辽宁地质工程勘察施工集团有限责任公司 辽宁沈阳 110032
摘要:在工程勘察、设计和施工过程中,水文地质问题始终是一个极为重要但也是易于被忽视的问题。因此,为提高工程勘察质量,在勘察中加强水文地质问题的研究是十分必要的.在工程勘察中不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响,更要提出预防及治理措施的建议,为设计和施工提供必要的水文地质资料,以消除或减少地下水对岩土工程的危害.
关键词:工程勘察;水文地质;措施
(一)工程的勘察
在工程勘察中设计和施工过程中,水文地质问题始终是一个极为重要但也是一个易于被忽视的问题。由于没有足够的重视。导致地下水引起的各种岩土工程危害时有发生。为此,在岩土工程勘察中要求查明与岩土工程有关的水文地质问题评估地下水对岩土工程有关的水文地质问题。评估地下水对岩土工程和建筑物的作用及影响。为设计和施工提供必要的水文地质资料以消除或减少地下水对岩土工程的危害。在地下水资源方面,CSAMT法适合寻找深部的基岩裂隙水:石昆法(1999)使用CSAMT法在灰岩中寻找断层,并打出了地下水;郭建华(1995)用CSAMT法在干旱地区寻找地下水资源及探测隐伏构造;蒋达龙(1994)用CSAMT法发现地下热水资源;底青云(2001)结合CSAMT法和高密度电法探测深层和浅层的地下水资源;底青云(2002)使用CSAMT法查找矿山顶板涌水隐患;严盛新(2003)用CSAMT法在沙漠腹地寻找地下水资源;吴璐苹(1996)用CSAMT法在山区、半山区等地质条件复杂地区进行找水。此外,CSAMT法在工程勘探中的坝体渗漏调查、国家南水北调工程西线的地质勘查、小浪底水利工程等项目,都可以发挥良好的作用,如刘录刚(2004)用CSAMT法在雁门关隧道中进行超前地质预报。瞬变电磁法除了广泛应用于金属矿产、石油、煤田、地热以及冻土带和海洋地质等地质勘查工作之外,在水文和工程地质勘查中也取得了非常好的应用效果,如杨文钦(2002)、张保祥(2002)、郁万彩(2001)、蒋文(2004)等使用瞬变电磁法查明断层及顶板砂岩的导水性及富水性、勘查地下水资源及界定地下水位、评价断层空间位置及含水性和寻找地下含水构造;刘继东(1999)、李貅(2000)、袁江华(2002)、阎述(1999)等使用瞬变电磁法探测煤柱及圈定老窑采空区、勘察煤田矿井涌水通道、探测小浪底水库库区煤矿采空区和探测地下洞体的存在;刘羽(1995)用瞬变电磁法评价塌陷成因及危害性、评价防渗帷幕稳定性、探测高层建筑地基和评价大桥桥址稳定性;郭玉松(1998)使用瞬变电磁法探测堤防工程隐患、勘查水库坝址。
(二)水文的地质问题
地下水的赋存形式:地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水三种,其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种;岩土的主要的水理性质及其测试办法有五种:软化性;透水性;崩解性;给水性;胀缩性。软化性是指岩土体浸水后,力学强度降低的特性,一般用软化系数表示,它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时,在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性土层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性;透水性是指水在重力作用下,岩土容许水透过自身的性能。松散岩土的颗粒愈细、愈不均匀,其透水性便愈弱。在建筑工程的地基内,当地下水位在基础底面以下压缩层范围内发生变化时,就能直接影响建筑物的稳定性。
若水位在压缩层范围内上升时,软化地基土,使其强度降低、压缩性增大,建筑物可能产生较大的沉降变形若水位在压缩层范围下降时,岩土的自重应力增加,可能引起地基基础的附加沉降,如果土质不均匀或地下水位的突然下降也可能使建筑物发生变形破坏。
(三)工程勘察的水文地质问题补救措施
岩土工程勘察报告是工程地质勘察的最终成果,是建筑地基基础设计和施工的重要依据。报告是否正确反映工程地质条件和岩土工程特点,关系到工程设计和建筑施工能否安全可靠、措施得当、经济合理。当然,不同的工程项目,不同的勘察阶段,报告反映的内容和侧重有所不同;有关规范、规程对报告的编写也有相应的要求。地下水是决定场地工程地质条件的重要因素。报告中必须论及:地下水类型,含水层分布状况、埋深、岩性、厚度,静止水位、降深、涌水量、地下水流向、水力坡度;含水层间和含水层与附近地表水体的水力联系;地下水的补给和排泄条件,水位季节变化,含水层渗透系数,以及地下水对混凝土的侵蚀性等。对于小场地或水文地质条件简单的勘察场地,论述的内容可以简化。有的内容,如水位季节变化,并非在较短的工程勘察期间能够查明,可通过调查访问和搜集区域水文资料获得。地下水对混凝土的侵蚀性,要结合场地的地质环境,根据水质分析资料判定。应列出据以判定的主要水质指标,即pH、HCO-3、SO2-4、侵蚀CO2的分析结果。水文与环境地球物理勘探主要用于确定人类活动频繁区域的地质、水文地质条件和地下水污染空间分布特征调查。地面物探工作布置根据待查的水文地质条件而定,重点布置在地面调查难以判断而又需要解决问题的地段,钻探困难或仅需初步探测的地段。其探测深度应大于钻探深度,在水文电法勘探中,高密度电法和激发激化法是最有效的方法之一。考虑到高密度电法分辨率不高,如果将激发极化法和高密度电法结合起来寻找地下水资源,效果会较好,公益性地质工作主要包括区域地质调查、区域水工环地质调查、区域物化探调查、遥感地质调查、地质灾害调查、海洋和极地地质调查、为国家发展战略服务的矿产资源调查,以及与上述地质调查相关的科学技术研究等;瞬变电磁法在水文地质和工程地质勘探中都有着广泛的应用,尤其是大功率瞬变电磁仪不仅可以在深部地质勘探中发挥作用,还具有较高的分辨能力。如果将该方法与高密度电法结合使用,有望解决深部精细地质勘察问题,工程地质勘察是为查明影响工程建筑物的地质因素而进行的地质调查研究工作。所需勘察的地质因素包括地质结构或地质构造:地貌、水文地质条件、土和岩石的物理力学性质,自然(物理)地质现象和天然建筑材料等。这些通常称为工程地质条件。查明工程地质条件后,需根据设计建筑物的结构和运行特点,预测工程建筑物与地质环境相互作用(即工程地质作用)的方式、特点和规模,并作出正确的评价,为确定保证建筑物稳定与正常使用的防护措施提供依据;水利工程地质勘察通常分阶段进行,一般按工程规模大小、重要性和地质条件复杂程度而定。大型工程分四个阶段(规划、可行性研究、初步设计和技施设计),中小型工程可适当简化,对河道堤防或地质条件简单的小型工程可不分阶段,一次作完。
总结
岩土工程问题中,地下水问题占有相当重要的位置,准确合理地查明地下水位,不仅使资料的可靠程度更高,而且可更好地用岩土体的潜在能力。因此,做好水土文化的勘测是我们当下的关键。
参考文献
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