岩土工程勘察设计及施工中的水文地质问题分析

期刊: 环球科学 2023年第8期 DOI: PDF下载

赵伟涛

山东省地质矿产勘查开发局第六地质大队(山东省第六地质矿产勘查院),山东烟台招远,265400

摘要

岩土工程勘察设计及施工中的水文地质问题的存在会严重影响工程的质量,一旦地下水的变化对建筑物和基础等产生影响,会导致整个工程出现质量事故。因此,岩土工程勘察设计及施工中存在水文地质问题需要给予足够重视,要对这些问题进行充分的了解和分析,能够根据水文地质问题提出相应的解决措施,从而能够确保岩土工程勘察设计及施工质量。


关键词

岩土工程勘察;设计及施工;水文地质问题

正文


引言

在岩土工程勘察设计及施工的过程中,水文地质问题始终是需要认真对待的重要一环。因为地下水在大多数地质环境中都占有重要地位,对岩土工程的稳定性、安全性以及可持续性有着显著影响。但是,在实际操作中由于地下水动态变化的不确定性以及地质条件的复杂性,经常出现诸如水文地质信息采集的难题、在设计中对水文地质考虑的不足、施工阶段的水文地质问题影响以及防控水文地质风险的挑战等问题。因此,全面深入地剖析这些问题,提出科学合理的对策,对保障岩土工程的顺利实施具有十分重要的意义。

一、岩土工程勘察设计及施工中存在的水文地质问题

水文地质信息采集中的问题

在岩土工程勘察设计及施工中,水文地质信息的采集是一大难题。首先,水文地质信息的采集需要专业的设备和技术,包括水位观测、地下水化验、土壤渗透性测定等,这在一些设备匮乏、技术力量薄弱的地区是较大的困难其次,水文地质信息的采集还需要大量的时间和经费投入,从初步勘查到深入研究可能需要数月甚至数年,而这对于工期紧张的工程项目来说增加了难度。最后,由于水文地质信息的采集需要进行大量的实地工作,因此地形、气候等自然条件也可能给采集工作带来困扰。

岩土工程设计中水文地质问题

在岩土工程设计中,如果缺乏对水文地质条件的充分考虑,可能会导致设计的不准确甚至出现安全隐患。主要体现在以下几个方面。首先,由于水文地质条件直接影响地下水流动和土体强度,如果设计时未能准确判断,可能会导致地基承载力估计错误,进而影响结构稳定性。其次,如果忽视地下水的存在和特性,可能会导致地下工程施工时出现渗漏、溶洞塌陷等问题。最后,缺乏对水文地质的充分考虑还可能导致工程对地下水的污染,进而引发环境问题。而且对地下水位、水压变化不足的预测,可能会给后期的地下空间利用带来困难。

施工阶段水文地质问题的影响

施工阶段水文地质问题对岩土工程的影响主要表现在以下几个方面。一是地下水位的变化会直接影响到施工安全。如果地下水位高于施工面,未进行有效的排水处理,就可能导致基坑积水、土体涌流,甚至引发基坑坍塌,对人员安全构成严重威胁。二是地下水对岩土体的冲蚀作用可能引发施工中的土体不稳定。在挖掘过程中,如果遇到含水层,水流的冲蚀可能导致土体颗粒分离,引起土体结构的破坏,影响土体的稳定性。三是地下水对土体的物理化学性质有着重要影响。例如,地下水中的化学物质可能引发土体颗粒的化学风化,使得土体的强度和稳定性下降。这些问题都可能导致工程质量问题,增,从而带来重大的经济损失和社会影响。

水文地质风险防控的问题

水文地质风险防控在岩土工程中面临多方面的问题首先,地下水流动和扩散特性的复杂性,因地下水通常在岩土的微观空隙中流动,受岩土颗粒分布、孔隙结构、地下水化学性质等多重因素影响,其流动和扩散规律难以准确预测。其次,随着地下开发的不断加深,遇到的水文地质问题也越来越复杂,如深层的高压水,地下水的渗流、渗漏等问题,这些问题的解决需要更高级别的技术和经验。最后,防灾预警系统在精准度和及时性上尚存在不足,如何提高预警系统的性能,使其能够准确、快速地反应出地下水情况的变化,对工程进行实时监控,是防控水文地质风险面临的重要挑战。

二、岩土工程勘察设计及施工中水文地质问题的解决措施

采用先进技术提高水文地质信息采集

提高水文地质信息采集的精准度和效率,首先可以通过引入高精度的地球物理勘查设备,如电阻率仪、地磁仪等,来进行详细的地下水分布情况探测,提供全面而详实的数据基础。其次,还可以利用地质雷达等技术,进行地下构造、水文地质条件的精细勘测,以便准确识别可能存在的地下水危害。再次,通过GIS技术和遥感技术,可以实现对地表特征和地下水动态的宏观监测,精确地描绘出水文地质特征图,为岩土工程的设计和施工提供更为精确的参考。最后,利用现代计算机技术和大数据处理技术,可以对收集的数据进行深入的分析和挖掘,进一步提升信息采集的质量。

强化设计阶段的水文地质分析考量

强化设计阶段的水文地质分析考量需要充分整合水文地质信息,采用科学的计算模型进行预测分析,以明确地下水位、地下水流动情况及其可能对工程造成的影响。不仅需要考虑正常情况下的水文地质特征,还需要针对极端天气等特殊情况进行预测和评估,以避免不利的水文地质条件对工程造成不可预知的损害。同时,还需要对设计方案进行充分的优化和调整,考虑如何通过施工技术和材料选择等手段,减轻水文地质因素对工程的不利影响。例如,通过优化支护结构设计,提高其对地下水压力的抗性,或者采用防水材料等手段,减少地下水对工程的侵蚀,以确保工程的安全和稳定。

实时监测地下水位地下水流速

首先,持续的水文地质监测需要采用科技手段对地下水位、地下水流速等进行实时监测,及时发现和预防可能出现的水文地质问题。其次,应对设计中预见到的各种水文地质风险,需要制定详细的应急方案,如在遇到突发地下水涌出时,怎样进行紧急封堵和排水。同时,施工中还要做好水土保持,尤其是在临近水源或易发生土壤侵蚀的地方,需要采取措施,如设置防护网、加固边坡,避免施工对环境造成影响。并且,施工队伍需要进行专业的水文地质知识培训,增强对水文地质问题的认识,提高应对突发事件的能力。最后,有效的信息传递也非常重要,施工、监测、设计等各方需要建立顺畅的信息交流机制,及时分享监测数据,发现问题,提出并实施解决方案,保障工程的长期稳定性。

建立健全水文地质风险防控机制

建立健全水文地质风险防控机制首要的是在岩土工程勘察阶段,就应充分收集并分析水文地质信息,使工程设计有充足的水文地质数据支撑,避免因数据不足导致的风险。在施工阶段,应有针对性地制定水文地质风险应急预案,包括在遇到水文地质问题时的紧急处理措施,以及对工程可能影响的评估和修复方案。其次,建立健全的风险防控机制也需要在施工人员中进行常规的水文地质知识培训,提高施工人员对水文地质风险的认识,以及在发生水文地质问题时的应对能力。在完成工程后,也需要对工程的长期稳定性进行评估,这包括对地下水位变化、地下水流速等重要水文地质参数的长期监测,以确保工程的安全和稳定。

结语

面对岩土工程勘察设计及施工中的水文地质问题,应全方位、多角度进行深入的研究与分析,找出问题根源。采用先进的技术手段,改进水文地质信息的采集工作,为设计阶段提供更全面、准确的参考数据;设计阶段需要更强化水文地质因素的考量,避免因忽视或轻视导致的潜在风险;施工阶段的应对措施则是防患于未然,适应变化,确保施工安全;同时,建立健全的水文地质风险防控机制,是工程成功的保障,也是提升行业标准,推动行业发展的重要环节。

参考文献:

[1]  安源. 水文地质岩土工程勘察设计及施工策略[J]. 车时代,2023(3):109-111.

[2] 于晓伟. 探究岩土工程勘察设计与施工中水文地质问题[J]. 居业,2023(1):194-196.

[3] 喻磊. 矿山岩土工程中水文地质勘查问题分析[J]. 世界有色金属,2023(1):151-153.

 


...


阅读全文