土木工程地質勘察水文地質危害研究

丁飛

蘇交科集團（江蘇）安全科學研究院有限公司 江蘇南京 211100

水文地質這一概念的提出，與人類社會不斷尋求探索自然發(fā)展規(guī)律有關。最早的時候，人類的生存聚居地選擇需要靠近合適的水資源建立聚集地。然而，隨著人類對自然探索能力的增長，對水資源的探索已經(jīng)從地表水資源開始向地下水資源探測方向發(fā)展。在現(xiàn)代土木工程的建設中，也需要針對施工地區(qū)的水文地質情況進行深入地勘察，深度掌握地下水資源流經(jīng)路線和聚集分布，并且配合地表水資源的成因、分布以及運動規(guī)律進行合理化的水資源利用，同時也是為了避免由于地下水位變動而造成地表的施工問題和工程建筑安全問題。因此，水文地質可以說是進行土木工程前期勘察工作中，最核心的組成部分。水文地質的勘察結果，將在很大程度上影響工程的施工進度、施工安全和工程質量。由此可見，針對工程區(qū)域的水文地質勘察的重要性，以及相關地下水位監(jiān)測工作的重要性。

1 工程地質勘察中水文地質勘察的重要性

進行水文地質勘察工作的根本目的，在于幫助相關施工單位更好地了解施工區(qū)域的地質情況，特別是可能會引起重大變化施工安全和工程安全的地下影響因素情況。一般來說，水文地質勘察可以幫助相關單位更好地了解地下水資源的流經(jīng)路線、聚集分布以及可能的水澇情況的地下天然排泄方案。這些數(shù)據(jù)對于施工單位而言是非常重要的，直接關系到施工安全和工程安全，并且對于土木項目的后續(xù)發(fā)展?jié)摿σ灿袠O大的經(jīng)濟影響。因此，針對水文地質勘察的研究一直都處于科學研究的重要地位，尤其是對地下水文情況的監(jiān)測技術更是取得了重大突破。

首先，加強關于施工區(qū)域的水文地質勘察，并且借助現(xiàn)代化科技手段繪制專業(yè)的、詳細的水文地質勘察地圖，能夠有效幫助相關單位更好地了解地下水資源的分布情況，特別是地下河流的流動路線問題。地下水資源的存儲情況對于處于地表的人類而言是未知的，但是任何地下水資源的劇烈變化都會對地表產(chǎn)生劇烈的影響，具體到土木工程而言會極大破壞施工建筑的穩(wěn)定性，造成人員傷亡問題。因此，全面且深入地掌握地下水資源的情況，能夠更有效地保證施工單位的人員安全，并且也能夠長期建立起地下水資源的監(jiān)測機制，讓地下水資源更好地服務民生。

其次，加強施工區(qū)域的水文地質勘察工作，能夠幫助施工單位極大提高施工效率的同時，幫助提高建筑質量安全性。了解了地下的情況，對可能的周期性變化做出合理的預警和預防措施，能夠更好地幫助施工單位建設工程，而且對于后續(xù)的建筑單位正常運行而言也有極大的安全保障性作用。

最后，加強施工區(qū)域的水文地質勘察工作，對于后續(xù)的工程項目開展而言具有更好地指導性作用。土木工程項目是一項龐大且復雜的工作，涉及到諸多專業(yè)行業(yè)，而且通常巨大大規(guī)模的人員調動、設備調度和原材料的采購、運輸及使用等。這些都需要在一個龐大又詳細的規(guī)劃設計體系內完成，水文地質勘察的工作結果，可以為工程設計環(huán)節(jié)提供更多的具體化數(shù)據(jù)材料。工程設計人員可以根據(jù)相關水文地質勘察結果制訂合理化的設計方案，尤其是對施工現(xiàn)場有效資源的合理利用方面更有建設性的意義。除此之外，對于工程進度的合理規(guī)劃及人員安排也有非常重要的現(xiàn)實意義和安全意義[1]。

2 工程地質勘察工作中的水文地質危害

2.1 地下水位上升帶來的安全性問題

通常情況下，地區(qū)性的暴雨會給當?shù)氐牡叵滤辉斐蓸O大的影響。首先是地下河流的寬度會加大，甚至于會產(chǎn)生徑流變相的問題。地下水流的改變，最先受到影響到就是當?shù)氐霓r業(yè)生產(chǎn)，往往會造成農田地的大量積水，尤其在我國的廣西和云南等地區(qū)，大暴雨將直接影響到當?shù)氐霓r田灌溉問題，使得地表農業(yè)工程建筑受到極大波及。除此之外，地下水位的快速上升，加上本身排水系統(tǒng)無法快速處理這些降雨積水情況，會直接淹沒當?shù)氐霓r業(yè)田地，甚至于直接造成村落的大規(guī)模被淹。如果此時剛好趕上有建筑工程正在施工的話，由于澆筑地基時對地表的破壞，會直接加劇暴雨對當?shù)氐钠茐某潭?，造成難以想象的人員傷亡問題和財產(chǎn)損失問題。

除此之外，地下水位升高還可能極大改變當?shù)氐耐恋丨h(huán)境，使得原本適合人類生存的土地環(huán)境逐漸由于土壤含水量過高，最終形成沼澤地。

2.2 地下水位降低造成的地表建筑安全問題

目前來說，地下水水位降低問題的主要原因有四個：由于不可抗力因素，如地震引發(fā)的地勢變化，直接使得地下河道的相對下沉，整體地下水位快速降低；由于人為過度開發(fā)因素導致的地下環(huán)境變化引起的水位降低；河流的人為或非人為地改到以及氣候的劇烈變化等。這對于需要在礦井或者地下隧道開展建設工作的工程項目而言是極其危險的，地下水位的降低勢必會擠下地下空間，直接導致地下作業(yè)通道發(fā)生滲水，其后果可能是大面積的塌方，直接威脅到相關作業(yè)人員的人身安全。

除此之外，在平原地區(qū)發(fā)生地下水位下降問題，將在極大程度上改變當?shù)氐耐寥拉h(huán)境和人居環(huán)境。首先，地下水位下降，將會直接導致表層土壤的水分供給不足，失去水的調和作用，將會直接導致當?shù)赝寥拉h(huán)境都鹽漬化問題。不但如此，地下水位降低還會引起地表結構出現(xiàn)空洞化問題，整個地層都出現(xiàn)一定程度的塌陷。如果塌陷區(qū)有高層建筑，將會直接引發(fā)嚴重的安全問題。

2.3 地下水位波動引起的水文地質危害問題

經(jīng)過實踐研究表明，地下水位發(fā)生波動的原因基本上都是因為當?shù)氐臍夂蜃兓^于強烈。往往是由于連續(xù)的暴雨天氣引起地下水位的快速上升，而持續(xù)的干旱與暴曬則會使得地下水位在短時間出現(xiàn)快速的下降?；谇拔乃岣叩膬热?，地下水位的短時間上升或者下降對于當?shù)囟远疾皇呛檬?，甚至是很多地表災害事件的源頭。

結合土木工程來說，地下水位的波動對工程的正常開展而言影響很大，特別是涉及到巖土工程的項目，這種影響就變得舉足輕重。地下水位的快速上升和下降，都會造成巖土層的巨大改變，主要體現(xiàn)在地下巖土層的脹縮問題上。巖石層在水源充足的環(huán)境中會產(chǎn)生膨脹，而一旦失去水源條件則會快速收縮，即使這種變化的幅度在個體層面上顯得微不足道，但是對一整個巖層來說其影響是不可小覷的。一旦巖石層在脹縮之間發(fā)生了巨大的整體結構性改變，對于地表建筑而言則會直接產(chǎn)生非常大的影響。尤其現(xiàn)代土木工程建筑中，建筑的高度有了很大的提升，一旦在地基層面上發(fā)生任何波動，對于上層建筑的穩(wěn)定性而言都是巨大的挑戰(zhàn)。即便這種變化不強烈，但久而久之建筑產(chǎn)生一定的傾斜將不可避免。而且不是所有的建筑都能作為比薩斜塔一樣成為觀賞型建筑，一旦建筑的實際作用小于其為社會帶來的安全威脅時，就不得不進行處理，對于社會的經(jīng)濟投入而言是巨大的浪費，并且很可能在處理之前引發(fā)人員安全事故[2]。

3 工程地質勘察中應對水文地質危害的有效措施

3.1 完善地質勘察工作體系

地質勘察作為開展工程項目的首要工作，其工作的質量和工作效率很大程度上掌握在建筑單位的手中。對于土木工程前期的水文地質勘察工作的資源分配，將會直接影響到勘察工作的最終結果。建筑單位應該提高對于水文地質勘察工作的重視程度，培養(yǎng)自身的專業(yè)勘察隊伍，或者通過競標的方式選擇性價比最高的外包企業(yè)從事相關水文地質勘察工作。目前，水文地質勘察相關技術的研究已經(jīng)取得了突破性進展，配合大數(shù)據(jù)分析技術和智能化探測設備的民用普及，相關勘察工作質量的直接影響因素只是建設單位的資金投入。

3.2 加強水文地質災害事前預警工作

地下水位的快速變化，對于地表施工和地表人員安全而言都有著非常重要的影響。相關監(jiān)測手段的有效開展，能夠極好地實現(xiàn)對危險情況的應對工作。深入了解地下河流的流經(jīng)方向以及地下水的分布，對其流動趨勢和運動規(guī)律有更為深入地了解，能夠有效幫助地面施工單位了解地下情況，采取合理的施工手段。特別是進行地下土木工程建筑時，必須加大精力監(jiān)測地下水水位的變化以及地下河流流動的變化。

3.3 全面貫徹水文地質勘察工作重要性的認識

雖然水文地質勘察和監(jiān)測工作從理論上講很簡單，而且從實際施工角度出發(fā)，其引發(fā)的安全事故也并不多，但是這不能成為相關勘察和監(jiān)測工作失職或者敷衍了事的理由。從概率學的角度出發(fā)，建設單位必須明白在安全員問題上，只有零和百分百。在工程安全問題上，應該采取更為周全和嚴謹?shù)膽B(tài)度，相關工作的實施絕對不能敷衍了事，必須請專業(yè)的人員進行嚴格的勘察與監(jiān)測工作。

從水文地質勘察專業(yè)的角度來說，地下水資源的情況往往是模糊的，即便借助現(xiàn)代化科技手段，對地下水資源的監(jiān)測也并不能做到絕對的把握。主要是因為監(jiān)測的范圍有限，而地下水資源一旦發(fā)生變化時速度又很快。因此，必須給予地下水文監(jiān)測工作以足夠的重視，不能以面子工程的方式對待這一安全預警工作。

3.4 注重科技創(chuàng)新以解決實際問題

科技才是第一生產(chǎn)力。中國的新時代發(fā)展需要不斷地進行科技創(chuàng)新，用更尖端的科學技術解決實際生產(chǎn)中的困難。針對水文地質勘察工作中的勘察范圍問題、即使反饋問題和數(shù)據(jù)分析問題，應該采取更為深入的理論研究，配合現(xiàn)代化科技手段實現(xiàn)對于勘察和監(jiān)測細節(jié)的全面把控。除此之外，相關專業(yè)人才的培養(yǎng)與配置也是極其重要的。只有水文地質勘察行業(yè)的資深從業(yè)人員，才能真正做到從實踐角度出發(fā)提出更具有針對性的問題，幫助相關學科科研確定更為精準的研究方向，幫助社會節(jié)約資源投入，用更少的投入實現(xiàn)更大的回報[3]。

除此之外，針對過往案例的深入研究也是必不可少的。主要是針對可能的意外情況，制訂更加科學化與合理化的解決方案，能夠在意外事件發(fā)生時有更好的緊急處理機制，將人員安全和經(jīng)濟損失降到最低。

3.5 基于互聯(lián)網(wǎng)技術的信息共享

互聯(lián)網(wǎng)技術的出現(xiàn)，在極大程度上改變了社會生活的方方面面。在水文地質勘察方面，借助互聯(lián)網(wǎng)的信息流通和資料調取，可以幫助相關從業(yè)人員更好地了解相關領域的發(fā)展情況，尤其是針對自身工作地區(qū)的實現(xiàn)了解有更好的參考資料。在極大促進同行交流的同時，也為行業(yè)的整體發(fā)展創(chuàng)造了更多的可能。

除此之外，借助互聯(lián)網(wǎng)技術也可以實現(xiàn)工程管理體系內部的信息快速流動和宣傳教育活動。在水文地質勘察工作上，可以將圖片資料和視頻資料及時傳遞到工程管理相關的所有單位，幫助整個工程的管理人員更快更全面地了解現(xiàn)場信息。與此同時，借助互聯(lián)網(wǎng)技術也可以更快地與現(xiàn)場施工隊伍進行聯(lián)系，定期開展現(xiàn)場施工人員的安全教育宣傳工作，并且能夠在第一時間為現(xiàn)場提供安全預警。

3.6 構建更高標準的管理制度

土木工程不同于一般的工程，其涉及到的專業(yè)范圍之廣，參與人員人數(shù)之多都是其他工程所不存在的。因此，必須建立起一整套自上而下、信息傳遞暢通且具備高效率指揮的管理制度。在這一制度中，人人都清楚自己在組織中的位置、職責，能夠在面對日常工作和緊急事件時，快速找準自身工作責任，實現(xiàn)最快速地撤離，以保證工程的安全和工作的高效[4]。

4 結語

綜上所述，在土木工程建設過程中，依靠現(xiàn)代化科技手段，完成對于施工區(qū)域水文地質信息的全面掌握，并建立起完善的應對策略以防地下水位變化而引起的危險情況是非常必要的。土木工程建設，關系到我國現(xiàn)代化治理和現(xiàn)代化民生工程建設，很多時候需要在特殊地理區(qū)域建立起具有民生意義的重要土木工程建筑。因此，必須從各個方面著手，積極引入現(xiàn)代化科技手段以及現(xiàn)代化的管理和發(fā)展理念，幫助建筑行業(yè)實現(xiàn)更好的內部整頓和完善的制度建立。參與到土木工程的管理人員，必須具備完整的專業(yè)知識和高度專業(yè)的職業(yè)素養(yǎng)，切實解決土木工程實施過程中的具體問題。