工程地质勘察中的水文地质危害以及对策分析

2021-12-01 03:02
中国金属通报 2021年2期
关键词:工程地质水文地质建筑物

于 蒙

(华北地质勘查局五一九大队,河北 保定 071000)

由于城市化快速发展,城市建设水平不断提高,我国的建筑工程项目不断增多,工程范围不断扩大,工程种类也逐渐多样化。工程建设对于土地开发的程度也越来越大,这就导致工程勘察对于水文地质的危害也增大。了解地质水文,解决工程地质勘察中的水文地质危害是当前建筑工程建设中的必然要求。

1 工程地质勘察对于水文地质危害控制的重要性

(1)是工程质量的重要保证。新时期下,工程项目建设在我国社会发展过程中越来越重要。建设项目的涉及范围越来越广。工程地质勘察作为建筑工程中的重要环节,所需勘察的各项地质因素,影响着整个建筑工程的质量。水文地质灾害会对整个工程实施造成严重的不良影响,导致建筑工程实施过程中稳定性和安全性降低。只有对地质条件准确的评估和判断,根据建筑物的特点和结构对工程建设实施作出相应的调整和设计,降低工程建设中的风险,推动工程建设的顺利实施。才能保证建筑物与地质环境的契合,使建筑物能够稳定安全,延长建筑物的使用年限。所以对施工区域的地质水文问题进行科学的分析,对水文地质的检测,都是新时期工程建设对工程地质勘察作出的必然要求,也是确保工程质量至关重要的步骤[1]。

(2)有利于减少对生态环境的破坏。对于水文地质的勘测是工程地质勘察的重要工作内容,工程建设区域的水文地质不仅对工程施工以及整个工程的建设带来影响,比如工程建设区域地质岩体的构造不稳,常常会导致地表问题的出现。地下水位的下降还会有可能会引发严重的地质灾害。尤其是在沿海地区,地下水位的下降还会导致海水倒灌、土地盐碱化等。地质水文的变化不仅关系着工程建设的事实,还关系着人类生命安全和生活秩序。因此,在工程地质勘察中,对水文地质的勘察必须重视,这不仅是新时期保证工程建设的质量需要,更是对建设生态文明,保障每个人生命财产安全的必然要求。

2 工程地质勘察中水文地质的危害

2.1 地下水位上升危害

工程地质勘察过程中,水文地质的危害有多种,地下水位的波动是影响水文地质的主要原因。地下水位上升是较为常见的一种危害,地下水位的升高往往会给地质带来不小的影响,其危害影响主要有以下几点:

(1)造成工程建筑物地基不稳。地下水位的上升,往往增加了地基周围的土壤含水量,土壤渗水率提高,导致了地质的软化。含水量增加致使土层松动,严重降低地基的稳固程度,进而对建筑物的安全性和稳定性造成威胁,还加大了工程的施工难度。

(2)地基上隆或位移。地下水位的上升,导致了地基的上隆和位移变化,经常会出现建筑物的地基上浮。地基上隆往往会增大地质岩层的压力,这就使得粉土和沙土增加。当地下水对岩层的压力达到了临界点,流沙现象和管涌坑突的问题会更加严重。岩土层的力学性能的改变,不仅会出现以上情况,还会导致一些河岸的滑移问题,进而对地表环境造成不同程度的损害,同时也对工程的施工形成阻碍。

(3)影响生命财产安全。此外,对于处于地势较低的建筑物,以及临河临海的工程,地下水位的上升,会造成居民区成地下室进水等情况,严重的情况下,会给人们的生命财产安全造成威胁。另外,临海地区海水盐分大,地下水位上升会对建筑物造成腐蚀,影响建筑物的使用寿命,浪费资源,污染环境。

2.2 地下水位下降危害

不仅地下水位的上升会对建筑物造成严重损害,地下水位的下降同样的会影响到建筑物的质量安全,甚至对建筑物的周边环境还有重要的连带影响。地下水位的下降危害主要有以下几个方面:

(1)造成地表下沉。地下水位下降是工程建设过程中常出现的问题,水位下降状况的出现,会直接造成建筑物的下沉。水位的下降不仅影响地基的稳定,严重的情况下,会导致建筑物的开裂甚至倒塌,更有甚者会使道路也出现坍塌。对于已建成的工程,会直接造成损坏。而在建设过程中,则会影响工程地址的勘察活动,在工程实施的进行。

(2)影响土层膨胀性。地下水位的下降过多,必然会影响到膨胀性岩层。当水量减少到一定值,非常容易造成地表土体的龟裂和结块现象发生。当水位因自然降雨或人为原因上升时,会使岩层迅速地吸水饱和,从紧致状态变为松散状态。膨胀性岩层在反复之间发生一些不规则变化,在工程建设的过程中极其容易发生基础沉降和坍塌事故。尤其在膨胀土质区,这种影响最为明显。这不仅影响建筑物的安全和稳定性,还不利于工程建设的施工进行。

(3)影响建筑设施及环境。地下水位下降不仅会对建筑物造成影响,还会加速建筑工程的基础设施的腐蚀,比如加速石膏层和木桩的腐烂。地下水位下降导致建筑物产生位移的同时,还对周围的环境造成不可忽视的影响。类似于海水和农业用水、生产污水的倒灌,往往会导致周围土壤遭受污染。地下水位下降地表水的缺失还会引起局部气候的变化。

2.3 地下水水质变化危害

水资源的匮乏是全球都面临的重大问题,不仅是资源紧张的问题,水污染更是严重。在工程地质勘察中,地下水源水质问题往往遭到忽视。随着现代化建设的发展,农业用水和工业用水量不断增加,污染也更加严重。由于地下水系统的循环改变,地下水原本纯净的水质受到污染。不仅导致了地下水的化学性质变化,水质酸化加重了部分地区的酸雨现象,水质碱化导致土壤盐碱。这些都对地表层上下的植物、建筑物造成了恶劣的影响。因此工程地质勘察对水质的检测尤为重要。

3 水文地质危害产生的原因

3.1 自然因素的影响

工程实施地区的水文地质危害的产生,一定程度上受自然因素的影响。即使在没有人为改变和破坏的情况下,地下水位也会因为四季的降水量差异以及温度变化而有所不同。首先是受周围江海湖泊、河流的影响,雨季和旱季的水位变化有较大的差异,建筑工程周围的江河湖泊水位的变动间接影响到相应的地下水位变化。其次,一些地区的汛期也会导致地下水位的上升。这些都是影响地下水位状况不可避免的自然因素。

3.2 水源的不合理使用

相对于一些不可控的自然因素外,城乡建设现代化的发展,社会经济水平的提高,都使生产和生活的用水量增加。一些人为的施工和建设以及农业浇灌等,更是对水位上涨造成了不小影响。就目前来看,很多地区的水资源供应都是靠抽取地下水资源。地下水的大量抽用,极易导致水位下降、地表下沉,对工程建设实施以及工程地质勘察造成严重的阻碍。另外,工农业废水的排放也是重要因素,管道的泄漏等原因,导致污水进入地下水循环系统,从而影响地下水的水位。

3.3 工程地质勘察疏漏

(1)对水文地质勘察缺乏重视。建筑工程是一项综合性较强,运行周期较长的建设工作。由于整个工程的复杂化,工作体系的庞大,工程建设中往往会忽视细微的环节。工程地质勘察工作本身是为了排除工程实施的隐患,但很多工作单位,都缺乏对工程地质勘察的重视,忽视这一重要步骤。尤其在施工建设前,对于水文地质的检测和勘察,甚至没有,使得建设过程中对地质水文产生更改,对环境和整个工程质量造成不可逆的影响。不根据施工规范进行工作,把勘察工作流于表面,只关注形式不关注效果,是目前勘察工作中的亟需重视的问题。

(2)缺少专业的勘察技术和方法。当前虽然工程建设事业快速发展,工程建设技术不断提高,设备不断完善。但对于工程地质的勘察,还存在着技术落后和方法不科学问题。勘察技术的方法和技术通常对工程地质勘察效果起着决定性的作用。当前的状况是,对于水文地质勘察的技术和设备远远落后于当代先进的工程建设。施工单位为了缩短工程时间、节约工程成本,采用简单的勘察技术和设施对工程地质进行检测。落后的标贯器、取土器等勘察设备,以及数据的粗略,大大降低了勘察结果的准确性。此外,不合理的勘察方法,根本无法满足勘察的需求,只能徒增人力物力的消耗。

(3)勘察人员综合素质不强。勘察人员的素质对勘察结果也具有重要的影响。有些建设施工单位认为只要拥有了先进的勘察设备,掌握了一定的勘察技术,就能将工程地质勘察效果发挥到最好。为了节约成本,降低勘察人员的专业标准是常有现象。勘察人员专业能力和技术经验的都缺乏,往往导致勘察工作事倍功半。

(4)缺少水文地质勘察标准。工程地质勘察过程中的水文分析缺乏还有一个重要原因,那就是缺乏系统化、科学化的勘察标准。而水文地质的评估指数是对工程地质勘察工作的效果的标准化检验。缺乏相关评估分析的统一化标准,让检测分析都存在误差。在工程地质勘察过程中,对水文地质勘察危害评估主要从地下水的方面进行分析。这都要求对水文地质的基本状况高度熟悉,对勘察指导图纸的测绘必须合理和精准,否则最后对水文地质结构的危害评估错误,无法对危害做出有效的预防措施,进而导致工程质量大打折扣。

4 应对工程地质勘察中水文地质危害的策略分析

(1)技术的更新与进步。目前城市化的快速发展,全球气候的变化,导致水文地质的状况也更加复杂化。技术的更新是减少水文地质危害的重要方法。这就要求未来在工程地质勘察中,提高水文地质勘察技术水平,采用先进的勘察设备和技术。此外,有些施工地区的水文地质危害不可避免,因此在工程建设实施中,采用先进的施工材料,提高建筑物的防腐蚀性和稳固性是必要的。其次,对于地基填充材料的选择,应该根据每个地区地质结构的不同做出相应调整。

(2)专业人才配备。由于当今地理环境的复杂程度和工程实施难度的增加,对水文地质危害的预防工作难度也相应有所提高。因此,勘察人员的素质要求必须提高,选用复合型人才是必然要求。懂得工程建设已经不能满足勘察工作的需要,勘察人员还需了解水文地质、环境气候等一系列的地理要素。才能更好地对勘察工作进行有效推进。并且,对于先进技术和设备的使用,必须达到非常熟练的程度,知识体系的更新要与时俱进,这样才能保证勘察在正确的指导下实施。

(3)加强对相关领域的研究。首先在行业内部要重视工程地质勘察,重视水文地质危害的影响。应对水文地质灾害,不仅需要大量的技术支持,还要有相应的理论研究。对地下水问题的研究需要不断进步,增加专业人士对水利环境的了解,才能对工程地质勘察进行更好地把握。深入调查和研究工程地环境地下水的状态,环境气候以及社会影响因素,了解与其相关的排水设施建设情况等,都能够对水文地质危害做到更深的了解,并对此作出相应应对方案。

(4)建立完善水文地质勘察评估机制。提高地质勘察工作流程的规范性,建立健全的勘察评估机制是工程地质勘察工作有序实施的重要保证。虽然现有的工程地质勘察系统得到相应的发展,由于水文地质问题的复杂性,工程地质勘察工作仍然需要得到明确与规范。鉴于自然和社会环境的差异,不同地区水文地质条件以及会产生的危害大不相同。因此,不仅需要适合普遍广泛使用的统一规范,还需要根据不同工程区域的具体情况建立水文地质的评估机制。对工程实施地的水文地质状况进行全方位的勘察,找出工程建设中的隐患,从而对水文地质危害做出相应的预防,提高工程的质量。另一方面,对勘察工作人员的工作规范要求也必须得到重视。只有规范工作人员的专业活动,才能减少勘察中的疏漏,降低水文地质危害发生对工程的影响。

5 总结

综上所述,为了满足新时代工程建设的发展需要,相关部门对于工程地质勘察越发重视,工程地质勘察相关技术也快速进步,管理逐渐科学化。这些不仅有利工程建设的稳定长效发展,更使水文地质危害相应的大幅度减少。推动生态与建设的和谐发展,推动工程建设的良性循环。虽然目前对水文地质的勘察在工程地质勘察工作中受到了重视,但在未来还需要很长的一段发展路程。

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