李樹(shù)龍,李 文
(紅河州水利水電勘察設(shè)計(jì)研究院,云南 蒙自 661199)
水文地質(zhì)調(diào)查也是工程項(xiàng)目中地質(zhì)調(diào)查研究的一項(xiàng)重要內(nèi)容。根據(jù)當(dāng)今對(duì)工程項(xiàng)目中地質(zhì)考察的調(diào)查結(jié)果,在工程中不重視水文地質(zhì)問(wèn)題是工程產(chǎn)生大量水文地質(zhì)隱患的根源所在。在工程建設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)中,便會(huì)產(chǎn)生品質(zhì)問(wèn)題。由于地下水是地質(zhì)環(huán)境中的最主要成分,它對(duì)地質(zhì)環(huán)境的特性有很大影響,從而勢(shì)必會(huì)影響施工質(zhì)量,并導(dǎo)致施工的安全穩(wěn)定度等問(wèn)題產(chǎn)生。因此一般在地質(zhì)勘查項(xiàng)目中,對(duì)水文等地質(zhì)數(shù)值的取平均值注重較小,水文地質(zhì)問(wèn)題通常不受注重。針對(duì)有關(guān)問(wèn)題開(kāi)展探討,以期有目的性地指出解決策略。
鳳凰水庫(kù)項(xiàng)目地貌類(lèi)型復(fù)雜豐富,以巖溶地貌居多,侵蝕地形為輔,不同的地形及形狀組成控制著地下水的補(bǔ)充、徑流、排出狀況。該區(qū)地形整體走勢(shì)南高北低,沿區(qū)內(nèi)不同水文地質(zhì)區(qū)域地下水分界點(diǎn)兩邊,產(chǎn)生不同的地下水補(bǔ)充、徑流、排出區(qū)的分散布局,但總體來(lái)說(shuō),地表水系是測(cè)區(qū)地下水排出的關(guān)鍵通道。鳳凰水庫(kù)的排出區(qū)多分散于盆(谷)地和狹谷兩岸,按照測(cè)區(qū)內(nèi)地下水循環(huán)特征和排出點(diǎn)分散狀況,可將測(cè)區(qū)別為7個(gè)水文地質(zhì)模塊,各水文地質(zhì)模塊均受地形地貌、巖層和結(jié)構(gòu)的控制,產(chǎn)生獨(dú)立的補(bǔ)充、徑流、排出系統(tǒng)。
基于當(dāng)今工程建設(shè)環(huán)節(jié)對(duì)作業(yè)環(huán)境、條件等層面指出的較高要求,為了有效保障工程建設(shè)環(huán)節(jié)的合理性和安全性,積極推動(dòng)工程地質(zhì)勘探工作的進(jìn)步,尤其是水文地質(zhì)在工程勘察中的運(yùn)用發(fā)展,對(duì)于全面提升當(dāng)今工程地質(zhì)勘探水平和品質(zhì)有重要作用。水文地質(zhì)在工程地質(zhì)勘探中的運(yùn)用,有效填補(bǔ)了有關(guān)項(xiàng)目選地與施工環(huán)節(jié)中地下水的分布、物理特性及化學(xué)構(gòu)成、地下水資源的充分利用與規(guī)劃布局等諸多方面內(nèi)容,在原本項(xiàng)目規(guī)劃和勘察內(nèi)容上對(duì)施工方案給予了更加合理和精確的參照,使其有效避免了地下水對(duì)建筑工程進(jìn)度的不良影響,進(jìn)而確保工程地質(zhì)勘探的總體品質(zhì)。
在原本的工程地質(zhì)勘探環(huán)節(jié)中,受技術(shù)、作業(yè)細(xì)節(jié)構(gòu)思、制定方案等各方面要素的局限,水文地質(zhì)層面的評(píng)價(jià)通常具有巨大誤差,對(duì)項(xiàng)目建設(shè)造成了很大的經(jīng)濟(jì)和品質(zhì)危害。逐步增加水文地質(zhì)在工程地質(zhì)勘探中的運(yùn)用范圍和力度,可以有效指引有關(guān)部門(mén)逐步造成有關(guān)地下水對(duì)項(xiàng)目危害的重要認(rèn)知,并及早對(duì)地下水的布局與存在將會(huì)帶來(lái)的有毒性化學(xué)物質(zhì)污染、地質(zhì)工程不穩(wěn)固及其地下水位升降造成的多方面危害有目的性的運(yùn)用解決措施,減少地下水水壓及化學(xué)物質(zhì)等對(duì)工程品質(zhì)帶來(lái)的問(wèn)題。尤為重要的是水文地質(zhì)在工程地質(zhì)勘探中的運(yùn)用,有利于工程地質(zhì)勘探思想體系的全面補(bǔ)充和健全,進(jìn)而推動(dòng)國(guó)內(nèi)項(xiàng)目建設(shè)能力的總體提高。
工程地質(zhì)勘探的總體目標(biāo)是在工程建設(shè)初期研究具體工程建設(shè)地區(qū)的地質(zhì)狀況,進(jìn)而按照具體情況研究出適合的建設(shè)方式和措施,并對(duì)這種行為進(jìn)行總結(jié),獲得合理而有效的結(jié)論。在建筑項(xiàng)目初期的籌備時(shí)期,地質(zhì)勘探員工要對(duì)所在位置有一個(gè)總體的地質(zhì)狀況調(diào)研,并在這一基礎(chǔ)上對(duì)工程施工地區(qū)進(jìn)行重點(diǎn)地質(zhì)勘察。有關(guān)的技術(shù)人員必須統(tǒng)一地各抒己見(jiàn),集中研究在建設(shè)地區(qū)出現(xiàn)的問(wèn)題,查看資料,考慮情形,深層次研討出現(xiàn)的問(wèn)題,進(jìn)而可以針對(duì)性地提供解決方法,更換工程建設(shè)措施,確保建筑項(xiàng)目的順利進(jìn)行。并且地質(zhì)勘探可以對(duì)目前存地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行合理而詳細(xì)分析,有利于末期項(xiàng)目的治理和開(kāi)發(fā),可以末期總體建設(shè)的設(shè)計(jì)工作和建設(shè)作業(yè)給予合理的引導(dǎo)和幫助。工程地質(zhì)勘探是確保建筑項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全合理的核心,工程地質(zhì)勘探的品質(zhì)直接影響項(xiàng)目建設(shè)的進(jìn)度,并且對(duì)建筑總體的穩(wěn)定性可以進(jìn)行直接的評(píng)價(jià)。在地質(zhì)勘探中水文地質(zhì)問(wèn)題時(shí)常被勘察員工所忽視,因?yàn)樗牡刭|(zhì)問(wèn)題通常不會(huì)對(duì)目前的建筑造成很大損壞,正是如此,大眾忽視了不當(dāng)?shù)乃牡刭|(zhì)狀況會(huì)通過(guò)長(zhǎng)久的侵蝕而對(duì)建筑的耐用性方面造成的不良影響。在具體項(xiàng)目建設(shè)環(huán)節(jié)中,水文地質(zhì)問(wèn)題會(huì)嚴(yán)重影響工程施工的穩(wěn)定性,因此,進(jìn)行項(xiàng)目勘察,并對(duì)其中水文地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)分析,是很關(guān)鍵的。在一些水文地質(zhì)比較復(fù)雜的地區(qū),恰是因?yàn)闆](méi)在地質(zhì)勘察中對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行深入而合理的研究,進(jìn)而造成建筑完工后,因?yàn)榈叵滤淖兌鸬母鞣N狀況,嚴(yán)重影響建筑設(shè)施的穩(wěn)定性。
地下水位的升高是由許多因素引發(fā)的,這其中升高的地方是關(guān)鍵的因素,重要因素包含地底含水層的構(gòu)造、地層結(jié)構(gòu)及其氣候環(huán)境等,以上均會(huì)對(duì)地下水位的改變發(fā)生不良影響。人為要素對(duì)工程地質(zhì)環(huán)境的危害是相當(dāng)大的。地下水位的改變是自然因素和人為要素相互影響的結(jié)果。地下水位升高的時(shí)期,土質(zhì)會(huì)被淹沒(méi)或鹽堿化,導(dǎo)致地質(zhì)勘探中發(fā)生很大的難度,尤其是項(xiàng)目結(jié)構(gòu)被浸蝕。項(xiàng)目構(gòu)造遭受損壞,這將難以避免的危害項(xiàng)目的品質(zhì)。
當(dāng)?shù)氐乃唤档偷臅r(shí)期,地下水位便會(huì)降低。地下水干涸通常是人為因素發(fā)生的。當(dāng)前,農(nóng)林、礦物等行業(yè)發(fā)展迅猛,對(duì)水資源的消耗量巨大。地下水的過(guò)量使用是引發(fā)地下水位降低的重要因素。倘若地下水供給不夠,無(wú)法立即補(bǔ)充,水位會(huì)明顯降低,引發(fā)地面下沉、地面開(kāi)裂等。地下水資源枯竭,水體惡化,會(huì)損壞項(xiàng)目構(gòu)造,危害大眾的生活品質(zhì),危害平常的生產(chǎn)生活。建筑將會(huì)因地下水位降低、缺少穩(wěn)定度或墻體開(kāi)裂等因素而損壞。
當(dāng)部分水位發(fā)生經(jīng)常升高或者降低的狀況時(shí),便會(huì)因地層結(jié)構(gòu)的脹縮不均勻而危害項(xiàng)目的穩(wěn)定性。地下水位改變頻繁,會(huì)造成土質(zhì)綿軟,導(dǎo)致承載能力不夠,在地質(zhì)勘探中,很可能因?yàn)槭褂貌簧剖沟叵滤:?xiàng)目,導(dǎo)致其彎曲,建筑穩(wěn)定性降低,并且還易于發(fā)生地面開(kāi)裂問(wèn)題。
在地質(zhì)勘探中,對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題的評(píng)估,重點(diǎn)應(yīng)關(guān)注以下3 點(diǎn)。
(1)應(yīng)當(dāng)著重評(píng)估地下水對(duì)巖石體和建筑物結(jié)構(gòu)的影響與危害性,并預(yù)測(cè)將會(huì)出現(xiàn)的地質(zhì)工程危險(xiǎn),提出防治措施。
(2)在地質(zhì)調(diào)查研究中,還應(yīng)當(dāng)緊密結(jié)合建筑地基基礎(chǔ)分類(lèi)的要求,查清了有關(guān)水文問(wèn)題,并給予所選型需的水文材料[1]。
(3)需從工程技術(shù)角度,按地下水對(duì)工程環(huán)境的影響和風(fēng)險(xiǎn),指出不同環(huán)境下應(yīng)該主要評(píng)價(jià)的地質(zhì)問(wèn)題,例如:①對(duì)掩埋在地下水位之下的建筑基礎(chǔ)中水對(duì)混凝土及混凝土內(nèi)鋼材的侵蝕性。②對(duì)使用軟性巖體、強(qiáng)風(fēng)化巖石、殘積土、膨脹土等以巖土體作為基礎(chǔ)持力層的主要施工地點(diǎn),并著重評(píng)估地下水運(yùn)動(dòng)對(duì)上述巖土體所會(huì)形成的失穩(wěn)、崩解、脹縮等影響。當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)壓縮層區(qū)域內(nèi)存在松散、飽和的粉細(xì)砂、粉上時(shí),應(yīng)預(yù)測(cè)形成潛蝕、流砂、管涌現(xiàn)象的概率。③當(dāng)基礎(chǔ)下面出現(xiàn)承壓含水層,要對(duì)基坑開(kāi)挖后承壓水沖垮基坑底板的概率開(kāi)展測(cè)算和評(píng)價(jià)。④在正常地下水位底部開(kāi)挖的地基,應(yīng)當(dāng)進(jìn)行滲漏和富水試驗(yàn),并評(píng)估由人工降雨所產(chǎn)生的土層沉降、邊坡失衡從而危害周邊建筑穩(wěn)固的概率。
巖土的工程地質(zhì)特征不但包含巖土的物理特性,也包含巖土的水理特征。巖土的水理特征是最該我們?cè)诠こ痰刭|(zhì)勘探環(huán)節(jié)中應(yīng)重視的一個(gè)主要因素,由于其不但可以危害巖土的硬度功能和塑性功能,某些異常的特征還可以隨時(shí)對(duì)巖土工程的穩(wěn)定度產(chǎn)生危害。
按照在地下水巖土中的保存方法,地下水主要可分為如下3 種:重力水、毛細(xì)管水以及強(qiáng)結(jié)合水,而當(dāng)中,以結(jié)合水方法存在的地下水又可分為軟結(jié)合水以及強(qiáng)結(jié)合水。
(1)脹縮性。巖土在喪失地下水后體形縮小、吸收地下水后體型變大的特征就是巖土的脹縮性。巖土的脹縮性可以隨時(shí)危害土坡表面穩(wěn)定度及其地基的彎曲狀況,巖土工程產(chǎn)生縫隙、基坑凸起等的情況通常是由巖土的脹縮性所產(chǎn)生的。
(2)給水性。飽水巖石在受到自重的影響時(shí),如果能夠在巖石裂縫中淌下一定的水就是巖石的給水性,也可以用給水性代表。給水方式度不僅可以影響建筑施工地區(qū)疏干的時(shí)間,而且是地下含水層結(jié)構(gòu)中主要的水文指標(biāo)之一,其測(cè)量方法一般采用試驗(yàn)室方法。
(3)崩解性。由于巖土的顆粒逐漸被摧毀和削弱,巖石在遇到水浸后會(huì)形成土層解體和崩散的,特征就是巖石的崩解行。巖石的結(jié)構(gòu)、礦物成分,以及粒徑大小等都會(huì)影響巖石的崩解特性。當(dāng)中,不同的巖石具有不同的崩解方式,主要成分為石英脈的巖石多以開(kāi)裂狀方式崩解,而主要成分為高嶺土、水海桐以及蒙脫石的巖土,在崩解時(shí)多呈較松散的方式。
(4)透水性。巖土透水性為巖土允許水在遭受重力作用時(shí)根據(jù)巖土的特征。通常堅(jiān)固巖體的巖溶抑或裂縫發(fā)育情況越明顯,巖土的透水性功能就越強(qiáng);疏松巖土的顆粒越不均衡、越細(xì),則巖土的透水性功能就越弱。通??梢杂猛杆蚀韼r土的透水性,我們可以根據(jù)壓水實(shí)驗(yàn)、滲水實(shí)驗(yàn)及其抽水試驗(yàn)等求得巖土的透水率。
(5)軟性。軟巖石在遇到水浸時(shí)其力學(xué)特性下降的特點(diǎn)是巖石的軟,用軟系數(shù)來(lái)表示。巖石軟是指影響巖體抗水浸力,以及抗風(fēng)化等具體原因。變軟是指巖石的一種特性,長(zhǎng)期存在于不同成分的泥質(zhì)砂巖、頁(yè)巖、水泥石,以及黏性土壤層中等。
在研究水文問(wèn)題危害的時(shí)候,需要融入自身的情況,這樣才能夠全面掌握水文問(wèn)題分析得意義,制定相應(yīng)的危害防治措施。水文地質(zhì)包括的工作內(nèi)容很多且比較復(fù)雜,所以水文勘察任務(wù)中需要有合理且合理的工作方案,才能夠合理地完成各項(xiàng)勘察任務(wù),并研究存有的水文地質(zhì)問(wèn)題??辈烊藛T針對(duì)各種類(lèi)型的水文地質(zhì)問(wèn)題,必須采用不同的勘測(cè)技術(shù)和方式上水文地質(zhì)包括的工作內(nèi)容多而又比較復(fù)雜,所以水文與地質(zhì)勘察任務(wù)都需要有合理而合理的方案,才能夠合理地完成各項(xiàng)勘察任務(wù),并研究存有的水文地質(zhì)問(wèn)題??蓮囊韵聝蓚€(gè)層面進(jìn)行:①勘察人員在完成各項(xiàng)水文地質(zhì)勘察任務(wù)時(shí),應(yīng)當(dāng)事先清晰本身的具體任務(wù),將每一名勘測(cè)員工的工作內(nèi)容進(jìn)行總體規(guī)劃,讓每一名勘測(cè)員工都對(duì)本身的工作內(nèi)容和作業(yè)流程爛熟于心,以防止工作內(nèi)容疊加、紊亂情況的產(chǎn)生[2]。并且,對(duì)關(guān)鍵的勘測(cè)任務(wù)環(huán)節(jié)必須加派人手,監(jiān)管人員做到整體規(guī)劃。②工程水文地質(zhì)勘測(cè)任務(wù)比較復(fù)雜,勘測(cè)員工必須擁有較好的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng),不可任由本身膚淺的工作經(jīng)歷對(duì)某些了解不夠的問(wèn)題瞎處理、亂處理,如此甚至?xí)?dǎo)致更為明顯的水文地質(zhì)危害,將小問(wèn)題變?yōu)榇笪:?,如? 所示。
表1 基礎(chǔ)勘測(cè)工作量開(kāi)展統(tǒng)計(jì)
工程地質(zhì)勘探任務(wù)對(duì)于范圍內(nèi)地質(zhì)水文情況進(jìn)行科學(xué)論證,推動(dòng)建筑設(shè)計(jì)和建設(shè)初期的水文研究和研究工作。地質(zhì)水文勘測(cè)相關(guān)人員,在這個(gè)環(huán)節(jié)中要想提高工程地質(zhì)勘探任務(wù)對(duì)項(xiàng)目建設(shè)的支撐作用,必須全面提高本身專(zhuān)業(yè)素養(yǎng),按照國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)知識(shí)、標(biāo)準(zhǔn)。地質(zhì)勘探工作上,依靠本身的專(zhuān)業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備和實(shí)際工作經(jīng)歷,提出合理的勘測(cè)方式,完成項(xiàng)目建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工作內(nèi)容,得到詳細(xì)的分析報(bào)告,為項(xiàng)目建設(shè)的多方面實(shí)際工作給予借鑒。工程地質(zhì)勘探工作中,建筑公司要重點(diǎn)引入高端技術(shù)人才,并做好內(nèi)部的長(zhǎng)期培訓(xùn),提高相關(guān)人員素養(yǎng),推動(dòng)水文地質(zhì)問(wèn)題分析的專(zhuān)業(yè)能力進(jìn)步。
科技的發(fā)展為地質(zhì)勘察任務(wù)帶來(lái)的便捷,可以說(shuō)科技的使用能力,對(duì)總體建筑項(xiàng)目的速度和品質(zhì)起著極為重要的作用。在開(kāi)展水文地質(zhì)問(wèn)題勘測(cè)中,必須用專(zhuān)業(yè)的設(shè)施和檢測(cè)技術(shù)開(kāi)展調(diào)研和探討,獲取精準(zhǔn)的信息。因此有關(guān)單位要注重勘測(cè)的科研和技術(shù)的投資,加強(qiáng)地質(zhì)勘察任務(wù)的經(jīng)費(fèi)支出,引入和購(gòu)置海外高端研制的超性能設(shè)施和創(chuàng)新性技術(shù)方法。并且,地質(zhì)勘探員工也要不停學(xué)習(xí)先進(jìn)觀念,了解先進(jìn)的勘測(cè)技術(shù)方法,嚴(yán)格執(zhí)行勘測(cè)的技術(shù)要求,熟練使用相關(guān)的技術(shù)理論和專(zhuān)業(yè)設(shè)備,以順利進(jìn)行水文地質(zhì)勘察任務(wù)。
目前國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、科學(xué)技術(shù)能力等的提升,不但為項(xiàng)目建設(shè)的實(shí)行和發(fā)展造就了優(yōu)異的外部條件,并且也為工程地質(zhì)勘探任務(wù)能力的提升提供了強(qiáng)力支持。水文地質(zhì)問(wèn)題身為影響目前工程地質(zhì)勘探任務(wù)的關(guān)鍵性要素之一,有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)與管控單位及其工程地質(zhì)勘探團(tuán)隊(duì)本身應(yīng)著眼于作業(yè)地區(qū)的總體情況,詳細(xì)了解目標(biāo)作業(yè)地區(qū)的水文地質(zhì)情況及問(wèn)題,進(jìn)而按照工程進(jìn)度采用有目的性地解決對(duì)策,較大程度上確保工程地質(zhì)勘探任務(wù)的高效性和作業(yè)環(huán)節(jié)的安全性。