劉娟
摘 要:水文地質(zhì)工作是工程地質(zhì)勘察中重要的一環(huán)。為提高工程勘察的質(zhì)量, 本文就水利工程勘察中的水文地質(zhì)問題進行了探討。對提高水利工程質(zhì)量具有重要的意義。
關(guān)鍵詞:水利工程 勘察 水文地質(zhì)
一、前言
進行水文地質(zhì)勘察的主要目的在于確定地下水的成因、分布規(guī)律以及其內(nèi)所包含的化學(xué)物質(zhì)種類等,以便更好地提升地下水的利用率,最大程度規(guī)避地下水所產(chǎn)生的不利影響。在進行水文地質(zhì)勘察的過程中,施工人員能夠從多方面直觀地了解到地下水的變化情況,以及其在變化過程中伴隨的成分變化與分布特征的變動,幫助相關(guān)工作人員更高效地利用與開發(fā)地下水資源,為水利工程建設(shè)工作的順利推行奠定良好基礎(chǔ)。
二、水文地質(zhì)問題的重要性
在工程勘察、設(shè)計和施工過程中,水文地質(zhì)問題始終是一個極為重要但也是一個易于被忽視的問題。之所以重要,是因為水文地質(zhì)和工程地質(zhì)兩者關(guān)系極為密切,互相聯(lián)系和互相作用,地下水既是巖土體的組成部分,直接影響巖土體工程特性,又是基礎(chǔ)工程的環(huán)境,影響建筑物的穩(wěn)定性和耐久性。而在實際的勘察工作中因很少直接涉及水文參數(shù),水文地質(zhì)問題往往被忽視,只簡單地對天然狀態(tài)下的水文地質(zhì)條件作一般性評價。因此,經(jīng)常發(fā)生由地下水引發(fā)的各種巖土工程危害問題。為提高工程勘察質(zhì)量,在勘察中加強水文地質(zhì)問題的研究是十分必要的。
三、工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評價的內(nèi)容
(一)評價地下水對巖土體和建筑物的作用和影響,并預(yù)測可能產(chǎn)生的危害。
(二)結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類型的需要,查明水文地質(zhì)問題,提供選型所需的水文地質(zhì)數(shù)據(jù)。
(三)查明地下水的天然狀態(tài)和天然條件下的影響,分析并預(yù)測人為活動中地下水的變化情況及對巖土體和建筑物的反作用。
(四)從工程角度,按地下水對工程的作用與影響,提出不同條件下應(yīng)當著重評價的地質(zhì)問題:一是對埋藏在地下水位以下的建筑物基礎(chǔ)中水對砼及砼中鋼筋的腐蝕性。二是對選用軟質(zhì)巖石、強風(fēng)化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎(chǔ)持力層的建筑場地,應(yīng)著重評價地下水活動對上述巖土體可能產(chǎn)生的軟化、崩解、脹縮等作用。三是在地基基礎(chǔ)壓縮層范圍內(nèi)存在松散、飽和的粉細砂粉土?xí)r,應(yīng)預(yù)測產(chǎn)生地震液化、潛蝕、流砂、管涌的可能性。四是在地下室車庫設(shè)計施工中,由于地下水位變化引起的基坑上浮問題。
四、水文地質(zhì)條件對工程造成危害的主要因素
(一)地下水位下降。地下水位的降低大多都是因為人為因素導(dǎo)致的,例如大量集中抽取地下水、采礦活動中的礦床疏干以及上游修建水庫、筑壩截奪下游地下水的補給等。地下水的極大下降,往往誘發(fā)地面塌陷、地面沉降、地裂等地質(zhì)災(zāi)害與地下水質(zhì)惡化、水源枯竭等環(huán)境問題,對建筑物的穩(wěn)定性、巖土體與人類自身的居住環(huán)境造成很大威脅。
(二)潛水位上升。水利工程建設(shè)及區(qū)域水文條件的變化常會造成潛水位上升,如修建水庫、地下水來源地的河流、湖泊、水庫等水位的上升。建筑物的安全性和穩(wěn)定性易受潛水位上升的影響,其影響主要有以下幾個方面:一是通過軟化地基影響建筑物的安全。潛水位上升,促使粘性土壓縮性增高、強度降低和含水率增高,誘發(fā)建筑物的沉降變形;二是潛水位上升會誘發(fā)地基隆起或側(cè)移,前者會導(dǎo)致建筑物的基礎(chǔ)上浮,后者導(dǎo)致建筑物傾斜或墻體破裂;三是潛水位上升會促使砂土或粉土達到飽和狀態(tài),通常會引發(fā)流砂、管涌現(xiàn)象,也會帶來砂土液化等問題;四是造成潛水位以下的地下室浸水,使其喪失使用價值;五是改變土壤的化學(xué)性狀,如沼澤化、鹽漬化等,給建筑物帶來腐蝕;
(三)地下水頻繁升降。因為地下水的頻繁升降變化就會引起了膨脹性的巖土?xí)a(chǎn)生了不均勻的膨脹縮小變形,也使得每一次的巖土膨脹變化幅度增加,逐漸會引起了地裂現(xiàn)象,進而讓建筑物自身很容易被破壞。由于地下水頻繁升降變動,就會讓地下水不斷交替,讓土質(zhì)中的膠結(jié)物---鐵、鋁等成分損失,在土層失去了膠結(jié)物之后,就會使得土質(zhì)開始變松、讓含水量的縫隙開始增大,不斷降低了承載量,這也為后期巖土工程的基礎(chǔ)選擇與處理工作帶來了巨大的困難。
五、地質(zhì)勘探中水文地質(zhì)問題解決建議
(一)提高對水文地質(zhì)問題的重視度。為了有效的提高地質(zhì)勘查的質(zhì)量,進行地質(zhì)勘查的過程中,不僅要對水文地質(zhì)問題進行研究,而且還要對和巖土相關(guān)的水文地質(zhì)問題進行分析。地質(zhì)勘查的水文地質(zhì)內(nèi)容,要對自然地理條件、地質(zhì)情況、地下水位情況、含隔水層、含水層的分布情況等進行分析。其中,自然地理條件主要包括氣象水文特征,例如,工程所在地域的季風(fēng)情況,氣候濕潤度等;地形地貌主要指的是工程所在地域的平原、水系、高原、地形的平坦度、地貌的侵蝕情況以及地表堆積物等因素。
(二)重視水文地質(zhì)參數(shù)測定。在工程地質(zhì)的勘查過程中,應(yīng)該及時的做好以下工作來保證獲得精準的水文地質(zhì)參數(shù):及時測定水文地質(zhì)勘查中的地下水壓,即要做好壓水試驗,根據(jù)實際情況確定試驗的起始壓力、最大壓力和壓力基數(shù),并根據(jù)壓力和入水量的關(guān)系繪制成最終的P-Q曲線;用幾何法測量和確定地下水的流向,用充電法測定地下水的流速;做好工程地下水位的測定工作,凡在工程地質(zhì)勘查的過程中遇到地下水層時,都需要及時的測定其水位。
(三)采取有效的方法進行水位測量。為操作方便,可以采取分段鉆進方法,設(shè)計好每天的鉆進工作量,開鉆后可以先以一天的鉆進量為一段。每天鉆進結(jié)束后,將孔中水抽干,第二天開鉆前測量水位,即可查明該段是否含水。若上部地層均不含水則可一直這樣進行下去。若上部已有含水層(如第四系含水層),則需將測量段密封起來,抽干其中的水,第二天測量該段是否有水及水壓大小以確定其含水性及水位情況。巖體完整段一般不含水,節(jié)理、裂隙密集段可能有水,也可能無水,總體來說,由于巖體中滲透的裂隙性,鉆孔中肯定只有小部分區(qū)段有水。這樣,通過測量可以把地層分為含水段與不含水段,再結(jié)合地球物理勘探測量確定出地層的含水部位(裂隙帶) 與不含水部位(與水文地質(zhì)中的找水勘探類似)以此資料作為巖體穩(wěn)定性分析的依據(jù)要準確可靠得多。含水帶確定之后,可以根據(jù)含水帶的分布特點,用裂隙滲透的原理,來確定地下水對巖體穩(wěn)定性的影響。
5、結(jié)語
水文地質(zhì)勘察對于工程的地質(zhì)災(zāi)害防治也發(fā)揮著重要作用。因此,制定科學(xué)合理的勘察策略,提高勘察水平,一定會對水利工程的建設(shè)起到巨大的助推作用。因此,在今后的勘察工作中,要更加重視使用科學(xué)方法作為指導(dǎo),對地質(zhì)問題進行全面的分析,關(guān)注每一個細節(jié),才能保證勘察的成果具有很強的實用性和預(yù)見性,并更好地為水利工程服務(wù)。
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