水文地質巖土工程勘察設計及施工實踐分析

易剛云

(中建材西南勘測設計有限公司，四川 成都 610000)

0 前 言

針對工程項目而言，水文地質巖土工程勘察設計以及施工具有系統性和綜合性的特點，是工程設計之前的重點環節。工程建設規模較大，工程建設質量、進度會受到較多因素的影響，其中地形條件、水文條件以及地質條件是影響工程建設的基礎因素。在進行工程建設之前需要對這些因素和條件進行勘察，根據具體的勘察情況做好工程建設評估，掌握工程建設的基礎資料，保證工程設計方案的合理性能夠符合工程建設需求。負責巖土工程勘察的人員需要對巖土分布進行分析，對勘察數據實施有效整理，為巖土工程施工提供重要的參考數據，因此，必須明確不同情況下水文地質條件改變所帶來的危害，及時制定相應的處理措施。

1 水文地質巖土工程勘察設計及施工要點

1.1 水文地質巖土工程勘察設計要點

我國科技水平的不斷提高促進建筑施工技術進入了不斷創新的階段，促進了建設工程整體規模的擴大，而巖土工程作為工程建設的基礎項目，所需要進行的工作量也有所增加。為了保證工程能夠得到有序推進，需要加強勘察設計的管理力度。作為施工單位，在開始進行施工時應當安排專門的管理人員以及勘察人員對施工范圍進行全面勘察和測量，對影響施工的因素進行綜合分析。勘察內容包括地質條件、地質結構構成、地下水水位、地層厚度水平、水位波動情況等，其中最為重要的勘察內容為和水文有關的數據[1]。在獲取勘察數據之后，作為設計人員需要對勘察數據實施分析和細致化處理，從而評估出在具體施工過程中會出現的施工風險現象，對風險因素可能引起的風險事件進行嚴重程度評估。根據具體的風險權重制定相應的應對方案，保證在出現風險事件后也能夠穩步推進施工，防止延誤施工進度。

1.2 水文地質巖土工程施工要點

在進行施工之前需要對整體施工方案進行評估和分析，明確施工要點，將施工要點作為基礎實施相應的施工活動，能夠有效保障工程施工質量。首先，施工企業要了解施工范圍內巖土層所具備的物理性質，例如巖土層類型、巖土層厚度水平以及力學性質等[2]。在對該類數據進行檢測時，通常會使用到水文地質物探技術，借用各種技術手段獲取全面的施工數據，例如超聲波技術以及地震勘探技術均是勘測工作中常用的技術類型。地震勘探法在勘察工作中較為常見，其主要是指利用地下介質的彈性、密度等方面的差異，通過人工激發地震波的方式來觀測和分析地下巖層的性質、狀態等，從而達到勘察的目的。在實際應用的過程中，地震勘探方法主要可以分為反射法、折射法等，充分了解深部位置巖土層情況，避免對地質構造造成破壞[3]。其次，需要保證地質鉆探工作質量，了解地下復雜的地質結構情況和環境，通過對數據進行評估，保證施工活動能夠有序開展。當前常用的鉆探方法為回轉鉆進法，使用設備在勘測位置持續進行回轉鉆進，并在鉆機上配置相應的傳感器，利用傳輸技術及時獲取地下信息。

2 水文地質巖土工程勘察設計及施工存在的問題

2.1 地下水位過高，軟土地基下沉

軟土路基水分含量高，變形幾率較大，因此在對軟土路基進行處理時，應當選擇合適的施工技術，否則會影響到后續工程的正常使用，降低基礎工程的穩定性。地下水水位是影響軟土層施工質量的關鍵因素，需要對地下水水位進行調整，降低當前過高的地下水位，才能夠避免土體流失、地基下降及裂縫等問題的出現[4]。但是如果地下水水位持續下降也會造成地基下沉的問題，這主要是由于工程順序沒有按照施工流程進行。例如在埋設井管之前沒有抽水而是在埋設完畢后才開始抽水作業，會使水位出現持續下降的現象，當地基下沉后會存在不對稱水漏斗的問題，導致地下水管道線路或者工程附近的建筑物均出現地基下沉的問題，會影響到之后工程建筑的使用安全，帶來嚴重的安全隱患。

2.2 地下水位上升引起危害

地下水位和水文地質巖土工程之間有著緊密的聯系，地下水位下降會引起地基下沉的問題，如果地下水位上升也同樣會帶來巖土變形和巖土滑移的隱患。地下水位上升會使土層以及巖體之間長時間存有水分，在水分的長期侵蝕作用下，會使土層以及巖體出現浸潤軟化的現象，降低了抗壓強度。地下水位上升，地基承載能力也會受到影響，巖土層自身強度會降低，增加地基出現塌陷問題的幾率。地下水位上升的原因較多，地下水是水循環中的重要環節，如果突然降雨會使地面徑流有所增加，從而也會導致地下水位出現上升的現象[5]。并且部分工程作業范圍和灌溉區的距離較小，如果出現不合理的灌溉現象也會使個別區域地下水位出現上升的問題。而這也會給建筑物的使用埋下安全隱患，如果該問題較為嚴重，會耽誤企業施工進度，導致施工企業無法在預期的時間內完成施工。施工進度的延誤會延長建筑交付時間，會給企業的經濟效益帶來不良影響。因此，在實際的勘察設計過程中需要重視地下水位上升的危害性，采取合理的措施對地下水位進行調整和控制。

2.3 地下水位下降引起危害

地下水位下降的危害程度也較大，導致這一現象的因素較多，其中人為因素是引起這一問題的主要原因。當前地下水資源使用需求較大，為了滿足日常生產生活用水，人們開始大量抽取地下水，這使地下水出現了嚴重流失的問題，導致地下水位下降。這一現象會給巖土層的結構造成破壞，導致巖土層會出現沉降以及崩塌的問題。地下水位下降還會給水源質量帶來影響，使其逐漸出現惡化的問題，并且地下水補給和流失量之間相差過多，會增加水污染現象的出現幾率[6]。如果海水和地下水之間交匯，海水中的成分會影響到地下水原有的酸堿值水平，導致地下水也出現鹽堿度增加的問題，造成水污染現象。在工程建筑施工過程中，會選擇鋼筋水泥作為建筑物的結構，如果地下水鹽堿度水平較高，會和鋼筋水泥產生一定反應，從而出現碳酸鈣以及鋁酸鈣等物質，影響建筑物地基的整體穩定性。

2.4 地下水位反復上升下降引起危害

在巖土工程施工過程中會受到多種因素的影響，從而會使地下水位出現反復上升和下降的現象，這會對巖土層造成破壞。根據地下水位上升下降頻率不同，對巖土層造成的破壞程度也會有所差異，但是最終會由于多次膨脹和收縮而使巖土層出現變形的現象。一旦巖土層變形，將難以在較短的時間內恢復正常從而導致惡性循環問題的出現，給建筑地基造成嚴重的不良影響。并且隨著施工深度不斷增加，巖土層內部應力也會有所改變，此時壓力會傳遞給地下水，增加了動水壓，從而使深基坑內部滲水現象的出現幾率有所上升，導致地下水出現水位波動的問題[6]。當地下水位處于一種較為平衡的狀態時，不會產生過多的波動，也不會給建筑地基帶來較大的危害。

3 水文地質巖土工程勘察設計及施工方法

3.1 合理選擇勘測方式

在勘察工作中需要經歷多個環節，并且不同環節的工作重點有所差異，需要根據工作重點和工作環節對勘測方式進行挑選。挑選勘測方式的主要因素為地下水成因和地下水動態活動特征，同時還需要對地下水類型實施區分，歸納出地下水的波動情況以及危害，從而根據歸納結果制定合理的解決措施。科學的探測方式能夠保證數據獲取的精準性，保證空間上能夠做到點面結合，區分出地下水所具備的性質，具體包括特殊性、普遍性以及永久性[7]。在現代社會中，科學技術水平不斷提高，在選擇勘測方式時也需要注重勘測手段的信息化水平和智能化水平，以此提高信息數據獲取的及時性。

3.2 查閱工程相關資料

在勘察設計以及具體施工過程中需要積極查閱和工程相關的資料，需要對歷史環境下水文條件變化情況進行分析，詳細記錄水文地質條件，了解當地降水量、地下水水位以及地下水和地表水兩者的循環關系。通過對水文地質條件資料進行查找和整體分析，能夠提升水文地質評價的合理性，從而確保施工活動能夠得到有效開展。相關人員在查找歷史水文地質資料時，應當從多個渠道進行獲取，可以了解在不同階段內地下水位出現的波動情況。對查找到的資料進行分析，總結出建筑環境和地下水之間的關系。

3.3 重視地下水的腐蝕作用

地下水雖然可以作為生產生活用水，但是也同樣具備腐蝕性，會給巖土工程造成不同程度的危害。以往的巖土工程施工過程中沒有重視到這一問題，因此，在今后的工程建設中應當重視防治地下水腐蝕問題，通過不同的措施來減少地下水腐蝕性所帶來的影響。建筑企業需要對地下污水處理系統進行優化，引進新型的處理工藝，提高污水處理效果，使水資源能夠形成循環利用的模式[8]。在日常生活中不能隨便丟棄廢料，這可以有效預防水污染的問題。為了能夠避免地下水腐蝕性給建筑工程的穩定性帶來影響，應當選擇優質材料進行施工，保證材料具有較強的防腐能力，以此延長建筑的使用壽命。

3.4 對巖層和斷層特性實施分析

在水文地質巖土工程勘察過程中需要對巖層以及斷層進行特性分析，這是勘察工作較為明顯的特征。特性分析主要是指對巖層以及斷層的含水性實施勘察，分析巖層結構內部含水量，根據具體的含水性能評估穩定性從而為后期工程建設提供數據基礎。巖層包括石英砂巖層、頁巖、夾板頁巖、塊狀白云巖，這一類巖石化學性質較為穩定，但是不同巖石的結構有所差異，如果結構密集，則抗風化和儲水能力均較強[9]。地質斷層的含水量也有著較大差異，黏土含水量較少，溶洞則較多，因此，在勘察工作中需要區分巖層干濕水平，避免出現管涌和流沙的問題，提高水力評估準確度。

3.5 加強勘察人員培訓力度

巖土勘察工作會受到工作人員綜合素質的影響，打造高素質工作隊伍才能夠保證巖土勘察工作有序開展。首先，應當對巖土勘察人員進行培訓，使其能夠正確認識新時代下巖土勘察的創新理念，應用新型理念和手段對工作模式進行改進。在培訓時應當改變培訓形式，如利用線上平臺實施培訓，要求巖土勘察人員在規定時間內自主完成培訓課程和課程考核，以保證管理人員通過培訓考核，能夠通過培訓活動加強自身的能力。其次，在管理隊伍中樹立典型榜樣，充分發揮榜樣的帶頭作用，使得其他人員能夠向榜樣進行學習，打造良好的工作氛圍。在該種模式下可以形成以骨干人員為核心的工作隊伍，促使整體工作質量的提高。最后，積極吸收新型人才前往企業巖土勘察崗位中，充實工作隊伍，使工作隊伍能夠煥發出新的活力。最后，豐富培訓內容。在進行培訓過程中，需要對理論知識以及實踐操作要點進行培訓，除此之外還需要對其實施安全操作培訓以及責任意識的滲透，使開發人員能夠在具體的工作過程中嚴格遵守安全操作標準。儀器設備培訓也是主要的培訓內容之一，可以提高巖土工程的勘察效率，保證勘察人員能夠合理利用各種先進設備完成工作。

3.6 完善綜合評價服務體系

通過綜合評價服務體系的建設，可以提升勘察數據的有效性，為施工計劃的調整和制定打下良好的數據基礎。在勘察工作前期階段，作為技術人員需要對數據分析目標進行明確，以該目標作為核心進行數據采集[10]。與此同時，還需要利用各類先進的計算機技術，對施工范圍內水文地質條件實施評估，積極預測存在的問題、隱患，根據問題制定合理的處理措施。為了保證綜合評價服務體系應用的有效性，需要打造信息化的評價系統，引進大數據技術作為技術支持，保證能夠對數據進行更加合理的分析。

4 結束語

水文條件與水文巖土工程建設過程有著較為緊密的聯系，在傳統的勘察設計以及施工過程中，會由于多種不同的因素導致地質條件危害無法被發現，從而給工程建設帶來了一定的隱患。在水文地質巖土工程勘察過程中應當注意勘察設計以及施工的要點，地下水位過高、地下水位上升、地下水位下降以及地下水位反復上升下降，都會給巖土工程建設帶來不良影響。為此需要合理選擇勘測方式，查閱工程相關資料，重視地下水的腐蝕作用，對巖層和斷層特性實施分析，加強勘察人員培訓力度，完善綜合評價體系。

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