)了解有更好的參考資料。在極大促進(jìn)同行交流的同時(shí)，也為行業(yè)的整體發(fā)展創(chuàng)造了更多的可能。

除此之外，借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也可以實(shí)現(xiàn)工程管理體系內(nèi)部的信息快速流動(dòng)和宣傳教育活動(dòng)。在水文地質(zhì)勘察工作上，可以將圖片資料和視頻資料及時(shí)傳遞到工程管理相關(guān)的所有單位，幫助整個(gè)工程的管理人員更快更全面地了解現(xiàn)場(chǎng)信息。與此同時(shí)，借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也可以更快地與現(xiàn)場(chǎng)施工隊(duì)伍進(jìn)行聯(lián)系，定期開展現(xiàn)場(chǎng)施工人員的安全教育宣傳工作，并且能夠在第一時(shí)間為現(xiàn)場(chǎng)提供安全預(yù)警。

3.6 構(gòu)建更高標(biāo)準(zhǔn)的管理制度

土木工程不同于一般的工程，其涉及到的專業(yè)范圍之廣，參與人員人數(shù)之多都是其他工程所不存在的。因此，必須建立起一整套自上而下、信息傳遞暢通且具備高效率指揮的管理制度。在這一制度中，人人都清楚自己在組織中的位置、職責(zé)，能夠在面對(duì)日常工作和緊急事件時(shí)，快速找準(zhǔn)自身工作責(zé)任，實(shí)現(xiàn)最快速地撤離，以保證工程的安全和工作的高效[4]。

4 結(jié)語

綜上所述，在土木工程建設(shè)過程中，依靠現(xiàn)代化科技手段，完成對(duì)于施工區(qū)域水文地質(zhì)信息的全面掌握，并建立起完善的應(yīng)對(duì)策略以防地下水位變化而引起的危險(xiǎn)情況是非常必要的。土木工程建設(shè)，關(guān)系到我國(guó)現(xiàn)代化治理和現(xiàn)代化民生工程建設(shè)，很多時(shí)候需要在特殊地理區(qū)域建立起具有民生意義的重要土木工程建筑。因此，必須從各個(gè)方面著手，積極引入現(xiàn)代化科技手段以及現(xiàn)代化的管理和發(fā)展理念，幫助建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)更好的內(nèi)部整頓和完善的制度建立。參與到土木工程的管理人員，必須具備完整的專業(yè)知識(shí)和高度專業(yè)的職業(yè)素養(yǎng)，切實(shí)解決土木工程實(shí)施過程中的具體問題。