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在對(duì)巖土工程受到的地下水影響進(jìn)行評(píng)價(jià)的時(shí)候,之前的勘察報(bào)告很少把施工中的需要和基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)進(jìn)行聯(lián)系,不能對(duì)其危害做出正確的評(píng)價(jià),導(dǎo)致很多質(zhì)量的事故發(fā)生。為了對(duì)以后的巖土工程進(jìn)行準(zhǔn)確的危害預(yù)測(cè),及時(shí)得找出危害防止事故發(fā)生的有效措施,就必須吸取以前的教訓(xùn),對(duì)地下水的作用進(jìn)行重視,準(zhǔn)確的對(duì)水文地質(zhì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行評(píng)價(jià)。為了能夠?qū)Ω鞣N條件情況下的水文地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行重點(diǎn)的評(píng)價(jià),需要對(duì)建筑物的地基類(lèi)型進(jìn)行勘察,對(duì)其相關(guān)的水文地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行調(diào)查,給出工程中需要的相關(guān)資料。對(duì)于基礎(chǔ)在地下水位之下的建筑物,它的基礎(chǔ)持力層需要采用軟質(zhì)巖石、殘積土、強(qiáng)風(fēng)化巖等,并且對(duì)巖土體可能受到地下水作用產(chǎn)生的現(xiàn)象進(jìn)行重點(diǎn)的評(píng)價(jià)。對(duì)壓縮層、承壓含水層內(nèi)的地質(zhì)進(jìn)行重點(diǎn)的評(píng)價(jià)。
2對(duì)巖土水理的性質(zhì)進(jìn)行測(cè)試及研究
巖土由于受到地下水的影響,兩者之間發(fā)生反應(yīng),這時(shí)巖土就會(huì)表現(xiàn)出一些性質(zhì),這種性質(zhì)就是巖土的水理性質(zhì)。該性質(zhì)包含許多特性,例如透水性、給水性、容水性等,它們對(duì)巖土的三態(tài)有著很大的影響作用。巖土中的地下水能夠有許多方式存在于其中,比較典型的有承壓水、上層滯水、巖溶水和孔隙水,前兩種是按照埋藏條件劃分的,后兩種是依據(jù)水層的空隙性質(zhì)劃分的。然而不僅巖土的水理性質(zhì)會(huì)因?yàn)榈叵滤嬖诘男问蕉兴绊懀唧w的程度不盡相同,而且該性質(zhì)也會(huì)受到巖土類(lèi)型的影響。為了能夠?qū)σ院罂赡墚a(chǎn)生改變的地下水量進(jìn)行及時(shí)的觀測(cè),方便在施工中進(jìn)行有效的處理措施,需要對(duì)巖土的水理性質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)試。不僅建筑本身的穩(wěn)定可能會(huì)因?yàn)閹r土的某些水理性質(zhì)而發(fā)生改變,巖土本身也可能由于某些性質(zhì)產(chǎn)生特性的改變。為了能夠有效的對(duì)地質(zhì)性質(zhì)等情況進(jìn)行全面的評(píng)價(jià),就必須重視對(duì)巖土水理性質(zhì)的測(cè)試。
3巖土工程由于地下水的原因引起的危害
3.1巖土工程因地下水位變化引起的危害
在巖土工程中,地下水對(duì)其造成的危害很多,其中主要的危害原因有地下水位的上升、地下水位的下降以及地下水頻繁的升降等。很多因素都會(huì)造成潛水位的上升,例如地質(zhì)、水文氣象、溫度或者人類(lèi)行為等因素。巖土工程產(chǎn)生的危害可能不是單一因素引發(fā)的,而是多種因素共同作用的結(jié)果。土壤的鹽漬化、沼澤化等的形成都是由于不斷上升的潛水位造成的,建筑下邊的巖土或者地下水可能會(huì)對(duì)其進(jìn)行腐蝕。此外,巖土還可能產(chǎn)生軟化、流砂等不良的地質(zhì)現(xiàn)象。人們的一些行為,例如對(duì)地下水無(wú)節(jié)制的開(kāi)采,對(duì)下游的地下水進(jìn)行截取等都可能會(huì)使地下水的水位下降。一些經(jīng)常出現(xiàn)的地質(zhì)危害、貧乏的地下水源以及地下水的水質(zhì)不斷的惡化等,都是由于地下水的下降幅度超出了正常范圍引起的。這些危害對(duì)人們的生活環(huán)境以及建筑物等都有很大的影響。針對(duì)那些膨脹性的巖石,它們的膨脹會(huì)受到不斷升降的地下水影響,從而發(fā)生不均勻的變形。巖石的變形會(huì)由于不斷升降的地下水而重復(fù)的進(jìn)行著,并且隨著重復(fù)次數(shù)的增多變化的幅度也逐漸的增加。這種現(xiàn)象的發(fā)生就會(huì)使地面出現(xiàn)裂縫,不斷的損害輕小型的建筑物。土質(zhì)也會(huì)受到地下水升降的影響,不斷變化的地下水會(huì)減少土質(zhì)層中的一些膠結(jié)物,最終將都會(huì)流失,從而使土質(zhì)沒(méi)有膠結(jié)性,就會(huì)非常的松動(dòng)。巖土的承載能力會(huì)受到含水量的影響,不斷變大的空隙導(dǎo)致承載力越來(lái)越低,使得巖土工程的工作產(chǎn)生很大的困難。
3.2巖土工程受地下水動(dòng)壓力作用產(chǎn)生的危害
動(dòng)水壓力在自然狀況下不會(huì)有很強(qiáng)的作用,幾乎不會(huì)造成任何的危害。但是這只是在自然的狀況下,如果遇到人為的干擾,修建的巖土工程打破了原有的動(dòng)力平衡,使一些條件得到了改變,這時(shí)遇到比較強(qiáng)的移動(dòng)水時(shí),產(chǎn)生比較強(qiáng)的動(dòng)水壓力,就會(huì)使得巖土工程受到很大的損害。這些危害現(xiàn)象一般都包括流砂、基坑突涌或者是管涌等。對(duì)于這些危害現(xiàn)象,相關(guān)的部門(mén)應(yīng)該對(duì)其形成的原因進(jìn)行細(xì)致的研究,通過(guò)研究做出合理的治理對(duì)策,使其對(duì)巖土工程造成的危害能夠及時(shí)的被解決。
4結(jié)語(yǔ)
1.1勘察建筑工程現(xiàn)場(chǎng)的水文地質(zhì)資料。建筑工程現(xiàn)場(chǎng)的水文地質(zhì)資料主要包括以下幾個(gè)方面:其一,勘查地理?xiàng)l件,勘查的地理內(nèi)容主要包括水文特征以及地貌特征;其二,勘查地質(zhì)環(huán)境條件,勘查地質(zhì)環(huán)境條件的內(nèi)容主要包括工程現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)構(gòu)造特征、地層巖性、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等;其三,勘查地下水位的實(shí)際狀況,勘查的內(nèi)容主要包括:地下水補(bǔ)給條件和排泄條件及其補(bǔ)派關(guān)系對(duì)地下水位的影響;近三年的地下水位以及水位變化的趨勢(shì);其四,勘查隔水層、含水層的狀況,勘查的內(nèi)容主要包括:隔水層和含水層的水位以及變化的程度,地下水類(lèi)型、流向等狀況;通過(guò)勘查現(xiàn)場(chǎng)的地層透水系數(shù),含水層的厚度、埋深以及分布狀況,以此確定水文地質(zhì)狀況對(duì)建筑工程設(shè)計(jì)和施工的影響。
1.2水文地質(zhì)勘查中的評(píng)價(jià)分析。通過(guò)獲得建筑工程現(xiàn)場(chǎng)的水文地質(zhì)資料之后,還應(yīng)該對(duì)水文地質(zhì)勘查資料進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。水文地質(zhì)勘查中的評(píng)價(jià)分析內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:其一,對(duì)地下水對(duì)建筑工程設(shè)計(jì)與施工的作用和影響進(jìn)行重點(diǎn)評(píng)價(jià),這樣才能夠?qū)τ绊懡ㄖこ淘O(shè)計(jì)和施工的危害因素進(jìn)行提前預(yù)測(cè),并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理;其二,建筑工程勘查中的水文地質(zhì)勘察應(yīng)該和建筑的地基設(shè)計(jì)進(jìn)行結(jié)合,為建筑工程的地基設(shè)計(jì)和施工提供可靠的水文地質(zhì)資料;其三,水文地質(zhì)勘查中除了應(yīng)該對(duì)地下水的狀況以及對(duì)建筑工程的影響進(jìn)行勘察,同時(shí)還應(yīng)該對(duì)人為活動(dòng)下對(duì)地下水的影響以及地下水變化對(duì)建筑工程施工的影響狀況進(jìn)行評(píng)價(jià);其四,從建筑工程施工角度來(lái)看,根據(jù)地下水對(duì)建筑工程的作用與影響,找出不同地下水條件的同時(shí),還應(yīng)該進(jìn)行重點(diǎn)評(píng)價(jià),例如對(duì)于基礎(chǔ)埋在地下水位之下的建筑工程來(lái)說(shuō),重點(diǎn)評(píng)價(jià)水對(duì)建筑物基礎(chǔ)部位的鋼筋、混凝土的腐蝕性;對(duì)于巖土作為建筑物基礎(chǔ)的建筑工程項(xiàng)目,應(yīng)該重點(diǎn)對(duì)地下水活動(dòng)導(dǎo)致的巖土漲縮、崩解、軟化等作用進(jìn)行評(píng)價(jià);對(duì)于地基基礎(chǔ)壓縮層中存在粉土、粉細(xì)砂、松散的狀況時(shí),應(yīng)該重點(diǎn)對(duì)流砂、腐蝕以及管涌等現(xiàn)象發(fā)生的幾率進(jìn)行評(píng)價(jià);對(duì)于需要在地下水位以下進(jìn)行基礎(chǔ)施工的建筑工程項(xiàng)目,應(yīng)該進(jìn)行對(duì)應(yīng)的富水性試驗(yàn)或者滲透性試驗(yàn),對(duì)降水造成的邊坡不穩(wěn)定、土體沉降以及其他問(wèn)題對(duì)建筑工程施工可能造成的影響。
1.3測(cè)量建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)地形。在對(duì)建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)的地形進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中,應(yīng)該采用全國(guó)通用的坐標(biāo)系統(tǒng)以及國(guó)家最新的高程基準(zhǔn)點(diǎn),如果建筑工程所在地并沒(méi)有通用的坐標(biāo)系統(tǒng)以及相關(guān)的高程基準(zhǔn)點(diǎn),應(yīng)該利用全球定位系統(tǒng),為建筑工程建設(shè)創(chuàng)設(shè)獨(dú)立的坐標(biāo)系統(tǒng),保證建筑工程建設(shè)人員能夠獲得準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)信息。在對(duì)建筑工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中,還應(yīng)該對(duì)定位儀的類(lèi)型、定位時(shí)間、定位程序以及測(cè)量精度等進(jìn)行詳細(xì)、全面的說(shuō)明,對(duì)于測(cè)量的精度,應(yīng)該根據(jù)相關(guān)的規(guī)定,滿足建筑工程設(shè)計(jì)和施工的實(shí)際要求,對(duì)于不同的比例尺勘查剖面,應(yīng)該采用實(shí)測(cè)剖面。
1.4地質(zhì)填圖。在進(jìn)行地質(zhì)填圖的過(guò)程中,應(yīng)該保證填圖的精準(zhǔn)度滿足同比例尺的地質(zhì)測(cè)量規(guī)范,將比例尺作為地質(zhì)觀察的基礎(chǔ),如果是對(duì)于大比例的地質(zhì)填圖,地質(zhì)填圖的目的在于為建筑工程勘察、設(shè)計(jì)以及施工服務(wù)。因此,在選擇比例尺的過(guò)程中,應(yīng)該根據(jù)建筑工程的實(shí)際狀況,以不同勘查階段的具體要求、工程的規(guī)模、地質(zhì)復(fù)雜程度等狀況為基礎(chǔ),在設(shè)置地質(zhì)勘查點(diǎn)時(shí),應(yīng)該把地質(zhì)勘查點(diǎn)設(shè)置在界線或者具有特殊意義的地方,當(dāng)?shù)刭|(zhì)勘查點(diǎn)布置完成之后,還應(yīng)該將地質(zhì)填圖展示在合適的儀器中,由專(zhuān)門(mén)的水文地質(zhì)勘查工作人員根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范對(duì)地質(zhì)填圖進(jìn)行分析。對(duì)于專(zhuān)門(mén)水文地質(zhì)的物理學(xué)性質(zhì)測(cè)定,還應(yīng)該根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行,以此保證測(cè)定結(jié)果和地質(zhì)填圖的可靠性與真實(shí)性。
2結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞:水文孔固井技術(shù);煤田水文地質(zhì)勘查;應(yīng)用
1水文孔固井技術(shù)在煤田地質(zhì)勘查中的應(yīng)用
(1)管內(nèi)注漿法。對(duì)海帶進(jìn)行編制,形成辮子形,用于對(duì)水井管止水部位下端進(jìn)行纏繞,同鉆孔直徑相比,纏繞的直徑略小,將其扎緊的過(guò)程中,應(yīng)使用螺絲,同時(shí),為了加大保護(hù)力度,應(yīng)將托盤(pán)焊接到兩端。在焊死濾水管時(shí),需要將鐵板應(yīng)用于濾水管以上0.3~0.5m的位置,焊死操作在井管內(nèi)進(jìn)行,預(yù)防含水層被水泥砂漿灌入。止水膠皮位于注漿口管外,在高出這一部位3~5m的位置,應(yīng)構(gòu)建一個(gè)切口,15~20cm和1cm分別為長(zhǎng)度和寬度,切口應(yīng)有4~8個(gè),對(duì)抽縫隙應(yīng)在管壁兩側(cè)進(jìn)行,同時(shí)將彈性膠皮門(mén)簾加在管壁外,在預(yù)防脫落時(shí),應(yīng)對(duì)膠皮兩側(cè)進(jìn)行捆扎[1]。完成下管后,由于環(huán)狀間隙存在于孔壁和井管之間,必須在海帶有效膨脹后才可以對(duì)其進(jìn)行封閉,此時(shí)應(yīng)對(duì)水泥漿進(jìn)行應(yīng)用。注漿前需焊封孔口,此時(shí)應(yīng)對(duì)3~5m厚度的鋼板進(jìn)行應(yīng)用,在其中間位置進(jìn)行挖孔,焊接時(shí)應(yīng)用鋼管,大小為0.3m,并將閥門(mén)開(kāi)關(guān)安裝到孔口閥門(mén)鋼管上。完成注漿以后,應(yīng)繼續(xù)注入清水,頂出泥漿泵殘余水泥漿和清水將注漿管,并關(guān)閉孔口閥門(mén),在48小時(shí)以后,應(yīng)掃開(kāi)托盤(pán),此時(shí)需要對(duì)鉆具進(jìn)行應(yīng)用,并展開(kāi)洗井工作。(2)管外注漿法。對(duì)海帶進(jìn)行編制,形成辮子形,用于對(duì)水井管止水部位下端進(jìn)行纏繞,同鉆孔直徑相比,纏繞的直徑略小,將其扎緊的過(guò)程中,應(yīng)使用螺絲,同時(shí),為了加大保護(hù)力度,應(yīng)將托盤(pán)焊接到兩端。同時(shí),將膠皮環(huán)繞捆綁到海帶上部,確保半濕粘土被填充到膠皮中,同鉆孔直徑相比,膠皮最大直徑偏大。完成下管后,由于環(huán)狀間隙存在于孔壁和井管之間,必須在海帶有效膨脹后才可以對(duì)其進(jìn)行封閉,此時(shí)應(yīng)對(duì)水泥漿進(jìn)行應(yīng)用。注漿前準(zhǔn)備工作同管內(nèi)注漿法相同,但是,在注入水泥漿的過(guò)程中,需要分兩次進(jìn)行,首次注漿時(shí),應(yīng)對(duì)止水位置下部10m左右的位置進(jìn)行封閉,并應(yīng)用泵送法注漿,并應(yīng)用清水沖孔,直到清水從井口上泛出以后才能夠進(jìn)行封孔操作,一邊提鉆具一邊注入水泥漿,嚴(yán)禁漿面與鉆具脫離[2]。在水泥漿初步凝固以后,應(yīng)再次進(jìn)行水泥漿的注入操作,完成兩次注漿并等到水泥漿初凝以后,才可以展開(kāi)洗井工作。
2管內(nèi)注漿法和管外注漿法對(duì)比分析
(1)管內(nèi)注漿法優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)。第一,優(yōu)點(diǎn)。在對(duì)管內(nèi)注漿法進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中,可以實(shí)現(xiàn)一次性注漿,因此能夠節(jié)省施工時(shí)間,保證工程進(jìn)度。在焊死濾水管時(shí),需要將鐵板應(yīng)用于濾水管以上0.3~0.5m的位置,焊死操作在井管內(nèi)進(jìn)行,在這一過(guò)程中,一定的靜壓力將產(chǎn)生于濾水管中,而在實(shí)際展開(kāi)注漿操作的過(guò)程中,含水層在濾水管中就不會(huì)被井管外的水泥漿污染,因此施工效率和質(zhì)量都能夠得到保障。第二,缺點(diǎn)。在應(yīng)用管內(nèi)注漿法展開(kāi)施工的過(guò)程中,由于屬于一次性注漿,如果擁有較深的止水部位下端,在注漿時(shí),將導(dǎo)致較大的壓力產(chǎn)生于管內(nèi)。并且在操作中,不可以中途停止注漿,因此必須在實(shí)際施工中應(yīng)用高質(zhì)量和高性能的營(yíng)建和設(shè)備,而一旦一定的故障產(chǎn)生于注漿設(shè)備中,就將對(duì)整個(gè)施工過(guò)程造成嚴(yán)重的損失。在完成注漿以后,48小時(shí)后才可以掃開(kāi)托盤(pán),即鐵板,如果此時(shí)含水層在濾水管中被水泥漿灌入,那么在處理這一事故的過(guò)程中將耗費(fèi)大量的施工時(shí)間。(2)管外注漿法優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)。第一,優(yōu)點(diǎn)。注漿中可以通過(guò)多次注漿完成施工,中途可以進(jìn)行一定時(shí)間的停留,同時(shí),可以一邊對(duì)鉆具進(jìn)行提離一邊展開(kāi)灌漿操作,這樣一來(lái),就可以促使壓力在管內(nèi)有效降低。同時(shí),在對(duì)這一方法進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中,對(duì)設(shè)備的性能要求相對(duì)偏低,設(shè)備在運(yùn)行中產(chǎn)生故障,也不會(huì)對(duì)整個(gè)注漿工作造成嚴(yán)重的影響,因此操作成功率更高。第二,缺點(diǎn)。在對(duì)多次注漿法進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中,需要消耗較多的施工時(shí)間,如果施工人員沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)濾水管含水層中的水泥漿,將對(duì)后續(xù)施工造成影響。(3)可能發(fā)生的問(wèn)題。在對(duì)管內(nèi)注漿法進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中,如果機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障,或者兩個(gè)環(huán)節(jié)之間的銜接存在問(wèn)題,都將直接造成失敗的注漿結(jié)果,同時(shí)會(huì)促使鉆孔無(wú)法在接下來(lái)的施工中繼續(xù)使用,從而影響工程進(jìn)度的基礎(chǔ)上,給施工企業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失[3]。在對(duì)管外注漿法進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中,由于含水層位于濾水管內(nèi)部,當(dāng)有水泥漿灌入時(shí),也將導(dǎo)致接下來(lái)的施工程序無(wú)法順利開(kāi)展,最終影響工程進(jìn)度。值得注意的是,當(dāng)這一現(xiàn)象產(chǎn)生時(shí),需要耗費(fèi)比管內(nèi)注漿法更多的時(shí)間,因此,對(duì)工程經(jīng)濟(jì)效益造成的影響更大。
3結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,近年來(lái),我國(guó)在積極進(jìn)行現(xiàn)代化建設(shè)的過(guò)程中,對(duì)煤礦資源的需求量有所增加,在這種情況下,相關(guān)部門(mén)加大了煤礦開(kāi)展力度。值得注意的是,此項(xiàng)工作開(kāi)展中擁有較高的危險(xiǎn)性,因此,相關(guān)工作人員必須對(duì)煤田的水文地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)的勘查,才能夠有針對(duì)性的采用開(kāi)采技術(shù),提升開(kāi)采的效率和安全性。水文孔固井技術(shù)的有效應(yīng)用極大的促進(jìn)了煤田地質(zhì)勘查工作的進(jìn)步,對(duì)我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。
作者:曾慶博 單位:安徽省煤田地質(zhì)局第三勘探隊(duì)
參考文獻(xiàn):
[1]王麗偉.煤田地質(zhì)勘查的危險(xiǎn)因素及對(duì)策分析[J].能源與節(jié)能,2014(02):35-36.
巖土也具備以下兩種性質(zhì)——物理性質(zhì)和水理性質(zhì),其中,巖土的水理性質(zhì)又包含透水性、給水性和脹縮性等。因此,我們可以看出,巖土和地下水之間有著互相作用的關(guān)系,也就是地下水在一定程度上直接影響了巖土的水理性質(zhì),而巖土的水理性質(zhì)又影響著巖土的強(qiáng)度和變形能力,從而間接的影響了建筑物的穩(wěn)定性。在實(shí)際建筑施工過(guò)程中,加強(qiáng)工程地質(zhì)勘查中水文地質(zhì)的勘查研究,是一項(xiàng)不可忽視的重要工作之一。水文地質(zhì)勘查工作者首先要對(duì)建筑物所處地區(qū)的水文地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行合理的評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)的內(nèi)容主要有以下幾個(gè)方面。第一,對(duì)地下水對(duì)巖土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響進(jìn)行評(píng)價(jià),該評(píng)價(jià)可以對(duì)可能發(fā)生的問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè)和防護(hù);第二,對(duì)人為抽取地下水后,地下水的變化對(duì)于建筑物的影響進(jìn)行評(píng)價(jià),該評(píng)價(jià)可以對(duì)該條件下的建筑物地基進(jìn)行重新設(shè)計(jì);第三,為建筑物所在地區(qū)的水文地質(zhì)提供相應(yīng)的資料,以便設(shè)計(jì)者進(jìn)行參考。
二、工程地質(zhì)勘查中忽略水文地質(zhì)問(wèn)題研究的危害
目前,我國(guó)某些建筑施工單位對(duì)于工程地質(zhì)勘查中水文地質(zhì)勘查的工作還沒(méi)有給予相應(yīng)的重視,從而造成很多重大的危害和不良影響。比如由于缺乏合理的水文地質(zhì)的評(píng)價(jià),沒(méi)有做到相應(yīng)問(wèn)題的預(yù)防,當(dāng)?shù)叵滤S著季節(jié)降水的增多而涌增,地下水位急劇的上升,地下巖土強(qiáng)度受到嚴(yán)重影響,而產(chǎn)生嚴(yán)重變形的狀態(tài),最終導(dǎo)致處于地下水位的建筑物發(fā)生爆管或者地面坍塌開(kāi)裂的事故發(fā)生,造成大量的人員傷亡和重大的經(jīng)濟(jì)損失,從而對(duì)建筑業(yè)產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響;又或者由于建筑物施工前施工人員沒(méi)有對(duì)建筑物的水文地質(zhì)進(jìn)行有效的評(píng)價(jià),事后由于人為的大量開(kāi)采地下水,導(dǎo)致地下水位降低,從而導(dǎo)致建筑物的地基下沉,直接影響了建筑物的穩(wěn)定性,使得建筑物不能正常的使用或者使用過(guò)程中出現(xiàn)嚴(yán)重問(wèn)題;地下水具有一定的壓力和動(dòng)力,這兩種力量對(duì)巖土都會(huì)造成一定的影響,在自然條件下,地下水的動(dòng)力和壓力都是相對(duì)較弱的,對(duì)巖土的強(qiáng)度和穩(wěn)定性影響不大,但若不重視建筑物周?chē)牡刭|(zhì)問(wèn)題的研究,那么當(dāng)?shù)叵滤膲毫蛣?dòng)力都發(fā)生變化后,就會(huì)導(dǎo)致水質(zhì)發(fā)生破壞、流沙甚至管涌等嚴(yán)重的建筑工程事故的發(fā)生。因此,我們不難發(fā)現(xiàn),對(duì)于工程地質(zhì)勘查中水文地質(zhì)問(wèn)題的研究還是十分重要的。
三、工程地質(zhì)勘查中水文地質(zhì)問(wèn)題的勘查要求和內(nèi)容
1.加強(qiáng)建筑物水文條件和地質(zhì)環(huán)境的綜合勘查
工程地質(zhì)查勘中水文地質(zhì),包含了兩個(gè)方面的內(nèi)容——水文條件和地質(zhì)條件,在實(shí)際勘查工作過(guò)程中,水文條件與地質(zhì)條件的勘查是分不開(kāi)的,因此,首先要加強(qiáng)水文條件和地質(zhì)環(huán)境的綜合勘查才會(huì)有效的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和預(yù)防危害的發(fā)生。水文條件的勘查,根據(jù)建筑物所處地質(zhì)條件的不同,勘查的側(cè)重點(diǎn)也不相同,但主要還是包括:建筑物所處地區(qū)的氣候條件及氣候帶,這樣可以清楚的了解該地區(qū)的降水量和氣溫分布狀況,從而根據(jù)水文條件設(shè)計(jì)建筑物的地基結(jié)構(gòu)。地質(zhì)環(huán)境的勘查,即建筑物所處地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造,分析出巖石與沙土的比例以及該地區(qū)巖石的化學(xué)成分,是花崗巖還是石灰?guī)r,另外,還要勘查出該地區(qū)是否處于地殼運(yùn)動(dòng)的頻發(fā)地段或者是地下熔巖的多發(fā)地段,只有了解了這些情況才會(huì)設(shè)計(jì)出合理的地基結(jié)構(gòu)和地基強(qiáng)度和厚度。
2.強(qiáng)化地下水存在狀態(tài)及變化規(guī)律的勘查。
工程地質(zhì)勘查中水文地質(zhì)問(wèn)題的勘查,主要就是對(duì)地下水進(jìn)行研究和勘查。地下水的勘查有以下幾點(diǎn)內(nèi)容:地下水的類(lèi)型和分布狀態(tài)、地下水水位的高低變化情況及地表水與地下水的關(guān)系等。其中地下水的類(lèi)型和分布狀態(tài),注重研究地下水是那種水質(zhì),酸性水質(zhì)、堿性水質(zhì)還是中性水質(zhì),因?yàn)椴煌乃|(zhì)條件對(duì)于巖土強(qiáng)度的影響不同,例如,花崗巖的分為耐酸巖和耐堿巖,當(dāng)耐酸巖遇到強(qiáng)堿性水后,會(huì)發(fā)生中和化學(xué)反應(yīng),地下水會(huì)慢慢侵蝕巖石,從而對(duì)巖石的強(qiáng)度造成破壞;又比如,若建筑物地下巖石為石灰?guī)r,石灰?guī)r的主要成分是碳酸鹽巖,遇到稀鹽酸反應(yīng)劇烈,因此,若地下水為弱酸性水,也會(huì)造成巖土的損壞。地下水的分布狀態(tài)勘查,關(guān)鍵是查看地下水的含水層和隔水層的分布以及厚度,為合理的設(shè)計(jì)建筑物的地基提供有利的條件。地下水位的高低變化的勘查,即對(duì)建筑物所處地區(qū)近年來(lái)地下水位的最高水位和最低水位有個(gè)詳細(xì)的了解,地下水與地表水的關(guān)系,包括了兩者之間的互補(bǔ)以及地表水的排泄?fàn)顩r勘查,分析出地表水的排泄是否影響到地下水的水位、動(dòng)力和壓力的變化等。
3.做好工程地質(zhì)勘查中水文地質(zhì)測(cè)試的勘查。
當(dāng)對(duì)建筑物的水文條件和地質(zhì)條件都有了一定的了解后,為了保證建筑物的安全建立和使用,最重要的勘查工作是對(duì)工程地質(zhì)勘查中水文地質(zhì)進(jìn)行有效的測(cè)試。有效的測(cè)試是水文地質(zhì)勘查工作的最后一個(gè)環(huán)節(jié)也是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié),因?yàn)橹挥型ㄟ^(guò)此環(huán)節(jié),建筑設(shè)計(jì)人員才會(huì)得到準(zhǔn)備數(shù)據(jù),從而根據(jù)數(shù)據(jù)做出精確的設(shè)計(jì),例如地基的厚度、深度,建筑物墻壁的厚度等。因此,此環(huán)節(jié)是建筑物安全建立和使用的有力保障之一。根據(jù)所處地質(zhì)條件的不同,所測(cè)量的方法也不相同。根據(jù)地下水是否靜止,可以選擇是否采用隔離措施進(jìn)行測(cè)量,若為靜水層,那么就不需要隔離措施,若為流動(dòng)的含水層,那么就要采取隔離措施進(jìn)行測(cè)量;對(duì)地下水壓力進(jìn)行測(cè)試時(shí),可以采取幾何法,先確定地下水能承受的最小壓力和最大壓力,然后用壓力與壓力入水量的關(guān)系曲線進(jìn)行繪圖,進(jìn)而測(cè)試出建筑物地段巖土的透水率。壓力測(cè)試時(shí)水文地質(zhì)勘查工作中的重要環(huán)節(jié),該環(huán)節(jié)直接關(guān)系到建筑物的安全。
四、結(jié)語(yǔ)
隧道區(qū)碳酸巖分布廣泛,寒武系除大陳嶺組外均可見(jiàn)露頭,隧道區(qū)主要穿過(guò)中統(tǒng)楊柳崗組和上統(tǒng)華嚴(yán)寺組。從地表調(diào)查來(lái)看,巖溶主要形式有溶紋、溶溝、溶槽等,在上寒武統(tǒng)含泥質(zhì)條帶的泥晶灰?guī)r中,由于差異性溶蝕作用,在斷面上見(jiàn)到魚(yú)鱗狀或波紋狀溶蝕溝紋。區(qū)內(nèi)溶溝、溶槽等發(fā)育較淺。溶蝕裂隙主要沿層面及一組與層面正交的節(jié)理面發(fā)育,外部寬度可達(dá)15cm,但溶隙規(guī)模受構(gòu)造面控制,延展性有限,發(fā)育深度較淺,對(duì)大氣降雨的導(dǎo)入作用不甚明顯。總體來(lái)說(shuō),野外調(diào)查表明芹源嶺地區(qū)地表溶蝕現(xiàn)象并不明顯,多為溶隙和順構(gòu)造面方向的小溶洞,規(guī)模和深度都十分有限,唯一發(fā)現(xiàn)的一處大規(guī)模溶洞并不能說(shuō)明該區(qū)域具備發(fā)育群發(fā)性大規(guī)模溶洞的條件。
2涌水量計(jì)算
2.1涌水量預(yù)測(cè)分段確定根據(jù)隧道區(qū)段地下水補(bǔ)、徑、排特點(diǎn)及含水巖組富水性、巖溶發(fā)育特征,對(duì)隧道區(qū)進(jìn)行分區(qū)段涌水量預(yù)測(cè),各分段控制面積確定以1∶1萬(wàn)地形圖為基礎(chǔ),結(jié)合野外調(diào)查并考慮隧道區(qū)高程的影響程度而圈定。
2.2涌水量預(yù)測(cè)方法選擇及參數(shù)選取隧道涌水具有季節(jié)性變化,預(yù)測(cè)隧道涌水量時(shí)應(yīng)分別計(jì)算正常涌水量與雨季最大涌水量值。涌水量預(yù)測(cè)正確性,主要取決對(duì)隧道充水條件的正確分析及計(jì)算參數(shù)和計(jì)算方法的合理選用。由于目前所獲取的本區(qū)水文地質(zhì)資料有限,擬采取降水入滲系數(shù)法整體上預(yù)測(cè)涌水量。降水入滲系數(shù)法:Qy=ηQa=1000ηαAF/365式中:a-入滲系數(shù);η-涌水系數(shù);A-年均降水量(mm);F-各區(qū)段匯水面積(km2);Qa-采用大氣降水滲入法計(jì)算的滲入補(bǔ)給量(m3/d);Qy-采用大氣降水滲入法計(jì)算的涌水量(m3/d)。區(qū)內(nèi)降水量數(shù)據(jù)通過(guò)開(kāi)化縣氣象資料獲取。對(duì)涌水系數(shù)來(lái)說(shuō),本區(qū)內(nèi)含水巖層均為弱富水性,且?guī)r溶水主要運(yùn)移于巖溶裂隙中,η取值空間應(yīng)在0.1到0.4之間。對(duì)入滲系數(shù)來(lái)說(shuō),以區(qū)域水文地質(zhì)報(bào)告已有參數(shù)為基礎(chǔ),同時(shí)參考各分區(qū)段入滲特征,確定最終參數(shù)取值。
2.3涌水量計(jì)算根據(jù)涌水量計(jì)算結(jié)果,隧道區(qū)年最大涌水量444.8573m3/d,年最小涌水量202.6685m3/d,年正常涌水量304.8472m3/d。按開(kāi)化縣歷年監(jiān)測(cè)的日最大降雨量預(yù)測(cè),可能產(chǎn)生的最大涌水量為13007.1m3/d。
3隧道巖溶問(wèn)題綜合分析
3.1地層巖性對(duì)巖溶發(fā)育的控制碳酸鹽巖是巖溶發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ),碳酸鹽巖中的CaO含量越高時(shí),則其可溶性就越強(qiáng),反之,則越弱,即白云巖類(lèi)、泥灰?guī)r類(lèi)、硅質(zhì)泥質(zhì)炭質(zhì)石灰?guī)r類(lèi)巖溶發(fā)育較弱,純灰?guī)r類(lèi)則巖溶發(fā)育最強(qiáng)。從巖性角度來(lái)看,工作區(qū)上覆地層為寒武系華嚴(yán)寺組、楊柳崗組,本地區(qū)寒武系巖層總體特點(diǎn)是泥質(zhì)含量較高,且碳酸鹽巖常與非碳酸鹽巖互層發(fā)育,因此從巖性基礎(chǔ)上分析,本區(qū)巖溶并不發(fā)育。從實(shí)際野外調(diào)查來(lái)看,除高峰洞附近出現(xiàn)一較大溶洞外,也未見(jiàn)有其他群發(fā)性大型溶洞或地下暗河存在。
3.2地形地貌對(duì)匯水條件的控制在不同地貌條件下,巖溶發(fā)育過(guò)程是不同的。因?yàn)閹r溶發(fā)育在很大程度上受地表水和滲透條件的影響,而這兩者又常受地貌條件的影響,如地面坡度、切割密度和深度、水系分布等。因此,巖溶發(fā)育過(guò)程常和地貌發(fā)育過(guò)程聯(lián)系在一起。地面坡度的大小直接影響滲透量的大小。在比較平緩的地方,地面徑流流速緩慢,滲透量就較大,巖滾較發(fā)育。反之,地面坡度愈大,徑流流速愈快,滲透量就愈小,巖溶發(fā)育就較差。從地形地貌來(lái)看,由于隧道穿過(guò)兩大流域分水嶺,地形坡度陡,使得補(bǔ)給區(qū)面積較小,徑流速度較快,不利于地下水補(bǔ)給。
3.3地質(zhì)構(gòu)造與巖溶發(fā)育關(guān)系從構(gòu)造角度來(lái)看,主要影響在于張性節(jié)理發(fā)育且張開(kāi)度較好,主要分為順層節(jié)理和傾向節(jié)理,其中順層節(jié)理發(fā)育占主導(dǎo),為入滲提供了良好的通道,而傾向節(jié)理溝通了多個(gè)層面的順層節(jié)理,在其交匯地帶,地下水循環(huán)活躍,往往為巖溶較發(fā)育提供了有利條件,調(diào)查中高峰洞附近的溶洞就是地下水順著傾向節(jié)理垂直下滲,在順層節(jié)理面處發(fā)育的一個(gè)較大的溶洞,其規(guī)模大小與此處節(jié)理大小密切相關(guān)。
4結(jié)束語(yǔ)