盧增毅
(廣東省有色金屬地質(zhì)局水文地質(zhì)隊,廣東 廣州 510800)
在勘察工作中,水文地質(zhì)勘察是內(nèi)容之一,但實際上勘察結(jié)果一般不需要水文地質(zhì)數(shù)據(jù),所以也就導致勘察工作中往往會輕視這一方面的工作。由于重視不足,所以常會忽視一些水文地質(zhì)問題,僅僅做出簡要評價。假如建設(shè)項目區(qū)域本身具有良好的水文地質(zhì)條件,則不進行詳細、全面的水文地質(zhì)勘察也不會有多大負面影響;然而,如果水文地質(zhì)方面的資料較少,不能確定實際水文地質(zhì)情況,依然沒有重視水文地質(zhì)勘察,則可能會帶來嚴重的危害,工程項目質(zhì)量、穩(wěn)定性都會受到影響,造成巨大損失。因此,必須重視水文地質(zhì)工作,為該項工作開展提供便利,同時重視相關(guān)資料數(shù)據(jù)的收集與分析。
這項工作內(nèi)容較多,同時也有較多特點。
巖土工程勘察本身為后續(xù)的工程建設(shè)服務(wù),需要先進行勘察,了解現(xiàn)場情況,收集各種資料,之后的設(shè)計與施工會以勘察所得數(shù)據(jù)、分析等作為參考資料開展相應(yīng)的工作。通過做好前期勘察,為后續(xù)工作服務(wù),也為減少經(jīng)濟風險服務(wù),有助于降低造價、提高施工質(zhì)量以及使用安全性。
這項工作作業(yè)范圍較廣,同時多數(shù)工作以巖土體、地下水情況為對象開展,巖土體的實際情況不止包括表面情況,同樣需要研究地下的構(gòu)造、構(gòu)成等。地下水系分布于地下,從地上難以直觀看到,也具有隱蔽性的特點,需要通過相應(yīng)的技術(shù)手段獲取地下水信息,是一項專業(yè)性、隱蔽性強的工作。
我國地大物博,并且國內(nèi)有各種差異巨大的地形地貌,巖土情況復雜多變,并且環(huán)境形成是一個緩慢的過程,同時也受多種因素影響。巖土與水文情況受各種有規(guī)律與無規(guī)律的作用影響,所以,即使在某個區(qū)域內(nèi),也可能存在多種巖土與水文情況,有很大的不確定性以及復雜性。
巖土工程勘察涉及的知識較多,不僅要通過多種方法了解地下巖土、水文情況,同樣要在獲得資料后分析這些資料數(shù)據(jù),做出準確評價,方能發(fā)揮出指導作用。同時,工作人員需要了解內(nèi)業(yè)、外業(yè)的知識,并嘗試將二者有機結(jié)合。這里的內(nèi)業(yè)指的是相關(guān)資料的整理、歸納、測試、分析評價等,而外業(yè)則是指踏勘、調(diào)查、鉆探、地層判定編錄、取樣、測試等等專業(yè)工作,這些工作均對工作人員自身能力素質(zhì)有較高要求。
勘察是設(shè)計與施工之前的一項必要工作,能夠為后續(xù)工作提供相應(yīng)的參考資料,這些資料與實際情況相符,豐富、真實,可以幫助設(shè)計、施工人員全面了解實際地質(zhì)情況,使各項工作可以科學合理的開展??梢詼p少由于勘察不足導致的地基沉降等問題,提高建設(shè)項目質(zhì)量與安全性,提高耐久性,減少維護、翻修以及安全問題造成的經(jīng)濟損失以及可能的社會負面影響;同時,也有助于建設(shè)有序開展,降低各類風險。
作為巖土工程勘察重要項目,水文地質(zhì)情況勘察不足會帶來嚴重負面影響,必須根據(jù)水文地質(zhì)實際情況開展相關(guān)工作,才能保證工程建設(shè)效果??偨Y(jié)有以下幾方面的影響,需要引起重視:
現(xiàn)代工程建設(shè)有向大體型、更深、更高的方向發(fā)展的趨勢,建筑地下部分需要有足夠的埋深與穩(wěn)定性才能有足夠的承載力,保持建筑物穩(wěn)定。在實際工作中,地基深淺,會結(jié)合之前勘察所得的資料數(shù)據(jù)進行設(shè)計。需要了解當前區(qū)域的水文地質(zhì)數(shù)據(jù),以此為基礎(chǔ),再綜合現(xiàn)場周邊環(huán)境資料,科學設(shè)置埋深。地基設(shè)計中,需要提前勘察靜態(tài)地下水位。通常情況下,建筑埋深要高于靜態(tài)地下水位,以免長期受水體侵蝕,造成承載力不足、受腐蝕性能降低等問題,不過實際工作中也有一些建筑相對特殊,需要低于地下水位。對于這些建筑,一般需要先做好排降水工作,使區(qū)域內(nèi)的水位降低,同樣需要避免水體影響。另外,如果地下巖土被地下水侵蝕,就會使其整體強度逐步被削弱,可能會形成軟化的巖石層,進而很容易開裂,會影響建筑地基埋深設(shè)置。所以,在工作中必須重視水文地質(zhì)勘察,確保建筑地下部分不受不良巖石層以及地下水侵襲影響。
由于種種原因影響,地下水并非一成不變,而是時刻處于動態(tài)變化中,會有自然的高低起伏。對于工程建設(shè)而言,水位差異會影響施工與質(zhì)量。巖土本身有其酸堿傾向,受環(huán)境長期影響,處于平衡狀態(tài),進而使巖土結(jié)構(gòu)可以維持穩(wěn)定,同時具有一定的強度。如果水位升高,由于水體本身一般偏堿性,所以可能會打破巖土原本的平衡狀態(tài),地下水中含有的一些可溶性鹽也可能侵蝕建筑材料,發(fā)生化學反應(yīng),進而使建筑基礎(chǔ)的承載力不斷降低,造成安全問題。與此同時,由于水位上升,也會引起暗河積水,從而增加了建筑材料產(chǎn)生裂縫的可能性。如果水位降低,則可能會出現(xiàn)地下漏斗,以往地下水水壓發(fā)揮的承載作用會消失,從而使建筑地基下沉,造成質(zhì)量問題。
另外,通常情況下,如果不受嚴重的外部因素干擾,地下水會處于平衡的動力循環(huán)下。當前,人類對自然的改造更加徹底,如果受到人為因素嚴重影響,則會打破原本的平衡狀態(tài),從而使建筑失穩(wěn),造成安全隱患乃至出現(xiàn)安全事故。例如,房地產(chǎn)開發(fā)受限于有限的土地面積,高層建筑大量興建。隨著建筑高度增加,就需要更深、更強的基礎(chǔ)提供支持。而很多地區(qū)有地下水分布,所以需要抽水、垂直開挖降水。這些處理措施無疑會直接影響地下水循環(huán),可能造成當?shù)氐叵滤刭|(zhì)情況出現(xiàn)巨大變化,進而造成建設(shè)質(zhì)量問題,影響建筑使用壽命。
結(jié)合個人理解以及相關(guān)資料查閱,水文地質(zhì)勘查主要涉及這些內(nèi)容:
是勘察工作需要關(guān)注的重要內(nèi)容。自然地理條件的勘察,屬于開展水文地質(zhì)勘查的一項重要工作,可以獲得一些有益信息。對于自然地理條件的勘察涉及的內(nèi)容較多,具有較強的層次性,涉及面同樣也很廣,例如,當?shù)氐臍夂蚯闆r、區(qū)域的水文情況、具體的地形地貌等。氣候方面的勘察圍繞氣象特征進行,要明確施工區(qū)域近些年來的氣候情況,所處的溫度帶,獲取往年的空氣濕度、熱度參數(shù),往年的風向分布、風速等。水文情況涉及施工現(xiàn)場周邊的水系數(shù)量、流量、區(qū)域內(nèi)的地下水分布情況以及流向、流速等情況。地形地貌方面的勘察需要了解地形特征,地形沖刷效果、堆積形態(tài)等等內(nèi)容。
涉及內(nèi)容包括當?shù)氐牡刭|(zhì)特征、基底構(gòu)造情況、巖石性質(zhì)等。在實際工作中,對工程區(qū)域進行地質(zhì)環(huán)境分析十分重要。工作中,主要需要分析區(qū)域內(nèi)巖層情況以及其對水作用的實際抗壓能力,需要檢測巖層腐蝕情況,判斷在此處建設(shè)可能對建筑耐久產(chǎn)生的影響。
地下水系會影響建筑地基穩(wěn)定性,而水位高低對建筑地基的影響巨大,必須引起重視。為了減少地下水對地基的影響,必須通過勘察明確地下水位高低以及動態(tài)變化規(guī)律,提高設(shè)計與施工的針對性。水文勘察需要關(guān)注地下水動態(tài)升降情況,表現(xiàn)出的變化特征以及變化趨勢,了解地下巖石環(huán)境水補充情況以及水體滲入巖石流失情況,要確認區(qū)域內(nèi)的地下水位極值,歷史特點,之后分析極值出現(xiàn)的原因。需要注意,不同巖層本身存在物質(zhì)性質(zhì)上的差異,其中蘊藏、流通的水量多少也有差異。同時,也要注意了解水類型以及流速方面的變動情況。加強對區(qū)域內(nèi)的動態(tài)水位分析,可以指導基底調(diào)整工作。在進行地下水勘察中,需要結(jié)合地質(zhì)水系上的差異針對性選擇測定方法。
會影響地基結(jié)構(gòu)層次以及整體的穩(wěn)固水平??辈旃ぷ餍枰私飧骱畬勇裆睢⑺磺闆r,水層厚度分布以及水位高低,不同水層分布的地下水類型,以及具體的流速、流向、水位變化范圍。水文勘察需要結(jié)合不同建筑材料水敏感度進行,同時要結(jié)合區(qū)域內(nèi)地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及周邊環(huán)境情況,需要重點分析不同水層對材料可能產(chǎn)生的腐蝕作用強弱,指導使用合適的材料。
一般用于初步設(shè)計,需要勘察并分析區(qū)域內(nèi)的地下水情況,包括類型、分布、邊界、水循環(huán)等。當前,遙感影像在測繪中獲得大量應(yīng)用,有效縮短了測繪時間,也在一定程度上提高了測繪質(zhì)量。在實際工作中,應(yīng)注意測繪觀測點的選點科學性,通常應(yīng)在地質(zhì)地貌的界線以及地質(zhì)災害點處。通常不同季節(jié)水文地質(zhì)測繪有不同的工作側(cè)重。例如在少雨季節(jié)一般為溪溝測流,雨季則復查重要井、泉,以便更加準確的獲取地下水實際變化規(guī)律。
物探技術(shù)具有較高技術(shù)含量。利用這一技術(shù)能夠查明巖溶發(fā)育段具體情況,例如實際分布、含水層以及斷裂富水帶位置等。通常情況下,物探技術(shù)不單獨使用,會與其他技術(shù)方法配合,可以提高水文地質(zhì)的勘察效果。其中的測井技術(shù)特別是數(shù)字測井有效提升了物探效率。工作中,可以將物探測井與鉆探相結(jié)合,能夠提高勘察數(shù)據(jù)的準確性。
通常情況下,測繪與物探為現(xiàn)代鉆探的必要基礎(chǔ),先進行測繪、物探,之后再進行鉆孔,通過這一步驟明確具體地質(zhì)水文情況。要注意科學設(shè)置勘探線與點,并且要求鉆孔結(jié)構(gòu)必須與抽水試驗以及成井吻合。鉆孔布置必須與取水工程做好配合,將部分鉆孔作探采結(jié)合孔使用,以便降低資金投入。
在實際水文地質(zhì)勘察中,在現(xiàn)場適當問題進行鉆孔,之后進行抽水試驗是了解地下水情況的一種有效措施。通常情況下,抽水測試需要在富水性地帶進行。工作中必須重視以下操作:試驗孔必須與勘探孔設(shè)計協(xié)調(diào);抽水井必須與生產(chǎn)井協(xié)調(diào);實際抽水強度需要結(jié)合取水量設(shè)置;觀測孔必須廣泛設(shè)置在觀測區(qū)域內(nèi),多設(shè)觀測孔能獲得更加準確的數(shù)據(jù)信息;通常應(yīng)在枯水季節(jié)抽水,此時期抽水降深大、有助于提高水位變化分析的準確性,為計算打下良好基礎(chǔ)。通常情況下,抽水試驗需要30多天完成。
要加強對區(qū)域內(nèi)地下水情況的動態(tài)監(jiān)測,及時發(fā)現(xiàn)變化情況。涉及的內(nèi)容有了解本地地下水的形成條件,地下水的水質(zhì)情況、水量大小。要對影響水動態(tài)的各類因素加以分析,并分析研究開采地下水引起各種問題發(fā)生的可能性。通過動態(tài)監(jiān)測,為建設(shè)提供有益參考,方便針對性采取措施應(yīng)對。
在實際工作中,必須認識到水文地質(zhì)可能給工程帶來的深遠影響,加強對這項勘察工作的重視程度,發(fā)現(xiàn)潛在的水文地質(zhì)問題,防止因未發(fā)現(xiàn)水文地質(zhì)問題造成嚴重損失,提高工程建設(shè)科學性。隨著工作實踐不斷開展,水文地質(zhì)勘察技術(shù)也在不斷提高水平,新技術(shù)也在涌現(xiàn),相信可以為今后的水文地質(zhì)勘察提供良好幫助。