地下水在工程地質(zhì)勘察中的重要性分析

陳 亮

中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司東北分院

1 水文地質(zhì)勘察的基本內(nèi)容

1.1 自然地理條件與地質(zhì)環(huán)境

自然地理條件包含的內(nèi)容較多，例如經(jīng)濟、城市規(guī)模、人口氣候、地形地貌、水資源分布等，在水文地質(zhì)勘察過程中，需要對各種影響因素進行考量，從而為規(guī)劃設(shè)計與施工奠定良好基礎(chǔ)。比如，針對高層建筑地基施工，不但要對其地下水情況進行分析，還要綜合考慮當(dāng)?shù)氐慕o排水管道的布局狀況。

地質(zhì)環(huán)境簡單而言包括地下水含量、巖土含水率、土層滲水狀況、地下水酸堿特性等，經(jīng)過詳細的勘察從而制定符合工程實際的施工方案。比如，結(jié)合地下水的腐蝕程度預(yù)測工程基礎(chǔ)的耐久性，從而制定有針對性基礎(chǔ)施工方案。

1.2 地下水位的調(diào)差

工程地質(zhì)勘察中，地下水位是關(guān)鍵部分。地下水位的升高或降低都會嚴重影響上層建筑的安全穩(wěn)定性，在工程地質(zhì)勘察中，采用先進的勘察手段監(jiān)測施工區(qū)域范圍內(nèi)的地下水位變化情況，綜合分析相關(guān)數(shù)據(jù)，評價水流給巖土穩(wěn)定性造成的影響，從而制定有針對性的防排水措施。

1.3 隔水層及含水層的調(diào)查

巖土層的成分具有一定的對水的抗侵蝕能力，且存在不同差異，由于物化性質(zhì)的原因，不同含水層的承壓能力具有不同的特性。大型建筑工程建設(shè)中，一旦隔水層、含水層結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，會帶來嚴重的危害，對此，需要全面調(diào)查含水層、隔水層的深度、厚度。同時，結(jié)合工程項目的實際條件，利用水文地質(zhì)勘察支撐工程技術(shù)人員采取有效地地基開挖施工工作。

2 地下水對工程地質(zhì)勘察工作的重要性

2.1 掌控地下水升降信息，提供設(shè)計方案

工程建設(shè)中，地下水始終對工程地質(zhì)勘察工作產(chǎn)生影響，要切實對工程水文特點有充分了解，分析其影響機制，提高工程地質(zhì)勘察水平，為工程建設(shè)提供精準的勘察數(shù)據(jù)信息。地下水產(chǎn)生的影響主要來自水位升降變化，水位升高或降低會造成巖石結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化，從而降低巖土工程的穩(wěn)定性，并且地下水位升降變化還會影響工程地基結(jié)構(gòu)的安全性，危害工程質(zhì)量，降低工程的使用周期。對此，工程地質(zhì)勘察人員應(yīng)當(dāng)掌控地下水升降變化情況及趨勢，通過有效地勘察分析與研究制定有針對性的工程設(shè)計及施工方案，降低工程建設(shè)中的安全隱患，保障工程建設(shè)順利目標順利實現(xiàn)。

2.2 改進技術(shù)，提高工程建設(shè)的效率

工程施工中，應(yīng)當(dāng)依托科學(xué)的方案設(shè)計進行工程建設(shè)，這就需要利用工程地質(zhì)勘察手段提高技術(shù)方案設(shè)計的有效性，而地下水勘察作為其中的不可或缺的內(nèi)容，不但影響施工進度，還關(guān)系到工程建設(shè)的質(zhì)量，對此，嚴密勘測工程地質(zhì)中的地下水情況，控制其帶來的負面影響，確保通過工程地質(zhì)勘察對地下水升降等問題進行有效解決，提升后續(xù)施工技術(shù)水平，全面提升工程建設(shè)效率和質(zhì)量，保障工程的安全性。

3 地下水對基礎(chǔ)工程的危害分析

3.1 地下水水位下降的危害

多方面因素都會造成地下水位下降，短期內(nèi)的地下水位降低主要是人為原因?qū)е碌?。由于人類生產(chǎn)生活中過度開采地下水，經(jīng)過一段時間會造成地下水位出現(xiàn)急劇降低的現(xiàn)象，一旦存在地下水位降低的情況，將增加巖土層的密度，輕微的會發(fā)生地面沉降現(xiàn)象，嚴重的會導(dǎo)致發(fā)生坍塌事故，由此可見，地下水位降低對工程結(jié)構(gòu)的安全性有著決定性的影響。

3.2 地下水水位上升的危害

地下水影響中，地下水位上升也是一個重要的影響方面。出現(xiàn)地下水位升高的原因有許多，短期內(nèi)的地下水位升高主要是由于地殼劇烈運動或是由于大量降雨出現(xiàn)。當(dāng)?shù)叵滤怀霈F(xiàn)升高的現(xiàn)象，會加大巖土層含水量，影響到工程基礎(chǔ)的強度和穩(wěn)定性。通常來講，我國的夏季降雨量較大，常出現(xiàn)地下水位升高的現(xiàn)象，因此，工程建設(shè)處于夏季時，要根據(jù)地下水實際情況構(gòu)建施工排水系統(tǒng)，對雨水有效排泄與控制，減小地下水位升高而造成的結(jié)構(gòu)失穩(wěn)問題。

3.3 地下水水位不穩(wěn)定的危害

不穩(wěn)定的地下水位指的是發(fā)生地下水位忽升忽降的現(xiàn)象，通常而言，水位波動程度不大的情況下，所產(chǎn)生的負面影響不嚴重。然而，一旦地下水位變化達到一定的界限，會影響施工地帶的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，甚至危害結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們的生產(chǎn)活動越來越頻繁，特別是地下工程項目也逐漸增多，進而給地下水位帶來變化，使地下水位呈現(xiàn)不穩(wěn)定的狀態(tài)。地下水位忽高忽低的現(xiàn)象會影響工程范圍內(nèi)的巖土結(jié)構(gòu)密度，巖土結(jié)構(gòu)密度下降會弱化工程基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)強度，從而威脅到工程的整體安全性。另外，由于地下水成分與巖土結(jié)構(gòu)的成分產(chǎn)生一定的物化作用從而出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象等，當(dāng)存在地下水位波動的情況下，腐蝕問題會進一步加劇，進而威脅到工程項目的使用壽命。

3.4 地下水動力作用造成的危害

正常情況下的地下水流動活動通常不會影響工程基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，但人為原因造成地下水發(fā)生明顯變化，會導(dǎo)致出現(xiàn)許多隱患問題。由于人為活動的干擾，地下水的重力超出正常范圍，這樣很容易造成基坑突涌和流沙事故發(fā)生，給工程施工質(zhì)量造成影響，嚴重的還會危害到工程安全及工程施工人員的生命健康。受到激烈的地下水動力作用，工程邊坡存在很大的不安全性。

4 工程地質(zhì)地下水勘察的現(xiàn)狀

隨著工程建設(shè)經(jīng)驗不斷總結(jié)，工程勘察工作水平也在不斷提升，但是，針對地下水勘察工作依然存在一些不足之處，制約著工程施工質(zhì)量乃至整個工程建設(shè)的順利進行。基于此，需要對工程地質(zhì)地下水勘察的現(xiàn)狀有深刻的認識，從而建立完善有效地勘察工作體系，高水平實施地下水勘察工作，為工程建設(shè)提供準確的數(shù)據(jù)支撐，為工程建設(shè)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

4.1 對地下水勘察的重視程度不足

總的來看，工程地質(zhì)勘察工作在不斷發(fā)展中逐漸建立了較為完善的系統(tǒng)，但相應(yīng)的地下水勘察工作仍存在一定的缺陷，一方面由于人才隊伍建設(shè)不足，另一方面還由于實際勘察中存在主輔區(qū)分的觀念，個別工作人員沒有高度重視地下水勘察工作，在具體勘察中未有效落實相關(guān)規(guī)范制度，從而制約了工程地質(zhì)勘察工作的開展，進而給工程建設(shè)帶來不利影響。

4.2 勘察技術(shù)水平不足

個別地區(qū)具有甲級水文地質(zhì)勘察資質(zhì)的單位不多，所以在實際勘察過程中，技術(shù)層面還存在一定的不足，現(xiàn)場勘察工作人員由于技術(shù)能力有限，無法有效結(jié)合自然地理環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境的條件進行勘察設(shè)計，在一定程度上影響了地下水勘察工作的效率和質(zhì)量。

4.3 勘察依據(jù)及勘察報告缺失

由于勘察工作制度缺失及勘察意識不強，個別勘察工作者在實際工作中，對勘察數(shù)據(jù)的獲取不夠全面，無法全面結(jié)合勘察數(shù)據(jù)開展地下水分析，從而給工程地質(zhì)勘察工作留下諸多隱患，并進一步影響到后續(xù)的工程建設(shè)。

地下水勘察工作具有嚴謹性，勘察工作人員需要做到全面細致地統(tǒng)計地下水相關(guān)的數(shù)據(jù)。但實際勘察中，個別勘察設(shè)計單位未建立完善的書面指導(dǎo)文件，工作人員無章可循的情況下“按部就班”的實施勘察工作，采用傳統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)進行勘察工作分析會降低勘察設(shè)計質(zhì)量，導(dǎo)致實際施工與勘察設(shè)計不符，從而制約工程項目建設(shè)有序開展。

5 工程勘查中地下水問題的應(yīng)對措施

5.1 明確地下水勘察內(nèi)容

工程地質(zhì)勘察的地下水勘察工作中，要想提高勘察效率和質(zhì)量，需要首先明確地下水勘察內(nèi)容，從而確?？辈榻Y(jié)果的全面性和勘查數(shù)據(jù)的準確性。實際開展中，需要認識到地下水勘察環(huán)節(jié)較為復(fù)雜，同時勘察范圍不單單是施工區(qū)域范圍，還需要對周圍區(qū)域的地下水情況進行有效掌握。相應(yīng)的地下水勘察需要采集完整的內(nèi)容，具體涵蓋地下水種類、水質(zhì)特點、深度、含水層特性等。不但要包括如上的地下水直觀性因素，還應(yīng)當(dāng)對地下水延伸路線、區(qū)域降水條件、補充途徑等內(nèi)容進行勘察與數(shù)據(jù)完善。這樣一來，能夠在接下來的勘察數(shù)據(jù)分析及評估地下水影響的過程中，提供全面可靠的依據(jù)，進而制定有針對性的地下水處理方案。

5.2 加強地下水詳細勘察

地下水勘察包含的內(nèi)容較多，同時對勘察數(shù)據(jù)有較高的要求，要通過到位的勘察與精準的數(shù)據(jù)獲取提高對工程地質(zhì)的評估水平。施工范圍內(nèi)的巖土結(jié)構(gòu)中的地下水具有自身的水理特性，詳細勘察過程中務(wù)必深入分析巖土體理化性質(zhì)，加強研究巖土層儲水性、溶水性，從而實現(xiàn)進一步控制地下水所帶來的危害。

勘察環(huán)節(jié)具體包括踏勘、初勘和詳勘三大步，勘察工作者應(yīng)當(dāng)制定完善的地質(zhì)勘察工作計劃，細化地下水勘察的內(nèi)容和細則，對各區(qū)域的巖土結(jié)構(gòu)及地下水變化數(shù)據(jù)進行采集，繼而全面掌握地下水的基礎(chǔ)情況，實施深入的研究分析，為工程基礎(chǔ)施工提供可靠的依據(jù)。

5.3 完善地下水勘察制度

工程地質(zhì)勘察中構(gòu)建完善的勘察工作制度，有利于勘察人員遵循規(guī)章制度開展勘察工作，提高地下水勘察的規(guī)范性和科學(xué)性，繼而提高勘察效率和質(zhì)量。

勘察工作人員需要根據(jù)工程實際情況，并遵循國家、行業(yè)的相關(guān)規(guī)范，選用科學(xué)的勘察技術(shù)手段，與此同時，加強勘察技術(shù)交底與培訓(xùn)，從而實現(xiàn)提升地下水勘察數(shù)據(jù)結(jié)果的有效性。

具體進行地下水勘察過程中，由于環(huán)境、設(shè)備、人員等方面的影響而產(chǎn)生數(shù)據(jù)誤差，對此，應(yīng)當(dāng)強化對地下水勘察工作的監(jiān)管力度。要加強地下水勘察的各環(huán)節(jié)、各指標的控制，通過全過程管控降低勘察數(shù)據(jù)誤差，保障勘察數(shù)據(jù)質(zhì)量。

企業(yè)還需要加強地下水勘察人員的考核力度，全面考核勘察工作人員的專業(yè)水平和職業(yè)道德素養(yǎng)，可以實施末位淘汰制考核方式提升勘察工作人員隊伍的整體質(zhì)量。

5.4 加強對水文地質(zhì)的評估

有效評估水文地質(zhì)有利于及時發(fā)展工程巖土層中存在的地下水隱患問題，并采取優(yōu)化措施進行處理，提高工程區(qū)域工程地質(zhì)的穩(wěn)定性。當(dāng)前，可以借助計算機技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、信息技術(shù)等建立水文地質(zhì)評估模型，在模型中輸入地下水、巖土性質(zhì)等信息，通過準確地計算進一步獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，從而為地質(zhì)評估及災(zāi)害預(yù)防提供參考。

評估體系中的指標和權(quán)重需要結(jié)合實際情況進行調(diào)整，提升分析結(jié)果的可靠性，提升評估體系的實用價值。

6 結(jié)語

綜上所述，工程建設(shè)中，巖土體的特性對工程施工有著直接影響，而其中的地下水性質(zhì)與巖土特性有著密切關(guān)系。針對地下水勘察工作，還存在意識不強、技術(shù)不到位、勘察依據(jù)及報告缺失等不足之處。工程地質(zhì)勘察中，要高度重視地下水給工程基礎(chǔ)帶來的危害，明確地下水勘察工作目標及內(nèi)容，加強地下水詳細勘察，完善地下水勘察制度，加強對水文地質(zhì)的評估，并進一步提出科學(xué)有效地防治措施，減少水文地質(zhì)問題對工程的不利影響，提高工程地質(zhì)勘察質(zhì)量，從而促進工程地質(zhì)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。