工程地質(zhì)勘查中的水文地質(zhì)危害及防治方案

司志遠(yuǎn)

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局326地質(zhì)隊，安徽 安慶 246000 ）

當(dāng)前，隨著我國地質(zhì)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，諸多學(xué)者開始對水文地質(zhì)因素進(jìn)行研究，并著重探究其對工程項目的影響，通過整理不同水文因素與地質(zhì)災(zāi)害之間關(guān)系，為實際生產(chǎn)中對于水文地質(zhì)災(zāi)害的防范提供參考[1]，并已經(jīng)取得一定的研究成果。在此情況下，想要實現(xiàn)對水文地質(zhì)災(zāi)害的多維分析，首先就要重點對水文地質(zhì)因素進(jìn)行，在此基礎(chǔ)上，通過提高各類工程項目對水文地質(zhì)災(zāi)害的防治能力，完成對工程項目安全保障的提升[2]。

基于此，本文提出工程地質(zhì)勘查中的水文地質(zhì)危害及防治方案研究，將水文地質(zhì)因素造成的具體災(zāi)害情況進(jìn)行分析，最終設(shè)計出一種能夠較好的保護(hù)工程項目安全生產(chǎn)的防治方案，以期提高水文災(zāi)害防治的有效性。

1 水文地質(zhì)災(zāi)害的主要形式

水文地質(zhì)是對地下水情況的描述，包括流動方向、流量變化等因素，而地下水也是也是水汽循環(huán)中的一部分，因此，這里的地下水包括地表降水等外界水環(huán)境因素。同時，由于地下巖層組成及結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，也造成了地下水的流動情況的多變性[3]。在實際環(huán)境中，地下水的變化不僅作為一種地殼自然運動的表現(xiàn)方式存在，也是各工程項目水文地質(zhì)危害的發(fā)生的主要原因[4]?；诖?，本文首先分析了由于該原因造成的危害的主要形式。

1.1 崩塌

首先，最常見的就是由于水文地質(zhì)因素造成的工程項目結(jié)構(gòu)崩塌，當(dāng)施工地質(zhì)環(huán)境滿足以下條件時，就存在較高的崩塌災(zāi)害發(fā)生的可能。首先，當(dāng)所處地質(zhì)環(huán)境的土層中滿足以下條件時，即錳、鎂、鈣含量高，上部疏松，下部存在地下水徑流，在這種環(huán)境下，地質(zhì)環(huán)境會受到較大沖擊力[5]。且經(jīng)過時間的推移，就會出現(xiàn)地質(zhì)環(huán)境嚴(yán)重破壞的情況，地質(zhì)環(huán)境底部的土層在出現(xiàn)強(qiáng)度降低的同時，韌性也會大幅下降，并最終引發(fā)崩塌災(zāi)害。

1.2 冒頂

其次，冒頂也是一種常見水文地質(zhì)災(zāi)害，當(dāng)工程項目進(jìn)行過程中出現(xiàn)壓力保持平衡狀態(tài)失衡的情況時，就會出現(xiàn)工程上部巖層坍塌的情況。誘發(fā)冒頂?shù)脑蛳鄬^多，但其根本原因是水文因素引起的壓力變化，導(dǎo)致工程項目壓力失衡，面對這種受力變化，地質(zhì)環(huán)境會進(jìn)行自身形態(tài)的調(diào)整，形成頂板變形、離層的情況，當(dāng)這種情況出現(xiàn)后未得到及時緩解，且持續(xù)作用，頂板承受壓力超過自身承受范圍，巖層變形加劇，最終就會發(fā)生頂板坍塌或斷裂。一般情況下，冒頂災(zāi)害發(fā)生前預(yù)兆較小，因此，發(fā)生頻率也相對較高，因此，成為水文地質(zhì)災(zāi)害中的一個主要作用形式。另一種由于壓力活動產(chǎn)生的災(zāi)害就是滑坡，當(dāng)斜坡存在過多巖體或土體堆積時，雨水浸泡、地下水運動、河流沖刷等外力作用使其發(fā)生形變，在重力作用下，堆積物會出現(xiàn)沿斜坡向下滑動的情況，并且同樣預(yù)見性較低，較難提前發(fā)現(xiàn)。

1.3 塌方

在工程施工過程中，當(dāng)出現(xiàn)大角度構(gòu)造面陡角時，其涉及到的土體等受施工材料在重力作用下，極有可能出現(xiàn)突發(fā)塌方情況。造成這種情況的原因除水文地質(zhì)因素，即水流沖刷、強(qiáng)降雨以外，還包括地震等外力因素。同時，人類挖空地表下土層，坡腳施工等不合理的施工活動，也會對斜坡的受力平衡性產(chǎn)生不良影響，增大發(fā)生塌方災(zāi)害的可能性。

1.4 沉降

沉降災(zāi)害是近些年出現(xiàn)頻率逐漸上升的一種水文災(zāi)害作用方式。隨著當(dāng)前我國城鎮(zhèn)化的推進(jìn)，對于地下水的開發(fā)速度也不斷加快，隨之而來的，施工過程中對水文地質(zhì)的負(fù)面影響也與日俱增，這種負(fù)面影響的不斷累加，最終引發(fā)地質(zhì)沉降的發(fā)生；其次，地面塌陷也是一種較為常見的水文地質(zhì)災(zāi)害，其可以理解為是小型的沉降災(zāi)害，地面塌陷發(fā)生時，會對地面建筑的安全性產(chǎn)生威脅，并影響周圍居民的正常生活。

2 針對水文地質(zhì)災(zāi)害的防治法方案設(shè)計

針對上述的水位地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生類型及成因，本文提出工程項目水文地質(zhì)災(zāi)害防治方案設(shè)計。防治方案設(shè)計整體框架如圖1所示。

表1 防治等級劃分標(biāo)準(zhǔn)及分類

圖1 工程項目水文地質(zhì)災(zāi)害防治方案框架圖

如圖1所示，為工程項目水文地質(zhì)災(zāi)害防治工程方案中的4點主要內(nèi)容，通過該方案降低工程項目水文地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能。

2.1 灌漿加固

針對由于在工程項目施工過程中，破壞了原有的穩(wěn)定性平衡，易造成崩塌災(zāi)害，本文提出通過灌漿加固的方式進(jìn)行防治。

山體外部形態(tài)及其內(nèi)在巖石結(jié)構(gòu)組成的影響，當(dāng)施工項目出現(xiàn)大于30°的施工角度時，可以通過灌漿加固的方式進(jìn)行崩塌災(zāi)害的防治。灌漿加固主要是通過在已經(jīng)產(chǎn)生松動，或者有可能產(chǎn)生崩塌位置進(jìn)行灌漿處理，通過灌漿的防治注入混凝土等密度高，強(qiáng)度大的材質(zhì)，防止由于土層松動造成的崩塌情況。

通過分析建筑項目的施工角度，抗崩塌承載力，巖層強(qiáng)度，結(jié)合當(dāng)?shù)赜晁畯?qiáng)度，洪水強(qiáng)度、地震作用力等因素，設(shè)計合理的加固厚度；當(dāng)施工角度較小時，可以采用攔擋的方式進(jìn)行防治。首先，對明顯凸起和松動部位進(jìn)行清理，再在堅固的土層上搭建攔截、承接建筑，同時加強(qiáng)排水防滲建筑的質(zhì)量管控，降低地下水軟化作用對巖土的負(fù)面作用，以此實現(xiàn)對于崩塌災(zāi)害的防治。

2.2 搭建防護(hù)工程

為對冒頂和滑坡的進(jìn)行防治，本文提出通過搭建攔擋工程、排導(dǎo)工程、護(hù)坡工程進(jìn)行防護(hù)的方案。

攔擋工程對與崩塌、冒頂、滑坡地質(zhì)災(zāi)害的防治都有一定的應(yīng)用價值。將作用在易產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害的位置，通過修筑攔砂壩、儲泥池的方式，控制泥石流和雨洪徑流的沖擊，減少災(zāi)害流量，并起到降低由于冒頂引起的地質(zhì)變形程度；排導(dǎo)工程指通過修筑急流槽、束流堤，通過這些建筑改變泥石流、滑坡的流勢，以此實現(xiàn)減輕災(zāi)害帶來的損失的目的；護(hù)坡工程是通過對施工坡面加固的方式來防治水文地質(zhì)災(zāi)害，加固后的坡面可以有效提高抵御地表水的沖刷和滲入作用，加固處理可以通過加設(shè)混凝土方格骨架的施工方式，也可以采用種植草皮的生物方式實現(xiàn)防護(hù)。

2.3 調(diào)整管線排布

通過上文分析可知，造成塌方的主要原因是外部水流沖刷，滲透造成的土質(zhì)密度下降，作用力失衡?；诖?，本文提出通過調(diào)整工程項目坡底排水管線排布的方式，提高工程項目對于水流的引導(dǎo)作用，盡可能的降低大范圍降水或山洪造成的水文地質(zhì)災(zāi)害。通過調(diào)整坡底排水管線，在管線排布薄弱部分加設(shè)排水管線，使大范圍降水或山洪帶來的大量底部積水能夠通過徑流、節(jié)流排出，從根本上對工程項目塌方災(zāi)害進(jìn)行防治。

2.4 加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測

對沉降災(zāi)害，在上述防治措施的基礎(chǔ)上，還需要對其進(jìn)行更有針對性的防治措施。由于其發(fā)生存在較大的突發(fā)性，無明顯外在變化過程，因此本文通過建立科學(xué)的工程項目水文地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測體系，完善對于沉降的預(yù)警機(jī)制。

由于施工環(huán)境一般面積較為廣泛，對所有監(jiān)測點進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)測會產(chǎn)生大量的人力和物力消耗，因此，可以通過對施工環(huán)境進(jìn)行防治等級劃分，在確保安全的同時降低監(jiān)測工作量。具體劃分標(biāo)準(zhǔn)如表1 所示。

根據(jù)表1對施工環(huán)境進(jìn)行防治等級劃分。通過設(shè)樁監(jiān)測的方式，對工程項目的斜坡位移形變、地質(zhì)環(huán)境整體形變、地質(zhì)結(jié)構(gòu)形變、地下水位變化幅度、汛期降水量變化等情況，進(jìn)行不同頻率的數(shù)據(jù)監(jiān)測，在監(jiān)測過程中做好記錄，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異樣時，及時做出反饋處理，將沉降災(zāi)害帶來的損失降到最低。

通過以上4種措施，構(gòu)建針對水文災(zāi)害的防治方案，降低工程項目中的安全隱患，為生產(chǎn)活動的安全進(jìn)行提供保障。

3 結(jié)語

由于水文地質(zhì)因素引起的危害隱患，已經(jīng)逐漸成為影響項目工程安全的主要因素，對于該問題的防治更是刻不容緩，本文進(jìn)行工程地質(zhì)勘查中的水文地質(zhì)危害及防治方案研究，并通過有針對性的防治措施防控，最終實現(xiàn)有效提高項目施工過程中安全性的目的。