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工程地質勘查[1]為調查工作,進行是為了研究影響建筑的地質因素,水文條件、一些天然的地質現象、巖土的力學性質及地質構造為地質勘查的主要因素。依據具體工程需求及建筑物的地質所處環境,進行科學的分析工作,使得建筑物安全使用性能有所保障。工程地質勘查任務[2]主要包括氣象、水文、地貌、地震記錄情況與勘查以往報告記錄等內容進行具體分析,對相關因素的實驗測試,對地質工程的測繪與調查,整理相關資料并成冊為工程地質勘查[3]報告。
2、工程地質勘查目的與要求
2.1工程地質勘查目的
主要是選擇良好[4]的地理位置、適應的土質疏松度與涂層分布,此項為工程地質勘查工作中的重點。建筑物的安危直接受到地質環境好壞的影響,因此勘查工作的關鍵環節為勘查工作的精確性,勘查資料為建筑建設的依據,使得地質工作全面進行有所保障,施工順利開展,做好合理地質建筑出的充分準備。
2.2工程地質勘查的要求
首先初步勘查,正確評價場地內擬建筑地段的穩定程度,并依據相關規范、工程的特征與規模、巖土工程具體問題帶來的影響與后果,評價擬建筑物工程的安全等級與工程重要性,并對巖土工程勘查等級確定。對建筑物地基做出巖土工程評價,針對具體情形出的設計方案建議要經濟合理。具體分析水土對建筑材料的腐蝕性、地下水類型、埋藏情況及水位變化規律與幅度,確保各項工程地質勘查符合國家規定的相關標準。
3、工程地質勘查工作中遇到的問題
3.1工程巖土勘查中存在的問題與原因
工程巖土勘查主要目的為建筑物基礎設計、施工設計、地基工程提供詳細的技術參數與地質材料。而個別勘查人員在現場工作中態度不厭舊,收集地質情況、荷載分布、結構特征、對變形要求、地面整平標高要求等基礎資料不認真,以至于勘查報告做出后欠準確,使得建筑施工安全與質量受到重大影響。
3.2勘查工作布置量違背巖土工程勘查規范
3.2.1在勘查工作中,隨意布置勘察點,違背規定的要求,地質條件的復雜性不符合,孔在規定范圍內,勘查深度無從基礎地面計算,勘查孔不符合最小孔深要求,地層劃分不精確,最終致使無法摸清溝渠、河道對工程的加層與不利埋藏物的分布范圍。
3.2.2沒有對有地下室的建筑場地與高層建筑裙房的抗浮設計要求進行考慮,對高層場地基坑支護勘查的考慮較少,擴大勘查范圍未結合地基本身條件。
3.3巖土勘查報告中的問題
3.3.1以上所述外場勘查工作存在問題較嚴重,造成室內各項工作進行不準確,各項指標的可靠性與離散程度分析受阻。
3.3.2在勘查報告中,地基的評價與結論針對性較差。
3.3.3在勘查中的勘探點與建筑物平面位置圖中,若建筑位置與勘探點不采用坐標確定,則圖中應有建筑物、地形作為參照物,在錯誤的勘查報告中卻沒有。在報告中,應仔細研究分析基礎設計參數,依據場地具體地質條件,結合基礎持力層的埋藏深度與性質、上部結構荷載特征,深入分析基礎設計方案。
4、工程巖土勘查出現問題的原因
4.1工程勘查費用的收取具有明確規定,但個別單位不重視勘查工作,僅僅片面追求效率與速度,使得報告的精密度與準確性不能有保障。經濟市場的競爭日益激烈,互相壓價,國家收費標準難以有保障,致使勘查工作粗糙,規范與設計要求難以滿足。
4.2勘查工作人員專業水平欠佳,學習與培訓專業知識較少,其技術水平難以達到勘查員技術標準,致使施工過程中出現不符合規范的工作,加上自覺意識較差,勘查中不規范行為屢見不鮮。
4.3一些單位僅停留在勘查工程管理模式中,難以保證勘查工程質量.,再加上監督制度與內部檢查不嚴格,勘查工程中出現諸多問題。
5、基坑支護中的問題
5.1基坑支護結構設計中土體物理力學參數選擇欠佳。其安全性受到深基坑承擔的土壓力大小直接影響,加上近幾年地質情況變化復雜,要計算出土體壓力較為.困難。在開挖基坑后,很難依據土體粘聚力、含水量、內摩擦.角參數做出支護結構的實際受力的計算,最終直接影響基坑結構設計。
5.2基坑土體取樣欠完整。在設計基坑支護結構前,首先準確取樣土體,使得支護結構設計有所保障。由于環境復雜多變,應根據地質的土層真實性與實際情況。
5.3基坑支護結構設計計算值不符合實際受力情況。設計深坑支護結構受力情況極為復雜,如有些計算值在理論上安全,但有時會被破壞;有寫結構系數偏小,與所規范要求偏差較大,而實際卻很安全。從理論上講,基坑支護設計為靜態,但土體的開挖,土體隨之松弛,逐漸出現變形。應充分考慮此問題,保證施工的經濟性與安全性。因此,應轉變傳統.設計理念,加強深基坑支護結構,加強研究基坑支護結構變形控制相關標準,大力開展實驗研究工作,有效解決基坑支護中存在的實際問題。
關鍵詞:地質勘查;高層建筑;技術;問題;措施
1 常見問題分析
1.1 場地變形
在高程建筑工程項目中常常會出現場地變形問題,這是由于在施工地地層中存在基巖風化帶或者地層土松軟所致。若施工場地發生變形問題,則對高層建筑地基會造成影響,主要的影響幾種在持力層以及軟弱下臥層的影響?;讓拥膸r性、水文條件、土體結構、場地同地層活動地帶的距離以及抗震條件等會引發高層建筑物場地變形問題,結合城市地震基本烈度進行綜合考量,需要對高層建筑建筑場地進行嚴格規劃。通過準確的地質勘探能夠了解建筑場地地質結構特點,在此基礎上設計施工方才能確定最佳的施工場地。
1.2 工程地質論證由基礎形式予以確定
高層建筑基礎結構質量要求相對較高,目前我國高層建筑所使用的基礎形式主要有三種,即箱式、樁形以及復合等基礎形式。在不均勻地基以及軟弱地基中,常使用箱式基礎,該種基礎具有較高的抗彎剛度且底面積大,整體強度高。且該種基礎的中空部分還可以作為停車場使用。筏板基礎能夠避免由于地基不均勻而出現沉降。施工所使用的樁基礎能夠現場灌注也可以進行預制或直接使用鋼管樁,該種基礎適用于軟土層地基,由于樁基承載水平相對較高,且沉降量相對較小,能夠依照實際的施工條件以及施工地質特征進行確定,因此適應性相對較高,而符合基礎則是依照實際的施工場地狀況混合使用樁基、箱基兩種基礎,從而避免使用單獨的基礎形式致使承載力過小的問題,也有效避免了基礎形變過大的狀況。另外采用復合基礎還能夠提高土體的密實度,提高地基的承載力,減少沉降量。壓板荷載試驗是在基礎完工后必須進行的一項試驗,試驗結果符合驗收標準后方可驗收,由于高層建筑施工環節相對復雜,施工成本相對較高,因而施工前勘查人員必須依照建筑的實際需求勘查施工所在地地理情況,從而保證施工方案的制定合理、科學。
2 地質勘查過程分析
2.1 劃分勘探區域
依照現有的報告以及勘查經驗,對施工場地的穩定性進行鑒定,同時對施工地區地質狀況進行初期分析。
2.2 統籌規劃
施工場地劃分區域后需要針對建筑工程條件進行分析,并制定出地質報告,便于建筑功能帶以及建筑特性的規劃。這一環節中,主要對地質勘查工作進行總體規劃,尤其在地質測繪中,需要結合施工地區實際的水文地質條件以及地質結構、地貌特征等,并且需要注意,勘測的序曲應當大于實際的施工區域,必要時還應當進行實驗室研究,并派駐勘探人員對施工場地進行長期觀測。
2.3 詳細規劃
完成統籌規劃后應當進行具體的地質勘查工作安排,主要針對施工區域地質條件、結構以及活動層分布、水文狀況等進行勘查。以建筑地質資料為基礎,針對建筑及其配置條件進行確認。該階段的工程地質勘查內容主要包括實驗勘探、研究、外部條件試驗、地形測繪與觀測等內容。
2.4 局部設計
地質勘查工作在進行局部設計時主要是向結構設計人員提供必要的巖土勘查報告以及基礎的地質資料。從而確定建筑施工項目所需要的基礎深度以及建筑形式,并初步對工程造價以及工期進行評估。這一階段,勘查人員需針對基坑埋深以及測點間距進行測量,記錄相關數據,并選取大面積勘查區域,因此勘查量相對較大。
2.5 針對局部建筑物設計勘查報告
高層建筑地質勘查工作需要為施工提供有效準確的地質數據,在設計地基結構以及地基的加固和地質條件的改善中,地質勘查數據資料作為基礎要件,具有重要意義。另外在局部建筑勘查報告中還應當針對地質條件進行綜合評價,主要包括對坑孔深度的判定、各層物理指標的確認,依照實際需要還需要進行抽水以及載荷試驗。
3 地質勘查質量保證措施
3.1 明確規章制度
在勘查過程中需要將施工所需要的各類地質勘查規范予以明確,在開展勘查工作錢詳細掌握施工所需要的各項巖土勘測內容,從而明確勘查內容??辈檫^程中以書面形式將工程結構體系、用途以及使用荷載表述出來。同事結合施工實際環境針對勘查工作制定相應的規范制度,并依照實際的勘查狀況制定科學合理的時間表,對地質勘查工作進行統籌安排。依照資料整理土工測試結果報告的步驟推進勘查工作,勘查標準中應明確規定取樣試驗指標、原位測試指標以及鉆探施工指標等。在勘查中一旦出現同規范要求不統一的問題,應及時對資料技術進行調整。
3.2 加強現查監管,提高勘查質量,保證勘查結果符合施工標準
在開始勘測前,要對建設方給出的前期測繪圖紙做好現場情況的復測工作,確保其有效性。同時還要核對鉆機設備的鉆桿長度與尺寸,保證其各部分技術參數滿足設計要求,在進行巖土勘測過程中,對應原位測試要符合《巖土工程勘察規范》GB50021-2009等制度規范的要求,采取科學的鉆井方式,在進行巖層鉆井時,需要按照巖層強度來判定鉆進速率,在鉆井深入地下水位下部的砂土、粉土以及軟弱土層時,可采取泥漿護壁鉆井法,并嚴格控制鉆井速率,除此以外加強取樣管理,在進行土體取樣時,勘察人員應控制鉆桿尺寸,嚴禁通過切取巖芯管方法來獲取原狀土樣,對原狀土樣需要及時貼定標簽并妥善保管,在測量水位和高程的時候,其中確定高程時首先確定黃海高程,如果在條件不允許的情況下可選擇假定高程,尤其是把基準點埋置在不易受破壞的區域,應在完成工程施工后統一測量地下水位,工程師需要對外界資料保持核對與溝通,并做好驗收準備工作,確保持力層取樣與原位測試兩者的個數符合要求,除此以外,還要重視強化持力層的控制與起伏工作,對可能出現的異常區域進行小范圍鉆探,同時探明實際情況。
3.3 工作人員加強勘測數據方面的提取,重視地勘報告數據與有效性
做完地質勘查工作,得到勘查數據之后,還應在結合項目情況及周圍情形的基礎上進行進一步的數據整理和分析,從而確保土層劃分合理性與數據測量準確性,并加強與結構設計人員互相溝通,詳細說明差異較大參數,確保設計人員能夠熟悉掌握地質情況。
3.4 勘查成果歸檔,重視勘查復核
在進行地質勘查過程中,工作人員需要將施工場地土層層位狀況進行仔細核查,準確掌握施工所在地附近是否存在暗涌、防空洞等地質狀況。為了確保地基質量符合施工標準,通過對地基質量進行檢測,指定相應的施工方案。另外,勘查人員還應當針對已經竣工的高層建筑定期進行地質復查,在施工過程中一旦發現同地址勘查報告不一致的地方應當明確記錄并進行分析。依照勘查報告對施工場所地質勘查結果進行總結,從而保證勘查質量。
4 結束語
綜上所述,地質勘查工作在我國高層建筑施工中具有基礎性的決定作用,是保證施工質量的基礎環節。所以必須對建筑工程地質勘查工作予以保證,確??辈閮热輿]有遺漏,并確?;A結果方案以及處理科學可行,同實際需要相適應,從而保證后期的施工中,建筑主體結構的安全性。
參考文獻
[1]田之旭.高層建筑工程地質勘查技術分析[J].城市建設理論研究(電子版),2013(7).
【關鍵詞】工程地質;勘查;問題;對策
中圖分類號:F407.1 文獻標識碼: A
一、工程地質勘查中存在的問題
1.1 勘查周期不合理
工程地質勘查的最終結果是要提交地質報告,這一過程需要一定的工作周期,缺乏足夠的勘查周期會帶來嚴重的后果,沒有能夠對地質條件進行足夠的清楚認識,最終會導致施工單位控制不住資金的投入,以及施工后發現問題再次修改設計等情況的發生,造成了資源的浪費和經濟損失。
1.2 監管問題
工程地質勘查是先設計和施工之前而進行,是整個工程建設的重要內容,因此,在這一步時,選擇合適的勘查單位顯得尤為重要,然而,在實際情況下,有些建設單位對于這方面的認識不到位,不能夠正確了解到工程地質勘查的重要性以及所處的位置,這就造成了,建設單位在選擇勘查單位時,對勘查單位沒有較高的要求限制,隨意性比較大[1]。
1.3 勘察工作量的布置不滿足工程勘查規范的要求
(1)勘查工作中對勘察點的布置不按規定的要求隨意布置,也不論地質條件的復雜性,把孔規定在允許范圍外,勘察深度也沒不從基礎地面算起,使勘探孔不滿足最小孔深要求,對地層劃分精度不夠,造成無法摸清河道、溝渠對工程的不利埋藏物和加層的分布范圍。(2)對高層建筑的裙房和有地下室的建筑場地沒有考慮抗浮設計要求,對高層場地勘查對基坑支護考慮很少,不能結合地基條件擴大勘查范圍。
二、工程地質勘查技術分析
2.1 地形與工程測量
在地形測量和工程測量過程中,應該采用全國通用的坐標系統以及最新的國家高程基準點。如果勘查的是邊遠地區的小礦區,周圍沒有全國坐標系統基準點,這時候,可以運用全球定位系統,建立獨立的坐標系統測圖,以獲得當地相關的測量數據。不過,在測量過程中,要對定位儀器的型號、定位時間、定位程序、測量精度等進行詳細和全面的說明,對于測量的精度要求,應該嚴格執行相關規范,滿足相關的要求。對于比例尺不同的勘探線剖面,應該保證其是實測剖面[2]。
2.2 地質填圖
對于地質填圖,不管采用何種比例尺,都應該將地質觀察作為基礎,填圖的精度要求,應該滿足同比例尺的地質測量規范。對于大比例尺地質填圖來說,它的主要目的是服務于礦產勘查、礦山建設。因此,在選擇比例尺的時候,應該以礦體規模、形態復雜程度、不同勘查階段的要求作為依據。做好地質點的布設工作,在實際工作中,應該將其布設在界線上面或者具有特殊意義的地方,當布設完成之后,應該使用儀器法將其展繪到圖上。如果是薄礦體、標志層或者其它具有特殊意義的地質現象,在必要的時候,應該擴大表示。
2.3 水文地質工作
水文地質工作也是勘查過程中必須高度重視的一項工作。對于不同比例尺的水文地質、工程地質測量、環境地質調查等,都應該滿足相關比例尺規范的要求,此外,還應該滿足礦區內水文地質、工程地質、環境地質工程的實際需要。對于專門水文地質工作和巖礦石物理力學性質測定,都應該跟相關的規范和標準進行,以保證測定結果的真實性和可靠性[3]。
2.4 探礦工程。
在探礦工程中,對于覆蓋層小于三米的淺部礦體,可以采用探槽、淺坑的方式,而如果覆蓋層大于三米,則應該采用淺井。在鉆探工程中,應該提高工程質量,保證質量符合相關規范和要求。對于礦芯、頂板、底板三至五米范圍內的巖石、標志層,以及全孔巖芯的采取率,應該按照相關規范進行,不得低于相關規范要求或者勘查設計要求。
2.5 采樣
采樣也是工程地質勘查中的重要工作,在采樣的過程中,應該嚴格執行相關的規范,不允許錯號、錯樣現象的發生,采樣工作必須一步一步進行,嚴禁進行選擇性采樣。如果遇到難以識別的礦石,或者可能發生礦化的地段,應該分別進行取樣工作,以對地段的情況進行更為全面的了解。在煤質采樣過程中,應該考慮到煤的種類、工業用途、相關指標等情況,然后再進行采樣工作。在砂礦的采樣工作中,其淘洗、稱重工作應該嚴格按照相關規范進行。
三、改善問題的相關措施
3.1 加強勘查市場和項目的管理
管理工作在各行各業中發揮著極其重要的作用。加強對勘查合同、綱要進行嚴格細致的審查和管理,杜絕盲目的工程地質勘查。還應加強對勘查現場的監督和勘查報告的審查,防止勘查數據信息造假,核實勘查工作量、資料數據分析及結論建議,避免出現嚴重的問題。對于勘查市場需要政府部門及相關社會監督機構予以強有力的監督,合理完善工程監理體制,避免惡性競爭帶來的后果。通過對項目多方面的管理,能夠有效地促進項目的穩定進展,在科學、規范及合理的項目管理下,會使得工程地質勘查的質量和進度得以有效的控制[4]。
3.2 加強工程技術人員培訓
地質勘查單位應以適應發展的需要,加強對地質專業技術人員的技術培訓和再教育,培養其對自身所在領域新的規范及標準學習和掌握,促進知識的更新換代,最終的還是圍繞著總體上提高工程地質勘查的質量。
3.3 提高勘查水平注重先進技術
地質工程勘查過程中多應用各種先進技術,提升施工檢測和監測技術設備,用以確保其工程設計和施工參數的可靠性與穩定性。工程地質勘探結果的重要數據主要來源于取樣和原位測試,對于取樣和原位測試工程勘探技術問題的解決是重中之重。測試數據是地質勘查中分析與評價的基礎,完整、可靠、適用,得到的分析評價才有意義。工程地質勘查信息的快速采集、有序管理、綜合分析、高度處理,將信息化數據用于工程設計中是必要的和可行的,是本行業發展趨勢。
3.4 制定地方性規范,加強地區性研究
我國國土遼闊,礦產資源豐富,不同地區的地質條件大不相同,即使是同一區域,由于是在不同的成因環境下形成的,其對應的物理性質都存在很大差異,其中的力學性質差異就尤其明顯。因此,制定地方性勘查規范,加強地區性工程地質研究很有必要。
3.5 科技創新提高效率
地質的勘查離不開科學技術的運用。所以,在進行勘查的過程中,應該重視對各種科學技術的運用,以提高勘查工作的效率,促進勘查工作更好的發展。對于重要的地質問題,要進行深人的研究,加大研究力度,在經濟社會發展中發揮更大的效益。在現代社會,要想促進地質勘查的進一步發展,必須重視科技創新,建立完善的創新體系,以更好的促進勘查工作的發展,提高勘查工作的效益。
四、結束語
隨著科學技術的發展和進步,工程地質勘查工作也取得了快速的發展和進步。在實際工作中,為了更好的勘探到礦產資源,使自然資源在人們的生產生活實踐中發揮更大的作用,就必須運用有效的勘查技術和方法,并根據實際需要不斷進行技術創新。事實上,工程地質勘查的實踐表明:新理論的研究能夠為新技術和新方法的出現奠定堅實的基礎,并能夠促進勘查技術的升級和方法的進步。另外地質勘查工作技術人員,要具備有強烈的責任感和良好的職業道德,從自身出發要能夠精心做好工程地質勘探的本職工作,不斷努力提升專業技術水平。
【參考文獻】
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[2]杜鵑. 工程地質勘查現狀與發展[J]. 黑龍江科技信息,2013,(25).
關鍵詞:工程地質勘查 水文地質 重要性
中圖分類號:F407文獻標識碼: A
水文地質勘察主要在野外進行,工作的結果需要提交水文地質勘察報告并附有相應的圖件。根據目的、任務、要求和比例尺的不同,水文地質勘察可分為綜合性的水文地質普查和專門性的水文地質勘探兩類。很多顯示工程項目中工程地質勘察都不太重視水文地質的重要性,也隨之產生了一系列的不良后果,為廣大工程技術人員敲醒了警鐘。
2 淺談水文地質的評價內容
水文地質因素所引起的工程事故主要表現為建筑物開裂及基礎下沉。通過對相關工程勘測報告分析可得,現代工程事故主要歸集于勘測報告缺乏或不精準,但工程勘測報告中最容易忽略的方面為水文地質基礎設計與內容缺乏及施工實際需要等。本案基于對過去相關工程事故的分析,并結合筆者自身經驗,其認為要實現工程勘測工作中水文地質評價質量的徹底改觀,應考慮以下三點。
2.1工程地質勘查的目的在于為工程建設提供有效且全面的參考資料,則工程地質勘查應該立足于工程建設角度,并通過對工程受到地下水的影響程度的分析,做到水文地質評價有據可依。
2.2待工程地質勘查結果出來之后,相關部門應該組織專人對勘測結果進行全面而系統地分析,并基于分析的基礎,提出切實可行的工程事故預防措施。
2.3工程地質勘查人員在執行勘測任務時,應堅持實際建筑物地基類型與工程勘測相結合原則,通過對各種具體地基問題做出相關分析,切實搞清楚所勘測地基究竟與何種水文地質情況最相符合,并根據調查分析所得數據,提出相關符合客觀實際的水文地質資料。
3 巖土水理性質
工程地質勘查中巖土水理性質研究的重要性在于巖土水理性質事關巖土變形及巖土強度變化,且巖土水理性質將直接影響到建筑物穩定性的維持。研究結果顯示,巖土水理性質等同于巖土物理性質,其在巖土工程地質性質中占據了重要的地位。通過對相關權威勘查報告分析可得,巖土物理力學性質測試一直受到工程地質勘查工作人員盼重視,只是巖土水理性質卻一度處于被忽略狀態,以至于巖土工程地質勘查性質評價無法達標應有的全面性,即其始終存在片面性。巖土水理性質主要通過地下水與巖土相互作用而得以體現。在本案,筆者將對巖土水理性質影響程度及地下水賦存形式開展相應的研究。
巖土主要水理性質可簡單劃分為給水性、崩解性、軟化性、脹縮性及透水性等五大類。巖土軟化性的表示方法為軟化系數。通過軟化系數將有助于對巖石耐水浸能力軟化及巖石耐風化等特性賦存于泥質砂巖、泥巖、粘性土層及頁巖等進行準確判斷。巖土透水性為巖土于水重力作用下允許水透過巖石某種性能。研究結果表明,巖土均勻狀況及巖土顆粒大小將與巖土水理透水性相關聯。巖土水理透水性表示形式為巖土體滲透系數,通過抽水試驗將有助于精確求的巖土體滲透系數。巖土崩解性為待巖土浸水濕化,因土粒連接被破壞或削弱而引起土體解體或崩散等特性。研究結果顯示,巖土顆粒、巖土內礦物結構及礦物成分均與巖土崩解性間存在一定關聯。巖土給水性表示形式為水度,其主要是指水于重力作用下,飽水巖土能夠從裂隙或空隙內自由滲出水量的某種特性。業內一直將巖土給水度看做含水層十分重要的水文地質參數之一,且其對場地疏干時間掌控方面發揮著重要的作用。通過實驗室方法將有助于準確測出巖土給水度。巖土脹縮性為巖土于吸入一定水量后,其體積增大,且巖土于失去一定水量后,其體積縮小的某種特性。巖土水理脹縮性發生的主要原因在于巖土失水變薄。對于工程建設中出現的基坑隆起或地裂縫等,它均由巖土脹縮性造成的。研究結果表明,工程地基變形及土坡表層穩定性喪失等均與巖土脹縮性存在一定聯系。需要強調的一點是,巖土體縮率、膨脹率、收縮系數及自由膨脹率等均可用于巖土脹縮性標定。
4 地下水對巖土工程的危害性研究
由地下水引起的巖土工程危害的原因可簡單歸納為地下水動水壓力作用及地下水位升降變化等兩大類。
4.1地下水升降變化對巖土工程的危害性研究
研究結果表明,巖土工程將會受到地下水水位條件及地下水水位升降變化的嚴重影響,則對地下水水位條件及地下水水位升降變化的全面了解將為巖土工程質量提供必要的保障措施。可以肯定的是,地下水水位升降很大程度上取決于旱季或雨季。但相對于人為地對地下水水位的影響程度及范圍,旱季或雨季對地下水水位的影響程度及范圍就稍顯遜色了。研究結果顯示,人為地作用于地下水水位變化將對巖土工程造成深遠的影響。
4.1.1巖土工程受地下水水位上升的影響
地下水潛水位上升主要取決于水文氣象因素與地質因素的共同作用。地下水潛水位上升將大幅度增加崩塌、山體滑坡等不良地質現象的發生率。除此以外,地下水潛水位上升將大大增加建筑物及土壤受水的腐蝕程度。
4.1.2巖土工程受地下水水位下降的影響
之所以說造成地下水水位下降的關鍵因素為人為因素,原因在于無規劃性且大規模采礦、無節制開采地下水等均會對地下水水位下降造成直接性的影響。針對自然界中出現的無故大面積地裂或地面坍塌等災害,其均由人為因素導致地下水水位下降所引起的。
4.2地下水動水壓力作用對巖土工程的危害性研究
研究結果顯示,人為因素對地下水動水壓力的作用及影響范圍將大大超過自然因素對地下水動水壓力的作用及影響范圍。人為因素對地下水動水壓力作用的危害主要表現為基坑突涌、流砂及管涌等。綜上可得,加強對地下水動水壓力作用的巖土工程危害研究勢在必行。
4.3地下水水位對巖土物理力學性質的影響程度研究
膨脹性巖土出現不均勻膨脹變形的主要原因為地下水升降變化。若地下水升降變化波動過大,其將直接引起地裂,且對結構輕型或地層建筑物造成破壞性影響。由此可得,加強對膨脹性巖土地區場地水文地質條件研究勢在必行。研究結果顯示,工程地質勘查工作的重心應該趨向于對勘測地區水位變化規律及水位升降變化的研究。
工程地質勘查結果分析顯示,基礎底面以下壓縮層地下水位變化將直接威脅到建筑物的穩定性。除此以外,若地下水水位變化過快或土質不均勻,其均可能導致建筑物變形或破壞等。研究結果顯示,地下水水位變化與粘性土、軟質巖石及風化殘積土等巖土物理學性質變化規律間存在著眾多關系。
結語
綜上所述,對工程地質勘察中的水文地質勘探進行探究具有十分重要的意義。作為新時期背景下的工程勘探工作人員,必須緊密結合我國勘探事業發展的需要,認真分析工程所在地的自然地理條件,加強地質環境的分析,摸清地下水位的高低,精心準備水文地質參數,切實掌握,水文地質的評價內容,并認真分析和掌握地下水升降給工程帶來的危害,以更好地促進整個工程地質勘察工作成效的提升,以最大化的減少建筑地基的沉降和病害的出現,最終為整個工程質量的提升奠定堅實基礎。
參考文獻:
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[2] 郭衛宏.淺談巖土工程勘察的質量控制[J]. 華北國土資源. 2013(04)
關鍵詞:地質勘察;問題;措施
民用建筑的工程地質勘察一般劃分為三個階段:選址勘察;初步勘察,應滿足初步設計或擴大初步設計的要求;詳細勘察,應滿足施工圖設計要求。當工程地質條件復雜或有特殊施工要求的重大建筑物地基,有時通過詳細勘察尚不能全部查明情況或取得全部所需資料時,則需進行施工勘察。
一、目前影響民用建筑工程地質勘察工作的因素
目前民用建筑工程地質勘察工作存在的問題主要表現為:第一,對工程地質勘察的重要性和價值認識不夠,工程地質勘察是工程建設過程中一個重要的環節,與建筑物的安全和工程造價有著緊密的關聯。第二,地勘部門提出的地勘報告,質量不高,并不乏錯誤。內容簡化到不提供土工試驗指標,不作評價,不作明確的結論和提出建議性工程處理意見等。第三,勘探方法不對,比如一些勘察部門用所謂的靜載荷試驗壓裂探坑兩側土層為準來確定承載力。第四,工程地質勘察缺乏監管。由建設單位自主選擇勘察單位,地質勘探是野外作業、土工試驗和資料整理,整個過程只有勘探單位獨自完成,沒有監督,都難以保證質量。
影響地質勘察工作質量的因素還包括:第一,場地地質條件復雜程度,場地按工程地質條件的復雜程度,分為簡單,中等復雜與復雜場地三類。這些主要工程地質條件又分屬場地地質和地基兩個方面。在不同勘察階段,對這兩個方面的側重應有所不同,但不能偏廢。第二,場地地質條件研究程度及當地建筑經驗。第三,建設規模及建筑物類別。建筑物分為甲,乙兩類。甲類――按容許承載力計算;乙類――除按容許承載力計算外,還應進行變形驗算?!犊辈煲幏丁穭t主要考慮勘察工作的大小,需要采用的方法和對工作的精度要求等,因此根據建筑物的重要性,基底荷載的大小和對地基變形的要求及容許限度,將建筑物劃分為I,II兩類。
二、做好地址勘察工作應注意的環節
選址勘察。選址是否適當,直接關系到設計方案,投資大小,建設速度,特別是項目在建成后能否充分發揮作用,能否正常運行和能否合理經營等大問題。選擇工作一般可分為兩個階段:一是選擇項目的建設地區;二是在這基礎上選擇具體的建設地點和位置。前者由國家有關部門及主管機關確定。選址勘察一般采取搜集和分析研究有關資料與現場調查研究相結合,對擬選場地的主要工程地質條件提出評價意見。此項工作主要內容是搜集選址所在地區的地質、地形地貌、地震、礦產和附近地區的工程資料及當地的建筑經驗;在搜集,分析研究資料的基礎上,進行現場調查,了解場地的地層,地質構造,巖石和土的性質,地下水及不良地質現象等工程地質條件,在可行條件下,進行工程地質調查或測繪及必要的勘探工作。
初步勘察。初步勘查是對場地內各建筑地段的穩定性作出評價,并為確定建筑物總平面布置,主要建筑物地基基礎工程方案及對不良地質現象的防治工程提供資料和建議。主要任務是初步查明地層,地質構造,巖石和土的物理力學性質;水文地質條件及凍結深度;場地不良地質現象的成因,分布范圍,對場地穩定性的影響程度及其發展趨勢;對設計烈度為7度或7度以上的建筑物,應判定場地和地基的地震效應。這項工作的內容和步驟是搜集分析已有資料,進行工程地質測繪與調查,根據需要和場地條件進行地球物理勘探和測試。初步勘察應做好工程地質調查與測繪;勘探點的布置與孔深的確定;取樣與測試和水文地質工作。
詳細勘察。它為施工圖設計提供資料。對于有建筑經驗的地區,小型工程或現有項目的擴建工程,一般直接進行這一階段的勘察工作??辈烨皯〉孟铝匈Y料作為布置工作的依據:附有坐標及地形的建筑總平面布置圖;各建筑物的地面整平標高,上部結構特點及地下設施情況等;可能采取的基礎的形式,尺寸,埋置深度,單位荷載或總荷載,以及有特殊要求的地基基礎設計,施工方案。
施工勘察。施工勘察不是一個固定的勘察階段,而是一定的需要下進行的勘察工作,其目的是配合設計,施工單位,解決與施工有關的工程地質問題,并提供相應的勘察資料。不僅包括施工階段的勘察工作,還包括可能在施工完成后進行的勘察工作。
三、做好工程地質勘察報告
地質勘查報告的文字部分應包括勘查工作的任務和概況;是否存在影響建筑物地基不穩情況存在及其影響程度;工程場地的地質土層結構、強度及各土層物理力學性質;地下水位的深度、水質情況、變化情況及對建筑材料的腐蝕程度;在地震設防區劃分場地類型和場地類別,并判別飽和沙土及粉土;對建筑地基基礎方案進行分析,提出經濟可行的設計方案意見,尤其對地基設計和施工中需注意的地方檢出建議;當工程需要時,尚應提供深基坑開挖的邊坡穩定計算和支護設計所需的技術參數,論證其對周圍已有建筑物和地下設施的影響;基坑施工降水的有關技術參數及施工降水方法的建議;提供用于計算地下水浮力的設計水位等。地質勘查報告的圖表部分應包括勘探點平面布置圖;工程地質剖面圖、綜合工程地質圖或工程地質分區圖;土的物理力學性試驗總表。
關鍵詞:水利工程 地質問題 水文地質 危害
隨著社會的發展,建設水利工程的規模和數量日益增加,因此水利工程的質量安全問題也被提到了日程上來。在水利工程中,作為巖土體的重要組成部分,地下水對水利工程建筑的地基有很大的影響。然而在勘查工作中,工作人員常常將水文地質勘查放在一個無不起眼的位置,在勘查報告上只是做了一般性的評價,特別是在一些水文地質條件較復雜的地區,沒有進行深入研究,常因沒有意識到水文地質對整個工程的影響而導致由此引發的各種巖土工程危害問題,進而威脅到整個工程的質量安全。筆者基于此,分析了水利工程地質問題及水文地質危害,望能夠相關工作人員一些啟示。
一、水利工程地質情況
1、關于壩基巖體
不同的壩型具有自己的工作特點,也決定了其對地質條件要求的差異。由此可知,要做好壩基巖體的地質工作,在了解不同類型壩體的工作特點的同時,還應掌握每種壩型對地質條件的適應性及對工程地質條件的要求。另外,還應注意研究壩區巖體本身存在的地質缺陷,防止因缺陷而引起的壩基不穩和壩區滲漏情況。
2、關于邊坡
引起邊坡變形破壞的因素有多種,如地形地貌條件、巖土類型和性質、水等,此外還有風化因素、人工挖掘、振動、地震等。邊坡不穩的類型主要包括四種:松弛張裂、蠕動變形、崩塌、滑坡,
3、關于地下洞室圍巖穩定性
圍巖變形的類型有以下幾種:脆性破裂、塊體滑動和塌方、層狀彎折和拱曲、塑性變形和膨脹。一般對于工作人員來說,洞室地質較簡單、巖層厚、具有一定的間距,不存在影響洞室穩定性的斷裂帶,整體的巖體具有較強的硬度及完整性、整個地形沒有滑坡及塌方等的趨勢、地形完整、地下水其地基基礎影響小、環境好、無異常地熱等,具備這些條件的建洞山體是比較理想的。
4、關于水庫工程
水庫包括兩類:地面水庫和地下水庫。前者即人工湖泊,是通過筑壩在河流上攔水形成的;后者則是通過地下蓄水構造,然后進行人為的控制所形成的。水庫蓄水雖然能夠造福于人類,然而庫區及庫周的水文條件都會發生較大的變化,從而影響周圍的地質情況,如庫水升高浸潤庫岸,風浪作用沖蝕庫岸及地下水位上升浸沒洼地等,這些情況都會影響工程地質,從而影響工程的施工、質量。
5、關于軟土基坑
軟土基坑的地質問題主要涉及到土質邊坡穩定和基坑降排水兩個方面。為了保證邊坡穩定,在施工中常會采取坡度及邊坡護面的合理設置、基坑支護、降低地下水位等措施,確保施工安全。而基坑降排水的途徑主要有兩種:明排法和人工降水,后者常選用輕型井點或管井井點的降水方式。進行軟土基坑降排水有很多好處,不僅保證了邊坡的穩定,防止了流砂和管涌的發生,還在下臥承壓含水層的黏性土基坑中,避免了基坑底部的隆起。另外,軟土基坑降排水后,基坑土體相關干燥,方便了施工。
二、地下水引起的各種巖土工程危害
地下水主要是通過地下水位升降變化和地下水動水壓力作用來引起巖土工程危害的。一般來說,地下水位變化引起的危害可分為三種:
1、關于潛水位上升
在附近修建水庫,導致河流、湖泊、水庫中的水位上升是引起潛水位升高的重要因素,另外灌溉工程(包括引水渠道和水澆地滲漏工程施工、工業廢水和各種地下給排水管道的滲漏等)也是影響潛水位上升的一個方面。潛水位上升對建筑物的安全穩定性構成了巨大的威脅:
(1)地下水滲入地基,導致粘性土含水率增高、整體強度下降、可壓縮性大大增加,長此以往,建筑物很容易發生沉降變形;
(2)地基無法保持穩定,出現隆起,或產生側向位移,地基不穩,引起上浮,最終導致建筑物不穩定,更甚者發生位移;
(3)砂土及粉土出現含水量飽和,引發砂土地震液化問題,或者引發流砂、管涌等現象;
(4)斜坡、河岸臨空面的巖土體力學性能降低,引發滑移、崩塌等危害,使得其失去原有的功能;
(5)沒有進行防護的地下室出現浸水而無法使用;
(6)土壤沼澤化、鹽漬化嚴重,對建筑物的腐蝕性大大增強。
2、關于地下水位下降
此種危害大多由人為因素引起。抽取地下水沒有節制、采礦活動中的礦床疏干以及上游筑壩、修建水庫截奪下游地下水的補給等人為操作都可引起地下水位下降。地下水位急劇下降對地質災害及自然環境都造成很大的影響,前者主要表現在地裂、地面沉降、地面塌陷等,后者主要是地下水源的缺乏、水質污染等,嚴重的地區還會出現沙漠化或海水倒灌現象。因此其嚴重影響了建筑物的穩定安全及人類的居住環境。
3、關于地下水位升降
氣候、季節的變化,地球與月球引力的變化,河流、湖泊水位的變化,潮汐的變化等都會影響地下水位波動。此類危害對工程建設的影響也很大:
(1)地下水位波動,引起土體卸載再加載,而加載后的土體密度比原來的大,因此導致土壓密;
(2)建筑基礎工程材料的使用期限受到影響,加劇了腐蝕性;
(3)干濕交替較頻繁,誘發木樁腐爛,因此跟埋于水下的地基相比,泥炭土地基的使用年限大大減少;
(4)石膏層和鈉鹽層等含鹽地層出現溶解現象,進而導致建筑物發生位移。
三、結語
綜上所述,水利工程的地質問題分析可以讓我們了解到在勘查過程中,應注意哪些問題,防止一些小的問題引起大的危害,而水文地質因其常被勘查人員所忽略,在工程中引發較多的危害,因此本文重點介紹其引起的各類巖石危害,望能給相關工作人員一些思考。
參考文獻:
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術研討會,2002.
[2]水利工程中的水文地質問題[J].民營科技,2011(05)
1.工程勘察方案的確定和調整
工程勘察工作研究的主要對象是地基和基礎以及地下工程的關系。由于地基土是因地而異的,在接受一項巖土工程勘察任務時,必須明確該工程的性質、特點和要求,需要解決哪些主要技術問題。在對設計意圖和設計要求以及建筑物荷載情況充分了解的情況下,給予充分的論證和分析,決定用什么方法,采取什么手段,上哪些測試項目以及試驗工作如何進行。最終提出經濟合理、技術可行的解決方案。在勘察前,應該充分收集、分析原有建筑和附近建筑物的工程地質勘察資料以及工程勘察資料的基礎上,優化勘察方案。對于新開發區的工程勘察工作,應在可行性研究勘察成果基礎上進行。在沒有進行可行性研究階段勘察的前提下,原則上應該按照正常勘察程序分階段進行勘察工作。當擬建場地巖土工程條件較好,工程地質條件簡單時,可以與初勘兩個勘察階段的工作可以合并同時進行。在勘察工程的布置和施工順序上,宜先按大網度控制。若發現有不利地質因素,密勘察工程間距,調整勘察工作量進一步控制,以達到相應巖土工程勘察階段的要求。
2.勘察工作應采用多種地質勘察技術方法,常用有以下幾種:
(1)靜力觸探試驗孔與地質對LL:tL的布置和施工當勘察工作中在同一地點布置有靜力觸探試驗孔和地質對BL-fL時,施工順序上應該首先施工靜力觸探試驗孔,然后施工地質對L~;tL。以免因地質對LL:IL的施工,使鉆孔周圍地基受到一定程度的擾動,影響靜力觸探成果的準確性。由于鉆孔對周圍土的影響范圍約為l~2m,所以靜力觸探試驗孔與地質對比孔的間距應該控制在2m左右。
(2)標準貫入試驗鉆孔標準貫入試驗是巖土工程勘察過程中,確定粘性土、粉土的狀態,砂土的密實度以及地基土的強度、變形參數、承載力、飽和砂土及粉士的液化勢、單樁極限承載力參數的重要手段。進行標準貫入試驗,除應該按照《巖土工程勘察規范》第10.5.3條執行外,尚應記錄標貫器進樣情況,若標貫器進樣長度不足45cm,則實測標準貫入擊數偏大。實際應用中應該剔除進樣率低于85的標準貫入試驗數據。
(3)圓錐動力觸探鉆孔加圓錐動力觸探,以重型圓錐動力觸探為最常用。使用時以進行連續貫入較為適宜。為了保證鉆桿連接緊固,每貫入1—2m應該正向回轉鉆桿幾周。當下部遇碎石土,連續貫入困難時,可以清孔后換用超重型圓錐動力觸探進行貫人試驗。應用圓錐動力觸探試驗成果劃分地層時,應注意超前和滯后的影響。.如果圓錐動力觸探是分段進行的,應該盡量延長一次長度。由于鉆探過程中對砂土和碎石有一定的擾動,上部測試擊數往往偏低。成果使用時采用下部較穩定的測試擊數。
3.地質勘查資料的整理
當前建筑工程出現質量事故很大一部分不是強度條件不滿足,而是變形條件不滿足所造成的。建筑工程中出現的不均勻沉降造成房屋裂縫、傾斜、局部傾斜,就是變形條件不滿足所帶來的危害。要使工程變形條件得到滿足,地勘報告中必須提供建議性工程處理措施,以供設計人員參考,重要的工程甚至要作變形計算。提供的建議性措施,對建筑物上部結構而言應包括建筑措施、結構措施、施工措施,對地基而言應包括地基處理方法,如換填、夯實等。而且不應只停留在定性分析和描述上,要明確提出定量數值,以使設計人員重視和好用。在工程勘察中,對水文地質問題的評價,主要應考慮以下內容:
1)應重點評價地下水對巖土體和建筑物的作用和影響,預測可能產生的巖土工程危害,提出防治措施。
2)工程勘察中還應密切結合建筑物地基基礎類型的需要,查明有關水文地質問題,提供選型所需的水文地質資料。
4.地質勘查報告的編寫
(一)文字部分
1)勘查工作的任務和概況;
2)是否存在影響建筑物地基不穩情況存在及其影響程度;
3)工程場地的地質土層結構、強度及各_十層物理力學性質;
4)低下水位的深度、水質情況、變化情況及對建筑材料的腐蝕程度;
5)在地震設防區劃分場地類型和場地類別,并判別飽和沙土及粉土;
6)對建筑地基基礎方案進行分析,提出經濟可行的設計方案意見,尤其對地基設計和施工中需注意的地方提出建議;
7)當工程需要時,尚應提供深基坑開挖的邊坡穩定計算和支護設計所需的技術參數,論證其對周圍已有建筑物和地下設施的影響:基坑施工降水的有關技術參數及施工降水方法的建議:提供用于計算地下水浮力的設計水位。
(二)圖表部分
1)勘探點平面布置圖:
2)工程地質剖面圖、綜合工程地質圖或工程地質分區圖:
1.1水文地質學科涵義與研究對象
地下水即是賦存于地面以下巖石空隙中的水。地下水的功能主要包括:資源、生態環境因子、災害因子、地質營力與信息載體。地下水及賦存地下水的介質還具有一些另外的功能。水文地質學在國民經濟發展中的作用是與地下水及其賦存介質的功能相聯系的。
1.2水文地質學的定義
地下水這一名詞有廣義與狹義之分。廣義的地下水是指賦存于地面以下巖土空隙中的水;包氣帶及飽水帶中所有含于巖石空隙中的水均屬之。狹義的地下水僅指賦存于飽水帶巖土空隙中的水。
水文地質學(hydrogeology)是研究地下水的數量和質量隨空間和時間變化的規律,以及合理利用地下水或防治其危害的學科。它研究在與巖石圈、水圈、大氣圈、生物圈以及人類活動相互作用下地下水水量和水質的時空變化規律以及如何運用這些規律興利除害。
1.3水文地質學研究的范疇及任務
水文地質學是研究地下水的科學,主要研究地下水的分布、運動和形成規律,地下水的物理性質和化學成分,地下水資源評價、開發及其合理利用,地下水對工程建設和礦山開采的不利影響及其防治等。在不同環境中,地下水的埋藏、分布、運動和組成成分均不相同。查明上述各方面狀況,可為科學地利用或防治地下水提供根據。水文地質學對地下水的研究,著重自然歷史和地質環境的影響,同主要用水文循環和水量平衡原理研究地下水的地下水水文學關系密切,只是研究的側重點稍有不同。
1.4水文地質學及分支
隨著科學的發展和生產建設的需要,水文地質學又分為區域水文地質學、地下水動力學、水文地球化學、供水水文地質學、礦床水文地質學、土壤改良水文地質學等分支學科。近年來,水文地質學與地熱、地震、環境地質等方面的研究相互滲透,又形成了若干新領域,如環境水文地質學、地下水資源管理、同位素水文地質學等。隨著生產力和科學技術的高速發展,人類對生態環境的影響到了舉足輕重的地步,與環境生態有關的水文地質問題迅速增長。
水文地質學是從尋找和利用地下水源開始發展的,圍繞實際應用,逐漸開展了理論研究,目前已形成了一系列分支。
1.4.1地下水動力學
地下水動力學是研究地下水的運動規律,探討地下水量、水質和溫度傳輸的計算方法,進行水文地質定量模擬。這是水文地質學的重要基礎。
1.4.2水文地球化學
水文地球化學是水文地質學的另一個重要基礎。研究各種元素在地下水中的遷移和富集規律,利用這些規律探討地下水的形成和起源、地下水污染形成的機制和污染物在地下水中的遷移和變化、地下水與礦產形成和分布的關系,尋找金屬礦床、放射性礦床、石油和天然氣,研究礦水的形成和分布等。
1.4.3供水水文地質學
供水水文地質學是為了確定供水水源而尋找地下水,通過勘察,查明含水層的分布規律、埋藏條件,進行水質與水量評價。合理開發利用并保護地下水資源,按含水系統進行科學管理。
1.4.4礦床水文地質學
礦床水文地質學是研究采礦時地下水涌入礦坑的條件,預測礦坑涌水量以及其它與采礦有關的水文地質問題。
1.4.5農業水文地質學
農業水文地質學的內容主要包括兩方面,一是為農田提供灌溉水源進行水文地質研究;二是為沼澤地和鹽堿地的土壤改良,防治次生土壤鹽堿化等問題進行水文地質論證。
1.4.6水文地熱學
地熱是一種新的能源,如何利用由地下熱水或熱蒸汽攜至地表的地熱能,用來取暖、溫室栽培或地熱發電等,以及地下熱水的形成、分布規律,以及勘察與開發方法等,是水文地熱學的研究內容。
1.4.7區域水文地質學
區域水文地質學是研究地下水區域性分布和形成規律,以指導進一步水文地質勘察研究,為各種目的的經濟區劃提供水文地質依據。
1.4.8古水文地質學
古水文地質學是研究地質歷史時期地下水的形成、埋藏分布、循環和化學成分的變化等。據此,可以分析古代地下水的起源與形成機制,闡明與地下水有關的各種礦產的形成、保存與破壞條件。
地下水的形成和分布與地質環境有密切聯系。水文地質學以地質學為基礎,同時又與巖石學、構造地質學、地史學、地貌學、第四紀地質學、地球化學等學科關系密切。工程地質學是與水文地質學是同時相應發展起來的,因此兩者有不少內容相互交叉。
地下水積極參與水文循環,一個地區水循環的強度與頻率,往往決定著地下水的補給狀況。因此,水文地質學與水文學、氣象學、氣候學有密切關系,水文學的許多方法也可應用于水文地質學。地下水運動的研究,是以水力學、流體力學理論為基礎的,并應用各種數學方法和計算技術。
2 水文地質學演化歷史與發展現狀
2.1水文地質學發展簡史
人們早在遠古時代就已打井取水。中國已知最古老的水井是距今約5700年的浙江余姚河姆渡古文化遺址水井。古波斯時期在德黑蘭附近修建了坎兒井,最長達26公里,最深達150米。約公元前250年,在中國四川,為采地下鹵水開鑿了深達百米以上的自流井。中國漢代鑿龍首渠,是一種井、渠結合的取水建筑物。在利用井泉的過程中,人們也探索了地下水的來源。法國帕利西、中國徐光啟和法國馬略特,先后指出了井泉水來源于大氣降水或河水入滲。馬略特還提出了含水層與隔水層的概念。
1855年,法國水力工程師達西,進行了水通過砂的滲透試驗,得出線性滲透定律,即著名的達西定律,奠定了水文地質學的基礎。1863年,法國裘布依以達西定律為基礎,提出計算潛水流的假設和地下水流向井的穩定流公式。1885年。英國的張伯倫確定了自流井出現的地質條件。奧地利福希海默在1885年制出了流網圖并開始應用映射法。
19世紀末20世紀初,對地下水起源又提出了一些新的學說。奧地利修斯于1902年提出了初生說。美國萊恩、戈登和俄國安德魯索夫在1908年分別提出在自然界中存在與沉積巖同時生成的沉積水。1912年,德國凱爾哈克提出地下水和泉的分類,總結了地下水的埋藏特征和排泄條件。美國邁因策爾于1928年提出了承壓含水層的壓縮性和彈性。他們為水文地質學的形成作出了重要貢獻。
泰斯于1935年利用地下水非穩定流與熱傳導的相似性,得出了地下水流向水井的非穩定流公式即泰斯公式,把地下水定量計算推進到了一個新階段。20世紀中葉,蘇聯奧弗琴尼科夫和美國的懷特在水文地球化學方面作出了許多貢獻。到第二次世界大戰結束時,在地下水的賦存、運動、補給、排泄、起源以至化學成分變化、水量評價等方面,均有了較為系統的理論和研究方法。水文地質學已經發展成為一門成熟的學科。
20世紀中葉以來,合理開發、科學管理與保護地下水資源的迫切性和有關的環境問題,越來越引起人們的重視。同時,人們對某些地下水運動過程有了新的認識。1946年起,雅可布和漢圖什等論述了孔隙承壓含水層的越流現象。英國博爾頓和美國的紐曼分別導出了潛水完整井非穩定流方程。
由于預測地下水運動過程的需要,促進了水文地質模擬技術的發展,20世紀30年代開展了實驗室物理模擬,40年代末發展起來的電網絡模擬,到50—60年代在解決水文地質問題中得到應用。
由于電子計算機技術的發展,70~80年代,地下水數學模擬成為處理復雜水文地質問題的主要手段。同時,同位素方法在確定地下水平均貯留時間,追蹤地下水流動等研究中得到應用。遙感技術及數學地質方法也被引進,用以解決水文地質問題。對于地下水中污染物的運移和開采地下水引起的環境變化,引起廣泛的重視。20世紀60年代以來,加拿大的托特提出了地下水流動系統理論,為水文地質學的發展開拓了新的發展前景。
2.2國外水文地質學發展現狀
水文地質學是一門年輕的學科,它是基于地下水在地質單元內運移時所發生的物理和化學變化而發展起來的,水文地質學是研究地下水的數量和質量隨空間和時間變化的規律,以及合理利用地下水或防治其危害的學科。水文地質學誕生于19世紀中期,在20世紀初,依據法國水文地質學理論原則(A.Hazen,C.Slichter,F.King,O.Mainzer等),美國水文地質科學家發展了實用水文地質學的應用。與此同時,德國和奧地利的水文地質學家(F.Forchheimer,A.Thiem,O.Smreker,J.Kozeny等)詳細解釋了水文地質,尤其是關于地下水流域和水力工程方面調查的方法。俄國人對水文地質學發展有著重大的貢獻(W.Dokutchaev,A.F.Lebedev等)。水文地質學成為地質科學中一門比較完整、系統的獨立學科,是在20世紀30—40年代。水文地質學已被公認為是地球科學的一個分支,是跨越于地質科學和水文學之問的一門獨立科學。水文地質學在二戰以后有了深入的發展,特別是在地下水動力學、水文地質編圖、水文地質采礦、模型和同位素方法、水文地球化學和地下水監控這些領域。人類活動對包括地下水在內的自然環境的改造異常強烈,產生了一系列生態環境問題,當代水文地質學進入了生態環境水文地質學的新階段。
在過去的幾十年中,國際水文地質學發生了翻天覆地的變化,從專業期刊的發展中就可以看出。1963年,《地下水》(Ground Water)和《水文學雜志》(Journal of Hydrology)創刊;1965年,開始出版《水資源研究》。此后,陸續創刊的歐美主流學術期刊有:1976年,《水資源進展》(Advances in Water Resources)和《污染水文學雜志》(Joumalof Contaminant Hydrology);1986年,《水文過程》(Hydrologic Processes);1993年,《水文地質學雜志》;1995年,《水文工程學雜志》(Joumalof Hydrologic Engineering)。期刊的數目大幅增加的同時,每種期刊上論文的數量和內容也顯著增加。
國際水文地質大會是公認的比較權威的世界級水文地質會議,至今已經召開了39屆(2011年在泰國舉行)。其中2006年10月9日在我國北京舉行的第34屆國際水文地質大會是繼1988年在廣西桂林舉辦的第21屆國際水文地質大會之后,再次在中國舉辦。此次大會又恰逢國際水文地質學家協會成立50周年慶典,是國際水文地質發展史上的重要里程碑。此次會議以“地下水的現狀與未來”為主題,圍繞全球地下水問題與需求、中國地下水的現狀與未來等開展交流與研討,展示全球、亞洲和中國水文地質成果及新一輪國土資源大調查的水文地質工作進展。
在國際上,美國水文地質調查研究經歷了100多年的發展,在該領域長期居于國際領先地位,影響和引導了國際水文地質學的發展方向。從20世紀80年代開始,美國地質調查局啟動了多個項目,開始對有害物質水文過程和地質隔離技術進行深入研究。其水文地質資料有90%向普通大眾公布,實現了水文地質調查成果全國共享;在法國,各種公共管理部門、盆地基金機構和地質調查部門,通過各種媒介向公眾宣傳有關水資源的重要情況,回答提出的特殊技術問題。目的是讓大家了解各種生產活動給自然資源帶來的嚴重影響,提高對地下水和當前共同利益的認識,解釋那些按公眾意愿制定的政策和收費規定。在總體研究結果基礎上對地下水變化情況進行監測和計算,以有利于管理機構的決策。日本的東京灣將地下溫度場應用于研究地下水循環,而這是我國學者地下水循環研究中一直忽視的一個主要因素。在歐洲,生態水文學的研究已經形成一個網絡,各國之間的聯系及對比研究較多。冰島是世界上地熱資源開發利用率較高的國家之一,地熱發電站裝機容量總計200 MWe,排名世界第8位,87%的家庭使用地熱取暖。由于經濟發展所處的階段不同,國外目前研究礦山水文地質工作的比較少。
總之,目前水文地質在各個不同的領域都有發展,例如地下水文學、土壤力學、經濟地質、石油采鉆工程、構造地質學、地球化學、地球物理學、海洋地質學和生態學。這個領域由于以上所有領域研究人員的杰出貢獻而豐富起來。目前,水文地質處于轉折時期,由發現并最大程度的開發利用新資源轉變為合理地管理它們,這對于人類和其它生物來說是至關重要的。
2.3國內水文地質學發展現狀
我國人民早在4000年前的龍山文化時期就已經鑿井開發利用地下水了,但直到建國前,從事水文地質工作的人員極少,幾乎沒有設備,只零星地進行一些地下水調查工作。直到建國后,水文地質事業才得到了較大發展。
我國水文地質事業的發展經歷了坎坷曲折的道路。20世紀50年代,是我國水文地質事業創建、發展的重要年代,而后的“”,曾使正處在興旺發達的水文地質工程地質事業受到挫折。60年代前期,經過重新調整,水文地質工程地質戰線再次出現大好形勢。可1966年開始的10年動亂再次使水文地質工作受到了損害,到70年代前期,水文地質工程地質工作逐步有了好轉,并組建了基建工程兵水文地質部隊,加強了水文地質普查工作。直到1978年12月黨的以后,水文地質工程地質事業才走向了健康發展的道路,進入了振興開拓的新時期。
解放前,在水文地質方面,地質人員最先介入的是城市供水水文地質勘查。上海、北京、天津等大城市由于需要開鑿深井取用地下水。地質學家謝家榮,曾在《地理雜志》第二卷第一期上發表過《鐘山地質與南京井水供給的關系》一文,這是我國早期的重要水文地質文獻之一。同時。西安、蘭州等城市也相繼完成了部分水文地質調查報告。濟南、福建等地完成了泉水水文地質調查等工作。
解放后,中華人民共和國的成立,為水文地質工程地質事業開辟了廣闊的前景。1956年3月,地質部召開了第一屆全國水文地質工程地質協作會議。50年代的中后期,地質部已在各地區建立了23個水文地質工程地質隊,職工已達11000人,包括地質、鉆探、化驗等各個兵種,并開始應用物探手段。在此期間基本完成了我國主要平原地區1:20萬水文地質普查近100×104km2;編制了一些全國性水文地質圖件;進行了30多個城市和工業基地的供水水文地質勘探;建立了40多個地下長期觀測站;在近1000個礦區開展了水文地質工作,并在北京、山東、河北、福建等省市進行了礦泉水勘察。20世紀60年代前期,由于自然災害和“”所造成的后果,使我國國民經濟陷入嚴重困難境地,整個地質工作的發展,也同樣受到嚴重影響。地質部門專業隊伍經過調整,重新組建了個直屬大隊,分別承擔北京市城市建設、上海地面沉降、長江三峽、湖北丹江口、黃河治理、西南鐵路及巖溶研究等方面的任務。但1966年編制出版了黃淮海平原和松遼平原的水文地質圖系,是我國第一批正式出版的跨省圖系,在編圖技術和編圖方法等方面,都有所創新。20世紀70年代,我國水文地質在地熱、農業水文地質等方面都取得了較大進展。70年代后期,在一些重要城市開展了環境水文地質工作。各省廣泛開展區域地下水資源的評價,比較普遍地應用了電子計算機,并推廣數值法建立數學模型。工程地質向定量評價方向發展,逐步采用先進的測試技術,在巖、土體特性,區域穩定性的巖體力學研究等方面,初步形成了自己的理論體系和技術系統。物探、遙感及同位素技術在水文地質工程地質工作中得到了初步應用,取得了較好的效果。同期舉辦了若干次全國性的水文地質工作會議,且國際交流日益增多。
1978年,黨的勝利召開,從此我國的水文地質事業發展邁入了一個嶄新的時期。至1996年,我國以1/20萬為主的區域水文地質普查工作全面完成。據不完全統計,從1978年以來,中國地質學會、中國建筑學會、中國水利學會、中國地理學會等部門,先后組織召開了“地下水資源概念和評價方法”、“全國地下水資源評價學術會議”、“西北干旱地區地下水資源學術討論會”、“全國水文專業會議”等會議。重點討論了地下水資源的概念、分類、評價方法、開發利用及其它水文地質問題,并出版了相應的學術會議論文集?;鶐r山區裂隙水與巖溶水的開發利用,也日益受到重視。在全國性的巖溶水和裂隙水學術會議上,著重討論了巖溶地區巖溶發育規律,巖溶水和裂隙水的運移機制及其評價方法。在環境地質方面,召開了全國性的環境水文地質經驗交流會、水文地球化學學術討論會、地質災害研究與防治學術討論會等。探討了我國不同地區地下水污染現狀、評價方法,地質災害的成因、特征及防治措施,出版了相應的學術會議論文集。此外,還召開了地下水人工補給、地面沉降學術研討會。所有這些不僅反映了我國水文地質研究的新方向,同時也可看出水文地質研究已進入一個新的發展階段。
2.4福建省水文地質學發展現狀
福建省的水文地質基礎調查資料雖然較全面,但局限于當時的技術方法和條件,調查深度及廣度有限,而且隨著國民經濟與社會發展及人類經濟工程活動的不斷加強,水文地質條件已發生了較大的變化,新的情況未能及時查清。
環境地質調查資料相當欠缺。環境地質調查評價工作,滯后于國民經濟建設和社會發展的需要。如在生態環境保護、城市規劃、土地綜合利用、土壤改良、地質環境的合理開發利用、地質災害防治等方面,有的已開展工作、但還很不全面,有的則剛剛起步。
水文地質環境地質調查的技術與思路,基本上仍依托傳統思路和技術為主,在跨學科聚集、綜合和開發研究,在應用高新技術于調查上,同先進省區相比,存在一些差距。如以往水文地質工作重點放在地下水資源較豐富的地區,以找到多少地下水資源儲量為榮,而忽視了貧水地區水文地質調查工作的重要性。
水文地質環境地質調查成果的信息化、網絡化、社會化程度低,不能滿足政府和社會性公益成果的實用性、時效性需求,改變成果表達形式,改革服務方式并提供社會化服務已是一個重要問題。
3 福建省水文地質學為國民經濟發展服務的內容及主要成果
3.1背景材料
3.1.1上世紀60年代及以前完成的全省性水文地質方面的工作主要成果
(1)提交1/20萬區域性地質—水文地質綜合測量中間報告及普查報告和農田供水水文地質勘察中間報告;
(2)各地市城鎮供水、水文地質地質勘查報告(上世紀60年代及以前具體項目的工作):1960年1月,福建省地質局水文地質工程地質隊童永福、程登科《福建省永安寧洋舊城幅綜合水文地質測量普查報告書》等10余份城市水文地質測量普查報告。
3.1.2上世紀70年代
(1)1970年~1979年提交《福建省沿海地區1/20萬水文地質工程地質調查報告》等;
(2)提交完成了1/20萬福州、福安、三沙、浮鷹島、福清幅、泉州幅、南日島、廈門、漳州、東山等區域水文地質普查報告;
(3)各地市城鎮供水、水文地質地質勘查報告(上世紀70年代具體項目的工作):1974年1月,福建省地質局水文工程地質隊《漳州幅、東山幅1/20萬區域地質報告:地貌、第四系地質、水文地質部分》等10余份城市1/20萬區域地質報告(包括水文地質調查部分)。
3.1.3上世紀80年代
(1)1980年一1989年,完成1/50萬福建省水文地質圖、福建省1/50萬農業水文地質區劃圖說明書島嶼水文地質調查項目;
(2)分別完成了福建省多幅1/20萬和1/5萬區域水文地質工程地質調查報告;
(3)各地市城鎮供水、水文地質地質勘查報告:1980年10月,福建省水文工程地質隊童永福《福建省水文地質圖1/50萬》;1980年8月,江西省地質局水文地質大隊萬益民、鄧健如、趙維良等《廣昌幅G-50-9 1/20萬區域水文地質普查報告》;福建省水文地質工程地質隊完成《連城盆地水文地質勘探報告》;福建省第一水文隊完成《漳州盆地水文地質勘探報告》;1985年9月,福建省第二水文工程地質隊福州綜合地質組李文曲、黃宏灃、趙欽銘等完成《福建省福州市福州盆地水文地質勘探報告》等20余份1/20萬區域水文地質普查報告,尚有單點供水簡報672份。
3.1.4上世紀90年代
(1)1990年一1999年,提交了閩東、閩南沿海缺水地區供水水文地質調查報告;
(2)提交1/2.5萬同安縣新店埔園—劉五店規劃區水文地質工程地質調查報告;
(3)各地市城鎮供水、水文地質地質勘查報告:1990年8月,福建省廈門水文地質工程地質公司林恢亮、陳強、鄭英才等《福建省同安縣新店埔園—劉五店規劃區水文地質工程地質調查報告1/2.5萬》等近30份水文地質調查報告,尚有單點供水簡報495份。
3.1.5 2000年以來地市城鎮供水、水文地質地質勘查
三明地區:2000年3月,閩西地質礦產開發公司林昌威、林昭麗、吳開化等《福建省大田縣區域水文地質調查報告》;
龍巖地區:2000年8月,福建省水文地質工程地質勘察研究院李文祥、鄭藝貞、白振炎《福建省長汀縣區域水文地質調查報告》等各地區均有展開;
廈門地質工程勘察院進行廈門地下熱水調查。
3.2已進行和正在進行為社會服務方面的專門水文地質工作
福建省主要對地熱、礦泉水等資源進行了專項保護和為社會服務工作,并專門發文。如:閩地發[1999]85號《關于委托地(市)、縣地礦主管部門對部分地熱、礦泉水采礦權進行審批、發證的通知》等。
3.2.1福建省礦泉水水源保護
至2004年統計,福建省經省或原地礦部全國儲委評審鑒定和儲量審批的飲用天然礦泉水水源地勘探報告235處,批準允許開采資源量(B級或C級)28990m3/d。礦泉水類型主要為偏硅酸型233處,其中偏硅酸鍶復合型45處,碳酸偏硅酸型4處,到目前為止尚未發現鋰、硒、溴、碘、鋅等類型礦泉水。礦泉水點勘探報告211項,其中,單礦泉水點專項的勘探報告209項。
至2008年,我省現同時具有采礦許可證和注冊登記證的礦泉水水源有40處,包括福州市6處、莆田市1處、泉州市7處、廈門市7處、漳州市7處、龍巖市3處、三明市4處、南平市2處、寧德市3處;僅有注冊登記證的礦泉水水源7處;僅有采礦許可證的礦泉水水源6處。尚有10余處有開采未申報或正在申報等工作。
3.2.2福建省地熱水資源保護
地熱是一種寶貴的能源礦產,開發利用地熱資源首先是從開發溫泉起始的,根據志書記載,福建溫泉利用已有1000多年歷史,進入20世紀70年代以后,福建省開始進入有計劃的勘查開發。在此之前僅對溫泉點進行零星記載和研究。1971年,福建省水文地質工程地質隊開展了南靖湯坑的地熱勘探工作。1982年,童永福等編制1:50萬福建省地熱區劃圖時,統計各類溫泉點190余處(其中包括部分20℃的)。至2000年為止,福建省已查明的地下熱水分布共196處。
由于趨利原因,近些年地熱工作調查和水源地的勘查有了長足的開展,但進行系統研究的極少。
已在多個領域運用地熱資源,如城鎮地下熱水集中供熱、水產養殖與研究、農業利用與研究、溫泉醫療保健、地震觀測等。
3.3福建省礦區水文地質調查工作
礦區水文地質工作始于上世紀50年代,主要是為礦山開采設計提供水文工程地質依據。如:1960年4月,福建省地質局第一地質大隊郭樹春完成《福建邵武楓林硫鐵礦區水文地質初步普查報告》;1959年3月。1962年3月,福建省地質局第五地質大隊五〇七分隊提交了《福建省龍巖馬坑鐵礦地質勘探中間報告》;1971年1月~1976年3月,福建省地質一團三中隊提交了《福建省龍巖馬坑鐵礦詳細勘探報告》;1979年12月,冶金工業部冶金地質會戰指揮部第五地質勘探桂世芳完成《福建省德化縣陽山鐵礦西礦段礦床水文地質勘探報告》等,礦山多數已經或正在進行水文地質調查工作。
3.4福建省地下水水源地工作
全省已探明C級地下水可開采資源量1萬m3/d以上的水源地有:龍巖盆地巖溶水水源地、連城城郊盆地巖溶水水源地、永安市大湖—蝦蛤水源地、長汀盆地巖溶水水源地、東山島松散巖類孔隙水水源地、平潭島松散巖類孔隙水水源地。
4 水文地質學發展趨勢及預測
對于地下水的區域研究,可以擴展到整個流域或完整水文地質單元來研究。進一步研究典型生態環境區域的地下水動力學特征,如荒漠、巖溶和黃土高原區域地下水運動規律,特別是淺層地下水變化的地表生態效應及深層地下水賦存規律,可為地下水合理利用提供新的途徑。并且在已積累大量實際資料基礎上,做好對資料的二次開發,編制相應成果,以供生產部門應用。在我國,由于地域面積較大,生態水文學研究也必需實行區際間的配合與協作,同時也必須與國際研究相同步,謀求更大范圍內的合作。我國應加強地下水的監測,掌握地下水的動態,在已有監測站網監測的基礎上,逐步完善地下水監測技術、方法和新的監測網站的建設,提高全國地下水動態變化監測水平和預測能力。
地下水資源評價方面,在地表水、地下水綜合考慮的原則下,按照地下水系統進行評價。
地下水動力學與計算技術方面,要加強基本理論的研究,研究建立在各種復雜條件下的水文地質模型及其相對應的數學模型,研究建立水文地質數據庫及相應的儲存系統,運用計算機技術進行地下水評價、預測、預報等。
對裂隙介質、巖溶介質中地下水系統數值模擬的關鍵技術尚未解決,地下水水質模擬的可靠性問題有待深入分析,地下水系統不同模擬方法的結合應用具有更大的價值。
對環境水文地質問題的研究、人工補給的理論和方法的研究、遙感技術、同位素技術的應用、裂隙水和巖溶水的研究以及目前所存在的城市供水不足、地面沉降、海水入浸、水質污染等各種復雜的水文地質問題都是水文地質工作者當前或將來所面臨的重要研究課題。
我國礦山研究得較多,油田的水文地質問題僅是泛泛而談,未深入討論,還涉及一些關于隧道、高速公路等的工程地質問題;且國內對工程中的水文地質問題和水巖相互作用造成的地質災害問題研究較少。今后要加強礦山環境問題的研究工作,水文地質專業學者要與采礦人員合作。進行多學科多方法研究;水資源與礦產資源要綜合開發利用,例如把水資源作為伴生的礦產資源,建立煤水雙資源礦井。在涵養、保護地下水資源方面,需要加強與生態建設相協調的應用基礎研究,挖掘潛力,節約用水、探索深層承壓地下水如何科學利用,有關地下水形成、運動等基礎性問題的科學研究也應成為重要的戰略措施。
人類活動對地下水資源的影響亦需要進一步深入探索。土壤水研究理論及檢測技術尚需發展,尤其在溶質運移方面的研究欠缺很多。地熱的研究基本上都屬于區域現狀的評價,目前基本無實際創新性成果,如地熱棄水回灌技術、沉積盆地地熱資源勘探技術、地熱資源綜合利用技術、熱儲工程等的研究。其它特殊類型水,如礦泉水、凝結水、微咸水、咸水、鹵水等亦需進一步研究。
縱觀水文地質學的發展,初期實質上是找水水文地質學,到本世紀70年代,資源成為水文地質學的主要課題,現在與環境生態有關的水文地質問題迅速增多。從某種意義上講,環境水文地質已成為水文地質學研究的核心課題。
5 福建省水文地質學科發展中存在的問題及研究對策
5.1福建省水文地質學科發展中存在的一些問題
歷史的原因,福建省在上世紀90年代后,水文地質學科的發展基本開始處于停滯狀態,一方面,供水多依賴于地表水,僅局部地區是地下水為主(如福建龍巖地區),另一方面,國家投入減少,使得水文地質學科的發展研究也沒有大的進展。2010年后,國家已經開始重視水文地質學科的發展。
工程引發的地下水問題。如:(1)礦山開采過程因為地下水造成礦山涌水、突水;(2)隧道掘進過程造成問題。龍廈鐵路象山隧道;(3)地下水超采引起的地面沉降等。
巖溶塌陷:三明、龍巖等覆蓋型巖溶區。
采空塌陷:主要發生于礦山地下開采范圍大、持續歷史長的區域。
地面沉降:東部沿海港灣河口平原區(福州溫泉開采區)。
突發性、季節性特大雨造成地質災害,地表水和地下水互相溝通、連成一體,水源地成為一項迫切要去解決的問題。
這些問題的出現都會造成人民生命、財產的重大損失,國家也開始進行水文地質學科與相關學科結合的發展。
5.2水文地質學的發展趨勢
由主要研究天然狀態下的地下水,轉向更重視研究人類活動影響下的地下水;由局限于飽水帶的含水層,擴展到包氣帶及“隔水層”;由只研究地殼表層地下水,擴展到地球深層的水。
預計今后的水文地質研究,在下列方面將有突破:裂隙水與巖溶水運動機制和計算方法;地下水中污染物和溫度運移機制和計算方法;粘性土的滲透機制;包氣帶水鹽運移機制;水文地球化學和同位素水文地質學,地下水數學模型;地球深層水文地質。
5.3福建省水文地質學科發展趨勢
近年來,水文地質學科迎來了發展契機。2011年6月1日,中華人民共和國國家環境保護標準《環境影響評價技術導則地下水環境》(HJ610-2011)在全國范圍內實施。導則的實施對地下水工作者是一個新的開端,特別是對于一級項目的地下水評價工作有了更高的要求,也使得社會發展環境中開始重視地下水的工作,地下水成為社會發展中環境的一個不可或缺的重要因素。福建省在這個大環境下也從2011年開始進行了多流域、地區項目的地下水評價工作。
隨著人民生活水平的提高,社會開始關注和參與地熱開發租研究工作。一方面,民間投資者的熱情,使得原有地熱資源開發利用不斷提升;另一方面,當前我國正在努力實現節能減排的工作目標,發展低碳經濟。福建省在地熱利用、開發已有逾百年的歷史,開發利用地熱特別是淺層地熱資源不僅對于緩解我省能源緊張的形勢,對實現節能減排的工作目標將起到積極的推進作用,依靠科技進步,提高地熱資源勘查開發利用水平;加強地熱資源特別是淺層地熱資源的規劃工作,同時也能提供福建獨特的旅游資源和民生資源。
5.4福建省水文地質學科發展的對策建設
地下水是水資源的組成部分,是生態與環境的重要要素,是我國經濟社會發展的重要水源之一。在我省大部特別是沿海平原和海島地區,地下水在生活飲水、農田灌溉、工業生產、城市發展和維系良好生態與環境方面發揮了重要作用。近年來,一些地區由于過量開采地下水,導致地下水水位持續下降,地下含水層被疏干,引發了地面沉降、海水入侵、土地沙化;一些地區由于廢污水過量排放和面源污染的不斷加劇,造成地下水水質惡化,地下水資源開發利用中存在的諸多問題已嚴重危及水資源的可持續利用,對經濟社會可持續發展和生態安全構成威脅,加強對地下水資源的管理和保護刻不容緩。
水資源屬國家所有,加強水資源的合理分配、管理和保護事關國家經濟安全與公共安全。根據地下水的資源與環境屬性,經濟社會發展以及生態與環境保護對地下水的要求,統籌考慮水資源的合理配置和公共資源的使用和保護準則,合理劃分地下水功能區,協調地下水不同使用功能之間的關系,是政府加強公共管理和社會服務的重要體現,是履行《水法》賦予水行政主管部門依法管理地下水資源職責的客觀要求。
地下水賦存于地質介質中,具有運動緩慢、補給周期長、循環更新慢、自我修復能力差、地下水系統遭到破壞后難以治理和修復等特點,必須采取嚴格的措施加以有效保護。以水文地質單元為基礎、結合區域地下水主導功能劃分地下水功能區,制訂開發利用和保護目標及標準,為地下水合理開發、保護、治理與管理提供科學依據,以保障供水安全、生態與環境安全和地下水資源的可持續利用。
針對福建省的上述特點和福建省現狀:最好按區域性(1:50萬、1:20萬、1:5萬)、城鎮供水(如龍巖市、永安市……)、農業供水(如連城)、工礦供水(洪寬工業區、永安造紙廠……)、專題性研究(如福建省地下水污染調查……)、地下水治理(如航站樓工程降水、鐵礦采空區降水)、地方病、地下熱水等。將有地下水可作為供水水源地區,以及沿海半島、島嶼缺水地區,進行多手段、全方位地下水找水的工作;同時應對地下水水源地進行劃分,利于不同層級的保護;將地下水作為福建省水源地的應急水源和儲備資源。
1999年,福建省地表水資源總量1215.39×108m3,多年平均值為1201×108m3。全省水資源總量1216.11×108m3,約占全國水資源總量的4.2%;人均水資源3665m3,高于全國平均水平,但其空間分配不均。缺水地區主要為沿海島嶼、半島岬角區及紅土臺地區。沿海四地市人口和工業產值占全省總量的70%,而水資源只占全省水資源的36%。特別是近年開發港灣島嶼為開發區、投資區,水資源供需矛盾突出。缺水者主要為農灌用水和重點投資開發區用水。這就需要福建省應對沿海半島、島嶼缺水地區進行多手段、全方位地下水找水的工作。
福建省地貌最大特點是平原分散,分水嶺分割面積小,地下水的匯水面積普遍較小。地貌形態受構造控制,分水嶺及主干河谷常以北東、北西及北北東方向為主,海岸線總體方向和主要干河呈交叉狀分布。這就要求按流域進行系統性水文地質、環境污染等綜合調查與研究。同時城市周邊1/5萬區域水文地質調查較欠缺,應盡快完善該部分的工作。
加強地熱資源勘查評價,同時勘查新的地熱水源區、評價不同地區地熱資源開發利用的適宜性、科學統一管理全省地下熱水資源、研究開發新的地熱資源形式等,提供一個成熟的技術流程、堅實的科學基礎和可靠的工作示范。
5.5今后工作建議
(1)開展縣市范圍內的主要地下水供水地域調查,以應對極端氣象條件下的工程取水目標。
(2)開展地下水分散供水的水文地質條件研究,解決廣大分散居住生活工作人員的地下水水源地。
【關鍵詞】巖土工程;地質勘探;常見問題;改進措施
前言:
巖土勘探在建筑工程的實施過程中具有重要意義,是建筑工程項目的基本設計依據,對確保建筑工程能夠有序開展夯實基礎,除此以外在日常的巖土工程勘探過程中受到多種因素的不利影響,特別是在正常操作中出現較多問題,對此地質勘查人員應當根據常見問題采取針對性強的措施,能夠加快建筑工程的進度與質量,巖土工程勘察設定的土層參數對建筑工程設計提供有力的理論支撐。
1.巖土工程勘察主要工作內容
簡單來講,巖土工程勘察主要內容是根據地質專業知識,采取先進的勘察技術對待建項目進行科學調研,同時在勘查設計過程中對巖土工程提供精準的土層數據,勘察工作人員精確收集數據,能為建筑工程后續設計與基礎施工提供準確數據參考,地質勘察工作主要涉及土體取樣、原位勘測、鉆孔勘探、土層分析等,積極根據既定流程展開檢測,首先需要按照建筑土層特征以及地質條件來選取對應的測繪與勘察技術手段、方式,除此以外要結合實際條件制訂對應的巖土勘察技術方案,采取經濟性高的方式,完成勘察方案制定后,還需組織專人收集建筑所在區域的相關資料,如氣候條件、地質資料等,需要通過全面討論后進入勘察階段,將完成的勘察報告交予有關責任主體。
2 巖土工程日??辈斓某R妴栴}
眾所周知土層特征以及建筑場地條件復雜多變,這對勘察人員在日常的勘察工作中加大了工作難度,勘察人員應基于建筑工程實際場地,找出問題所在之處,筆者就當前工程勘察問題進行剖析。
2.1 缺乏充分準備工作
建筑工程的地質勘察具有任務重、工期短等特點,勘察人員應當根據要求提前熟悉勘察設備、材料以及方式,同時需要在較短時間里開展巖土勘察工作,由于在日??辈旃ぷ髦?,常見準備工作不及時完成、缺少勘察材料等情況,造成勘察人員不能分析該階段的數據與資料,從而增加建筑工程安全隱患,一旦過于控制勘察成本而在勘察前沒有系統了解建筑項目,不僅會增加工程勘察的作業時間,還導致資源的無端浪費,影響了建筑工程的建設進度。除此以外,這些問題與勘察人員自身責任心具有一定聯系,勘察人員為了能夠有效完成工作任務,沒有仔細審核資料,造成巖土工程勘察資料的失實,對工程建設產生不利影響。
2.2不明確巖土勘察目的
一些勘察公司不能明確勘察情況,僅靠建設方的單方面陳述展開勘察工作,并沒制定詳細的勘察計劃,造成巖土工程勘察內容不細化,一旦勘察資料出現問題,造成勘察公司需要重新審核與勘察,不僅造成勘察時間的浪費,同時對工程進度造成延誤,勘察人員需要弄清巖土工程的勘察目的,這對勘察人員需要根據勘察規范要求進行作業,不僅節省作業時間還保證了巖土工程的質量。
2.3巖土工程勘察作業安排不合理
巖土工程勘察對場地地質與地形具有嚴格的要求,需要合理安排勘察工作,確保各項工作能夠正常進行,然而在日常實踐過程中,勘察人員需要展開野外勘察工作,由于野外環境因素極為復雜,造成勘察作業較為困難,然而缺乏科學計劃,受到突發因素不利影響,從而提高了地質勘察的作業難度,同時對巖土勘察的精確度。除此以外,因勘察工程的復雜性,極大疏忽了勘察人員與報告分析人員的科學管理,造成員工的態度不積極,作業程序較為混亂,從而降低了勘察數據有效度,這對勘察結果產生不利影響。
2.4勘察人員業務能力受限
勘察數據都需通過勘察人員進行分析,隨著勘察人員業務能力受限,造成實驗數據結果偏差較大,結合相關要求,需專業人員來統計相關數據,部分勘察人員由于專業素質欠缺,不能仔細審核專業數據與資料,這也是僅靠經驗來展開審核,這對工程勘察質量產生影響。
3加強巖土工程勘察有效措施
勘察人員就日常勘察中出現問題,需作業人員細化問題出現原因,并基于工程實踐,進一步對管理措施進行優化,確保勘察數據質量的可靠度,就巖土勘察措施展開分析:
3.1 制訂完善的工程勘察規范,明確建筑工程地質勘查工作的規范與制度,地勘工作人員在開展正式的勘查工作之前,需要詳細了解與掌握開發商對巖土勘測的詳細工作要求,對所建筑工程的結構體系、使用荷載以及用途以文字形式描述出來,并按照施工實際環境制定勘察制度與規范,結合實際情況制定出科學合理的時間計劃,統籌安排資料整理、土工測試、勘查報告等環節,規定取樣試驗、原位測試以及鉆探施工等詳細技術指標,明確在勘查中與規范要求相違背時應作出資料技術調整。
3.2提高現場勘查工作監管水平,勘察人員確保勘查結果滿足規范要求,在開始勘測前,要對建設方給出的前期測繪圖紙做好現場情況的復測工作,確保其有效性。同時還要核對鉆機設備的鉆桿長度與尺寸,保證其各部分技術參數滿足設計要求,在進行巖土勘測過程中,對應原位測試要符合《巖土工程勘察規范》等制度規范的要求,采取科學的鉆井方式,在進行巖層鉆井時,需要按照巖層強度來判定鉆進速率,在鉆井深入地下水位下部的砂土、粉土以及軟弱土層時,可采取泥漿護壁鉆井法,并嚴格控制鉆井速率,除此以外加強取樣管理,在進行土體取樣時,勘察人員應控制鉆桿尺寸,嚴禁通過切取巖芯管方法來獲取原狀土樣,對原狀土樣需要及時貼定標簽并妥善保管,在測量水位和高程的時候,其中確定高程時首先確定黃海高程,如果在條件不允許的情況下可選擇假定高程,尤其是把基準點埋置在不易受破壞的區域,應在完成工程施工后統一測量地下水位,工程師需要對外界資料保持核對與溝通,并做好驗收準備工作,確保持力層取樣與原位測試兩者的個數符合要求。
(3)工作人員加強勘測數據方面的提取,重視地勘報告數據與有效性,做完地質勘查工作,得到勘查數據之后,還應在結合項目情況及周圍情形的基礎上進行進一步的數據整理和分析,從而確保土層劃分合理性與數據測量準確性,并加強與結構設計人員互相溝通,詳細說明差異較大參數,確保設計人員能夠熟悉與掌握地質情況。
(4)重視勘查復核,整理和優化勘查成果,進行勘察的工作人員需要細致核對土層層位情況,勘查現場是否含有防空洞以及暗涌等可能造成不良地質影響等因素,為保證地基質量滿足施工標準,還應采取有效措施檢測地基質量,除此以外地勘人員需要定期復查已經竣工的建筑項目,特別要記錄在施工中與地質勘查報告有出入的方面,并需要仔細分析,從而能夠總結經驗保證建筑工程地勘質量。
結束語:
總而言之,勘察人員結合日??辈熘谐霈F的問題,剖析原因同時根據實際情況來采取有效措施,地勘工作是最基礎同時也是最關鍵環節之一,因此只有做好建筑工程地勘工作,才能確保地勘質量的全面性與準確性,同時還要確保基礎處理與結構方案的科學性與合理性,最終確保建筑在施工以及后續運行中主體結構安全。
參考文獻:
[1]涂文藝.建筑工程勘察要點解析[J].科技資訊,2014,12(12):53.