巖土勘察是建筑工程中不可忽視的重要工作,從房屋建造到橋梁、公路等基建工程建設,巖土工程勘察所發揮的作用十分突出,甚至影響建筑工程的安全性與穩定性。水文地質勘察則是巖土工程勘察的關鍵環節,忽視對水文地質的勘察可能會導致建筑物受力受到影響,從而造成建筑坍塌等安全隱患。本文結合《水文地質勘察技術及應用》一書,探討水文地質勘察工作的主要任務、常用技術與方法等內容,為建筑工程相關人員提高地質勘察精確度與效率提供參考。
該書分為十章:第一章簡要說明了水文地質勘察工作的目的、任務、一般程序與設計任務書編寫;第二章介紹了水文地質測繪的主要內容,包括測繪任務與要求、常用測繪方法及新技術的應用;第三章為水文地質勘探,對水文地質物探與鉆探過程、工藝要求進行了說明;第四章為水文地質試驗,主要介紹了抽水試驗的任務、技術要求及現場工作;第五至九章介紹了不同水文地質勘察的研究成果,如地下水、供水、礦床水、水利水電工程的水文地質勘察;第十章介紹了地下水水質與水文地質環境評價。
水文地質是指自然界中地下水的各種變化和運動現象,其主要研究內容包括地下水的分布、形成及理化性質。對地下水資源進行合理開發與利用是現今社會生產建設的重要需求??v觀各類工程建設可發現,地下水會對建筑工程、采礦工程產生不利影響,甚至造成嚴重的地質災害,尤其在巖土工程中,地下水會直接影響土體結構穩定性,導致土體出現隆起、裂縫甚至解體崩散現象,因此對巖土工程水文地質進行勘察十分必要。
目前來看,巖土工程中常見的水文地質問題主要有地下水位升降變化、地下水壓力與動力失衡,其對巖土工程造成的危害主要表現為:一方面,地下水位的升降會導致巖土不斷發生膨脹與收縮,巖土膨縮幅度的頻繁變化會導致土粒黏結力不斷降低,土壤孔隙比增大,土層結構承載力減小,最終可能引發土壤變形、坍塌等,對地層上承載的建筑物安全也會造成威脅。地下水位的升降還會導致巖層結構遭到破壞,巖土鹽漬化、土壤沼澤化等問題也會導致巖土工程被腐蝕,最終影響建筑物的穩定性。另一方面,地下水壓力與動力發生變化時,整個地下水體環境的平衡遭到破壞,水體運動開始失衡,可能會對巖土工程中的管道、基坑施工造成影響,導致管涌、基坑突涌等現象發生。
針對上述危害,在巖土工程施工前,務必進行水文地質勘察工作。
第一,對自然地理條件與地質條件的勘察。巖土工程的水文地質勘察是保障其安全施工的重要前提,在實際勘察時,工作人員需要對工程所在地的多種地質數據進行監測,其中對自然地理條件與地質條件進行勘察是開展水文勘察工作的重要基礎。在勘察時,工作人員要重點關注地形環境、地質結構、地下水文特征等因素,如勘察區具體的地理坐標、氣象條件和巖礦種類,詳細研究勘察區近年來的地形地貌變化與地層構造變化,并出具完整的工程地質報告。如此一來,工程技術人員可明確得知整個巖土工程的綜合大環境,為后續全面詳細地勘察當地的水文地質環境提供參考。
第二,對巖土工程地下水的勘察。地下水是水文地質的研究主體,在開展巖土工程的勘查工作時,工作人員應將勘察重點放在地下水勘察上,全面了解勘察區的水文地質條件。一般來講,對水文地質條件的勘察主要包括地下水的類型、分布情況,地下水位的升降數值變化,影響地下水水位變動的主要因素,以及巖土的溶水性、透水性、持水性,巖土中隔水層、含水層的分布等。參考《水文地質勘察技術及應用》一書,工作人員可利用鉆探、抽水試驗等勘測技術獲取地下水位、水質的相關數據信息,并形成規范的勘察報告,從而掌握工程區域地下水的升降與水質變化,為工程建設中采取針對性防治措施提供幫助。
第三,采取針對性措施來防治水文地質條件對巖土工程的危害。地下水位升降、水質變化都會導致巖土工程施工受到影響,為消除水文地質對工程建設產生的不利影響,工作人員可在工程建設過程中采取相應措施。如巖土工程建設過程中,隨著挖掘深度的不斷增加,工程基坑容易受到地下水位的壓力作用而發生突涌,工作人員可在工程區建設回灌系統、降水系統,解決地下水位過高對工程基坑施工造成的影響;埋藏在地下的鋼筋、混凝土等建材很容易受到地下水的腐蝕,人們可通過涂刷防腐涂料等方式來對其進行防護;對于選擇軟質巖石、膨脹土及強風化巖等作為巖土工程基礎持力層的工程項目,地下水容易造成巖土軟化、崩解,可采取建設截水墻、截水帷幕等隔滲法來解決問題。
總之,巖土工程中的水文地質勘察工作具有重要意義。現實施工中,工程團隊一定要重視巖土工程水文地質勘察工作的開展,強化水文地質勘察質量與效率,為工程安全提供積極支持。
作者簡介:喬國鋒(1970—),男,甘肅武威人,甘肅省水利水電勘測設計研究院有限責任公司高級工程師,研究方向為巖土工程