梁海軍
河北省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)大隊 河北 張家口 075000
對不同區(qū)域的工程地質(zhì)勘察,不僅受周圍環(huán)境影響,還與氣候變化密切相關(guān),所以,在進行工程地質(zhì)勘察時,要結(jié)合當?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件,對目前的工程地質(zhì)條件進行比較。要分析整個區(qū)域的水文地質(zhì)環(huán)境,不僅要收集巖體的情況,還要對整個區(qū)域的地下水流動情況進行詳細的分析,減少水文地質(zhì)災(zāi)害對工程建設(shè)的影響;使整個施工項目的質(zhì)量得到顯著改善。
水文地質(zhì)勘察的內(nèi)容多種多樣,分為:首先,根據(jù)不同施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件,對含水層的厚度和具體的分布進行科學(xué)、合理的測量。通過對含水層和隔水層之間的相互關(guān)系的分析,獲得了較完整的水文地質(zhì)資料。其次,從地下水的特征出發(fā),對地下水的滲透性進行了分析。第三,對地下水的具體位置進行勘察,并根據(jù)地下水的壓力動態(tài)監(jiān)測。對所采集的資料進行科學(xué)、合理的分析,對水文地質(zhì)災(zāi)害進行科學(xué)、合理的預(yù)測,并制訂科學(xué)的應(yīng)急方案。在進行水文地質(zhì)勘察時,應(yīng)充分考慮各種水文災(zāi)害對項目的不利影響,從而制訂科學(xué)、合理的施工方案,以確保工程的安全[1]。
在工程地質(zhì)勘察中,巖體的水力學(xué)特性是影響整個地區(qū)水文地質(zhì)災(zāi)害的主要因素。巖體的物理化學(xué)性能與水力學(xué)性能是影響其強度的重要因素,若整個工程中存在大量軟巖,則會引起整體結(jié)構(gòu)的整體變形,從而給整體結(jié)構(gòu)帶來極大的危險。在工程區(qū)域中,準確地對巖體進行水力學(xué)特性的分析是十分必要的。
巖體的軟化性,即巖體在某一地區(qū)的地下長期受到地下水的影響而變得軟化,從而使其自身的硬度下降;使巖石在壓力下持續(xù)發(fā)生變形。這種類型的水力學(xué)特性主要受地下水的作用,通過合理的調(diào)整水流方向可以有效地阻止巖體的軟化。
巖石內(nèi)部結(jié)構(gòu)松軟,遇水后會產(chǎn)生相應(yīng)的潤濕作用,導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)分子間的擴散,從而導(dǎo)致整體的致密;山石漸漸變得砂礫,然后慢慢的崩塌。巖體的崩解度將會對整個地區(qū)的水文地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生很大的影響,如果不能及時的采取措施,很可能會導(dǎo)致地面塌陷。
巖石的密度并不能阻擋水分子的進入,所以它的內(nèi)部會產(chǎn)生大量的水分子,這些水分子和巖石內(nèi)部的化學(xué)分子會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),從而對巖石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大的損傷。由于滲水作用,使巖石整體內(nèi)的分子空隙增加,從而使其硬度下降[2]。
地下水水位降低的原因是多種多樣的,其中人為的影響最大。在人類的日常生活中,由于地下水的過度開采,造成了短期的地下水位急劇降低。地下水位降低,會引起巖土密度增大、粘性降低等一系列問題,造成地面沉降、地面坍塌等安全問題,嚴重影響工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。
實際上,引起地下水水位升高的原因是多種多樣的,比如短時間的暴雨,或者是劇烈的地殼移動。在某些降雨季節(jié),地下水水位升高是一種比較普遍的水文地質(zhì)災(zāi)害。為確保施工安全,施工隊伍必須采取必要的排水措施,以消除積水,避免施工區(qū)域地下水水位升高。當?shù)叵滤灰呀?jīng)升高時,施工場地的巖土含水率將急劇升高,從而對基礎(chǔ)的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。
在實際情況中,地下水水位常常是不穩(wěn)定的,其會出現(xiàn)上下起伏的形式,在地下水位變化不大的情況下,對工程建設(shè)的影響不大,而地下水水位在某一特定范圍內(nèi)的波動,則會對本地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境造成嚴重的影響。地下活動和地下活動的不斷增多,地下水水位對工程建設(shè)的影響日益突出,根據(jù)相關(guān)研究結(jié)果,當?shù)叵滤惶幱诓环€(wěn)定狀態(tài)時,該地區(qū)的巖土密度就會降低,從而對工程的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利的影響,地下水會對建筑物的結(jié)構(gòu)造成一定的腐蝕,當?shù)叵滤蛔兓^大時,會加重建筑物的腐蝕,從而縮短工程的壽命。另外,由于地下水的高度變化,會使巖土發(fā)生較大的變形;造成地面開裂、塌陷等安全隱患。
在目前的工程地質(zhì)勘察中,勘查者既要注重對整個地區(qū)的地下水進行全面的監(jiān)測,又要對工程周邊的環(huán)境進行調(diào)查;將周邊水文環(huán)境因素排除在施工現(xiàn)場。比如,由于水文條件的原因,山體滑坡、巖層滑坡、地下水水位下降而產(chǎn)生的裂縫,都會對工程造成很大的影響,甚至危及到工人的生命,因此,在工程地質(zhì)檢查中,必須引起足夠的重視[3]。
新時期,施工單位必須充分認識到地質(zhì)勘測工作的重要意義,并根據(jù)實際情況,制訂具有針對性的施工規(guī)程,從而對地質(zhì)勘察工作進行嚴格的管理。在實際工作中,地質(zhì)勘查員必須重視水文地質(zhì)調(diào)查工作,嚴格遵守和執(zhí)行預(yù)先制訂的工作規(guī)程。一些工程施工現(xiàn)場出現(xiàn)了較大的水滲流,因此,地質(zhì)勘查者必須重視水文地質(zhì)調(diào)查,并根據(jù)已有的測量資料,對地下水的變化進行合理的控制;同時,還對地下水水位的改變,對巖土特性的影響進行了分析。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)已有的水文地質(zhì)資料,提出了一套較為完備的水文災(zāi)害防治對策。
在完成水文地質(zhì)調(diào)查后,有關(guān)人員應(yīng)當根據(jù)水文地質(zhì)調(diào)查資料,對工程施工場地的巖土層、建筑結(jié)構(gòu)等因素進行分析。通過對工程建設(shè)中的水文地質(zhì)隱患進行分析,提出科學(xué)、合理的防治對策,有效避免了水文地質(zhì)災(zāi)害對工程建設(shè)的不利影響。水文地質(zhì)條件對基礎(chǔ)類型的選取具有重要的參考價值。在此基礎(chǔ)上,對地下水位的動態(tài)變化進行了研究,并對其進行了分析。在進行水位地質(zhì)狀況評價時,可以從專業(yè)的角度,分析地下水會對工程建設(shè)中的混凝土、鋼筋造成的侵蝕,從而做出相應(yīng)的對策。在此基礎(chǔ)上,應(yīng)注意地下水水位上升、下降等水位變化對巖土的沖刷,并采取相應(yīng)的防治措施,避免其發(fā)生膨脹、軟化等問題。
通過對地下水的調(diào)查,可以使施工單位對施工現(xiàn)場的水文地質(zhì)狀況有一個全面的了解,從而為施工提供科學(xué)、合理的施工方案。在實際的調(diào)研中,可以從以下幾個方面著手。首先,要對地下水進行前期的前期準備,確定其目標和評價指標。其次,對施工場地地下水的種類進行了全面的采集。同時,通過查閱資料等手段,了解了地下水的變化和侵蝕特性,根據(jù)已有的地下水特點,編制了一套實用的地質(zhì)勘探方案,確保了其準確性和完整性[4]。
地下水水位的變化直接影響到施工場地的穩(wěn)定,從而危及工程的安全。因此,施工單位要根據(jù)地下水位的變化,采取相應(yīng)的對策,使地下水位保持在一個科學(xué)、合理的區(qū)間。首先,針對地下干流水位的上漲,有關(guān)部門應(yīng)加強對輸水管線和輸水管線的監(jiān)測和管理,一旦發(fā)現(xiàn)有漏水現(xiàn)象;應(yīng)向有關(guān)部門報告,制訂完善的維修計劃,及時解決漏水問題,避免因漏水造成的水位上漲。其次,針對地下水水位降低的問題,有關(guān)主管部門要加強礦山開采和地下水的開采管理,以避免因過量抽水而導(dǎo)致的地下水水位降低。
4.5.1 GPS技術(shù)
GPS技術(shù)是一種比較普遍的水文地質(zhì)勘察技術(shù)。首先,在實施該技術(shù)時,有關(guān)部門要對地質(zhì)勘探地區(qū)進行分區(qū),并在每個地區(qū)設(shè)置一套衛(wèi)星接收系統(tǒng);為獲取地質(zhì)調(diào)查資料提供了有利的條件。其次,在靜態(tài)條件下,積極構(gòu)建專用GPS定位系統(tǒng),及時進行系統(tǒng)的修正,為數(shù)據(jù)采集工作提供了方便。第三,在確定了相應(yīng)的高程后,要對其進行準確的測量,使其在合理的范圍之內(nèi)。最后,在放樣過程中,要合理使用導(dǎo)航儀器,盡量把放養(yǎng)點的位置控制在1.6米以內(nèi)。在完成放樣工作后,要對高程資料進行詳細的記錄,避免高程資料的錯誤,從而提高放樣工作的效率和質(zhì)量[5]。
4.5.2 GIS技術(shù)
GIS技術(shù)是一種廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)中的水文地質(zhì)調(diào)查技術(shù)。在實踐中,地質(zhì)勘查員要根據(jù)施工場地和施工需要,制訂技術(shù)上的合理應(yīng)用。首先,在技術(shù)運用上,要構(gòu)建一個專門的數(shù)據(jù)庫,方便數(shù)據(jù)收集和處理;同時,地質(zhì)勘查工作的效率和質(zhì)量也得到了極大的提高。其次,要將數(shù)據(jù)庫分為原始數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)、最終數(shù)據(jù)三個層次。在原始資料層次,應(yīng)利用測點幾何資料及資訊資料分析系統(tǒng),加強資料資訊的分析,將有關(guān)資料資料傳送至中資料層次的中層值線、連線剖面、三線面等模式,方便日后資料的分析及處理。將中間數(shù)據(jù)層次的信息送入最后的數(shù)據(jù)層,通過圖表和文件的形式將其保存起來,并形成相應(yīng)的分析數(shù)據(jù),為以后的工作和各種數(shù)據(jù)的分析工作提供了有力的依據(jù)。
對此,施工單位要充分關(guān)注水文地質(zhì)勘察工作,加強地質(zhì)情況的調(diào)查,在開展調(diào)查之前,要明確重點和難點,建立科學(xué)的制度。另外,在對地下水進行分類、掌握其變化規(guī)律的基礎(chǔ)上,可將其與抽水、壓水實驗相結(jié)合。利用滲透測試,根據(jù)已有的資料,制訂出切實可行、行之有效的對策。
在工程建設(shè)之前,要對地質(zhì)勘察工作進行全面的調(diào)查,在進行地質(zhì)調(diào)查時,要確保監(jiān)理人員具有良好的專業(yè)素質(zhì)和執(zhí)行力,這樣才能更好地保證工程地質(zhì)勘察工作的準確性,為工程建設(shè)提供精確的地質(zhì)參考數(shù)據(jù)。為提高工程地質(zhì)勘查員的專業(yè)技術(shù)水平,有關(guān)部門、主管部門要對其進行持續(xù)的監(jiān)督與訓(xùn)練,使其在施工中嚴格遵守各項工作規(guī)程,確保其工作的科學(xué)性、有效性。同時,利用網(wǎng)絡(luò)、圖書館等多種途徑,利用網(wǎng)絡(luò)、圖書館等手段,自行研究現(xiàn)代工程地質(zhì)勘查技術(shù)和方法,提高自己的地質(zhì)認識,確保工程地質(zhì)勘察工作的先進性。在進行工程地質(zhì)調(diào)查項目數(shù)據(jù)分析的過程中,必須明確各部門的工作職責,科學(xué)、合理地安排工作任務(wù)、工作量,以確保最后的分析結(jié)果的準確性[6]。同時,要完善項目地質(zhì)勘察的審查制度,杜絕施工項目的差錯,提高工作的效率和質(zhì)量,確保項目的進度[7]。
地質(zhì)勘查工作是一項系統(tǒng)性、復(fù)雜性和專業(yè)性的工作,涉及的范圍很廣,需要具備很強的綜合素質(zhì)。加強勘查員的業(yè)務(wù)能力,規(guī)范勘測工作的程序,才能使勘測工作的質(zhì)量和效率得到有效的提升。隨著市場競爭的日益加劇,加強地質(zhì)勘察工.作在防范水文地質(zhì)災(zāi)害中的重要作用,對此予以了充分的關(guān)注。首先,根據(jù)實際情況,對勘察技術(shù)進行了優(yōu)化,建立了科學(xué)、規(guī)范的地質(zhì)勘查程序和管理制度。健全的地質(zhì)勘查管理制度能使地質(zhì)勘查工作有章可循、有據(jù)可依,對地質(zhì)勘查員的工作行為起到了一定的制約作用。其次,在科技飛速發(fā)展的今天,建筑企業(yè)要根據(jù)項目需要,逐漸增加投資;要積極引進先進的地質(zhì)勘探技術(shù),以保證工程建設(shè)的順利進行[8]。最后,地質(zhì)勘查員要充分發(fā)揮自己的積極性,對工程勘察的工作過程和技術(shù)要求進行全面的了解;利用先進的勘測技術(shù)和地質(zhì)知識,高質(zhì)量地進行各種地質(zhì)調(diào)查,對可能出現(xiàn)的水文地質(zhì)災(zāi)害進行調(diào)查,并制訂相應(yīng)的應(yīng)急方案;確保項目施工的正常進行。
由于科學(xué)技術(shù)進步,生產(chǎn)設(shè)備更新,目前的工程地質(zhì)勘察已形成一套完整的勘察規(guī)范,能夠?qū)φ麄€水文地質(zhì)災(zāi)害進行詳盡的記錄和分析,從而大大提高了勘測人員的采樣、分析、判斷災(zāi)害類型的能力。然而,由于受專業(yè)技術(shù)和知識的制約,目前尚不能充分運用現(xiàn)有的勘察基礎(chǔ)知識來解決地質(zhì)災(zāi)害。因此,在實踐中,地質(zhì)勘查員要不斷提高自己的知識水平,提高對工程地質(zhì)勘察的理解和理解,并在實踐中對水文地質(zhì)災(zāi)害的處理提出一些建議[9]。工程地質(zhì)勘測的工作人員,必須要對整個地質(zhì)調(diào)查工作有一個全面的認識,并且能夠根據(jù)具體的勘察標準來實施。而且,在施工現(xiàn)場勘察的時候,還需要對整個區(qū)域內(nèi)的地下水的種類、流向進行調(diào)查;通過采樣和分析水位的變化,得到了地下水的真實水位和壓力作用。地下水的滲漏和水位的升高都會引起水分子的侵蝕,對建筑結(jié)構(gòu)造成很大的破壞。水環(huán)境的污染狀況。合理的處理好水文地質(zhì)災(zāi)害對我國建設(shè)工程建設(shè)的安全和建設(shè)具有重要意義[10]。工程地質(zhì)勘查員要嚴格按照施工程序采集資料,對所產(chǎn)生的水文地質(zhì)災(zāi)害采取有效措施,以保證施工現(xiàn)場的安全[11]。
總之,由于工程項目的迅速發(fā)展,工程場地的地質(zhì)狀況具有很大的差異。在工程地質(zhì)調(diào)查中,水文地質(zhì)預(yù)測是一項非常重要的工作。準確、可靠的水文地質(zhì)階段調(diào)查資料有助于施工單位對施工現(xiàn)場的水文地質(zhì)災(zāi)害情況進行全面的了解,并對施工方案進行改進,確保施工的質(zhì)量和安全。本文對工程地質(zhì)勘察中的水文地質(zhì)勘察內(nèi)容、地質(zhì)勘察中的水文地質(zhì)災(zāi)害及其防治對策進行了分析。以期對國內(nèi)的工程施工人員有所啟發(fā),推動我國的建筑行業(yè)快速、健康地發(fā)展。