土木工程地质勘察水文地质危害研究

丁飞

苏交科集团（江苏）安全科学研究院有限公司 江苏南京 211100

水文地质这一概念的提出，与人类社会不断寻求探索自然发展规律有关。最早的时候，人类的生存聚居地选择需要靠近合适的水资源建立聚集地。然而，随着人类对自然探索能力的增长，对水资源的探索已经从地表水资源开始向地下水资源探测方向发展。在现代土木工程的建设中，也需要针对施工地区的水文地质情况进行深入地勘察，深度掌握地下水资源流经路线和聚集分布，并且配合地表水资源的成因、分布以及运动规律进行合理化的水资源利用，同时也是为了避免由于地下水位变动而造成地表的施工问题和工程建筑安全问题。因此，水文地质可以说是进行土木工程前期勘察工作中，最核心的组成部分。水文地质的勘察结果，将在很大程度上影响工程的施工进度、施工安全和工程质量。由此可见，针对工程区域的水文地质勘察的重要性，以及相关地下水位监测工作的重要性。

1 工程地质勘察中水文地质勘察的重要性

进行水文地质勘察工作的根本目的，在于帮助相关施工单位更好地了解施工区域的地质情况，特别是可能会引起重大变化施工安全和工程安全的地下影响因素情况。一般来说，水文地质勘察可以帮助相关单位更好地了解地下水资源的流经路线、聚集分布以及可能的水涝情况的地下天然排泄方案。这些数据对于施工单位而言是非常重要的，直接关系到施工安全和工程安全，并且对于土木项目的后续发展潜力也有极大的经济影响。因此，针对水文地质勘察的研究一直都处于科学研究的重要地位，尤其是对地下水文情况的监测技术更是取得了重大突破。

首先，加强关于施工区域的水文地质勘察，并且借助现代化科技手段绘制专业的、详细的水文地质勘察地图，能够有效帮助相关单位更好地了解地下水资源的分布情况，特别是地下河流的流动路线问题。地下水资源的存储情况对于处于地表的人类而言是未知的，但是任何地下水资源的剧烈变化都会对地表产生剧烈的影响，具体到土木工程而言会极大破坏施工建筑的稳定性，造成人员伤亡问题。因此，全面且深入地掌握地下水资源的情况，能够更有效地保证施工单位的人员安全，并且也能够长期建立起地下水资源的监测机制，让地下水资源更好地服务民生。

其次，加强施工区域的水文地质勘察工作，能够帮助施工单位极大提高施工效率的同时，帮助提高建筑质量安全性。了解了地下的情况，对可能的周期性变化做出合理的预警和预防措施，能够更好地帮助施工单位建设工程，而且对于后续的建筑单位正常运行而言也有极大的安全保障性作用。

最后，加强施工区域的水文地质勘察工作，对于后续的工程项目开展而言具有更好地指导性作用。土木工程项目是一项庞大且复杂的工作，涉及到诸多专业行业，而且通常巨大大规模的人员调动、设备调度和原材料的采购、运输及使用等。这些都需要在一个庞大又详细的规划设计体系内完成，水文地质勘察的工作结果，可以为工程设计环节提供更多的具体化数据材料。工程设计人员可以根据相关水文地质勘察结果制订合理化的设计方案，尤其是对施工现场有效资源的合理利用方面更有建设性的意义。除此之外，对于工程进度的合理规划及人员安排也有非常重要的现实意义和安全意义[1]。

2 工程地质勘察工作中的水文地质危害

2.1 地下水位上升带来的安全性问题

通常情况下，地区性的暴雨会给当地的地下水位造成极大的影响。首先是地下河流的宽度会加大，甚至于会产生径流变相的问题。地下水流的改变，最先受到影响到就是当地的农业生产，往往会造成农田地的大量积水，尤其在我国的广西和云南等地区，大暴雨将直接影响到当地的农田灌溉问题，使得地表农业工程建筑受到极大波及。除此之外，地下水位的快速上升，加上本身排水系统无法快速处理这些降雨积水情况，会直接淹没当地的农业田地，甚至于直接造成村落的大规模被淹。如果此时刚好赶上有建筑工程正在施工的话，由于浇筑地基时对地表的破坏，会直接加剧暴雨对当地的破坏程度，造成难以想象的人员伤亡问题和财产损失问题。

除此之外，地下水位升高还可能极大改变当地的土地环境，使得原本适合人类生存的土地环境逐渐由于土壤含水量过高，最终形成沼泽地。

2.2 地下水位降低造成的地表建筑安全问题

目前来说，地下水水位降低问题的主要原因有四个：由于不可抗力因素，如地震引发的地势变化，直接使得地下河道的相对下沉，整体地下水位快速降低；由于人为过度开发因素导致的地下环境变化引起的水位降低；河流的人为或非人为地改到以及气候的剧烈变化等。这对于需要在矿井或者地下隧道开展建设工作的工程项目而言是极其危险的，地下水位的降低势必会挤下地下空间，直接导致地下作业通道发生渗水，其后果可能是大面积的塌方，直接威胁到相关作业人员的人身安全。

除此之外，在平原地区发生地下水位下降问题，将在极大程度上改变当地的土壤环境和人居环境。首先，地下水位下降，将会直接导致表层土壤的水分供给不足，失去水的调和作用，将会直接导致当地土壤环境都盐渍化问题。不但如此，地下水位降低还会引起地表结构出现空洞化问题，整个地层都出现一定程度的塌陷。如果塌陷区有高层建筑，将会直接引发严重的安全问题。

2.3 地下水位波动引起的水文地质危害问题

经过实践研究表明，地下水位发生波动的原因基本上都是因为当地的气候变化过于强烈。往往是由于连续的暴雨天气引起地下水位的快速上升，而持续的干旱与暴晒则会使得地下水位在短时间出现快速的下降。基于前文所提高的内容，地下水位的短时间上升或者下降对于当地而言都不是好事，甚至是很多地表灾害事件的源头。

结合土木工程来说，地下水位的波动对工程的正常开展而言影响很大，特别是涉及到岩土工程的项目，这种影响就变得举足轻重。地下水位的快速上升和下降，都会造成岩土层的巨大改变，主要体现在地下岩土层的胀缩问题上。岩石层在水源充足的环境中会产生膨胀，而一旦失去水源条件则会快速收缩，即使这种变化的幅度在个体层面上显得微不足道，但是对一整个岩层来说其影响是不可小觑的。一旦岩石层在胀缩之间发生了巨大的整体结构性改变，对于地表建筑而言则会直接产生非常大的影响。尤其现代土木工程建筑中，建筑的高度有了很大的提升，一旦在地基层面上发生任何波动，对于上层建筑的稳定性而言都是巨大的挑战。即便这种变化不强烈，但久而久之建筑产生一定的倾斜将不可避免。而且不是所有的建筑都能作为比萨斜塔一样成为观赏型建筑，一旦建筑的实际作用小于其为社会带来的安全威胁时，就不得不进行处理，对于社会的经济投入而言是巨大的浪费，并且很可能在处理之前引发人员安全事故[2]。

3 工程地质勘察中应对水文地质危害的有效措施

3.1 完善地质勘察工作体系

地质勘察作为开展工程项目的首要工作，其工作的质量和工作效率很大程度上掌握在建筑单位的手中。对于土木工程前期的水文地质勘察工作的资源分配，将会直接影响到勘察工作的最终结果。建筑单位应该提高对于水文地质勘察工作的重视程度，培养自身的专业勘察队伍，或者通过竞标的方式选择性价比最高的外包企业从事相关水文地质勘察工作。目前，水文地质勘察相关技术的研究已经取得了突破性进展，配合大数据分析技术和智能化探测设备的民用普及，相关勘察工作质量的直接影响因素只是建设单位的资金投入。

3.2 加强水文地质灾害事前预警工作

地下水位的快速变化，对于地表施工和地表人员安全而言都有着非常重要的影响。相关监测手段的有效开展，能够极好地实现对危险情况的应对工作。深入了解地下河流的流经方向以及地下水的分布，对其流动趋势和运动规律有更为深入地了解，能够有效帮助地面施工单位了解地下情况，采取合理的施工手段。特别是进行地下土木工程建筑时，必须加大精力监测地下水水位的变化以及地下河流流动的变化。

3.3 全面贯彻水文地质勘察工作重要性的认识

虽然水文地质勘察和监测工作从理论上讲很简单，而且从实际施工角度出发，其引发的安全事故也并不多，但是这不能成为相关勘察和监测工作失职或者敷衍了事的理由。从概率学的角度出发，建设单位必须明白在安全员问题上，只有零和百分百。在工程安全问题上，应该采取更为周全和严谨的态度，相关工作的实施绝对不能敷衍了事，必须请专业的人员进行严格的勘察与监测工作。

从水文地质勘察专业的角度来说，地下水资源的情况往往是模糊的，即便借助现代化科技手段，对地下水资源的监测也并不能做到绝对的把握。主要是因为监测的范围有限，而地下水资源一旦发生变化时速度又很快。因此，必须给予地下水文监测工作以足够的重视，不能以面子工程的方式对待这一安全预警工作。

3.4 注重科技创新以解决实际问题

科技才是第一生产力。中国的新时代发展需要不断地进行科技创新，用更尖端的科学技术解决实际生产中的困难。针对水文地质勘察工作中的勘察范围问题、即使反馈问题和数据分析问题，应该采取更为深入的理论研究，配合现代化科技手段实现对于勘察和监测细节的全面把控。除此之外，相关专业人才的培养与配置也是极其重要的。只有水文地质勘察行业的资深从业人员，才能真正做到从实践角度出发提出更具有针对性的问题，帮助相关学科科研确定更为精准的研究方向，帮助社会节约资源投入，用更少的投入实现更大的回报[3]。

除此之外，针对过往案例的深入研究也是必不可少的。主要是针对可能的意外情况，制订更加科学化与合理化的解决方案，能够在意外事件发生时有更好的紧急处理机制，将人员安全和经济损失降到最低。

3.5 基于互联网技术的信息共享

互联网技术的出现，在极大程度上改变了社会生活的方方面面。在水文地质勘察方面，借助互联网的信息流通和资料调取，可以帮助相关从业人员更好地了解相关领域的发展情况，尤其是针对自身工作地区的实现了解有更好的参考资料。在极大促进同行交流的同时，也为行业的整体发展创造了更多的可能。

除此之外，借助互联网技术也可以实现工程管理体系内部的信息快速流动和宣传教育活动。在水文地质勘察工作上，可以将图片资料和视频资料及时传递到工程管理相关的所有单位，帮助整个工程的管理人员更快更全面地了解现场信息。与此同时，借助互联网技术也可以更快地与现场施工队伍进行联系，定期开展现场施工人员的安全教育宣传工作，并且能够在第一时间为现场提供安全预警。

3.6 构建更高标准的管理制度

土木工程不同于一般的工程，其涉及到的专业范围之广，参与人员人数之多都是其他工程所不存在的。因此，必须建立起一整套自上而下、信息传递畅通且具备高效率指挥的管理制度。在这一制度中，人人都清楚自己在组织中的位置、职责，能够在面对日常工作和紧急事件时，快速找准自身工作责任，实现最快速地撤离，以保证工程的安全和工作的高效[4]。

4 结语

综上所述，在土木工程建设过程中，依靠现代化科技手段，完成对于施工区域水文地质信息的全面掌握，并建立起完善的应对策略以防地下水位变化而引起的危险情况是非常必要的。土木工程建设，关系到我国现代化治理和现代化民生工程建设，很多时候需要在特殊地理区域建立起具有民生意义的重要土木工程建筑。因此，必须从各个方面着手，积极引入现代化科技手段以及现代化的管理和发展理念，帮助建筑行业实现更好的内部整顿和完善的制度建立。参与到土木工程的管理人员，必须具备完整的专业知识和高度专业的职业素养，切实解决土木工程实施过程中的具体问题。