巖土工程勘察與施工水文地質(zhì)問題探究

金江鵬

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心新疆總隊，新疆 烏魯木齊 830000）

巖土工程勘察工作涉及水文地質(zhì)問題，而國內(nèi)缺乏該方面的先進經(jīng)驗，相對而言，國外的研究更加深入。在開展施工之前，巖土工程相關(guān)工作人員必須落實水文地質(zhì)的相關(guān)分析研究工作，避免表層嚴重坍塌引起的土體結(jié)構(gòu)發(fā)生部分破壞的現(xiàn)象[1,2]。同時，加強研究巖土工程勘察的水文地質(zhì)，以保證巖土工程勘察的工作效率、質(zhì)量和安全[3,4]。

1 巖土工程勘察概述與施工要點

1.1 巖土工程勘察概述

勘察工作在巖土工程中發(fā)揮著重要作用[5]。如果勘察不到位和巖土水文地質(zhì)的分析不夠準確等，其影響工程的基礎(chǔ)設(shè)計，導(dǎo)致成本得不到有效控制，甚至造成工程施工事故，生命財產(chǎn)造成巨大損失。因此，巖土工程勘察至關(guān)重要[6]。通過分析地質(zhì)情況、地質(zhì)強度和地質(zhì)變形等參數(shù)，有效地預(yù)測出土層受到荷載，進而驗證勘察資料和土工參數(shù)的準確性，為后續(xù)的地基基礎(chǔ)設(shè)計奠定良好的基礎(chǔ)。

1.2 施工要點

首先，掌握巖層的物理特性。在實際施工中，勘測技術(shù)人員可以使用多種方法對巖土的物理性質(zhì)進行測量工作。水文地質(zhì)勘探是目前應(yīng)用最為廣泛的方法，其既能掌握地層的物理信息，又能全面地掌握水文地質(zhì)情況；同時，技術(shù)人員利用聲波等技術(shù)，擴大勘探范圍，提高勘探人員的實效性，提高鉆探工作人員的水平和實效性。

在進行工程地質(zhì)勘察鉆探時，相關(guān)作業(yè)人員需要借助測量設(shè)備進行旋轉(zhuǎn)鉆孔。當前旋轉(zhuǎn)鉆孔普遍采用旋轉(zhuǎn)鉆進方式，各種工藝均可以用坑探挖出巖石土，可以形成較長的坑道；在坑探鉆進過程中，科學地運用各種技術(shù)進行交叉作業(yè)，但是成本較高，并且工作效率較低，造成費用較大且費時的情況。

2 水文地質(zhì)勘探的意義

對地下水的分布及其形成規(guī)律進行勘察與分析是水文地質(zhì)勘察的主要工作。

在巖土工程項目建設(shè)中地基的穩(wěn)定性關(guān)鍵在于對地下水的物理與化學性質(zhì)的分析和合理利用。

巖土工程建設(shè)與水文地質(zhì)勘察兩者之間有著緊密的關(guān)系，巖土工程的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與持久性受到地下水的影響，在一些地下水位較低的工程項目中，地質(zhì)勘探人員沒有對水文地質(zhì)情況進行深入的勘測，僅進行了較為簡單的描述。若勘察工作忽略了水文地質(zhì)參數(shù)和細節(jié)地描述，其會導(dǎo)致發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。由此可見，全面做好水文地質(zhì)勘察工作對巖土工程建設(shè)有著重要意義。

3 巖土工程勘測水文地質(zhì)問題分析

3.1 地下水水位升高的危害

通常說來，造成地下水位出現(xiàn)上升變化的因素有兩個：一是因降雨增加，而使工程施工區(qū)域內(nèi)分布的河流和湖泊等水位升高，間接造成地下潛水位升高。二是施工區(qū)域內(nèi)的部分工廠，大量排放工業(yè)廢水。這種工業(yè)廢水一旦經(jīng)過排水或引流管道滲入地下層，破壞地下水源的水液平衡，導(dǎo)致地下層出現(xiàn)潛水現(xiàn)象。在施工過程中，潛水位的上升可能引起建筑工程基礎(chǔ)的位置變化或結(jié)構(gòu)變化，這不利于施工的順利進行。

3.2 地下水漲落的危害

據(jù)了解，地下水水溫的上升或下降均引起土壤不規(guī)則收縮和膨脹的現(xiàn)象，例如土壤的不規(guī)則收縮和膨脹均隨著水位的漲落發(fā)生變化。一般來說，土壤收縮和膨脹的地下深度可以通過彈性波勘探和電法探勘方法測定，這些方法不僅勘測范圍上具有優(yōu)勢，而且還可以通過深層含水層探查，進一步確定地下河道的具體位置和巖土斷層破碎帶。除此之外，它在巖土彈性和風化層厚度方面具有一定優(yōu)勢。

3.3 地下水壓力問題

地下水壓力是保證地下水良好流動狀態(tài)的前提條件，如果水壓力波動較大，將在一定程度上直接影響整個工程的施工質(zhì)量，甚至威脅施工的安全性。地表壓力和降水的高低變化是水壓不穩(wěn)定的主要原因，如果出現(xiàn)這兩種變化，會導(dǎo)致地下水位失去平衡。當?shù)孛鎵毫^大時，地下水壓相應(yīng)地升高，造成多種災(zāi)害，比如影響巖土工程的穩(wěn)定性，嚴重影響和損壞實際建筑。因此，在具體的勘察設(shè)計和施工過程中，必須加強對整個土木工程施工的關(guān)注和重視，以保證其安全性與穩(wěn)定性，從而為土木工程的順利實施提供一個穩(wěn)定的基礎(chǔ)。

4 在巖土勘察中提高水文地質(zhì)調(diào)查水平的措施

4.1 做好施工前的設(shè)計與準備

首先，在施工之前，相關(guān)工作人員應(yīng)詳細勘探不同區(qū)域的地下水形成狀態(tài)及發(fā)展情況，采集到相關(guān)數(shù)據(jù)后，全面評價地下水的水位變化情況，評價內(nèi)容主要為地下水的存量和水位高低。巖土工程施工要求根據(jù)地下水的實際情況進行制定，在工程施工前需要明確指示要求。其次應(yīng)該做好施工的設(shè)計規(guī)劃方案，勘察規(guī)劃、可行性分析、初步設(shè)計方案和技術(shù)支持四個階段，其是勘察工作方案的主要內(nèi)容。為了能夠節(jié)省程序可以將四個部分的工作內(nèi)容歸結(jié)為兩個不同的方面，一個部分是進行勘測的過程中為施工目標提供施工資料，因此，需要勘測人員在資料搜集時對資料的真實性和準確性進行調(diào)研，其主要內(nèi)容是基于研究方案,而目的是考察施工方案的合理性。另一個部分是對勘察基礎(chǔ)——施工方案進行勘察，主要的研究對象是勘察地的水文條件，需要排查施工過程中可能出現(xiàn)的地質(zhì)問題，排查內(nèi)容包含地下水的水位變化和巖體的變化等，對于此類問題，給出地質(zhì)工程質(zhì)量相關(guān)的意見。

4.2 水文地質(zhì)調(diào)查統(tǒng)一標準

在水文勘察過程中，通過內(nèi)容上進行詳細的注釋以及明確的界定，讓勘察人員直觀地了解這項工作的目的和作用。將現(xiàn)代化設(shè)備和各種勘察軟件更加科學、有效地結(jié)合與運用，以此提高水文勘測工作的現(xiàn)代化信息水平和勘測數(shù)據(jù)的時效性與連續(xù)性。

4.3 強化巖石水理特性研究

如何使建筑工程建設(shè)的施工質(zhì)量更加符合國家標準，需要對巖石水理性質(zhì)的研究以及掌握巖土溶水、透水和持水等特性，并且結(jié)合巖石水理性質(zhì)特性，為建筑設(shè)計及建筑施工提供有效的科學依據(jù)。在工作中分析巖體水理特性，并調(diào)整施工方案，這樣既利于保證施工質(zhì)量，又利于提高施工安全。在巖土工程勘察過程中，應(yīng)加強對巖土水理性質(zhì)的勘察，以提高勘察結(jié)果的準確性。

4.4 加大計算機技術(shù)運用范圍

在工程勘察領(lǐng)域中計算機技術(shù)的應(yīng)用擔負著重要的任務(wù)，在科學飛速發(fā)展的今天，計算機技術(shù)對于施工條件和施工情況形成更高效的輔助。比如通過應(yīng)用表面模型，統(tǒng)建相應(yīng)的施工區(qū)域地質(zhì)模型和地質(zhì)空間，為水文地質(zhì)的問題研究和優(yōu)化提供了保障。另外，還可以將GIS技術(shù)應(yīng)用于巖土勘察工作中，該應(yīng)用有效降低勘察的人工成本，改善過去老舊的巖土工程勘察模式。引用坐標空間查詢和網(wǎng)絡(luò)分析兩個方面，從而降低水文地質(zhì)問題在巖土工程勘察中產(chǎn)生的影響，提高巖土勘察工作的效果和效率，為工程施工達到預(yù)期目標提供保障。

4.5 注意選擇合適的施工方法

4.5.1 實物調(diào)查方法

實物調(diào)查法主要依靠電法探測和彈性波的原理預(yù)測不同巖石層的物理性質(zhì)和巖石層之間的實際情況，彈性波的工作主要探測技術(shù)有以下幾種：地震勘測、聲波探測和超聲波探測等測量技術(shù)。這些技術(shù)實現(xiàn)大范圍內(nèi)的厚度探測連接基層的狀況，同時，實現(xiàn)精準的追蹤，并且測量了風化土層的厚度和彈性的有關(guān)參數(shù)。

4.5.2 機器探究法

首先，在人工的操作下機器設(shè)備通過旋轉(zhuǎn)、切割等手段，將巖石處理成直徑體積較小的鉆孔，同時將各個鉆孔的深度控制在合理的范圍內(nèi)，去除內(nèi)部的巖層，進而通過人眼直接觀測確定巖層性質(zhì)、構(gòu)造和風化的程度。對已經(jīng)去除的巖層進行相應(yīng)的試驗分析，比如應(yīng)用到工程地質(zhì)測量，灌漿試驗以及長期觀測的工作中，與上面工作方法相比這種鉆探施工方式有利有弊，其優(yōu)點是在施工中實現(xiàn)較大的精確度，并且勘探的項目多，缺點是其應(yīng)用具有局限性。

5 結(jié)語

以往對于工程項目水文地質(zhì)情況的調(diào)查與了解，存在多種問題，包括調(diào)查不夠全面和資料不夠充分等問題，應(yīng)強化工程地質(zhì)的勘察工作，為工程建設(shè)奠定良好的基礎(chǔ)。在巖土工程施工建設(shè)過程中，水文地質(zhì)勘察對工程的設(shè)計和工程的施工提供有力地支持與幫助，為工程建設(shè)提供更加有力的保障，確保工程建設(shè)的質(zhì)量和效率。