工程地质勘查中的水文地质危害及防治方案

2021-05-20司志远

中国金属通报 2021年4期

司志远

（安徽省地质矿产勘查局326地质队，安徽安庆 246000 ）

当前，随着我国地质领域的不断发展，诸多学者开始对水文地质因素进行研究，并着重探究其对工程项目的影响，通过整理不同水文因素与地质灾害之间关系，为实际生产中对于水文地质灾害的防范提供参考[1]，并已经取得一定的研究成果。在此情况下，想要实现对水文地质灾害的多维分析，首先就要重点对水文地质因素进行，在此基础上，通过提高各类工程项目对水文地质灾害的防治能力，完成对工程项目安全保障的提升[2]。

基于此，本文提出工程地质勘查中的水文地质危害及防治方案研究，将水文地质因素造成的具体灾害情况进行分析，最终设计出一种能够较好的保护工程项目安全生产的防治方案，以期提高水文灾害防治的有效性。

1 水文地质灾害的主要形式

水文地质是对地下水情况的描述，包括流动方向、流量变化等因素，而地下水也是也是水汽循环中的一部分，因此，这里的地下水包括地表降水等外界水环境因素。同时，由于地下岩层组成及结构较复杂，也造成了地下水的流动情况的多变性[3]。在实际环境中，地下水的变化不仅作为一种地壳自然运动的表现方式存在，也是各工程项目水文地质危害的发生的主要原因[4]。基于此，本文首先分析了由于该原因造成的危害的主要形式。

1.1 崩塌

首先，最常见的就是由于水文地质因素造成的工程项目结构崩塌，当施工地质环境满足以下条件时，就存在较高的崩塌灾害发生的可能。首先，当所处地质环境的土层中满足以下条件时，即锰、镁、钙含量高，上部疏松，下部存在地下水径流，在这种环境下，地质环境会受到较大冲击力[5]。且经过时间的推移，就会出现地质环境严重破坏的情况，地质环境底部的土层在出现强度降低的同时，韧性也会大幅下降，并最终引发崩塌灾害。

1.2 冒顶

其次，冒顶也是一种常见水文地质灾害，当工程项目进行过程中出现压力保持平衡状态失衡的情况时，就会出现工程上部岩层坍塌的情况。诱发冒顶的原因相对较多，但其根本原因是水文因素引起的压力变化，导致工程项目压力失衡，面对这种受力变化，地质环境会进行自身形态的调整，形成顶板变形、离层的情况，当这种情况出现后未得到及时缓解，且持续作用，顶板承受压力超过自身承受范围，岩层变形加剧，最终就会发生顶板坍塌或断裂。一般情况下，冒顶灾害发生前预兆较小，因此，发生频率也相对较高，因此，成为水文地质灾害中的一个主要作用形式。另一种由于压力活动产生的灾害就是滑坡，当斜坡存在过多岩体或土体堆积时，雨水浸泡、地下水运动、河流冲刷等外力作用使其发生形变，在重力作用下，堆积物会出现沿斜坡向下滑动的情况，并且同样预见性较低，较难提前发现。

1.3 塌方

在工程施工过程中，当出现大角度构造面陡角时，其涉及到的土体等受施工材料在重力作用下，极有可能出现突发塌方情况。造成这种情况的原因除水文地质因素，即水流冲刷、强降雨以外，还包括地震等外力因素。同时，人类挖空地表下土层，坡脚施工等不合理的施工活动，也会对斜坡的受力平衡性产生不良影响，增大发生塌方灾害的可能性。

1.4 沉降

沉降灾害是近些年出现频率逐渐上升的一种水文灾害作用方式。随着当前我国城镇化的推进，对于地下水的开发速度也不断加快，随之而来的，施工过程中对水文地质的负面影响也与日俱增，这种负面影响的不断累加，最终引发地质沉降的发生；其次，地面塌陷也是一种较为常见的水文地质灾害，其可以理解为是小型的沉降灾害，地面塌陷发生时，会对地面建筑的安全性产生威胁，并影响周围居民的正常生活。

2 针对水文地质灾害的防治法方案设计

针对上述的水位地质灾害发生类型及成因，本文提出工程项目水文地质灾害防治方案设计。防治方案设计整体框架如图1所示。

表1 防治等级划分标准及分类

图1 工程项目水文地质灾害防治方案框架图

如图1所示，为工程项目水文地质灾害防治工程方案中的4点主要内容，通过该方案降低工程项目水文地质灾害发生的可能。

2.1 灌浆加固

针对由于在工程项目施工过程中，破坏了原有的稳定性平衡，易造成崩塌灾害，本文提出通过灌浆加固的方式进行防治。

山体外部形态及其内在岩石结构组成的影响，当施工项目出现大于30°的施工角度时，可以通过灌浆加固的方式进行崩塌灾害的防治。灌浆加固主要是通过在已经产生松动，或者有可能产生崩塌位置进行灌浆处理，通过灌浆的防治注入混凝土等密度高，强度大的材质，防止由于土层松动造成的崩塌情况。

通过分析建筑项目的施工角度，抗崩塌承载力，岩层强度，结合当地雨水强度，洪水强度、地震作用力等因素，设计合理的加固厚度；当施工角度较小时，可以采用拦挡的方式进行防治。首先，对明显凸起和松动部位进行清理，再在坚固的土层上搭建拦截、承接建筑，同时加强排水防渗建筑的质量管控，降低地下水软化作用对岩土的负面作用，以此实现对于崩塌灾害的防治。

2.2 搭建防护工程

为对冒顶和滑坡的进行防治，本文提出通过搭建拦挡工程、排导工程、护坡工程进行防护的方案。

拦挡工程对与崩塌、冒顶、滑坡地质灾害的防治都有一定的应用价值。将作用在易产生地质灾害的位置，通过修筑拦砂坝、储泥池的方式，控制泥石流和雨洪径流的冲击，减少灾害流量，并起到降低由于冒顶引起的地质变形程度；排导工程指通过修筑急流槽、束流堤，通过这些建筑改变泥石流、滑坡的流势，以此实现减轻灾害带来的损失的目的；护坡工程是通过对施工坡面加固的方式来防治水文地质灾害，加固后的坡面可以有效提高抵御地表水的冲刷和渗入作用，加固处理可以通过加设混凝土方格骨架的施工方式，也可以采用种植草皮的生物方式实现防护。

2.3 调整管线排布

通过上文分析可知，造成塌方的主要原因是外部水流冲刷，渗透造成的土质密度下降，作用力失衡。基于此，本文提出通过调整工程项目坡底排水管线排布的方式，提高工程项目对于水流的引导作用，尽可能的降低大范围降水或山洪造成的水文地质灾害。通过调整坡底排水管线，在管线排布薄弱部分加设排水管线，使大范围降水或山洪带来的大量底部积水能够通过径流、节流排出，从根本上对工程项目塌方灾害进行防治。