摘 要：岩溶水文地质本身具有不稳定性，容易受人为、气候等因素影响，如果其地下水波动较为强烈，会造成严重的灾害与破坏，危及周边人员的生命安全。为此，文章围绕岩土工程勘察进行总结分析，研究勘察中岩溶水文地质存在的问题以及对岩土工程造成的影响，并针对相关问题提出合理有效的应对措施，从而帮助工程行业更好地开展勘察、管理工作，确保安全风险因素得到彻底清除，保障人们的生命财产安全。
关键词：岩土工程；岩溶水文地质；地下水；工程勘察
1 引言
岩土工程是用以求解岩体与土木工程间的问题，并妥善解决地基、基础、边坡和地下水存在的不足之处，确保相关问题得到有效治理。而岩土工程勘察是岩土工程有效开展的重要前提，通过全面收集与分析岩土的组成、构造等信息，确保及时发现可能出现的工程问题，便于施工人员采取科学、合理的解决对策。
2 岩土工程勘察分析
岩土工程勘察的目的是运用专业的测试方法与计量手段，对建筑场地进行全面调查和判断，为后续基础设计和工程施工提供数据支持。在勘察过程中不仅要查明建筑区周边的地形、地貌、天气、水文等自然条件，研究可能出现的崩塌、滑坡、岩溶等不良地质现象对建筑场地造成的危害程度，还要分析地下水的类型、水质、分布情况，并对不利于岩土层结构稳定性的因素提出切实可行的处理对策。其中地下水状况监测是最重要的勘察环节，如果未能及时有效管理与把控，会对岩石的强度与耐腐蚀性造成严重影响，从而损害工程基础建设。因此，相关管理人员必须提高对地下水管理的重视程度，有效管理岩溶水文地质。勘察时要全面掌握含水层的厚度、掩埋条件、贮存状态和动态变化规律等信息，查明岩土层中地下水的岩溶水文地质参数，同时还要调查工程现场附近是否存在地下水污染源，并进行成分检测，判断其对混凝土和钢筋的腐蚀性，以此做好针对性治理措施。
3 岩土工程勘察中岩溶水文地质存在的问题与影响
3.1 岩溶水文地质问题类型
3.1.1 地下水位下降地下水位下降的主要原因有以下两个方面：①人为因素。大多是施工队伍为了快速获取经济利润，过度开采利用地下水资源，导致出现严重的水土流失现象。或是基坑工程为了疏干坑内土体、改善土方施工条件，人工降低地下水位，但如果在工程开展过程中没有进行基坑底土体的固结，会使地下水位失去控制，造成严重的基坑破坏。②自然因素。比如地震、干旱等，会使岩土地势抬高、地下河道干涸下沉，导致地下水位下降。一旦出现此类问题，土体下的水资源会严重匮乏，水流分布不均匀，造成部分区域地面干裂、土壤条件恶化，甚至出现地面沉降和坍塌的现象，阻碍工程有序开展。例如，2019 年，我国某直辖市的区域农业为了加大种植地灌溉面积，在工程现场过度采取地下水资源，导致地下水位大幅度下降，加剧了石灰岩地面的沉降现象，致使工程区域出现大面积地面坍塌，不仅严重损坏了工程现场的开采器械，还使许多施工人员遭受严重的身体创伤。
3.1.2 地下水位上升地下水位上升的原因同样分为人为因素与自然因素。①人为原因通常是由于不合理的农业灌溉方法。许多人员为了节省劳动时间，选择以漫灌的形式进行农田种植，不仅浪费大量水资源，还会使水资源得不到有效排放，进而渗透到岩土下层，引起水位上升，甚至引发次生盐渍化现象。此外，部分岩土工程地下水位上升是因为地区景观需要定期补水，保持其较高的观赏度，因此，不得不抬高地下水位。②自然因素大多是由于降雨量的剧烈变化、地下河流流向的改变和地震活动引起的水资源分布不均，导致地下水位急速上升。如果地下水位在短时间内上升幅度较高，会降低土层结构的承载力，使地下水浮力上升，进而加大后期岩土工程勘察工作的开展难度。
3.1.3 地下水动水压力过大除了上述地下水位线变化会对岩土工程造成危害，动水压力的变化同样会影响岩土工程勘察的有序进行。动水压力即水资源的渗透力，产生于流动过程中土体的阻力，能对土骨架产生拖拽力，导致岩层应力与形状发生变化。其压力大小由排水量大小决定，比如在进行大坝建设的过程中，为了提高支护结构的安全度，施工人员会加高地表水位高度，这就导致岩土层的渗水率大大增加，地下水动水会在强烈的重力作用下产生极大压力，从而破坏岩土结构的平衡，导致地质灾害形成的几率，甚至出现基坑涌水现象，如图 1所示。
3.1.4 地下水性质变化地下水性质变化的主要原因在于污染物的排放。部分工业废水在未经严格检测的状况下便被排入地表中，造成污染水质下渗，破坏正常地下水的酸碱平衡，导致水体产生极强的腐蚀性，从而使含水层较浅的混凝土地基结构长时间浸泡在酸性或碱性环境中，给建筑物的稳定性、安全性带来巨大隐患。
3.2 岩溶水文地质问题对岩土工程造成的影响
3.2.1 对土体的影响岩溶水文地质问题对土体的影响主要体现在渗透变形方面，其中包括：①流土，即岩土层在地下水上流的作用下产生局部凸起、顶穿或流失的情况，其成型时间较短，破坏性较强。②管涌，是指土体颗粒在水流的带动下，沿管道进行流动，并逐渐汇聚成大型土体通道，导致地基、坡体出现失稳现象。管涌不同于流土，其破坏方式是循序渐进的，而且需要满足一定条件才能发生，因此，该危害的治理难度较低，只需要消除生产条件即可。 ③接触流失，是指地下水渗流方向与相邻土层呈垂直关系，且渗透系数相差较大时，能将系数较小的土体颗粒带入到系数较大的岩土层中，从而降低岩土层结构稳定性，容易出现土方塌陷的情况。 ④基坑突涌，即岩体工程在进行基坑开挖时，承压水头由于较大的地表压力顶裂上层基坑底板，从而产生水流突涌的现象。
3.2.2 对边坡、基坑的影响地下水对边坡、基坑的影响主要体现在稳定性的变化。由于地下水本身具有一定的岩土体软化作用，在长时间与地基建筑物接触的过程中，会降低其抗剪强度，使锚杆和土钉的抗拔力达不到工程安全标准值，从而使基坑隆起、水土流失等问题反复发生，造成支护结构的安全性下降，并威胁到周边道路、建筑、地下管线等设施。图2 即是地下水对施工道路产生的破坏。图 2 地下水对周边道路的破坏为了减少此类危害现象的发生，岩土工程勘察时需要对边坡和基坑进行优化设计，加固挡土结构，全方位考虑结构高度、地下水性质、土体结构，使作用在结构上的土压力与水压力得到有效控制，同时，按照水土合算的原则计算渗透力，重点关注可能发生渗流的区域。
3.2.3 对基础结构的影响岩溶水文地质本身对基础结构起到浮托的作用，如果地下水水量较高，会使这一现象进一步加剧。因此，在进行岩土工程勘察时，要根据现场实际环境收集气象资料、调查水位地质背景、判断地下水补径关系、分析渗流规律，从而准确预测工程开展时地下水位能达到的最高位置，并在此设置抗浮防水位，按照相关规范要求，结合区域工程经验，进行基础结构稳定值的准确验算，避免地下水上浮作用影响基础结构稳定性。
3.2.4 对周边环境的影响①为了保证岩土工程有效开展和项目正常实施，需要进行工程降水工作。但由于水文地质的勘测信息难以准确测量，且水体分布缺少科学计量方法，使得降水方案往往不符合实际工程需要，导致降水量经常超过安全标准，使地质缺少足够的水分供给，产生龟裂、漏缝等现象，甚至引发地下水位下降，形成更恶劣的环境破坏。②因为降水场地缺少良好的设备，没有有效布置隔水帷幕，使水资源大量浪费的同时，造成地表水位线大幅上升，影响正常的岩土工程勘察工作。施工人员需要加强回灌系统的使用，减少降水的影响范围，并对水资源进行回收再利用，达到环保节能的目的，同时有效保护周边建筑物、道路与地下管线。
4 岩土工程勘察中岩溶水文地质问题的解决对策
4.1 加强勘察质量
（1）勘测人员要做好勘察任务的设计工作。明确具体的勘测项目与测量内容，保证工程地质调查测绘、岩土试样采集、原位测试、室内试验、现场检验等勘测步骤得到完整实施，并对地质条件和定量分析做出客观评价。
（2）要提高相关数据的精确性。通常来说勘察工作的精度要求为 1∶50 000，勘察方可根据实际作业情况和水文环境进行适当的调整，并对地下水的流向情况采用十字交叉法布置多个监测点，以此提高勘察的全面性和有效性。
（3）要对制成的地质勘察报告进行复核审查。工程方可聘请专业的第三方机构人员进行水文信息与岩土层信息参数的校检，判断勘察结论是否合理有效，如果发现存在数据不准确或测量项目有所遗漏的情况，需及时进行勘测信息的更正与核实，确保理论的准确性。
4.2 提高水文地质保护意识
（1）施工人员要认识到水文地质保护的重要性，提高自身的思想认知和责任意识，将工程施建与土质测量放在同样位置上。相关企业要定期开展知识教育培训，提升人员的工作责任感与使命感，能对工程中产生的问题负责，并保有积极、严谨的工作态度，做好防范、整治措施，尽可能地避免产生地下水问题。
（2）施工人员要提高环保意识，明确节能减排的目的与重要性。在勘察过程中产生的污染，如噪音污染、废水污染、光污染等，需要得到及时有效的控制，保证污染物达到排放指标后才可进行排放，并最大限度地控制污染源的产生，从根本上解决此类问题。（3）相关人员还要注意资源的回收再利用。比如降解后的生活污水可用来进行建筑物清洗或设备降温，以此达到节约能源的目的。
4.3 提升人员技术水平
（1）勘察人员要提升自身综合素质和技术能力，保证水文地质检测的全面性和有效性。并能有效应对突发事件，采取切实可行的管理措施，防止灾害事件进一步升级，尽可能减小意外状况造成的损失。
（2）勘察人员要加强与施工人员、设计人员的沟通与交流，及时进行信息互享、消息互通。结合拟建工程的实际情况，严格遵循相关标准、规范，进行勘察、取样、试验等工作，以此提高岩土工程的勘察质量，保障勘察的合理性和全面性。（3）岩土工程企业需要建立完善的奖惩考核机制，定期对人员的技术水平进行监测。对考核中表现突出的人员进行一定量的资金奖励，以此带动其他人员的工作热情与工作积极性，更好地进行相关勘察工作。对于在测评中表现牵强的人员，进行警告，督促其尽快端正工作态度，提高技术能力，确保勘察数据的准确有效。
4.4 健全管理制度
（1）为了进一步规范勘察人员的工作方式，需要制定健全的管理制度，以此确立勘察步骤、目的与方法，确保岩土工程能够采用最先进的监测技术，提高工作效率。并充分利用信息科学技术，进行数据、信息的在线比对，提高其准确性，为后续工程开展提供有力支持。
（2）完善的管理制度能对勘测任务进行精确保证有关数据输出的稳定性和真实性。光纤传感器与光纤传输系统组成一体化的自动遥测系统，极大地提高了钢筋混凝土结构检测的质量和效率，能及时发现并解决桥梁钢筋混凝土结构中存在的问题。
4.4 应用于桥梁健康度检测
桥梁健康度检测，主要是检测桥梁结构在日常使用过程中的极限载荷压力、桥梁结构孔洞、钢筋裸露等质量问题。检测桥梁结构的极限载荷压力，可有效确定桥梁运输通过的上限，降低交通安全事故的发生概率。在实际检测过程中，需对被检测公路桥梁逐渐施加适当的压力，直至相应压力达到设计规定的桥梁结构极限载荷压力为止，注意将相应的极限载荷压力维持在一定范围内并保持一定时间。若在此时间范围内，桥梁结构未出现任何质量问题，如没有扩大结构缝隙等，则表明被检测桥梁结构可正常承受极限荷载压力，或原有桥梁结构的承载性能未明显下降。反之，若桥梁结构裂缝明显扩大或桥梁结构弯曲损害严重等，则表明被检测桥梁结构存在严重的质量问题，极限载荷承受能力明显下降，需及时采取有效检修和维护措施对其进行防护，以保证其整体结构的稳定。另外，桥梁健康度检测的另一内容是桥梁结构发生孔洞或钢筋裸露等病害，同样也可借助光纤传感技术检查桥梁钢筋承重性能是否有较大变化等。
4.5 应用于桥梁其他方面检测
除以上几方面的应用检测外，光纤传感技术还可检测桥梁受力结构附件情况，如检测拱桥系杆和悬索桥系杆、吊杆或主缆等，借助这些多方面的检测，可以更全面地掌握桥梁结构的安全性；对桥梁结构中设置的各种预应力锚固构件的质量和使用性能进行有效检测，包括锚杆、锚索等，通过灵活应用光纤传感技术，可以反映这些构件分布变化情况、大小情况、检测值等，从而更好地了解桥梁结构本身的使用性能。
5 结语
总之，将光纤传感技术应用于桥梁检测中，能及时了解桥梁工程结构的质量、使用性能等，对桥梁结构质检、改扩建等都有很大帮助。可结合桥梁质检需要，将光纤传感技术灵活运用于桥梁应力检测、桥梁结构振动检测等方面，最大限度地提高桥梁质检的质量和效率。
作者：任亚飞 单位：重庆市勘测院
