岩土工程勘察设计与施工中水文地质问题及处理方法研究
侯冲
河北金旭工程检测有限公司 073000
在社会经济发展速度不断加快的今天,人们的生活条件较之以前得到了显著提升,对于建筑、公路等工程项目的建设质量要求也越来越高。在这些工程项目的实施过程中,岩土工程的勘察设计与施工是基础。而施工现场及其周围的水文地质问题,则是影响岩土工程勘察设计与施工的主要因素。施工单位是否重视前期的水文地质问题,是否在勘察设计与施工中采取针对性的水文地质问题应对措施,直接关系到工程的安全与稳定。
一、岩土工程勘察设计与施工中水文地质相关概述
(一)岩土工程勘察设计的重要性
在建筑、公路等工程的施工之前,岩土工程勘察设计是必不可少的一个环节。做好岩土工程勘察设计工作,不仅可以显著提高工程设计的安全性与可行性,还可以对工程项目的造价成本、施工质量与施工安全产生积极的影响。勘察设计人员需要充分意识到这一份工作的重要性,并掌握相应的勘察设计技术方法。相关部门也需要对现有的岩土工程勘察设计工作制度进行优化和完善,保证责任到人,确保岩土工程勘察设计工作的开展具有较高的准确性与科学性[1]。在岩土工程勘察设计工作中,水文地质问题的勘察是重中之重。施工现场及其周围的地下水赋存情况,对于地上工程的施工建设有着直接的影响。勘察设计人员需要对岩土工程勘察过程中的每一个环节与细节问题进行严格的把控,对施工现场的水文地质条件和工程地质条件进行全面、细致的分析和研究,及时发现后期岩土工程施工中可能面临的水文地质问题,并制定出针对性的预防处理措施,保证岩土工程施工作业的安全进行。
(二)岩土工程勘察设计中的水文地质
在岩土工程勘察设计工作中,水文地质勘察工作的开展非常关键。勘察设计人员不仅需要系统掌握水文地质专业理论知识,还要具备丰富的水文地质勘察实践经验,能够利用专业知识,对施工区域的水文地质条件进行分析和研究,明确水文地质问题对后续工程施工的具体影响,以保证工程施工的顺利进行。例如,在建筑工程施工过程中,施工区域的地下水位变化过于异常,不仅会对基坑施工进度的顺利开展产生影响,还会对地下室地板的托举作用产生限制。在工程设计环节,如果对地下水位的变化规律把握不够准确,后续的工程施工以及运行也会面临诸多阻碍[2]。但是,如果把握力度过大,则可能导致工程成本的无谓增加,甚至引发新的地质问题。所以,勘察设计人员应当在不影响施工安全的基础上,对施工成本进行控制,对施工现场的水文地质问题进行分析,找出地下水的变化规律,并在此基础上制定出科学家里的工程施工设计方案。
(三)水文地质问题的表现特征
在岩土工程勘察设计工作中,水文地质问题主要表现出了以下五方面的特点。第一,复杂性特点。地质构造、地层岩性、地形地貌等因素的多样性,会让工程施工面临的水文地质问题更加复杂。第二,动态性特点。随着时间的推移,施工区域的水文地质条件会发生一定的改变。例如,一年四季中的降水量不同,施工区域的地下水位也会随之波动[3]。第三,隐蔽性特点。在勘察施工区域的水文地质情况的时候,无论是地下水的分布,还是地下水的运动,都不能直接通过肉眼观察到。第四,相关性特点。在岩土工程施工过程中,土体的稳定性与承载力,受到地下水活动的影响。只有借助科学合理的水文地质勘察手段,了解施工区域的地下水活动情况,才能够为岩土工程的施工正常开展奠定基础。第五,多层次性特点。在土层的各个深度中存在着多个不同的含水层。且每一个含水层都有其独特的水文地质特征。
二、岩土工程勘察设计与施工中水文地质问题
(一)地下水位上升
在岩土工程勘察设计与施工过程中,遇见地下水位上升问题的频率比较高。对地下水位上升的原因进行分析,发现主要与以下两方面有关。首先,施工区域的自然条件变化,导致地下水位明显上升。例如,当施工区域的降雨量较大的时候,一些降水就会渗透到地下,与地下水混合在一起,使地下水位上升。如果施工区域周边的河道上游区域降水量较多,那么这些降水也会流经施工区域,引起施工区域地下水位的上升。其次,施工行为不合理,例如在水电站修建施工或者水利枢纽工程施工过程中,会涉及到储水、防水等操作。而这一操作,就会对施工区域的地下水位产生影响,引起地下水位的升高。无论是自然因素的影响,还是人为因素的影响,一旦出现地下水位的升高,都会对岩土工程的勘察设计与施工产生不利影响。针对已经建设完成的岩土工程项目,如果施工初期阶段,地下水位低于基础底,那么设计让你元和施工人员就可能会忽视地下水因素对工程基础结构的影响,甚至不采取任何防腐措施或避水措施[4]。当后期地下水位升高后,工程基础就有可能泡仔水中,基础结构遭到地下水环境中有力化学物质的腐蚀,就有可能出现承载能力降低、施工风险增大等问题。如果在工程施工过程中遇到地下水位上升的问题,为了保证施工安全与施工质量,必须要对地基基础处理方案进行修改,以保证施工成本控制在合理范围内,施工进度正常推进,施工质量能够达到预期。
(二)地下水位降低
在岩土工程勘察设计与施工过程中,还有可能出现地下水位降低的问题。首先,在施工过程中,如果遇到降雨量减少等不可抗力因素,就会出现地下水位降低的问题。其次,在施工过程中,如果涉及到地下开采活动,那么也有可能引起地下水位的降低。例如,对地下水进行人为性的抽取,用以补足淡水资源,或是用于工业生产,虽然在短期内可以缓解淡水资源紧缺问题,但是从长远角度却会使当地的生态环境可持续发展潜力大幅度降低。另外,地下水位降低,还有可能使原有的地层结构平衡被打破,出现地表开裂、地层断裂等一系列地质问题,对岩土工程勘察设计与施工产生影响,降低地面建筑结构的安全性与稳定性。
(三)地下水动水压力变化
在岩土工程勘察设计与施工中,地下水动水压力问题的形成原因具有一定的复杂性和危害性。首先,在多方面自然因素的影响下形成的地下水动水压力,危害性不大,且只要采取及时有效的控制措施,就可以保证岩土工程勘察设计与施工的顺利开展[5]。其次,一些人为因素引起的地下水动水压力问题,会引发严重的后果。例如,水库大坝的建设,虽然可以在一定程度上带来较大的经济效益和社会效益,但是却也会对施工区域及其周围的岩土结构、水文地质情况等产生影响,增大当地动水压力的波动幅度。如果动水压升高到一定范围,就会对施工区域的地质条件产生影响,使岩土工程的施工难度增大,甚至引发施工安全事故。
三、岩土工程勘察设计与施工中水文地质问题的处理方法
(一)加大地下水监测力度
地下水的变化情况,对于岩土工程的施工影响非常大。要想提高岩土工程勘察设计与施工质量,就必须要对施工区域的地下水变化情况进行科学、严谨、全面的监测,并保证监测密度。在传统的工作模式下,勘察设计人员通常是利用人工方式采集地下水样本,并对地下水样本进行分析和研究。即直接利用透明的瓶子装好地下水样本,然后再拿到实验室进行水质分析 ]。整个过程需要耗费大量的时间,且人工操作存在误差和主观判断,难以保证数据的精确性。在这种模式下,不仅地下水监测质量较差,地下水监测频率也较低,很难帮助勘察设计人员及时掌握地下水的动态变化情况。而在数智化技术不断普及与发展的今天,地下水监测技术及配套监测设备的智能化水平也越来越高。将这些先进且智能的监测技术与监测设备应用到水文地质勘察设计与施工中,则能够直接在施工现场对地下水的实际情况进行监测,对地下水水质进行分析,进而实时掌握地下水的各项指标,为岩土工程勘察设计与施工作业的合理开展奠定基础。
(二)加强水文地质勘察任务的明确
根据相关要求和标准,对施工区域的水文地质进行勘察,并对勘察数据进行获取、整理和分析,可以为岩土工程勘察设计与施工作业的顺利开展提供重要的数据支持。而要想保证水文地质勘察数据的准确性、有效性与全面性,发挥其应有的参考价值,就需要对具体的水文地质勘察任务进行明确。首先,在制定岩土工程勘察设计与施工方案之前,需要先对其中的水文地质勘察目标、水文地质勘察任务以及需要采集和分析的水文地质勘察数据类型进行明确,然后再以此为基础,采取动态化的方式对施工区域的水文地质条件监测与评估。其次,勘察设计人员需要对施工区域的水文地质特征进行深入分析,将第一手水文地质资料牢牢地把握在手中,并在此基础上对水文地质勘察任务进行明确,对岩土工程勘察设计与施工过程中水文地质勘察的指导性地位予以重点突出 。再次,在开展水文地质勘察工作的过程中,需要对地下水位的各项指标,例如来源、流量、所处地层即渗透率、腐蚀情况等进行重点监测,借助现代化的勘察系统和配套设备,构建出专门的地下水监测模型。这样,就可以利用这一模型对地下水的水位变化趋势进行有效的预测。与此同时,还可以利用动态化监测所获数据,对地下水监测模型进行修正和完善,为岩土工程勘察设计与施工等工作的顺利开展提供保证。
(三)加强现代化技术及配套设备的引进
在工程项目朝着集约化、空间化方向发展的形势下,工程项目的施工建设与运行要求也越来越高,对于岩土工程勘察设计与施工的要求也越来越高。能够在岩土工程勘察过程中获取到精确、全面、有效的水文地质勘察数据,直接关系着工程地基处理方案选择的合理性与科学性,关系着岩土工程地基处理的质量、效率与成本[8]。因此,在对施工区域的水文地质问题进行勘察与分析的过程中,应当优先使用现代化的勘察技术与配套设备,以保证勘察数据的准确性、全面性与有效性。而且,只有使用现代化的勘察技术与配套设备,才能在复杂多变的水文地质条件下,保证勘察数据精准性与全面性的同时,减轻勘察设计人员的劳动强度,为岩土工程勘察设计与施工的顺利开展提供支持。另外,还有一些勘察设备,不仅可以对水文地质条件进行实时勘察,还可以对施工区域的地层结构、地下水与自然环境数据进行采集、分析和评估。这样,既可以提高水文地质勘察的准确性与全面性,还可以大幅度缩短勘察周期,为工程项目的顺利推进奠定坚实基础,确保施工方案的优化与实施效率。
(四)加强水文地质勘察方案的制定与优化
在岩土工程勘察设计与施工中,要想对施工区域的水文地质问题进行妥善的处理,就必须要对水文地质勘察方案的制定与优化予以高度的重视。首先,勘察人员需要对勘察设备、勘察技术方法等内容进行总结和梳理,并在此基础上对施工区域的地层结构、地下水位变化规律等进行分析和研究[9]。其次,勘察人员还需要对同一区域内不同勘察项目中的勘察数据进行横向对比,对同一区域内的勘察数据变化规律进行纵向分析,进而更好的掌握施工区域的水文地质数据,制定出针对性的水文地质勘察方案。最后,对水文地质勘察评价机制进行优化和完善,加强勘察设计人员勘察行为的约束与规范,并结合具体勘察项目的特点与要求,给出相应的勘察作业规程,以确保勘察方案的科学性与可操作性,提升勘察数据的利用效率,为岩土工程的顺利施工提供有力保障。
(五)加强水文地质勘察评价细节的优化与完善
在岩土工程勘察设计与施工过程中,水文地质勘察评价也是至关重要的一个环节。但是,这一环节却并没有得到应有的重视。绝大多数的水文地质勘察评价工作都存在着评价内容过于单一,评价内容同质化现象严重等问题。我国地域广博,不同的城市有着不同的地形地貌特征和气候差异,地下水水位埋藏情况也存在明显差异。例如,在偏远山区,岩土工程的勘察设计与施工就有可能面临地质滑坡、地质塌陷或者塌方等地质灾害,严重影响岩土工程的施工安全与施工质量。而在沙漠丘陵区域,因为植被种植率低,所以岩土工程勘察设计与施工过程中,很难对风沙的侵蚀予以有效的抵挡[10]。所以,单一的评价内容很难全面反映施工区域复杂多变的地质条件,降低岩土工程勘察结果的准确性,甚至影响岩土工程设计方案的科学性和施工措施的针对性,使工程风险和施工成本大幅度增加。要想避免此类问题,就需要对水文地质勘察评价工作的细节内容进行优化和完善。首先,在水文地质勘察工作中,需要对水文地质勘察的具体深度进行合理的确定,确保勘察数据有效、准确,可以为岩土工程勘察设计与施工的顺利开展提供支持。因为勘察深度过浅,勘察数据将不能满足岩土工程的勘察设计与施工要求。勘察深度过深,则会造成勘察资源的浪费、勘察成本的增加。其次,制定完善、系统的勘察工作评价体系,对勘察范围、勘察目的、勘察方案等进行综合性分析,并在此基础上加强施工区域水文地质变化情况和地层结构变化情况的关注,加强施工现场第一手资料的获取与研究,为岩土工程勘察设计与施工的顺利开展提供有效支撑。
结语
综上所述,加强水文地质勘察,是提升岩土工程施工质量的关键。在具体的岩土工程勘察设计与施工过程中,地下水异常升高或降低、地下水动水压力等问题普遍存在。只有加强水文地质勘察方案的制定与优化,重点加大地下水监测力度,明确水文地质勘察任务,引入现代化技术及配套设备,并加强水文地质勘察评价细节的优化与完善,才能够对这些水文地质问题进行有效的防范与应对,确保岩土工程的稳定性和安全性,从而保障工程项目的顺利进行,降低潜在风险。
参考文献:
[1]魏天文.对岩土工程勘察设计与施工中水文地质问题分析[J].当代农机,2025,(01):65-66.
[2]王时民.岩土工程勘察中水文地质勘察的质量控制及施工措施研究[J].工程建设与设计,2024,(17):39-41.
[3]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,(01):194-196.
[4]王峰.工程勘察设计和施工过程中的水文地质问题研究[J].城市建设理论研究(电子版),2022,(30)