孫遠振
(湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四〇五隊,湖南 吉首 416000)
隨著我國工程建設事業(yè)的發(fā)展,工程項目規(guī)模逐步擴大,項目數(shù)量不斷增加,與此同時也面臨著一系列的挑戰(zhàn)。工程施工項目涉及的內(nèi)容比較多,具有復雜性,在前期必須做好施工前的地質(zhì)勘查工作,全面了解工程施工周圍的水文地質(zhì)狀況,掌握地下水的分布情況,發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律,以便于合理利用地下水資源,避免地下水帶來負面影響,做好相應的預防措施,保障工程施工的順利進行,提高工程地質(zhì)勘查工作水平。(圖1 為水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)圖)[1]。
圖1 水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)圖
在進行水文地質(zhì)勘查作業(yè)時,首先需要工作人員針對當?shù)氐淖匀坏乩項l件做好分析與勘查工作。這里所談到的地理條件,主要包括了勘查區(qū)域的氣象條件、水文條件以及地形地貌條件。其中,氣象水文更多指的是勘查區(qū)域的氣候帶分布,以及濕潤度與熱量等。
在進行水文地質(zhì)勘查工作時,水文條件與地質(zhì)條件始終是無法分開討論的。對此,便需要工作人員對包括地質(zhì)結(jié)構(gòu)、基底結(jié)構(gòu)以及巖層巖性等因素在內(nèi)的地質(zhì)情況進行分化的分析和研究。
在水文地質(zhì)勘查作業(yè)中,地下水位的勘查始終是最為關(guān)鍵的一個項目。主要包括了近幾年來地下水位最高、最低水位的變化趨勢、地下水與地表水的補給關(guān)系以及排泄條件等。
我國水文地質(zhì)分布區(qū)域性差異明顯,使得部分地下水文系統(tǒng)發(fā)育較為完善的區(qū)域在地質(zhì)工程施工中所受影響更為明顯。在地下水資源豐富地區(qū)中,受自然氣候變化所致地下水位變化尤為明顯,故在地質(zhì)工程施工中易由于地下水位變化引發(fā)孔隙水壓異常,降低地基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及承壓能力,特別是在實際施工中出現(xiàn)地下水滲流情況時,則可由于地基承壓力及地下水浮力變化,直接破壞地基結(jié)構(gòu),引發(fā)安全事故。而地下水中所含各類礦物質(zhì)成分,則可對建筑施工設備及地基結(jié)構(gòu)造成一定腐蝕,當水文地質(zhì)條件發(fā)生變化時,或可增加腐蝕性破壞進展,增加施工安全問題誘因及發(fā)生風險。
自然環(huán)境下地下水水文條件僅受氣候因素變化影響,出現(xiàn)上浮或下降,故對地質(zhì)結(jié)構(gòu)物明顯影響,而在地質(zhì)工程施工中,可在人為破壞性施工因素影響下,增加地下水受氣候變化影響效果,出現(xiàn)明顯水位上浮或下降變化,進而在加劇動水壓作用后,引發(fā)流沙、管涌等地質(zhì)災害,造成地質(zhì)工程基礎結(jié)構(gòu)破壞,使得施工難度增加[2]。
地質(zhì)工程施工中地下水水位變化是影響施工安全性的主要原因,受季節(jié)性氣候變化影響,地質(zhì)工程地基可在地下水水位上升后所致侵蝕、結(jié)構(gòu)性破壞后出現(xiàn)地基移位、滑坡等問題,增加地基坍塌風險,且地下水水位上升后可在滲入地基巖土層后降低巖土層硬度,出現(xiàn)地基下陷等問題,需在進行相應施工處理后確保后續(xù)工程的正常施工,若處理不及時,則可在引發(fā)工程結(jié)構(gòu)垮塌后,對施工人員安全造成威脅,故水文地質(zhì)條件變化可在對施工安全性造成直接影響后,對地質(zhì)工程施工進度造成不良影響。
目前,部分工程地質(zhì)勘查人員,雖然認識到水文地質(zhì)勘查的重要性,但是對于水文地質(zhì)勘查的內(nèi)容還不夠全面,在認知上有所偏差,比較片面,沒能清晰地定義水文地質(zhì),以至于未能推動水文地質(zhì)勘查工作的現(xiàn)代化發(fā)展,其勘查水平還有待提升??辈槿藛T并未充分發(fā)揮自身的作用,忽視了對工程施工區(qū)域地下水分布情況的勘查,對周圍巖石的性質(zhì)了解不夠透徹,致使設計人員在進行施工方案設計時缺乏可靠的依據(jù),可行性有待提升。除此之外,仍然有部分工程施工,并未重視水文地質(zhì)勘查工作,未能充分準備前期準備工作,缺乏目的性,以至于對施工區(qū)域周圍的水文情況不夠了解,容易造成資源的浪費,并且導致設計方案不完整,缺乏可靠性,數(shù)據(jù)的準確性不高[3-5]。
水文地質(zhì)勘查的重要目的就是為了減少地質(zhì)災害的影響,通過水文地質(zhì)與水利災害的關(guān)系分析,從而實現(xiàn)對工程風險的有效預警。而水文地質(zhì)中的地下水無疑是災害產(chǎn)生的主要來源。尤其是水利工程的建設,除了表層水土工程的控制外,地下水風險的管理也是其重要因素,不管是自然因素還是人為因素所造成地下水位的上升下降,都會對整個水利生態(tài)造成大范圍干擾。最直接的影響就是工程建設地基的承載能力如果地下水位超過臨界控制范圍,就會對水利工程的整體性能與安全穩(wěn)定造成不可估量的影響。
地下水控制是水利工程質(zhì)量管理的最直接、最關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)的建筑工程施工地基一般都會選擇穩(wěn)定的巖層環(huán)境中,而水利工程的應用環(huán)境就需要設計在復雜的水文地質(zhì)中,且水文情況還會隨工程建設產(chǎn)生巨大變化。所以地下水壓的監(jiān)管是影響工程質(zhì)量的主要內(nèi)容,一般面對地下水壓變化主要有以下兩種影響:①地下水壓對施工安全的影響,盡管在施工前已經(jīng)全面勘測施工地的水壓變化情況。但是實際施工中由于地理環(huán)境變化仍然有可能出現(xiàn)水文地質(zhì)變化,比如水壓突變、流砂、突涌等都會造成施工環(huán)境變化。②對后期工程使用的影響,水利工程的使用需要借助穩(wěn)定的水文地質(zhì),但是地下水位、水壓都會造成水利工程的地基變化。如果水文地質(zhì)變化超過水利工程的設計要求,那么就很有可能會造成水利工程的安全隱患排查,所以對水文地質(zhì)的勘查需要涉及到施工規(guī)劃、實際施工、后期施工的一系列流程[6]。
現(xiàn)如今在很多地質(zhì)工程進行勘查時,普遍存在勘查人員自身素質(zhì)不足等問題,并且工作人員多數(shù)都是農(nóng)民工,沒有經(jīng)過專業(yè)培訓,自身安全意識十分差,不僅僅無法保證工程勘查的整體精度,同時也會增加安全事故出現(xiàn)概率,對于地質(zhì)工程的勘查以及施工進度會帶來較為嚴重影響。在此之外實際進行勘查前,沒有做好相應的準備工作,也沒有完善的施工計劃,這些情況的存在也是難以保證各項資源得到合理應用,存在較為嚴重資源浪費情況,同時也是加大了地質(zhì)勘查過程中的經(jīng)濟負擔。所以在勘查中需要對工作人員整體素質(zhì)給予保障,避免勘查工作順利進行帶來影響。
在工程地質(zhì)勘查過程中,應明確水文地質(zhì)參數(shù)測定內(nèi)容,并且保障測定結(jié)果的準確性,可從以下幾個方面著手:一方面了解工程施工所在區(qū)域的含水層。科學探測地下水位,以確認地下水位處于靜止狀態(tài),呈現(xiàn)多層含水層狀況。如果是含水層,需要判斷含水層的各項信息,根據(jù)含水層的實際狀況來選擇相適宜的測量方法,以免影響最終結(jié)果的準確性,出現(xiàn)誤差。另一方面要確定地下水的水流方向,這是水文地質(zhì)勘查工作中的重點部分。
表1 水文地質(zhì)參數(shù)測定方法
當前,地下水主要是作為農(nóng)村基本的用水資源,工程建設與城市建設穩(wěn)定性對于地下水位穩(wěn)定性有很高要求,地下水位作為支撐地質(zhì)工程的因素,如果地下水位被過度開發(fā)將會造成地基不穩(wěn),從而影響到水文地質(zhì)的質(zhì)量與使用壽命,所以在城市規(guī)劃時對于地下水位要給予高度重視,一旦出現(xiàn)水位過大變化將會直接影響到整體的水利生態(tài)穩(wěn)定性,需要對于地下水位變化制定完善防治預案,保證工程項目與水文地質(zhì)的穩(wěn)定安全。
外部因素對于水文地質(zhì)的影響最大的就是季節(jié)性的水量變化很大,降雨量增多與河流水位上升會對水文勘測造成巨大干擾,造成地下水位升高影響到原有地基的承載能力,所以對于水文地質(zhì)的勘查要充分考慮到季節(jié)因素的變化,分別在不同季節(jié)勘查其地下水狀態(tài)五地基的承載力,為相關(guān)工程建設提供水文地質(zhì)變化規(guī)律的整體分析。
對于地質(zhì)勘查單位而言,需要定期地進行培訓以及學習,通過邀請專業(yè)的人員進行培訓,可以將最新勘查方法以及技術(shù)和設備操作技巧等及時傳授給勘查工作人員,保證自身的專業(yè)素質(zhì)水平進行提升,為勘查精度和質(zhì)量提供出相應保障。在此之外還需要對水文地質(zhì)勘查評價機制進行完善,保障勘查工作可以更加標準化以及規(guī)范化進行,有效降低其他因素對于勘查質(zhì)量所帶來影響。因此需要制定出相應解決措施,提供更加真實和有效理論數(shù)據(jù),以提高工程建設整體質(zhì)量。此外在勘查中,加強人員綜合素質(zhì)培訓,不僅可以保障勘查工作順利進行,同時對勘查工作持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展具有重要幫助[7,8]。
總而言之,在工程建設中,工程地質(zhì)勘查工作是保障工程施工順利開展的重要前提,水文地質(zhì)則是工程地質(zhì)勘查工作中的重點部分,必須予以高度重視。在實際勘查過程中,需要全面了解建筑工程周圍的水文條件,并且找到其中存在的問題,基于工程施工要求,制定相應的設計方案,以減少水文地質(zhì)對工程施工的危害和影響。