試析水文地質變化對工程地質造成的影響

劉光華

摘 要：文章對工程建設區域的水文地質條件及事故應對措施進行分析，并探討了工程地質勘查中應對水文地質災害的有效防治措施，以期為工程地質勘查與施工管理提供參考。

關鍵詞：水文地質;地質災害;防治措施;施工管理

水文地質條件是影響工程項目建設的重要因素，諸如地下水位升降、地表水流動、降水等因素均會直接影響到巖土結構，引發地表開裂、地面塌陷、邊坡垮塌、管涌、地下室被水淹等事故，嚴重影響施工進度與人身安全。因此需針對常見水文地質災害制定防治措施，維護工程項目的質量與安全。

1 水文地質分析預測及應對措施

以某礦區為例，該區域地勢呈現出西高東低、南北高中部低的特征， 河流自盆地北側向南流經礦區西側，區域地層自東南向西北分別為太古界泰山巖群、寒武紀巖群與奧陶系地層，新生界古近系卞橋組、常路組和第四系臨沂組，礦區北部分布有第四系松散巖類孔隙含水巖組，巖性為黏土質砂和砂質黏土層，層厚為0.5～13m，水位埋深1.5～5.5m。

該區域在近5年內發生過一次礦難，在正常生產狀態下礦井實際涌水量為12m3/d，最大涌水量為20m3/d，礦難發生后井下坍塌產生膏上灰巖帶泥質灰巖巖溶裂隙水、閉坑礦山老空水和四號豎井井壁涌水3類充水水源[2]。為解決上述問題，以5min為單位安裝水位監測預警系統進行水位監測，針對四號豎井巖溶水進行疏干排放、做好豎井的封堵處理，并采取疏干排放措施進行老空水排放，通過地面打井方式疏干排放巖溶裂隙水，為應急救援與恢復生產創設良好基礎。

2 水文地質災害防治措施

2.1 實行全方位地質勘測

2.1.1 施工前全面規劃

在施工前的地質勘查階段，勘查人員需預先完成斜豎井位置的檢測工作，掌握斜井涌水量、區域周圍含水構造等，為水文地質剖面圖、平面圖的繪制提供參考信息。待完成地質勘測后，相關部門基于標準化作業流程組織開展驗收工作，針對含水構造深度、與施工區域的距離進行檢測分析，預先完成導水設施的配置，并結合涌水量等數據進行滑坡、坍塌、泥石流等水文地質災害防治措施的制定，防患于未然。

2.1.2 施工過程管理

在施工過程中開展管理工作，前提要解決排水問題，針對暴雨引發的洪水、地面水量劇增等問題，應采取有效截洪措施，將施工區域積水快速排出，防止積水對區域地質環境造成影響，并依照臺階狀形式進行開挖作業， 避免引發坡體崩塌問題。同時還應檢測作業區域的甲烷濃度，禁止在甲烷濃度超標的情況下開展施工作業，做好日常通風管理，并且在開展爆破作業時注意遠離人群，沿周圍布置好警示標語，避免對人身安全構成威脅。

2.1.3 生物防治技術

由于在爆破、開挖作業環節均會產生大量粉塵，對周邊居民生活及區域生態環境構成負面影響，因此應注重在施工建設前將污染防治工作納入規劃范圍中，采取邊坡植被綠化等生物防治措施，提高整體施工區域的生態恢復能力，優化防災減災效果。

2.2 井下水、地下水防治技術

2.2.1 設置超前探水孔

基于施工技術要求與驗收規范開展工程地質勘查工作，結合工程建設區域的地質環境特征進行地下水賦存位置與井筒涌水量的預估，在施工前完成水文地質平面圖和剖面圖的繪制，做好水文地質條件的跟蹤勘測，保證提高評估結果的精確度。在針對含水層、導水構造進行揭露前，應預先完成超前探水孔的設置，明確上述層系、構造在井巷內的實際厚度，做好定位，并綜合考慮涌水量、水文地質條件、經濟性等指標，從中比選出最優處理措施。在設置超前探水孔時，通常應將其與堅硬巖體的間隔至少控制在10m以上，同時合理調節超前間隔，倘若超前探水孔與含水層、導水構造的間隔超過10m，則無法保證巖體強度符合工程作業需要，因此需控制好距鉆孔打孔位置5m范圍內的巖體強度及其完整性，確保在孔口管預埋、注漿孔灌漿作業環節滿足安全承載要求。

2.2.2 礦井水隔離堵截

當通過地質勘查發現工程建設區域存在突水威脅時，需在薄弱部位設置厚度、寬度較大的礦柱以隔離水源。當礦井中發生突水事故時，需結合作業區域巷道布局，選定合理位置設置防水墻，增設防水閘門堵截水源， 從而有效防范淹井事故的發生，保證井下作業的安全性。

2.2.3 排水疏干技術

為有效應對滲水事故，通常需在井下設置水泵、檢修工具等排水設備，利用工作水泵與備用水泵配合作業，保證順利排出礦井24h最大涌水量，為搶修作業留足時間。當作業人員探測到水源后，通常需預先進行井下水源的疏放，為后續井下作業的安全提供保障。

2.2.4 排氣壓入濃密泥漿

傳統采用在豎井四周設置灌漿孔的方法進行深孔預固結灌漿施工時， 先將水泥漿液注入孔中，再將孔口管送入孔中。該方法無法保證孔壁與孔口管間縫隙的均勻密實，需通過多次重復壓漿完成作業，耗時較長，無法保證施工穩定性。因此當前主要采用排氣壓入濃密泥漿方法進行地下水處理，或采用仰視探水灌漿孔預埋孔口管的處理形式，可保證一次灌漿成功，并且待水泥漿凝結后可保證耐壓性能提升至30Pa左右，同時有效提高防滲效果，滿足長期高壓灌漿作業需求。

2.3 邊坡滑動防治技術

邊坡土石在自身重力作用下易產生下滑問題，同時受自身結構影響形成一種抵抗下滑力，兩種力在相互作用下將直接影響到邊坡形態的變化， 增加邊坡滑動的可能性。為防止邊坡巖體滑動，當前在工程地質勘查環節常采用以下幾項技術措施：（1）打防滑樁，在滑坡上將成型樁體打入穩定地層，或采用現場灌注模式設置防滑樁，有效阻止巖體滑動。（2）修建擋土墻，通常在滑坡位置的前端選取穩固地層修筑擋土墻，會及時排出滑坡滲水。在擋土墻后增設排水裝置，可有效排出滑動體內的水分，阻止邊坡下滑。（4）削緩坡面，整平坡腳，將高度較小的坡面進行削緩處理，減輕巖體重量，可減小坡面與水平面間形成的夾角度數;將高度較大的邊坡劃分成為若干小段，呈臺階狀布設，有效降低滑坡幾率。

2.4 綜合應對影響的措施

結合水文地質現狀可知，礦區的礦山屬于復合問題礦床，水文地質簡單，環境氣候條件中等，開采期間容易因氣候變化遭遇地質災害，出現局部地段邊坡失穩等沖溝上下實施流量監測，根據水量變化加強環境影響分析與評價，采取有效措施預防地質災害發生。針對老硐突水，需要采用邊探邊采的方式加強預防。工程建設期間，應嚴格按照相關技術規范完成切、填方地段處理，填方做到逐層壓密、夯實，邊坡加強支擋，提高穩固性。針對切方巖層產狀較陡地段和巖石較破碎地段，在邊坡超2m時預先處理易滑塌危險巖體。在重要場地建設前，加強巖土工程勘察，結合水文地質條件采取防治措施，預防不均勻沉降、隱伏巖溶洞穴塌陷等災害的發生。為防治強降水給切、填方巖土體帶來影響，需要在周圍修建完善防排水溝渠。為加強人類活動與地質資源聯系，需要建立環境預警急救系統， 對水文資源進行全面監控。

總體來看，工程勘察的主要目的是減少水文地質災害對建筑結構、構筑物的侵蝕與不良影響，為工程項目質量安全管理提供保障。因此要求相關勘測人員結合工程建設區域實際情況，綜合運用管理手段與技術措施做好地下水、邊坡崩塌、地面塌陷等災害的防范處理，提高工程建設水平。

參考文獻：

[1] 吳建平，丁濟金.淺析水文地質試驗與原位測試在礦山地質勘查中的重要作用[J].世界有色金屬，2020，（07）：230+232.

[2] 蘇章歆.淺析工程地質勘察中水文地質的影響及應對策略[J].中國房地產業，2020，（13）：247.