巖土工程勘察中的水文地質(zhì)問(wèn)題分析

鄧強(qiáng)偉 王浩宇 韓震

1 引言

在工程設(shè)計(jì)研究和施工過(guò)程中，地質(zhì)勘察對(duì)巖土工程設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量有著顯著影響，也是工程設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。鑒于這種情況，相關(guān)巖土勘察設(shè)計(jì)人員在研究地質(zhì)問(wèn)題時(shí)需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。通過(guò)合理處理類似問(wèn)題，將水文地質(zhì)條件預(yù)測(cè)相與巖土勘察設(shè)計(jì)相結(jié)合，才能為設(shè)計(jì)施工提供更好的保障。

2 中國(guó)復(fù)雜的地質(zhì)條件

2.1 特殊的地質(zhì)環(huán)境

形成特殊地質(zhì)環(huán)境的原因是多方面的，主要有地下國(guó)道、城市地下工程、人工路堤、地下鐵路、地下公路和大量煤礦留下的采空區(qū)等[1]。在這種特殊的地質(zhì)環(huán)境下，工程的建設(shè)容易遭到破壞，地面結(jié)構(gòu)發(fā)生變化造成的沉降原因和其他沉降后果。

2.2 不良的地質(zhì)條件

不良地質(zhì)條件形成的主要原因是在各種自然現(xiàn)象共同作用下影響施工的地質(zhì)現(xiàn)象，如地球的外部力量（太陽(yáng)、月球等）和內(nèi)部力量（重力等）。其主要包括云母頁(yè)巖、斷層、煤層氣、濕陷性黃土、泥石流、淤積層和巖溶和其他不利的地質(zhì)條件。在這種情況下，工程建設(shè)會(huì)不可避免地增加瓦斯爆炸、隧道坍塌和火災(zāi)等災(zāi)害的可能性。

3 巖土勘察中常見的地質(zhì)問(wèn)題

由于降水量的差異，水位在隨時(shí)的不斷變化。同時(shí)，水位的變化也受到植被破壞、采礦等人為原因的影響。巖土工程研究與水位有關(guān)的地質(zhì)問(wèn)題主要有以下幾點(diǎn)。

3.1 地下水位上升

地下水具有流動(dòng)性強(qiáng)和容易受自然條件影響的特點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，在雨季，水位大多會(huì)上升。例如，2018年，中國(guó)多省春季降雨量大約為89mm，夏季降雨量大約為348mm，從這一點(diǎn)就能看出來(lái)地下水位的上升與季節(jié)的影響有很大的關(guān)聯(lián)[2]。在5月底，大多數(shù)地區(qū)的水位呈上升趨勢(shì)，水位的增加導(dǎo)致相應(yīng)地區(qū)的地質(zhì)含水量增加。如果地下水滲入深層，會(huì)降低地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，對(duì)建設(shè)工程的質(zhì)量保證產(chǎn)生影響。

3.2 地下水位下降

降雨減少和地表水的缺乏會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)地區(qū)的水位下降。例如，2018年，中國(guó)某省一整年降雨量為558mm，與往年相比較降低了14%，與2017年相比，全省水位下降了1.2 米。與2016年的同一時(shí)期相比，2018年11月底大多數(shù)地方的水位較低?？偟膩?lái)說(shuō)，地下水位會(huì)破壞石土結(jié)構(gòu)，而且不能滿足工業(yè)生產(chǎn)用水[3]。目前，很容易發(fā)現(xiàn)地下水過(guò)剩的問(wèn)題，這對(duì)巖石和土地的設(shè)計(jì)和建設(shè)產(chǎn)生了負(fù)面影響。

4 地質(zhì)問(wèn)題中巖土勘察設(shè)計(jì)的具體措施及整改意見

4.1 明確相關(guān)技術(shù)，做好施工規(guī)劃

應(yīng)明確工程施工技術(shù)理念，制定科學(xué)、準(zhǔn)確、詳細(xì)的工程施工技術(shù)規(guī)劃安排，充分利用廢棄設(shè)備重新加以改造，進(jìn)行施工技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，以便“把廢物變成寶藏”。工程施工技術(shù)建設(shè)最好選擇可塑性強(qiáng)的新工程配置，以提高施工技術(shù)效益，工程應(yīng)保證施工技術(shù)環(huán)保和綠色生態(tài)。提高環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展效率，在進(jìn)行施工技術(shù)設(shè)計(jì)之前還必須給予規(guī)劃設(shè)計(jì)人員符合工程設(shè)計(jì)原則的條件。利用環(huán)境因素來(lái)對(duì)施工技術(shù)因地制宜，是最有效的設(shè)計(jì)方式。

4.2 重點(diǎn)處理水位變化問(wèn)題

結(jié)合上述分析，我們可以知道水位的變化對(duì)巖土工程的設(shè)計(jì)以及對(duì)巖土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有著重大影響。同樣水位的上升和下降也會(huì)對(duì)巖石建筑地基的穩(wěn)定性產(chǎn)生負(fù)面影響[4]。鑒于這種情況，巖土設(shè)計(jì)研究和規(guī)劃領(lǐng)域的工作人員必須時(shí)刻關(guān)注水位的實(shí)際變化，完成施工區(qū)水文地質(zhì)情況的研究，基于此，還必須結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境和環(huán)境結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)水文地質(zhì)構(gòu)造規(guī)律，建立巖土構(gòu)造建設(shè)體系。實(shí)際上，對(duì)于水位發(fā)生重大變化的地區(qū)來(lái)說(shuō)，使用縮回器策略更為高效節(jié)省。要符合其他地質(zhì)勘查條件，滿足建設(shè)需要，特別是公路、鐵路、高架橋等工程，需要重點(diǎn)保證工程的安全[5]。此外，有必要提前預(yù)測(cè)施工問(wèn)題，并制定預(yù)防和解決辦法，以減少巖土工程設(shè)計(jì)中水位變化的帶來(lái)的不良后果。

4.3 明確地質(zhì)勘察目標(biāo)

根據(jù)各種巖土工程設(shè)計(jì)，在公路技術(shù)、土地建設(shè)等研究項(xiàng)目上存在一些差異。目前，勘探目標(biāo)不一樣，需要結(jié)合真正的巖土工程設(shè)計(jì)類型，確定地質(zhì)研究目標(biāo)，確保巖土工程研究設(shè)計(jì)及其施工的科學(xué)性和可行性。與此同時(shí)，地質(zhì)、環(huán)境等條件也不同。目前，巖土勘察研究的主要方法有三種：物理勘探、機(jī)械鉆探和礦坑勘探研究方法。在物理勘探方法中，主要采用電子探測(cè)、彈性變化原理完成地下物理研究，可以實(shí)現(xiàn)廣泛的地質(zhì)勘探，并準(zhǔn)確定位地下水，實(shí)現(xiàn)參數(shù)褪色土壤層的測(cè)定。綜合勘測(cè)技術(shù)分析地震研究技術(shù)通過(guò)特殊波反映的時(shí)間剖面，以此來(lái)深入了解巖土的地質(zhì)資源，這種方式是具有一定的可行性和實(shí)用性，不過(guò)缺乏一定的分層能力，不能有效探測(cè)巖土的水文地質(zhì)的相關(guān)情況，但瞬變電磁勘測(cè)技術(shù)就可以做到這一點(diǎn)，并且還能具有較強(qiáng)的滲透能力，因此應(yīng)用領(lǐng)域比較廣泛[6]。在施工勘測(cè)過(guò)程中，通過(guò)結(jié)合巖土水文地質(zhì)勘測(cè)兩項(xiàng)技術(shù)，對(duì)儀器設(shè)備精度和性能具有比較高的要求，便于對(duì)水文地質(zhì)巖土進(jìn)行科學(xué)研究，并且能將研究成本降至最低，以確?？睖y(cè)效率，使材料符合標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)?？梢詫?duì)巖層進(jìn)行取樣和分析，并采用多種方法完成巖土勘察研究。礦坑勘探的研究方法，可以在大面積的巖土勘探中進(jìn)行，并完成地質(zhì)條件的直接勘探。

4.4 優(yōu)化設(shè)計(jì)勘察施工方案

在實(shí)際設(shè)計(jì)和施工前，要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察，建立詳細(xì)的地質(zhì)研究要求和制度。目前，結(jié)合利用先進(jìn)的研究技術(shù)，提高自然環(huán)境工程的質(zhì)量，地質(zhì)條件的研究。同時(shí)，將在此基礎(chǔ)上制定建設(shè)方案，提出問(wèn)題解決策略，避免地質(zhì)問(wèn)題對(duì)施工產(chǎn)生負(fù)面影響。

5 結(jié)語(yǔ)

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，中國(guó)的可持續(xù)發(fā)展成為現(xiàn)代發(fā)展的必經(jīng)之路。對(duì)于工程施工技術(shù)要始終貫徹以人為本的可持續(xù)發(fā)展思想，目前中國(guó)城市化的建設(shè)進(jìn)度逐步在提高，所以對(duì)工程的需求也是在逐步上升，漸漸地工程技術(shù)出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題越來(lái)越多，這一問(wèn)題是有關(guān)部門亟待解決的首要任務(wù)。在協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)發(fā)展的過(guò)程中，應(yīng)該尊重可持續(xù)發(fā)展的相關(guān)理念，再根據(jù)具體實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)有效的規(guī)劃，在充分保證施工技術(shù)的同時(shí)，也要保證其科學(xué)性和持續(xù)性，這樣才符合工程發(fā)展的自然規(guī)律。隨著近年來(lái)中國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，工程中的復(fù)雜性使施工的難度越來(lái)越大，這也對(duì)工程施工管理提出了更高的要求。然而，這些非常規(guī)工程項(xiàng)目往往具有以下特點(diǎn)在這種情況下，必須考慮到地質(zhì)條件差、周圍建筑物地基復(fù)雜和測(cè)量精度高的要求，這也對(duì)應(yīng)用提出了更高的要求。