试析水文地质变化对工程地质造成的影响

刘光华

摘 要：文章对工程建设区域的水文地质条件及事故应对措施进行分析，并探讨了工程地质勘查中应对水文地质灾害的有效防治措施，以期为工程地质勘查与施工管理提供参考。

关键词：水文地质;地质灾害;防治措施;施工管理

水文地质条件是影响工程项目建设的重要因素，诸如地下水位升降、地表水流动、降水等因素均会直接影响到岩土结构，引发地表开裂、地面塌陷、边坡垮塌、管涌、地下室被水淹等事故，严重影响施工进度与人身安全。因此需针对常见水文地质灾害制定防治措施，维护工程项目的质量与安全。

1 水文地质分析预测及应对措施

以某矿区为例，该区域地势呈现出西高东低、南北高中部低的特征， 河流自盆地北侧向南流经矿区西侧，区域地层自东南向西北分别为太古界泰山岩群、寒武纪岩群与奥陶系地层，新生界古近系卞桥组、常路组和第四系临沂组，矿区北部分布有第四系松散岩类孔隙含水岩组，岩性为黏土质砂和砂质黏土层，层厚为0.5～13m，水位埋深1.5～5.5m。

该区域在近5年内发生过一次矿难，在正常生产状态下矿井实际涌水量为12m3/d，最大涌水量为20m3/d，矿难发生后井下坍塌产生膏上灰岩带泥质灰岩岩溶裂隙水、闭坑矿山老空水和四号竖井井壁涌水3类充水水源[2]。为解决上述问题，以5min为单位安装水位监测预警系统进行水位监测，针对四号竖井岩溶水进行疏干排放、做好竖井的封堵处理，并采取疏干排放措施进行老空水排放，通过地面打井方式疏干排放岩溶裂隙水，为应急救援与恢复生产创设良好基础。

2 水文地质灾害防治措施

2.1 实行全方位地质勘测

2.1.1 施工前全面规划

在施工前的地质勘查阶段，勘查人员需预先完成斜竖井位置的检测工作，掌握斜井涌水量、区域周围含水构造等，为水文地质剖面图、平面图的绘制提供参考信息。待完成地质勘测后，相关部门基于标准化作业流程组织开展验收工作，针对含水构造深度、与施工区域的距离进行检测分析，预先完成导水设施的配置，并結合涌水量等数据进行滑坡、坍塌、泥石流等水文地质灾害防治措施的制定，防患于未然。

2.1.2 施工过程管理

在施工过程中开展管理工作，前提要解决排水问题，针对暴雨引发的洪水、地面水量剧增等问题，应采取有效截洪措施，将施工区域积水快速排出，防止积水对区域地质环境造成影响，并依照台阶状形式进行开挖作业， 避免引发坡体崩塌问题。同时还应检测作业区域的甲烷浓度，禁止在甲烷浓度超标的情况下开展施工作业，做好日常通风管理，并且在开展爆破作业时注意远离人群，沿周围布置好警示标语，避免对人身安全构成威胁。

2.1.3 生物防治技术

由于在爆破、开挖作业环节均会产生大量粉尘，对周边居民生活及区域生态环境构成负面影响，因此应注重在施工建设前将污染防治工作纳入规划范围中，采取边坡植被绿化等生物防治措施，提高整体施工区域的生态恢复能力，优化防灾减灾效果。

2.2 井下水、地下水防治技术

2.2.1 设置超前探水孔

基于施工技术要求与验收规范开展工程地质勘查工作，结合工程建设区域的地质环境特征进行地下水赋存位置与井筒涌水量的预估，在施工前完成水文地质平面图和剖面图的绘制，做好水文地质条件的跟踪勘测，保证提高评估结果的精确度。在针对含水层、导水构造进行揭露前，应预先完成超前探水孔的设置，明确上述层系、构造在井巷内的实际厚度，做好定位，并综合考虑涌水量、水文地质条件、经济性等指标，从中比选出最优处理措施。在设置超前探水孔时，通常应将其与坚硬岩体的间隔至少控制在10m以上，同时合理调节超前间隔，倘若超前探水孔与含水层、导水构造的间隔超过10m，则无法保证岩体强度符合工程作业需要，因此需控制好距钻孔打孔位置5m范围内的岩体强度及其完整性，确保在孔口管预埋、注浆孔灌浆作业环节满足安全承载要求。

2.2.2 矿井水隔离堵截

当通过地质勘查发现工程建设区域存在突水威胁时，需在薄弱部位设置厚度、宽度较大的矿柱以隔离水源。当矿井中发生突水事故时，需结合作业区域巷道布局，选定合理位置设置防水墙，增设防水闸门堵截水源， 从而有效防范淹井事故的发生，保证井下作业的安全性。

2.2.3 排水疏干技术

为有效应对渗水事故，通常需在井下设置水泵、检修工具等排水设备，利用工作水泵与备用水泵配合作业，保证顺利排出矿井24h最大涌水量，为抢修作业留足时间。当作业人员探测到水源后，通常需预先进行井下水源的疏放，为后续井下作业的安全提供保障。

2.2.4 排气压入浓密泥浆

传统采用在竖井四周设置灌浆孔的方法进行深孔预固结灌浆施工时， 先将水泥浆液注入孔中，再将孔口管送入孔中。该方法无法保证孔壁与孔口管间缝隙的均匀密实，需通过多次重复压浆完成作业，耗时较长，无法保证施工稳定性。因此当前主要采用排气压入浓密泥浆方法进行地下水处理，或采用仰视探水灌浆孔预埋孔口管的处理形式，可保证一次灌浆成功，并且待水泥浆凝结后可保证耐压性能提升至30Pa左右，同时有效提高防渗效果，满足长期高压灌浆作业需求。

2.3 边坡滑动防治技术

边坡土石在自身重力作用下易产生下滑问题，同时受自身结构影响形成一种抵抗下滑力，两种力在相互作用下将直接影响到边坡形态的变化， 增加边坡滑动的可能性。为防止边坡岩体滑动，当前在工程地质勘查环节常采用以下几项技术措施：（1）打防滑桩，在滑坡上将成型桩体打入稳定地层，或采用现场灌注模式设置防滑桩，有效阻止岩体滑动。（2）修建挡土墙，通常在滑坡位置的前端选取稳固地层修筑挡土墙，会及时排出滑坡渗水。在挡土墙后增设排水装置，可有效排出滑动体内的水分，阻止边坡下滑。（4）削缓坡面，整平坡脚，将高度较小的坡面进行削缓处理，减轻岩体重量，可减小坡面与水平面间形成的夹角度数;将高度较大的边坡划分成为若干小段，呈台阶状布设，有效降低滑坡几率。

2.4 综合应对影响的措施

结合水文地质现状可知，矿区的矿山属于复合问题矿床，水文地质简单，环境气候条件中等，开采期间容易因气候变化遭遇地质灾害，出现局部地段边坡失稳等冲沟上下实施流量监测，根据水量变化加强环境影响分析与评价，采取有效措施预防地质灾害发生。针对老硐突水，需要采用边探边采的方式加强预防。工程建设期间，应严格按照相关技术规范完成切、填方地段处理，填方做到逐层压密、夯实，边坡加强支挡，提高稳固性。针对切方岩层产状较陡地段和岩石较破碎地段，在边坡超2m时预先处理易滑塌危险岩体。在重要场地建设前，加强岩土工程勘察，结合水文地质条件采取防治措施，预防不均匀沉降、隐伏岩溶洞穴塌陷等灾害的发生。为防治强降水给切、填方岩土体带来影响，需要在周围修建完善防排水沟渠。为加强人类活动与地质资源联系，需要建立环境预警急救系统， 对水文资源进行全面监控。

总体来看，工程勘察的主要目的是减少水文地质灾害对建筑结构、构筑物的侵蚀与不良影响，为工程项目质量安全管理提供保障。因此要求相关勘测人员结合工程建设区域实际情况，综合运用管理手段与技术措施做好地下水、边坡崩塌、地面塌陷等灾害的防范处理，提高工程建设水平。

参考文献：

[1] 吴建平，丁济金.浅析水文地质试验与原位测试在矿山地质勘查中的重要作用[J].世界有色金属，2020，（07）：230+232.

[2] 苏章歆.浅析工程地质勘察中水文地质的影响及应对策略[J].中国房地产业，2020，（13）：247.