工程地质和水文地质相关问题分析

发表时间:2020/12/11   来源:《基层建设》2020年第23期   作者:陈俊璋
[导读] 摘要:随着近年来我国经济的快速发展以及工程建设规模和数量的日益增多,作为高投入、高风险和长周期、投入产出不确定为特征的工程地质和水文地质勘察、设计质量对于工程主体使用寿命和安全性都起到了至关重要的作用。
        海南省核工业地质大队  571100
        摘要:随着近年来我国经济的快速发展以及工程建设规模和数量的日益增多,作为高投入、高风险和长周期、投入产出不确定为特征的工程地质和水文地质勘察、设计质量对于工程主体使用寿命和安全性都起到了至关重要的作用。其不仅关系到企业的经济效益,更关系到国家和自然资源的安全、合理和高效利用,从而成为大家关注的焦点。基于此,今天本文主要就工程地质和水文地质相关问题分析这一论题给大家进行阐述和分析,希望能起到抛砖引玉之效。
        关键词:工程地质;水文地质;问题分析
        一、工程地质和水文地质相关基础内容概述
        1、工程地质是指调查、分析研究和解决与人类社会活动及建筑工程相关的地质问题的科学。它主要包含分析和确认岩土层成分、组织构造、物理和化学性质以及对建筑工程稳定性的影响。其广泛地应用在采矿工程、水利水电工程等领域。
        2、水文地质是指在自然界中地下水的各种运动和变化的现象,它主要是研究地下水的化学成分和物理性质,地下水的形成规律和分布特点,地下水资源的科学利用规划,地下水对建筑工程的不利因素和相关预防等。随着对水文地质研究的逐步加深,其又可细分为区域水文地质学、矿床水文地质学、地下水动力学和土壤改良水文地质学等分支。
        3、工程地质和水文地质既有一定的联系,又存在以下主要区别:前者主要是勘察建筑工程所在岩土体性质,解决地基承载力和地下水的内水压力等问题;后者主要是采用抽水试验、长期观测等方式对建筑工程所在一定范围内的水环境进行研究,分析和确认地下水的径流、补给和排泄特征等问题。
        二、工程地质和水文地质勘察主要特点分析研究
        1、我国幅员辽阔,地质环境类型复杂多样,决定了工程和水文地质勘察具有分布广且分散的特点。同时,其勘察对象主要分布在野外,这些也决定了勘察环境较为艰苦的特点。
        2、工程和水文地质勘察从前期的方案设计、勘察准备工作到后期的野外实地勘察、分析和出具勘察报告,每个环节都需要耗费较长的时间,这也决定了其周期较长的特点。
        3、工程和水文地质勘察受到天气和地理环境等不可控因素的影响较多,特别是实地勘察时遇到与前期设想差别较大时,会导致整体勘察方案的调整和变更;同时,突发的极端天气,也会导致很多前期准备工作的重置或勘察延后等情形。
        三、工程地质和水文地质勘察内容及相关技术要点分析研究
        1、岩土水理性质分析研究。
        工程和水文地质勘察中的岩土水理性质监测分析主要是指对岩土层的水理性质和地下水的存储方式进行勘察,其是一项十分重要的基础性工作,它能够获取准确的勘察数据,精准的评估地下水对岩土层的影响程度,从而为制定工程施工方案提供坚实的数据基础。
        ①在工程地质勘察中,遇到含水土层,则必须及时进行相关水文地质测绘,否则因缺乏相应的水文地质评测而导致的建筑工程出现地基沉降甚至墙体开裂等安全隐患时有发生。因此,必须根据建筑工程体量和类型,深入调查和分析相关水文地质情况,预防潜在的危险,确保工程主体的质量和安全。这就要求,在水文地质勘察中,准确的掌握工程所在地降水量、历史水位、水文变化趋势等气候数据,认真地分析地下水和地表水间的补排关联,现场测定相关含水层情况、隔水层埋藏条件以及径流流向和流速等,从而准确判断其对岩土层的影响程度。
        ②其通过有效评价地表水和地下水的腐蚀性程度、土层透水性能等,为不同地质条件的工程项目制定相应的预防和应急预案措施打下来良好的基础。
        2、勘察流程和技术要点分析研究。


        工程和水文地质勘察主要采用监测、测绘、物探等方式对地下水信息进行分析评价,需要经历以下三个阶段;在普通勘察阶段,其水文地质测绘所用到的比例尺约为1:15万,主要采用航空和地面相结合的策略进行物探;在详细勘察阶段,其水文地质测绘所用到的比例尺约为1:3万,主要采用地面物探的方式;在开采实验阶段,其水文地质测绘所用到的比例尺约为1:1.5万,主要采用井下钻探实验的方式。
        3、在以往工程和水文地质勘测中,相对更偏重于岩土物理力学测试,而水理性质测试则不够充分。岩土层水量性质主要根据岩土层形态特征,通过对岩土层透水性、软化性和涨缩性等方式进行评估分析。而岩土层的结构直接影响其透水性能。水文地质测绘精度主要是指在工程勘察范围内,进行测量路线和测量点的规划和设置,以此获取勘察样本,从而确保勘察的精度符合要求。其中,渗透系数受水重力影响,主要表现其透水性能;给水度主要指在重力影响下,岩土层渗出的水量。
        三、提升工程地质和水文地质勘察质量的主要措施研究
        进一步提升工程地质和水文地质勘察水平和质量,必须进行精心设计和统筹规划,其是一项涉及面广、影响因素多、专业性强的系统性工程,有其自身发展规律和特点,不可能是一蹴而就的。因此,各勘测企业必须根据企业发展需要和结合自身实际情况不断实践、积累和学习研究。笔者结合多年的工作经验和相关理论研究,梳理出以下内容供大家参考:
        1、高度重视水文地质勘察对工程整体质量的影响。
        在水文地质勘察中,应重点研究地下水的类型、地下水位的变动幅度、地下含水层的分布和厚度等,在水文地质勘察报告中,应给出地下水对工程的具体影响数值以及对后续工程质量的具体影响程度等内容,同时明确地下水对岩土层造成的隐患,从而引起施工方的高度重视,并随之制定和修改相关施工方案,以降低地下水对工程整体质量的潜在风险。
        2、高度重视水文地质勘察中水理性质的研究。
        为了确保水文地质勘察的准确和客观性,在具体的水样采集时,一般分别在丰水和枯水期各采样一次。在实际勘察时,应根据地下水水量和水位的变化为设计依据,着重对岩土层的透水性、溶水性和持水性进行分析研究,从而确保水理性质数据的真实准确,其对于工程地质勘察质量起到了十分重要的作用。
        3、高度重视水文地质勘察中地下水的影响。
        因地下水各项指标如硬度值、PH值、水中包含的矿物质成分等存在较大的差异,只有对地下水问题进行全面的勘测、分析和研究,及时发现各种复杂地理环境中地下水潜在的危害,并给出相应的专业建议,这也决定了后续施工方案的细节和相关优化调整,从而确保地下水问题对工程质量安全影响的可控。
        4、进一步完善水文地质勘察中的评价机制。
        这就要求企业领导高度重视工程地质和水文地质勘察对建筑工程的影响,积极培养和提升勘察人员专业水平和安全管理意识,鼓励创新。同时,应主动对水文地质勘察的评价机制进行持续的优化和完善,对相关问题进行分类搜集和梳理,并进行统计分析,逐步形成适用于工程地质勘察的水文地质数据库,为今后的勘察和施工奠定良好的数据基础。
        四、结语
        综上所述,进一步加强对工程地质和水文地质的研究是一项系统性工程,其涉及到勘测设计、勘察人员、自然环境和仪器设备等多方面,是行业发展的大势所趋和形势所迫,有其存在的必要性。这就要求勘察企业尊重市场经济规律,加大对工程地质和水文地质的研究力度,从而提升企业的核心竞争力和经济效益。同时,可充分地研究和比较国内外先进技术,根据企业发展方向和自身特点进行选型,在保留其优点的同时结合我国国情进行相应实践和创新,从而最终为行业的可持续、健康发展奠定良好的基础。
        参考文献
        [1]杨素平.水利工程地质勘察与岩土治理问题分析及对策[J].黑龙江水利科技,2014,(8):100-102.
        [2]杨志法,张路青,尚彦军.两个值得关注的工程地质力学问题[J].工程地质学报,2002,10(1):10-14.
        [3]刘吉磊,刘宇成,刘启玉.水文地质问题在工程地质勘察中的重要性分析[J].工程技术研究,2018,(15):213:214.
        [4]刘传娥,张守成,迟乃杰.工程地质勘察中水文地质问题研究[J].世界有色金属,2017,(13):203.
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