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地質環境條件研究3篇

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地質環境條件研究3篇

地質環境條件研究1

淺層地溫能屬于一種地熱資源,不同于中深層水熱型地熱資源,淺層地溫能埋藏淺(一般為200m深度以內)、儲量大,具有可再生且開發利用對環境影響小等優點,它是一種新型清潔能源。根據所利用熱源的不同,淺層地溫能系統主要分為地下水源熱泵系統和土壤源熱泵系統兩種形式。開發利用淺層地溫能,有助于調整我國現有能源結構、促進國家“雙碳”戰略目標的實現。貴安新區是國務院于2014年同意設立的國家級新區,地處貴州省貴陽市和安順市結合部。貴安新區位于黔中經濟區核心地帶,區位優勢突出,隨著近年來貴州省委、省政府部署的貴陽貴安融合發展,實施“強省會”戰略,加快推進新型城鎮化建設,使得貴安新區具備極大的發展潛力,開發淺層地溫能將為貴安新區的生態文明發展道路助力起航。本文以貴安新區直管區淺層地溫能調查評價項目為基礎,對貴安新區直管區土壤源淺層地溫能的賦存特征進行分析,并進行適宜性分區。

1研究區地質環境背景

1.1自然地理概況本次研究范圍為貴安新區直管區,面積約470km2。直管區距離貴陽市約25km,距離安順市約60km。目前區內已形成了“四橫三縱”的交通網絡,其中滬昆高速、滬昆高鐵從區內經過,區位優勢十分明顯(圖1)。1研究區交通位置圖研究區屬于北亞熱帶溫暖濕潤季風氣候,降水充沛,冬無嚴寒,夏無酷暑。多年平均氣溫14.1℃,多年平均降水量1271.95mm。多年平均水面蒸發量,介于1042.8~812.9mm之間。區內主要流域有紅楓湖、松泊山水庫及其他小流域。研究區溶蝕地貌分布最廣,遍及全區,主要分布于區內碳酸鹽巖類地層大面積出露區,形態各異,組合復雜,區內地貌組合類型主要以溶蝕成因類型為主。

1.2地質環境條件研究區地處于揚子陸塊江南復合造山帶黔南坳陷區都勻南北向隔槽式褶皺變形區和揚子陸塊上揚子地塊黔北隆起區織金穹盆構造變形區交界處,區內地質構造主要為發育北北東向的高峰斷裂、馬場斷裂及下洞斷層,區內發育的斷裂多為走滑斷層。在區的中部為川心堡向斜,向斜兩側的巖層產狀較緩。區內出露地層為第四系、三疊系、二疊系、石炭系。

2研究區淺層地溫能賦存條件

2.1地層結構研究區碳酸鹽巖及夾碎屑巖的碳酸鹽巖巖層分布廣泛。第四系主要分布于調查區紅楓湖、麻線河、馬場河沿線,分布面積小,且厚度小。受南北向構造力的擠壓,區內地層基本上均呈近東西向展布。區內三疊系分布最為廣泛,分布于調查區的大部分區域,面積463.2km2,占調查區總面積的90%,巖性以白云巖、白云質灰巖及灰巖為主。碎屑巖主要存在于三疊系中統邊陽組,分布面積較小,面積6.6km2,占調查區總面積的1%,巖性為鈣質頁巖、泥巖及粉砂巖。

2.2水文地質條件根據研究區地下水賦存狀態、巖石類型及其水理性質及地下水動力特征等因素,將區內地下水劃分為松散巖類孔隙水、碳酸鹽巖巖溶水、基巖(碎屑巖)裂隙水三大類型。

2.3巖土體熱物性特征研究區內不同時代的巖性地層具有不同的的熱物性特征。因區域內地質構造、地層結構的復雜性,巖土體熱物性在平面上沒有明顯的漸變化規律,體現在同一地層因區域位置不同熱物性存在一定差異,如調查區內大面積分布的安順組地層,不同位置熱物性測試值結果均存在一定差異,產生差異的原因分析主要為所處位置的地質結構及地下水等綜合因素影響。通過取樣測試得出區內巖土體的熱物性參數,試驗儀器為歐洲斯洛伐克國生產的isomet2114熱物性參數測試儀,測試方法采用平板瞬態法,測量范圍為0.04~6W/m·K,測量精度為0.5%。統計得出研究區的碳酸鹽巖(灰巖、白云巖)綜合導熱系數為2.37~3.05W/m·℃;碎屑巖(砂巖、泥巖)綜合導熱系數為2.13~2.62W/m·℃。區內碳酸鹽巖(灰巖、白云巖)比熱容為0.601~0.850KJ/kg·℃;碎屑巖(砂巖、泥巖)比熱容為0.563~0.733KJ/kg·℃。綜合分析區內巖土體導熱系數實驗成果,可得出以下規律:(1)導熱系數自小至大的巖性依次為:粘土、泥巖、灰巖,白云巖;(2)白云巖、灰巖中含泥質樣品的導熱性均偏低于不含泥質樣品的導熱性;(3)巖石晶粒越大導熱系數值越大;(4)同種巖性的巖樣越致密,即密度越大,導熱系數越大。

2.4淺層地溫場特征研究區內共布設了地溫監測孔9個,每10-20天觀測一次,根據測量的地溫值統計,可以判斷研究區內恒溫帶深度為20~30m之間。通過對地溫監測數據成果分析,研究區內地熱增溫率在平面上呈現由南東向北西的遞增態勢,地熱增溫率介于1.7~2.3℃/100m。2.5地層熱響應特征研究區內共布設熱響應測試孔16處,鉆孔直徑為150mm,且全部采用雙U型豎直地埋管。回填料選擇了導熱系數較高的石英砂、膨潤土混合物(含有10%膨潤土、90%SiO2砂子的混合物)。試驗儀器采用華清地熱GH-12FT05型巖土熱物性測試儀。試驗模擬夏季制冷工況。試驗功率為3kw和6kw。通過16組熱響應試驗數據結果統計,研究區主要地層平均初始溫為17.74℃,綜合熱導率為2.26~4.52W/m·℃,夏季每延米換熱量為65.40~92.12w/m,冬季每延米換熱量為42.80~75.35w/m。

3土壤源熱泵系統適宜性分析數學模型建立

3.1評價方法的確定通過對比常用的幾種評價方法,認為層次分析法諸多評價因子能較好地表達研究區特殊的環境地質條件和工程經濟特點,是較為適當的評價方法。層次分析法(AnalyticalHierar-chyProcess,簡稱AHP方法)是指將與評價目標總是有關的多個元素分解成目標、準則、方案等層次,通過定性指標模糊量化方法算出層次單排序(權數)和總排序,在此基礎之上進行定性和定量綜合分析的決策方法。

3.2評價指標體系建立為了全面、合理的對研究區進行土壤源熱泵適宜性分區,需要結合貴安新區的地質環境特點來確立一套綜合的評價模型體系。評價模型結構共分為兩級,一級評價體系屬性層為地質、水文地質條件、地層熱物理性質參數、施工條件三大類,下設7項要素指標層做出綜合分析。在此基礎上,疊加研究區4項對土壤源熱泵開發利用有限制性因素,進行二級評價確定評價分區結果(圖2)。

3.3評價因子權重確定及一致性檢驗一致性指標C.I.的值越大,表明判斷矩陣偏離完全一致性的程度越大,C.I.的值越小,表明判斷矩陣越接近于完全一致性。為確認層次單排序,需要檢驗比較矩陣的一致性,必要時對比較矩陣進行修改,以達到可以接受的一致性,最后確定出要素指標層中各個要素在目標層中所占的權重(表1)。對該判斷矩陣進行求解,經歸一化后得到矩陣的特征向量為:W=(0.338,0.237,0.161,0.108,0.073,0.049,830.035)T判斷比較矩陣的最大特征根λmax(A)=7.27。其C.I.=0.045,C.R.=0.029<0.1,該矩陣通過一致性檢驗。

3.4評價因子賦值針對研究區的水文地質、工程地質、環境地質條件,對研究區土壤源熱泵系統適宜性評價的地下水水位、巖土體溫度、綜合熱傳導系數、平均比熱容、鉆進條件、地形坡度、城市覆蓋率7個因子采取評判的方式進行分級和賦值(表2)。

3.5土壤源熱泵系統適宜性分區標準采用綜合評價指數法,對評價體系中要素指標層的各因子進行加權疊加,最終計算出土壤源熱泵適宜性綜合評價指數:Rx=∑ni=1AiXi(1)式中:Rx為綜合評價指數;Ai為指標要素的權值;Xi為指標要素屬性賦值;n為指標要素個數。根據式(1)綜合評價指數計算結果,結合貴安新區直管區的實際情況,對土壤源熱泵適宜性進行一級評價,在此基礎上,疊加二級評價限制條件,得出貴安新區直管區土壤源熱泵開發利用的適宜性評價標準結果。
4貴安新區直管區土壤源熱泵系統適宜性分區

在野外調查、試驗測試成果資料綜合分析基礎上,利用“ArcGIS”軟件將研究區進行正方形剖分,剖分精度為“1km×1km”,共剖分成502個網格。采用實測、內插及類比法對每個正方形網格進行相關評價因子賦值,使研究區資源評價滿足精度要求。依據本文評價模型,得到研究區土壤源熱泵系統適宜性分區結果(圖3)。研究區土壤源熱泵系統適宜區面積為246.47km2,占總面積的52.0%;較適宜區面積為123.38km2,占總面積的26.0%。土壤源熱泵系統適宜區、較適宜區面積共有369.85km2,占研究區總面積的78%。5結語在系統分析貴安新區淺層地溫能賦存條件的基礎上,本文運用層次分析法,對區內土壤源熱泵系統進行適宜性評價,得出以下結論:(1)研究區土壤源熱泵適宜性評價模型屬性層主要因素有4類:地質和水文地質條件、地層熱物理性質參數、施工條件、環境地質條件,選擇地下水水位埋深、巖土體溫度、綜合熱傳導系數、平均比熱容、鉆進條件、地形條件、城市覆蓋率等11個指標組成要素指標層作為評判因子。(2)通過層次分析法權重計算,發現影響區內土壤源熱泵系統適宜性的要素以綜合熱傳導系數和平均比熱容所占權重最大。評價結果顯示,貴安新區直管區土壤源熱泵系統適宜區、較適宜區面積為369.85km2,占研究區總面積的78%。(3)土壤源熱泵系統開發利用的成本較高,在開發利用過程中要充分考慮經濟效益及社會效益,按照實際需求合理開發。

作者:姚哈達 單位:貴州有色地質工程勘察公司

地質環境條件研究2

德江縣地處云貴高原,位于貴州省東北部、銅仁市西部,境內的地質環境脆弱,地質災害發育。研究德江縣地質災害的形成條件,可以為德江縣地質災害的評估與防治工作提供一定的參考[1]。

1地形地貌影響

德江縣內的坡形大致可分為四種類型:凹陷形、凸起形、直線形、階梯形。德江縣內滑坡主要發生在凸起形和階梯形坡形中,縣境內55處滑坡有51處滑坡發生于凸起形和階梯形斜坡,占滑坡總數的92.73%。德江縣境內主要存在三類地貌:溶蝕地貌、侵蝕地貌、河谷地貌。

1.1溶蝕地貌德江縣境內主要地貌類型為溶蝕地貌,出露面積為994km2,占全縣總面積的47.9%。溶蝕地貌大多被切割得較破碎,斜坡以陡坡和陡崖為主。大部分的地質災害發生在陡坡和陡崖部位,其為地質災害的形成提供了有利的地形地貌條件,易產生滑坡、崩塌及地面塌陷等地質災害[2],如苦竹園地面塌陷(見圖1)。

1.2侵蝕地貌侵蝕地貌出露面積為173km2,占總面積的9.7%,發育于碳酸鹽巖與碎屑巖相間分布區,呈北西向展布。這一地帶地形較為陡峭,斜坡以陡坡和陡崖為主,大部分的地質災害發生在陡坡位置,因其陡峭的地形地貌,有利于地質災害的空間展布,易產生滑坡地質災害[3],如吊把灣滑坡(見圖2)。

1.3河谷地貌河谷地貌出露面積為880km2,占總面積的42.4%,這一地帶沿河谷兩岸地形陡峭,斜坡以陡坡和陡崖為主,兩岸切割較大,有利于地質災害的空間展布。大部分的地質災害發生在陡坡位置,因而這一區域的地質災害發育,易產生滑坡、崩塌地質災害,如橋巖頭崩塌(見圖3)。2地質構造與地震影響從大地構造位置上講,德江縣屬于上楊子臺褶帶和鄂渝黔侏羅山褶皺帶。該區域褶皺構造以復式背斜、向斜為主,特點是具有窄向斜寬背斜組成的典型隔槽式構造組合特征。從調查的情況看,共有46處,44.23%地質災害就直接發生在構造線上,說明該區的地質構造有利于地質災害的形成。斷裂、褶皺部位的巖體破碎,因為巖層受力擠壓、拉張作用,常伴有多數平行于斷裂、垂直于褶皺軸部的裂隙,容易形成崩塌、滑坡等地質災害,局部可能會出現塌陷現象[4]。

3巖土體工程地質條件影響

對德江縣55處滑坡所發育的地層進行統計,結果表明滑坡主要發育于以泥巖、頁巖為主的韓家店組(S2-3hn)軟質巖地層中,共27處,占總數的49.09%;有25處位于軟硬相間地層,占總數的45.46%;滑坡地質災害數量較少的情況一般存在于巖性單一的灰巖、白云巖地層,僅僅為3處,占總數的5.45%。對德江縣34處崩塌所發育的地層及其巖體結構進行統計,結果表明(見表1),崩塌多發育于堅硬巖石的塊狀結構中,其次為軟硬相間巖石,軟質巖類目前只發現3處崩塌地質災害發育。就單一地層而言,石牛欄組(S1sh)和寶塔組(O2+3)發育崩塌的數量最多,其次為P2q-m。二疊系棲霞茅口組(P2q-m)地層巖性主要為灰巖,其下伏地層及巖性為志留系中上統韓家店組(S2-3hn)地層泥巖、頁巖,奧陶系寶塔組(O2+3)地層巖性主要為灰巖,其下伏地層及巖性為湄潭組(O1m)地層頁巖與灰巖互層,從而形成“上硬下軟”“上陡下緩”的地質結構。這種結構常常形成陡崖,有利于崩塌地質災害的形成。在緩坡區殘坡積層厚度大,常于地表沖溝發育地段形成滑坡。奧陶系寶塔組(O2+3)地層巖性主要為灰巖,其下伏地層及巖性為湄潭組(O1m)地層頁巖與灰巖互層,從而形成“上硬下軟”“上陡下緩”的地質結構。這種結構常常形成陡崖,有利于崩塌地質災害的形成。在緩坡區殘坡積層厚度大,常于地表沖溝發育地段形成滑坡。

4氣象水文條件影響

2012—2018年德江縣氣象局雨量站的月平均降水量資料[見表2(見下頁)]統計顯示,該地年平均降水量為1114.23mm,4—10月的降水量可占全年降水量的85%。雨水下滲,特別是連續陰雨或者大雨之后,巖土體強度指標降低,巖土體自重增加,并可能形成較大的孔隙水壓力,從而導致地質災害的發生。雨季到達,時常發生暴雨和大雨,而且強降水時間集中,由于調查區內地形切割較深,降雨能在短時間內最大量度地匯集于溝谷河流之中,強降雨導致河水形成洪峰,形成具有侵蝕能力極強的水流,導致坡腳被沖蝕掏空,引發失穩滑塌。潛在崩塌體裂隙的充填物在水作用下,強度降低,膠結能力變弱,不利于巖體穩定,地下水若滲入潛在崩塌體的裂隙,將對其穩定產生兩種影響較大的外力為靜水壓力和動水壓力,會產生較大的傾覆力矩,容易引發崩塌。基巖裂隙水其對滑坡有著重要作用,賦存于基巖裂隙之中,可分為無壓水和承壓水兩種,有自由出水口的地方一般為無壓水,當裂隙連通時,可與滑帶水產生水力聯系,共同影響坡體的穩定。滑帶水一般是埋藏在滑面或滑動帶附近的地下水,在滑坡中前部的凹槽之中一般可發現滑帶水的蹤跡,中、深層滑坡的主要誘因之一就是滑帶水,應加以重視。在水庫庫區及周圍,容易形成較大范圍的地下水,故需注意庫區岸邊斜坡的穩定性問題。

5人類活動影響

在山區,由于人類工程活動常常誘發一些地質災害問題。德江縣區域內引發地質災害問題的工程活動主要是山區公路建設和村民自建房不當。一是選址不當,主要為村民自建房的建設,由于地形限制選在靠近陡坎或陡崖的地方和不穩定斜坡地段或潛在性滑坡體上。二是工程建設中的技術措施和防治方式不當,邊坡開挖過高過陡,未邊開挖邊支護,或者使用過于簡單的邊坡防護工程,引起施工中的失穩,如S303省道擴建過程中,破壞了原始公路的排水涵道,暴雨期間導致雨水直接下滲入巖土體,路面坍塌,后期臨時排水系統不完善,不能將水完全排至遠處,加劇了坡體變形,最終導致滑坡范圍增大。三是山區巖石較多,開挖困難,常常使用爆破的方式進行削坡開挖,爆破產生的震動,可引起巖土體失穩[5]。德江縣境內發生的滑坡災害大部分都與人類不合理的削坡有關,雖然對危險路段進行了治理,但是治理手段較簡單粗放,多為簡易重力式擋墻,不能對坡體穩定性形成長久有效地防護。德江縣礦產以煤礦、重晶石為主,除了地面零星的砂石礦開采,其他礦山處于關停狀態,采石場一般開采規模不大。雖然目前德江縣因采礦工程活動引發的地質災害較少。目前調查區境內的采礦棄渣已做了環保處理,但是以前采礦留下的“后遺癥”可能引起地質災害,相關部門應當引起重視。

6結束語

綜合因素的影響是導致地質災害產生的主要原因,不論是內在的地形地貌、地質構造、工程地質條件,還是外在的工程活動、水文或氣象條件等,都極大地影響著地災災害的發生。在各種地質災害的影響因素之中,應特別關注水的影響和因人類活動誘發的地質災害。水的作用可以使巖土體強度降低,水壓力的產生也不利于坡體的穩定,水的滲流也可以為地災的發生提供有利條件。德江縣高速公路、縣道、通村公路極多,四通八達,公路建設往往會削坡形成人工邊坡,在開挖的過程中會打破巖土體內部原先穩定的應力狀態,增加了斜坡發生滑動的可能性。在當前加快建設社會主義現代化國家的大背景下,各種工程建設勢必會越來越多,在工程建設的過程中,因為自然因素及技術、管理上的缺陷,為地質災害的發生提供了某些有利條件,特別是在暴雨或連續強降雨等外在因素的觸發下,極易發生地質災害,危害人的生命財產安全。地質災害發育程度高的區域,常常是人類工程活動強度大、人口密集的地區,要加以重視和防范。

作者:朱剛 單位:貴州省有色金屬和核工業地質勘查局七總隊

地質環境條件研究3

工程地質勘探是工程項目建設準備工作的重要組成部分,近年來,隨著我國經濟的不斷發展,科技水平的不斷提升,科技化地質勘探設備得到進一步優化。地質作為承載工程項目的基礎地理條件,只有通過地質勘探作業,找出水文地質問題,降低地質問題帶來的影響,為項目的建設工作奠定堅實基礎。然而在實際水文地質勘察過程中,往往因為缺乏重視導致數據分析不準確,進而產生諸多危害性問題。本文以工程地質勘探中水文地質問題為研究中心,分析了工程項目中水文地質勘探的意義和作用,介紹了工程地質勘探流程與勘探技術,總結了水文地質問題,并提出相應的優化措施,為下一環節工程建設工作的開展起到了一定的推進作用。

一、水文地質勘察的意義和作用

(一)水文勘察的意義水文勘察最主要的作用是向人們提供關于地質層的水文數據,從而讓地質勘察工作人員就觀察數據向工程設計人員提供其所需的關聯數據,以此達到判斷該地區是否是適合施工的目的。通過對整個區域的水文綜合情況進行詳細的評價和精細的評估,還可以確保在工程項目設計時提供有用信息,實現工程建設準備工作的補充和升級,提高方案實施的有效性。此外,通過對水文地質進行勘察,還能夠確保工程建設管理人員在水文勘測數據的幫助下,對建設工作進行有效控制,提高工作的效率和建設的質量,避免因進度延誤而造成企業的經濟損失。如果在勘察工程中不重視該工作的重要性,并且在勘察工作中頻繁出現失誤,導致數據的有效性下降,可能會引起非常嚴重的后果,致使工程設計人員對施工地質層條件判斷失誤,并按照不規范的施工標準和施工條件進行建設,致使建筑出現倒塌、傾斜、沉降、塌陷等問題,對社會造成嚴重危害,甚至引發安全事故。所以,必須加強對水文地質數據的勘察,保障數據的精準性。

(二)水文地質勘察的作用通過對水文地質數據勘查調查分析可知,水文地質數據對項目地基構造和建筑物建設工作有非常大的作用——在建設工作開展前進行水文地質勘察并收集、匯總所有水文地質信息,可從中整理出有價值的數據,提供給工程建設人員,用于方案的調整優化。設計人員可根據提供的數據,對方案中一些具體的模塊內容進行調整、改進,使整個方案更具精確性,提高項目建設的安全性,保障建筑運行的穩定性,確保為建筑物的使用以及入住人群提供更好的環境,降低安全事故發生的幾率,使整個建筑物達到高效、穩定使用的目標。一般來講,水文勘察數據精確性越高,給工程設計人員提供的信息越多,讓設計人員根據信息調整出的設計方案越能實現準確施工、高效施工、質量施工的目標,避免由于地下水對地質層巖石的沖刷侵蝕作用,導致地基下地質層巖石的虧空及陷落,降低建筑物塌陷的可能性。通過對地下水文地質數據的有效勘察,可以了解工程建設區域中地質層巖石的腐蝕情況,從而讓建筑施工團隊避開可能發生塌陷的區域,進行項目建筑地基構建工作,通過檢測地下水對巖石膨脹及風化巖土的侵蝕狀況,將這部分數據應用于建筑施工設計中,提高設計的有效性。

二、水文地質勘察流程介紹

為進一步提高水文地質勘察的有效性,確保數據的精準性,必須按照規定的工作程序進行勘察作業,并在勘察過程中應用不同技術,對所需的地質數據和水文數據進行有效地搜集、分析和匯總,并整理成相關報告,提供給工程方案設計人員,以達到提高建筑物建設穩定性和建設質量的目標。通過介紹水文地質勘察工作流程,希望能夠加強工作人員認知,提高水文地質勘察的有效性。

(一)接受水文地質勘察任務在水文地質勘察工作過程中,首先要按照任務的標準和內容選擇是否接受該調查任務。一般情況下,調查任務可分為縱向任務和橫向任務。縱向任務是指企業單位上級下達的調查指令,而橫向任務是地方政府和地方單位委托的調查工作。在水文地質勘察工作開展前,相應的勘察部門需要就任務類型選擇不同的應對方案。面對上級主管部門下達的指令性任務,需要由上級生產單位主管部門批準后,才能夠接受并開展相應的準備工作,而橫向任務則需要與任務委托單位簽訂勘察委托任務合同之后,才能正式確定水文地質勘察任務并開展勘察準備工作。

(二)水文勘察地質準備在部門接受地質勘察調查任務后,需要從人員、技術、物質、后勤等不同方面做好充分的準備,應勘察地區地形條件、調查面積進行勘察設計方案的編寫,在設計書編寫前,應對該地區進行充分調查,結合已有的自然地區的資料、水文地質資料和圖像資料對調查區域的水文地質條件形成初步認知,確定研究程度、研究重點和研究步驟,通過野外現場勘測及采集數據,對調查區域的地質層條件數據進行完整的歸納和詳細的分類,使編寫的調查設計書的完整性和精確性更符合實際。地質調查工作設計方案主要包括兩部分,分別是調查區域自然地理、地質、水文地質條件以及調查工作設計。其中,調查區域自然地質的詳細信息包括:調查任務的目標、位置、面積、交通條件、調查起始時間和終止時間、自然地理狀況、已有地質水文數據研究文獻資料及存在的問題。而調查設計部分主要包括:水文地質勘察工作的人員、布置方案、工作依據、技術規范和工作內容,要求在勘察過程中就設計書內容進行物質、人員、經費的分配和組織分工,制定用于控制施工進度的計劃任務表和預期調查的工作成果。

(三)野外水文地質勘察工作進入正式勘察工作流程,應按照水文地質勘察工作順序,依次為水文地質數據測繪、物探、勘探、實驗、長期觀測,逐步深入調查地質層條件和地質層數據,并逐漸加大各工種調查設備以及人員的投入,確保技術上的可行性,保障數據進一步精確。此外,野外水文地質勘察工作,要保質保量地進行觀察測量并做好原始資料的記錄,繪制野外工作的各種圖紙,加強對地質層數據的綜合分析,保障高效且質量化的工作配合,并通過對采集回的物質資料進行實驗分析及鑒定,提高數據的準確性。

三、水文地質勘察內容

了解水文地質勘察內容,也是保障工程地質勘察中水文地質問題分析精確性的重要條件。

(一)水文地質測繪水文地質測繪作為水文地質勘察工作的重要組成部分,主要是對地下水及有關的各種地質現象進行實地、實時的高精度觀測和觀察工作,并對觀測到的數據進行采集分析及圖搜集。此外,應對地質層水文數據資料進行高精確性的調查分析,并對接觸外部的水源數據進行分析調查,包括水井、泉水等地下水源頭的流量和水質分析、水源形成的條件以及對周圍地質層巖土的沖刷和影響,探明地下水的分布流向和具體位置深度,測得巖土的含水性高低,對巖土本身進行詳細的實驗分析,觀察其承載性能和結構強度,結合實驗法測得精準數據,為后續工程的建設施工做好相應的數據支持工作。

(二)地質環境的勘察在地質環境的勘察過程中,需要對工程所在周邊地區的自然環境條件、地理數據進行詳細勘察,并與水文環境相結合,得出正確的勘察結論,提供準確的勘察數據,從而提高方案設計的有效性,保障建設方案的科學性和合理性,為下階段建設工作的開展奠定堅實的基礎,最大限度地保障整個工程的建設,順利提高建設的質量和水平。在對建設區域周圍地質環境的勘察過程中,要勘察的內容非常多且比較復雜,包括地質條件、自然環境、氣象條件和地形地貌,其中以地形地貌和氣象勘察最為重要。這兩項勘察對后續工程建設施工的進度控制有非常大的影響——地形地貌越復雜,天氣情況越惡劣,完成工程建設的時間就越長。為此,需要對地形地貌進行高質量勘察,包括對地質結構、土壤滲透等數據的全面分析,找出該地區地質層中存在的地質問題,采集相應的地質數據,用以判斷該地區是否適合項目建設,是否能夠滿足高層建筑物的承載需求,是否能夠保障建筑物的整體質量。氣象方面的勘察則是通過總結天氣變化及變化的規律,提前預測施工過程中可能遇到的天氣狀況,從而更好地為調節整個工程的施工進度提供數據上的支持,提高施工效率,保障施工進度,實現規定期限內的項目部按時交付,提高施工單位的經濟效益。按照一般性規律調查分析可以得知,南北方差異較為明顯,北方夏季氣象條件較為穩定,而南方的雨季則不適宜施工。所以,要規避北方的冬季及南方的雨季,合理安排施工進度,保障施工效率,提高施工的有效性,為下一階段建筑施工工作的順利開展奠定堅實的基礎。

(三)對地下水環境的勘察地下水分布位置深度作為水文地質中重要的數據,會對建筑區域的建設造成一定的影響。如果數據精確性不高,可能會因為地下水沖刷地質層巖土導致整個區域的承載性能下降,嚴重影響后續階段施工工作的正常開展以及建筑物的整體承載質量。地下水環境勘察主要包括動水壓力、地下水流速、地下水位以及地下水分布。從微觀上分析,還包括地下水位的升降情況、微量元素含量和地下水水質。不同數據會對建設工作的開展造成非常大的影響。一般來講,在地下室勘測過程中,需要對勘測區域的含水層大于20cm以上的位置進行勘測作業,均勻且分布多點測試,通過多次復測提高數據的準確性、合理性,并通過測量含水層中的含水性和含水量,預測該地區的水位數據和水流分布數據,并做出合理的規劃設計,為后期施工工作的正常開展、施工效率的提升以及施工質量的控制提供重要的信息。

四、水文地質勘察問題、危害及優化

在現階段勘察到的水文地質問題中,存在許多可能會對地質層產生嚴重的危害的情況。

(一)地下水腐蝕性問題危害地下水腐蝕性問題主要出現在工程完成之后,具體表現為,由于季節變化,降水量增加導致地下水位上升或地下水流量增大,致使地下水位在變化中引起水中微量元素的變化,從而導致巖土層在水中微量元素的侵蝕下逐漸變得結構松散、支撐性下降,具體表現為土壤沼澤化、鹽漬化,這種情況的產生會對建筑物的坑基結構造成侵蝕,不僅會降低坑基的使用壽命,也會影響地基的承載性能,導致整體結構強度和使用安全性進一步下降,不僅會影響施工的質量,也會對人民的生命、財產安全造成嚴重威脅。

(二)地下水位升高或降低的問題危害在干旱期或雨季,地下水位會因為地下水總量的減少或增加,造成地下水位降低、提升等情況。地下水位變化過快,會對工程造成嚴重的損害,如果地下水位急劇下降,不僅會使得地下水壓力急劇增加,降低施工的質量及安全性,同時也會導致含水層中的水分減少,造成該土層土壤結構逐漸松散,降低承載性能,致使工程建設工作停滯,影響后續施工的正常開展。所以,在施工過程中,需要根據地下水的分布位置及往年的水位變化數據進行合理的預測評價,并提出相應解決措施,確保當地下水位下降時,能夠通過事先準備好的應對方案,提高地質層密度,減少因地下水位降低造成的地質層承載性能下降等情況。同樣的,當地下水位上升時,也需要通過合理疏導的方式降低地下水水位。為此,需要加強對地下水的控制,在了解地下水位升降以及動水壓力變化造成影響的前提下,以工程質量的穩定性為目標,進一步杜絕地下水給工程建設和工程運行帶來的影響,并根據不同的問題提出解決方案。以地下水位上升為例,通過應用排水設施對地下水進行合理的疏導,或早期在施工過程中對地下水流流向進行合理的規劃及引流,避開施工工程區域。同時,要根據季節性變化幅度掌握合適的規律,盡可能地減小地下水對建筑工程的影響,進一步提高工程的水平和質量。

(三)地下水水質帶來的危害一般情況下,地下水的水質理應是純凈的、不受污染的,其化學性質不會對建筑工程造成任何有害影響。但是,隨著現階段城市化建設發展的推進以及科技水平的提高,很多有害物質已經滲透地下水系統,使得地下水系統攜帶許多污染物質和化學元素物質,這些物質會隨著水分之間的融合滲透,會改變地下水的化學性質。當這部分水質接觸到地質層,使其中的結構受到侵蝕,就會影響工程建設的穩定性與安全性,甚至造成意外事故。為此,需要重點關注工程地質勘察的規范性和合理性,要就該區域的地下水循環系統進行合理的預測、采集和分析觀測,查看水的酸堿度以及微量元素含量,如果微量元素含量過多,且對該地區巖石層的腐蝕情況較為嚴重,則需要避開該區域進行施工,以此提高工程的建設的穩定性和安全性。五、結束語為進一步減少工程地質勘察中水文地質問題,需要工作人員在明確水文地質勘察作用和意義的前提下,按照規范化的地質勘查流程以及內容進行勘察作業,總結其中存在的問題,并結合相應的優化措施予以解決,提高工程地質勘察的有效性,降低水文地質問題的危害程度,確保下一階段工程建設的順利開展,提高建筑物的使用安全性并延長其使用壽命。

作者:安成龍 張瑞鵬 李巖濤 單位:山東省地礦局八〇一水文地質工程地質大隊(山東省地礦工程勘察院)