張莉莉

(遼寧省水文水資源勘測(cè)局本溪分局，遼寧本溪117000)

在以往工程勘察的設(shè)計(jì)與施工環(huán)節(jié)中，最常忽略的一個(gè)環(huán)節(jié)就是水文地質(zhì)。尤其在巖石工程中，沒(méi)有重視從地下水情況角度合理評(píng)價(jià)其可能給工程造成的影響與危害。近年來(lái)不少建筑物發(fā)生開裂與下沉的質(zhì)量問(wèn)題，就反映出地下水的影響不可忽略。所以本文從水文檢測(cè)系統(tǒng)的角度，簡(jiǎn)述地下水對(duì)工程的危害，水文檢測(cè)的控制要點(diǎn)，并基于水文檢測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)作，就防雷措施方面進(jìn)行分析，以引起類似施工工程方的重視。

1 水文條件對(duì)巖石工程的影響作用

近年來(lái)，建筑物發(fā)生傾斜或下沉的新聞報(bào)道已屢見(jiàn)不鮮。究其原因，最主要的是在工程設(shè)計(jì)過(guò)程或施工過(guò)程中，沒(méi)有考慮到地下水的水位升降與動(dòng)水壓力這兩個(gè)作用對(duì)工程的危害，將以巖石工程為例作具體分析。地下水位的天然變化特點(diǎn)表現(xiàn)出漸變性、季節(jié)性與區(qū)域性，一般除了突發(fā)性自然災(zāi)害外，其變化的幅度都比較小。如果在工程勘察中注意觀察水文檢測(cè)，在天然條件的情況下，會(huì)發(fā)現(xiàn)干旱季節(jié)時(shí)，水位會(huì)下降，雨季時(shí)，水位會(huì)有所上升。但眾所周知，當(dāng)大自然受到人為干擾時(shí)，環(huán)境質(zhì)量問(wèn)題往往日益嚴(yán)峻，地下水位的變化在人為因素的影響下，升降變化的速度與幅度通常都會(huì)遠(yuǎn)大于天然變化，這在巖石類的工程造成的危害最明顯。另外，引起潛水位上升的主要原因:一是上覆粗粒松散地層時(shí)，地表水容易下滲，或含水層顆粒細(xì)小，其滲透性弱，地下滲流差;二是，地下水流梯度較小的情況下，排泄不暢;三是，當(dāng)包氣帶薄時(shí)，毛細(xì)帶接近地表，土飽和性差小;四是，當(dāng)含水層沿水流方向遇到隔水層或巖石滲透性減弱的情況時(shí)，潛水排泄困難;五是，長(zhǎng)期的降水通過(guò)地表滲入補(bǔ)給潛水層，也會(huì)引起潛水位升高。當(dāng)這些潛水位上升幅度與變化比較大時(shí)，或人為的集中過(guò)量抽取地下水，導(dǎo)致地下水位過(guò)大而持續(xù)下降，就極有可能造成地下洞室內(nèi)充水淹沒(méi)，比較直觀的現(xiàn)象即是基礎(chǔ)上浮，使建筑物傾斜及失穩(wěn)。

2 工程勘察中水文的主要檢測(cè)內(nèi)容

由上可知，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)地下水位升降變化幅度對(duì)于工程的質(zhì)量有著積極的現(xiàn)實(shí)意義?？偨Y(jié)以往工程的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，具體可從以下幾點(diǎn)展開水文地質(zhì)的檢測(cè)內(nèi)容:

(1)水文勘察的準(zhǔn)備工作:工程勘察是為了保證施工工程的順利展開以及工程的耐久性，所以水文方面的檢測(cè)工作，以明確地下水在天然狀態(tài)下的變化。其準(zhǔn)備工作的一般思路為:先分析建筑工程地基基礎(chǔ)類型，以有針對(duì)性的展開水文地質(zhì)問(wèn)題的分析，收集、整理該建筑地基類型需要用到的水文地質(zhì)資料與信息。

(2)水文勘察的檢測(cè)工作:首先是靜水位的測(cè)定，指的是地下水在天然狀態(tài)下的穩(wěn)定水位。首先，測(cè)定位置應(yīng)分層展開檢測(cè)，上部為潛水，下部為承壓水或多層含水層地區(qū);其次，由于工程勘察過(guò)程中鉆進(jìn)過(guò)程中的初見(jiàn)水位也有可能不是靜水位，據(jù)此測(cè)定靜水位應(yīng)有一定的穩(wěn)定時(shí)間;第三，測(cè)定時(shí)間間隔，一般每一個(gè)位置宜1次/小時(shí)，當(dāng)3次所側(cè)水位值相同或孔內(nèi)水位差不超過(guò)2～3 cm時(shí)可判定為靜水位;第四，勘察結(jié)束后，工程勘察如有必要，可再統(tǒng)一測(cè)量一次靜水位;第五，采用泥漿鉆進(jìn)，由于地下水補(bǔ)給或排泄條件的變化，使靜水位避免不了也會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化，所以為了避免孔內(nèi)泥漿對(duì)含水層的封閉影響，靜水位測(cè)定前宜將測(cè)水管打入含水層20 cm或鉆孔洗清后，再進(jìn)行測(cè)量;第六，可根據(jù)工程的需要實(shí)際情況，監(jiān)測(cè)出地下水最低與最高水位及其變化幅度。

(3)水文勘察的事后評(píng)價(jià)工作:建立在以上兩點(diǎn)的基礎(chǔ)上，從工程效益與穩(wěn)定性為基點(diǎn)，根據(jù)檢測(cè)得出的地下水?dāng)?shù)據(jù)信息，提出可能發(fā)生的地質(zhì)問(wèn)題。比如，建筑場(chǎng)地的基礎(chǔ)持力層選用的是殘積土、強(qiáng)風(fēng)化巖、軟質(zhì)巖石、膨脹土等類型，就應(yīng)重點(diǎn)評(píng)估這些巖土體可能會(huì)受到地下水活動(dòng)帶來(lái)脹縮、軟化、崩解等影響;或者地基基礎(chǔ)壓縮層范圍存在飽和粉土、粉細(xì)砂或松散的情況時(shí)，就應(yīng)考慮到會(huì)發(fā)生管涌、流砂、潛蝕等工程問(wèn)題。即對(duì)水文相關(guān)要點(diǎn)勘察后，合理評(píng)估人為因素對(duì)地下水變化造成的影響，重視評(píng)估地下水對(duì)工程與巖土體的影響，綜合預(yù)測(cè)可能產(chǎn)生的工程危害，做好防治方案。

3 水文檢測(cè)系統(tǒng)穩(wěn)定性的防雷控制

由于工程勘察多在野外進(jìn)行，而水文檢測(cè)系統(tǒng)所應(yīng)用的設(shè)備，極容易受雷電感應(yīng)的影響，嚴(yán)重的甚至造成破壞，這不僅造成水文檢測(cè)收集信息的誤差，還會(huì)耽誤了工程進(jìn)程，增加工程成本。所以，水文檢測(cè)系統(tǒng)的防雷控制應(yīng)引起重視。隨著工程勘察技術(shù)越來(lái)越成熟，防雷控制取得了很大進(jìn)展。但雷電本身存在復(fù)雜性一面，只有不斷積累工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，才會(huì)做到以防萬(wàn)一。

(1)外部防雷保護(hù)系統(tǒng)，也稱為避雷針(網(wǎng))系統(tǒng)，保護(hù)建筑物和戶外設(shè)備不受直擊雷雷擊;其組成部分之一的接地體的電阻一般要求小于10Ω。當(dāng)前在水文檢測(cè)工作中，單支避雷針?lè)雷o(hù)直擊雷應(yīng)用最普遍，其基本防雷級(jí)別布置參數(shù)如表1所示。表中，保護(hù)角是以等效法計(jì)算方式，且在滾球法的基礎(chǔ)上計(jì)算。滾球法是當(dāng)前國(guó)際與國(guó)內(nèi)公認(rèn)與采用的標(biāo)準(zhǔn)，它確定防雷導(dǎo)體保護(hù)空間是基于某一雷閃數(shù)字模型而進(jìn)行。但這些計(jì)算很復(fù)雜，滾球半徑可用簡(jiǎn)式估算:hy=10×I0.65;此外，在采用獨(dú)立避雷針?lè)览讜r(shí)，當(dāng)其針、線的高度大于所用的滾球半徑時(shí)，就無(wú)法明確防直擊雷的保護(hù)范圍。所以，可根據(jù)要保護(hù)的范圍進(jìn)行相應(yīng)的避雷設(shè)計(jì)。

表1 根據(jù)防雷級(jí)別布置接閃器的參數(shù)

(2)防雷保護(hù)系統(tǒng)的一些控制要點(diǎn):一是，研究與實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在同一高度避雷針的針狀結(jié)構(gòu)有著避雷線、帶同樣的接閃功能，可以說(shuō)針狀是接閃器比較理想的形狀;二是，防雷的保護(hù)范圍與性能通常由滾球半徑所決定的，通常水文檢測(cè)系統(tǒng)中避雷針應(yīng)低于滾球半徑20～30 m之間的控制范圍內(nèi)，滾球半徑愈小可進(jìn)入保護(hù)范圍的雷擊能量越小;三是，從防雷的角度來(lái)看，若兩個(gè)地網(wǎng)相距不是很遠(yuǎn)，沒(méi)有必要在每一站點(diǎn)設(shè)置兩個(gè)地網(wǎng)，而是在避雷與設(shè)備接地設(shè)計(jì)一個(gè)接地地網(wǎng)便可，也更方便等電位的聯(lián)接。至于內(nèi)部防雷保護(hù)系統(tǒng)，則宜重點(diǎn)考慮通信、電源以及信號(hào)線這3類線路的防雷工作，如傳感器信號(hào)線防雷措施，比較合理的措施是避雷線高出信號(hào)線1 m以上，且在信號(hào)線上方架設(shè)避雷線。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，水文檢測(cè)工作是一項(xiàng)復(fù)雜性工程，隨著環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越突出，水文資源受自然因素與人為因素的影響越來(lái)越明顯。所以，不僅要重視勘察過(guò)程中的檢測(cè)控制，還要做好防雷保護(hù)系統(tǒng)。尤其是在工程處于比較惡劣的野外環(huán)境，遇到巖石類型的地質(zhì)，就必須全方位的進(jìn)行檢測(cè)與防護(hù)，才能使勘察環(huán)節(jié)提供更可靠、更穩(wěn)定、更準(zhǔn)確的水文監(jiān)測(cè)信息，有效防范施工過(guò)程中出現(xiàn)水文地質(zhì)引起的事故，減少因工程質(zhì)量問(wèn)題而引起的經(jīng)濟(jì)糾紛，從而使工程的進(jìn)程有序進(jìn)行，有力保證工程質(zhì)量。

［1］藺彥.淺談地下水對(duì)巖土工程的危害［J］.才智.2010(10).

［2］許碧銓.水文地質(zhì)在工程勘察中存在的問(wèn)題及其危害［J］.科技資訊，2009(17).

［3］李能芬.工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)問(wèn)題的危害探討［J］.甘肅科技，2011(12).

［4］鞏建敏，王家華.工程勘察中的水文地質(zhì)問(wèn)題不容忽視［J］.科技促進(jìn)發(fā)展(應(yīng)用版)，2011(04).