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工程地质勘察中的水文地质危害分析及对策研究

作者

苏攀

身份证号码:642226199410020431

引言

工程地质勘察是工程建设的基础性工作,而水文地质条件作为工程地质勘察的重要组成部分,直接影响着工程的设计、施工及后期运营安全。水文地质危害是指因地下水的赋存状态、运动规律及水化学特征等因素,对工程结构、地基稳定性及周边环境造成的不利影响。

、工程地质勘察中常见的水文地质危害类型

1.1 地下水过量开采引发的危害

地下水过量开采是当前工程建设中常见的水文地质问题之一。在城市建设和大型工程项目施工过程中,为降低地下水位、便于施工,常采用抽水等方式大量开采地下水。然而,过度开采会导致地下水位大幅下降,引发一系列连锁反应。地下水位下降会使土体中的孔隙水压力减小,有效应力增大,导致地基土发生压缩变形,引发地面沉降。地面沉降会造成建筑物开裂、道路塌陷、地下管线断裂等问题,严重影响工程的正常使用和周边环境的稳定性。

1.2 地下水动水压力引发的危害

地下水在流动过程中会产生动水压力,当动水压力达到一定程度时,会对工程地基产生不良影响。在砂土或粉土等松散地层中,动水压力可能引发管涌和流砂现象。管涌是指在地下水的渗透作用下,地基土中的细颗粒被水流带出,在地基中形成通道,导致地基承载力下降。流砂则是指当动水压力大于土的有效重度时,砂土或粉土颗粒会悬浮在水中,随水流一起流动,使地基失去稳定性。

1.3 地下水化学作用引发的危害

地下水的化学成分复杂,其中含有的某些离子和化合物会对工程材料产生化学腐蚀作用,影响工程的耐久性。例如,地下水中的氯离子会对钢筋混凝土中的钢筋产生锈蚀,导致钢筋截面减小、强度降低,进而使混凝土结构开裂、剥落,影响工程结构的安全性。

1.4 地下水水位变化引发的危害

地下水水位的频繁变化也会对工程产生不利影响。在季节性降水或人为因素的影响下,地下水水位可能出现升降变化。当水位上升时,会增加地基土的孔隙水压力,降低地基土的有效应力,导致地基承载力下降。当水位下降时,除了引发地面沉降外,还可能导致地基土的自重压力增加,使地基产生附加沉降。

二、水文地质危害的成因分析

2.1 勘察工作不到位

勘察工作是掌握水文地质条件的关键环节,若勘察工作不到位,将无法准确了解地下水的分布、埋藏深度、水位变化规律及水化学特征等信息,从而为水文地质危害的发生埋下隐患。部分勘察单位为了追求经济效益,缩短勘察周期,减少勘察点数量,导致勘察数据不全面、不准确。在勘察过程中,对地下水的监测力度不够,未能及时掌握地下水水位和水质的变化情况,也会影响对水文地质危害的判断和预测。勘察人员的专业素质参差不齐,对复杂水文地质条件的认识不足,也会导致勘察成果质量不高。

2.2 工程设计不合理

工程设计是预防水文地质危害的重要环节,若设计不合理,会增加水文地质危害发生的可能性。在工程设计过程中,若未能充分考虑水文地质条件对工程的影响,采用的基础形式、基础埋深等设计参数不符合实际水文地质情况,会导致工程结构在使用过程中受到地下水的不利作用。设计中对地下水的处理措施考虑不周,如排水系统设计不合理、防渗措施不到位等,也会导致水文地质危害的发生。

2.3 施工过程不规范

施工过程是工程建设的实施阶段,施工不规范是引发水文地质危害的直接原因之一。在基坑开挖过程中,若排水措施不当,会导致地下水位下降过快,引发地面沉降或管涌、流砂等现象。施工过程中对地下水的监测不及时,未能根据水位变化调整施工方

案,也会加剧水文地质危害的影响。施工单位为了赶进度,违规操作,如过度抽取地下水、破坏地下防渗结构等,会破坏地下水的天然平衡状态,引发一系列水文地质问题。

2.4 自然环境因素影响

自然环境因素也是导致水文地质危害发生的重要原因。气候变化会影响地下水的补给和排泄,导致地下水位发生波动。地质构造的运动也会改变地下水的分布和运动规律,如断层活动可能导致地下水通道发生变化,引发地下水突涌等现象。

三、应对水文地质危害的对策

3.1 加强勘察工作,提高勘察质量

加强勘察工作是预防水文地质危害的基础。勘察单位应严格按照相关规范和标准进行勘察,确保勘察点的数量和分布合理,全面、准确地收集水文地质资料。在勘察过程中,应采用先进的勘察技术和设备,如遥感技术、物探技术、钻探技术等,提高勘察数据的精度和可靠性。加强对地下水的长期监测,建立地下水动态监测网络,实时掌握地下水水位、水质的变化情况,为工程设计和施工提供准确的水文地质参数。

3.2 优化工程设计,增强抗风险能力

优化工程设计是防治水文地质危害的有效措施。工程设计阶段,应结合水文地质条件的影响,依据地下水的分布、水位变化规律、水化学特征等,合理采用基础形式和基础埋深。对于地下水位较高的区域,可以采用桩基础、沉井基础,避免基础受到地下水的浸泡。

3.3 规范施工过程,加强现场管理

严格规范施工过程是降低水文地质危害的重要措施。施工单位严格施工方案与施工操作规程作业,施工过程要做好质量控制工作。在基坑开挖过程中要合理处理排水问题,严格控制地下水位下降,避免产生地面沉降或者管涌流沙现象。加强对施工过程监控,及时监控地下水水位、基坑变形等数值,出现异常及时采取有效措施处理。

3.4 采取工程措施,治理水文地质问题

针对已经发生水文地质问题的防治,应进行针对性的工程措施治理。地下水过度开采导致的地面沉降及地面塌陷,可采用人工回灌的工程措施,为地下补水,抬升地下水位,抑制地面沉降及塌陷的发生。管涌及流砂现象可以通过井点降水及帷幕注浆方法,减低地下水位,降低动水压力,避免细颗粒土被流水带走。地下水化学腐蚀作用可以采用耐腐蚀材料,如耐腐蚀钢筋、防腐涂料等,强化工程材料耐腐蚀性能。

3.5 加强环境监测,预防次生灾害

加强对环境的监测是有效预防水文地质危害导致的次生灾害的举措之一。建立系统完善的环境监测体系,在工程建设所在的周边环境上开展长期监测,掌握周围地区地下水水位、水质、地面沉降等变化。加强对地质灾害的预警预报,有针对性地制定应急预案,一旦出现水文地质灾害可以及时采取措施予以应对,控制灾害损失。加强对工程建设项目的环境影响评价,合理安排工程建设项目的布局,尽量避免对工程建设造成的地下水系统和周边环境的破坏。

结论

工程建设中的水文地质危害类型多、成因复杂,对工程安全和周边环境产生危害。应通过加强勘察、提高勘察质量、优化工程设计、增强抗风险能力、规范施工、加强现场管理、采取工程措施、治理水文地质问题、加强环境监测、防治次生灾害等各种措施,防治工程建设中的水文地质灾害。

参考文献

[1]陈建政.工程地质勘察中的水文地质危害分析及对策研究[J].西部探矿工程,2025,37(07):7-9.

[2]于洋.地质勘察中的水文地质危害分析及对策[J].中国金属通报,2024,(08):137-139.