地下水的含义范文
时间：2023-12-26 18:06:11
导语：如何才能写好一篇地下水的含义，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
关键词：地下水 建筑工程 施工影响 对策
在建设工程施工的周期当中，不得不提及的施工阶段是最为复杂和重要的阶段之一，在施工阶段也经常出现各种复杂的问题和情形。地下水作为天然形成的地下水质，在施工过程中有很大的阻碍作用。无论是地下工程还是地上工程，在进行工程建造时，都要或多或少的深入地表岩层。但是，地下水作为在广泛的地表岩土之中常见的现象，对建筑工程的影响却十分广泛而普遍。
1 地下水在工程施工中产生的影响分析
1.1 地下水的分布。地下水分布较为复杂，它不仅受一般规律影响，还受到岩土性质、地理环境条件与季节变换、结构发育程度、人类活动等不同因素的相互影响，各个因素可能单独影响，也可能多个因素共同影响。地下水在分布上包涵了地下水类别、储存数量、水位高低与补给条件等不同特征的分析，而在这些特征之中地下水的类别则最为重要。在地理学的研究中，按照埋藏条件来分，可以把地下水分为潜水、包气滞水、承压水。不同种类的地下水对其影响也自不同，具体有如下两点：首先，各种不同类型的地下水的固有特征有所不同，如季节的变化、是否承压、补给条件的差异等；其次，我国现今在工程建设技术的先进程度和行业限制有所不同，如大型水利工程、矿山与一般的建筑工程之间的不同。在工程施工过程中潜水的影响最大，因其在地域上分布较广、埋藏的深度和范围较大的特点，对工程施工建设过程中影响广泛而普遍；包气滞水由于埋藏浅、储量小，对工程的影响较小；承压水在工程施工中则影响较大，但承压水的影响概率则很低，只对个别地带、个别行业带来影响。
1.2 岩土的三相结构和岩土的水性质。在工程施工中的基础元素是岩土，岩土的结构、力学特征以及其他性质则直接决定了在工程施工中是否顺利。岩土在结构上呈现气、液、固三态。固态的岩土主要是由不同的粒径级配固体颗粒所组成，它是岩土的主体部分；液态的岩土主要是由依附于固态颗粒上以及游散在固相结构空隙中的液体；气态的岩土主要是由扩散在液态与固态上以及充溢在液态和固态空隙中的水蒸气和空气。岩土的三相结构之间相互作用，相互影响岩土的稳定性与强度。
在地理学上，我们通常将岩土中液态结构同地下水视为一种类型。其中，岩土的水性质则集中体现了地下水的性质，分别可以叙述为岩土的给水度、含水性与透水性。在满足工程施工需要的角度来观察，各个类型的岩土在理论上可以达到最佳水质的指标值，然而，岩土的水性质实际上的指标值同理论上的最佳值往往出现不同程度的偏差。
1.3 地下水和岩土之间的交互作用。地下水在工程施工方面，地下水和岩土之间的交互作用是其主要影响根源，地下水和岩土之间的交互作用不但直接决定了岩土三相结构中的性质，同时也决定了岩土三相结构在施工扰入后的变化发展趋势，从而在工程施工过程中地下水起到决定性的重要作用。地下水和岩土之间的交互作用相当复杂，下面我们将通过三个理论定律展开研究。
1.3.1 太沙基有效应力理论。这种理论是指把岩土结构中固液两种状态相对饱和的岩土结构，这种结构能得出固液两种状态的相对关联、相互影响和作用的一种规律，它是岩土三相结构重要的理论。太沙基有效应力理论认为液体不承受剪应力，但可以承受并传递法向应力，进而把结构总体应力区分为相对独立的两部分：液相空隙压力u、固相有效应力σ′。该理论可表达为：σ=σ′+u。由太沙基有效应力理论进行分析，液体在岩土之中具有流动性，施工开始后将会导致液体的不同程度的流动，因而造成了整体结构的稳定性和应力强度损失降低。
1.3.2 地下水运动规律。这种规律可以用一个公式来表明：V=ki1/m。在公式中，v的含义是水移动速度；k的含义是岩土的渗透系数；i的含义是水力的坡度；m的含义是综合反映流速、地下水的流动方式和岩土三相结构特征的参数。地下水在处于层流状态时，m的值应当为1；而当地下水在处于紊流状态时，m的值应当在1和2之间。然而，在大多数情况下，地下水在岩土中是以层流方式运动的，所以m值常取1。
1.3.3 岩土强度理论：t=σtan∮+c。其中t表示岩土抗剪强度；σ表示剪切面方向应力；∮表示岩土内摩擦角；c表示岩土黏聚力。此式即为闻名遐迩的摩尔―库仑强度理论。因为剪切破坏是岩土破坏最常见的方式，所以抗剪强度作为基础的摩尔―库仑理论变为岩土结构非常重要的理论。
在对以上叙述的三个理论在理解和运用时，首要且必须要做到的是全面与统一，同时须具体明确以下几点：
①在工程施工中，地下水的影响不是单独的，同时还受到许多其他因素的影响；
②以上三个理论是相互统一的，三个理论共同决定了地下水和岩土之间的交互作用；
③在工程施工过程中，地下水对其影响包含了物理、地理、化学等不同学科，只有结合工程和地下水的实际情况才能避免得出错误结论，能更正确有效的分析和解决问题。
2 对策分析
通过地下水对工程施工影响的分析，结合上述三个理论，在实践中遵循三个原则来确定对策：安全第一原则、经济可行原则、技术创新原则。以这三个原则为指导，所确定的对策可分为管理类和技术类。
2.1 管理类对策。管理类对策是指充分的运用决策理论、管理科学的成果和实践经验，这类对策可以通过科学、创新、高效的方法进行管理，从而减轻乃至消除在工程施工过程中地下水的影响。具体言之，有以下几点：①合理安排施工活动，提高管理效率，避免汛情、雨情等气候因素所带来的消极效应；②提高从业人员特别是工程技术人员的业务素质，发挥其技术专长与思维能动性；③在施工需求基础上适度调整施工质量、费用与进度，从而适应在特定环境下地下水问题的解决。
2.2 技术方面的对策。技术方面的对策在操作上方法和措施有很多种，但它们都能体现出共同的特征。在工程施工中不同中给的措施应当都有与其相适应的范围、具体做法和技术指标。下面我们对一些技术对策的共同特征具体进行论述：①堵和截：这种方法在本质上以隔断地下水补给源为特征，以及在地下水流动过程中设置障碍、提高阻力。具体方法可以利用设幕墙、打板桩等方法，这是为了把地下水在流动过程中加以控制，为整个工程施工时打下基础保障，从而有利于整个工程的施工。②排和降：排是指把地下水以及补给源排放到施工的作业范围外；降是指将高水位降至作业面以下从而使得作业面处于降水漏斗的范围内。利用排和降的方法可以把作业范围内中的岩土三相结构中液态比例降低，并有利于整个工程的施工。③保留：在工程施工过程中采取其它技术方法成本过高时，我们可以采用保留的方法，保留地下水，并采取开发或更换新施工方法和工艺来解决，譬如水下开挖土方工法以及机械顶管替代人工顶管等。④更换和固结：更换是指将更换后的土质和地下水凝固或降低地下水流动速率，从而与地下水结合而形成新的岩土三相结构；固结是指加入凝固性材料、冷冻等方法使岩土固化，以降低地下水的渗透破坏和流动性。⑤防：这种技术方法是指防止地表的径流，例如雨水以及其它特殊径流产生的地下水问题。
2.3 技术对策的举例：①管涌防治：这种方法是以堵截地下水补给源、阻碍或弱化地下水流动的方法，设置反滤层、减小地下水的水力坡度、替换土质等。②流土防治：采用人工降水、冻结、打板桩和水下开挖等方法。③基坑坍塌：降水、集中排水、护坡或基坑支炉等。④地面沉降防治：采用周转式回灌、缓慢均匀降低地下水等。
3 结语
地下水对工程施工的影响是十分普遍、客观的存在，随着社会的飞速发展，工程建设技术要求也越来越高，在工程施工过程中对地下水进行研究显得十分迫切，对建筑技术的提高起到很大的帮助。
参考文献：
篇2
[关键词]水文地质勘察 环境地质勘察 应用
[中图分类号]P66 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-9-102-1
在社会的不断发展下，对资源的挖掘与需求量呈上升趋势，与此同时，还出现了严重的环境问题。
近年来，我国常会发生环境地质灾害问题，致使国家与人民群众损失巨大，所以，非常有必要针对环境地质灾害问题开展有效的监测与调查工作，以降低因灾害的发生而造成的损失。之所以会发生环境地质灾害，主要是由自然因素与人为因素而引起的，自然因素主要涵盖了地震、泥石流等，人为因素涵盖了地下水污染、水质破坏等。在这些灾害中，因水而造成的地质灾害尤为突出。
所以，做好水文地质的勘察与监控工作，是避免抵制灾害发生的有效措施。
1水文地质勘察的功能作用
纵观所有的地质灾害，均与地下水有着密切的关系；由地下水与岩土体间产生作用而形成的地质灾害具有复杂多样化、危害大等特征。
现阶段，我国并没有足够的重视起因地下水而带来的地质灾害问题，且相关研究力度不够，未充分采用定性与定量两种分析方式。对于这一情况，进行环境地质勘察、监测时应将重点部分放在对地下水引起的地质灾害上的研究，提高认识，同时，还必须认真详细的分析水文地质问题。地下水贯穿于地质灾害全过程，直接给岩土体的特性带来威胁，从建筑工程角度上分析，一定程度上会削弱工程的稳定性。
为了确保环境地质勘察、监测工作的高效性，应以水文地质勘察为核心，以水文地质的影响范围、评价内容为切入点，做好相关分析判断工作，从而有效防止地质灾害与环境污染问题的发生。
2水文地质勘察在环境地质勘察中的应用
2.1各区域环境地质勘察中水文地质的评价
（1）对旱情严重区域地下水资源的开发保护进行详细的评价；我国的干旱区域面积在全国中占四分之一，很少出现雨水季节。对于有着丰富矿产资源的西北西南地区，水资源紧缺是其最为显著的制约因素。应准确预测水资源紧缺会引起的地质灾害，并制定相匹配的高效措施加以预防。
（2）注重城市建设中的地下水污染与超量开采所带来的地表沉降问题；水涉及到人类生活的方方面面，虽然其属于可再生资源范畴，但目前的水资源污染严重，很难进行再生。比如，工业废水的排放、生活垃圾的随意处理均造成重金属元素通过诸多的迁移方式流入到了地下水与地表水中，严重危害到了土壤的质量，被作物吸收，进而对人的身体健康带来了极大的威胁。此外，在城市环境地质灾害中，地面沉降是其核心因素之一，大量的抽取地下水、开采直接造成含水层出现了固结、压密、收缩现象，引起地表沉陷。应结合具体情况，开展相对应的水文地质勘察，以确保在监测地下水的质量、数量变化时有相应的参数与资料作为依据。
（3）工程地质问题；比如城市改造、开发区建设等；在不具备地质环境资料的区域中，当水文地质条件给一些特殊工程带来威胁时如基础抗浮、工程降水等，要开展专业的水文地质勘察工作。
根据以上分析，进行环境地质监测勘察工作时，应及时了解地下水给环境地质灾害造成的影响，不断增强环境地质监测工作质量，详细分析研究相关水文地质问题，对各区域的因地下水而引起的环境地质问题认真评价，提供齐全、有价值的水文地质资料。
2.2地下水赋存形式及灾害分析
首先是地下水赋存形式；根据地下水在岩土中的赋存形式通常包括结合水、毛细管水、重力水。其中，结合水具有强结合水与弱结合水，但两者的含义相同，即被分子力吸附在岩土颗粒周围变为一种较薄的水膜，重力不会对其造成任何的影响。强结合水的优势是粘性与弹性好，主要存在粘土之中，砂土中不常见。毛细管水主要存在于岩土毛细管孔隙中，它会受到毛细管力与重力的影响，可将其具体划分为孤立毛细管水、悬挂毛细管水、真正毛细管水。在砂土与粉土中常见毛细管水，粘土中很少见到。重力水主要说的是通过重力作用可在岩土空隙、裂隙中随意流动的水。重力水会在自然因素与人为因素的影响下，从岩土中不断的渗流，这对岩土的水理性质造成了一定的影响。水文地质勘察中所说的地下水大多时候都是重力水，其在岩土水理性质的研究工作中占据重要位置。
2.3地下水造成的地质灾害
由地下水而导致的地质灾害主要有两方面的原因，即因为地下水位的升降变化而致；因为地下水的动水压力所致。其中，由于地下水位变化而引起的危害具体有以下几种：水位升高所致、水位降低所致、水位升降频繁所致。一旦水位出现升高现象，就会导致土壤发生盐碱化、沼泽化，腐蚀速率加快；对于部分地质条件差的区域会有滑坡、坍塌现象；在建筑工程中会引起砂土液化，进而存在流砂、管涌等问题。一旦地下水位降低，将直接带来地面沉降、地裂缝等问题。地下水位流动频率频繁，将造成稳定岩土体层中的岩体出现膨胀伸缩，没有了整体性，最终发生变形破坏。另外，因为人为因素而对地下水原本的动力平衡状态造成了严重的破坏，会随着浮动的动水压力发生流砂、管涌等负面现象。
3结论
综上所述可知，环境地质勘察工作中，不可忽视水文地质这一重要环节，深入细致研究因地下水而引起的地质灾害，开展专业的水文地质勘察工作，及时获悉地下水导致地质灾害发生的因素、危害程度以及相关参数信息，以确保环境地质灾害预控过程中有重要的依据。所以，加强环境地质勘察中的水文地质勘察工作至关重要，应引起相关人员的重视。
参考文献
[1]徐春禹.水文地质问题在地质勘察中的重要性[J].民营科技，2011年03期.
[2]吴敏宏.岩土工程勘察中水文地质评价内容及重要性[J].价值工程，2010年33期.
[3]董庆.工程地质勘察中水文地质问题的影响[J].科技创新导报，2009年10期.
篇3
关键词：现代城市；市政道路；排水设计；路面排水；结构内排水
1 引言
在设计城市道路时，为保证行车安全、改善城市卫生条件，以及避免路面过早损坏，要求迅速及时地排除路面积水，同时城市道路排水也是城市排水系统的一部分，很多排水主干管均敷设在其下，为保障生产和人民生活，还需及时排除生活污水和生产废水。所以城市道路排水是城市道路设计的一个重要组成部分。
因此，合理有效地安排排水设施，可以保证路面结构处在一种干燥的状态，使路面具有足够的强度和稳定性，延长道路使用寿命。
2 路基排水设计
路基是道路的主要部分，路基的稳定性和强度对于水的作用非常敏感，水还可能造成掺有膨胀土的路基工程毁灭性的破坏。路基排水的任务是将路基范围内的土路基湿度降到一定的限度范围内，保持路基常年处于干燥状态，确保路基具有足够的强度和稳定性。
2.1 地势较低集中汇水的排水设计
城市道路立交低洼处地下水水位较高，特别是在下穿式立交中，道路低点比周围地面低 3 m～6 m，且形成盆地地形，这样大气降水向低洼处汇集，就会造成路面积水。这里需要解决的两个问题就是地面排水和地下排水。可以通过以下方法处理：
2.1.1 自流排水
当立交附近有低于立交最低路面的排水管区时，采用直接排水的方式，这也是城市道路立交经常采用的方式。自流排水是最经济、最安全的排水措施，它不需要消耗能源和其他工程设施的建设。
2.1.2 调蓄排水
当达到洪峰时，如水体或干管水位高于路面水位的时候，将不能自流排水之流量引入蓄水池，待水体或干管水位回落时，再自流排水，但调蓄排水受条件限制应用不是很广泛。
2.2 潮湿和过湿路基的排水设计
潮湿和过湿路基应首先应该疏干和换填处理。对于潮湿路基，含水量不是太高，可以在施工前在路基两侧挖纵向排水沟，并每隔一定距离挖一些横向排水沟，将路基水排到排水沟内，从而疏干路基；对于过湿路基，含水量较高，无法晾晒和疏干。只能采取换填的方式进行处理，如换填好土，换填透水性好的材料等。
2.3 降低路基地下水位的设计
降低路基地下水位，使路基处于干燥状态。在下穿式立交处一般路面标高较低，大部分路基位于地下水位以下，特别是南方地下水位较高而雨水又多地区，若路基长期浸泡在地下水中，导致路基湿软、变形、强度降低，最终发生破坏。降低地下水位通常可以在路基下地下水位一定高度范围内设置暗沟、渗沟和渗井等。
2.3.1 暗沟
相对于地面排水的明沟而言，暗沟又称盲沟，具有隐蔽工程的含义。从盲沟的构造特点为沟内分层填以大小不同的颗粒材料，利用渗水材料透水性将地下水汇集于沟内，并沿沟排泄至指定的地点。
2.3.2 渗沟
采用渗透的方式将地下水汇聚于沟内，并通过沟底通道将水排至指定的地点。此种地下排水设备称为渗沟，它的作用是降低地下水位和拦截地下水。渗沟的设置位置视地下排水的需求而定，与盲沟的设置相仿。但沟的尺寸更大，埋植更深，而且要进行水力计算确定尺寸。
2.3.3 渗井
渗井属于水平方向的地下排水设备，当地下存在多层含水层，其中影响路基的上部含水层较薄，排水量不大，且平式渗沟难以布置时，采用历时排水，设置渗井，穿过不透水层，将路基范围内的上层地下水，引入更深的含水层去，以降低上层的地下水位或全部予以排水。鉴于渗井施工不易，单位含水面积的造价高于渗沟，一般尽量少用。
3 路面排水设计
3.1 车行道排水设计
城市道路路面排水有双坡排水和单坡排水。当车行道宽度较宽时，为了减少地表水在道路表面的径流时间并迅速将水排除，通常采取双坡排水方式，在道路两侧每隔一定距离设置雨水口的方式收集路面水，并通过与其连接的雨水支管将收集到的地表水排入埋设在路面下的雨水主干管内，最终排入保留水系或河流中。
机动车道采用的是双坡排水。当路面宽度较窄，设置单坡也能满足道路的横向排水要求时，可采用单坡排水，非机动车道的排水方式即为单坡排水，这样既有利于施工，又保证了路面的完整性。
3.2 人行道排水设计
（1）为便于人行道路面水的排除，人行道横坡设置时坡度朝向车行道，降落到人行道上的雨水通过横向坡度自流排入车行道边的雨水口内。
（2）当道路位于挖方段时，通常在道路两侧设置各种形式的挡土墙，道路两侧应在挡土墙上方设置截水沟，拦截将要流入人行道上的地表水。此外，还有少量地表水或地下水会从挡土墙上的泄水孔沿着挡土墙流到人行道上，然后顺人行道流入车行道边的雨水口内。通过长期观察发现，大多数在道路两侧设置路堑挡土墙的路段，人行道上都有沿挡土墙流下的雨水痕迹（雨水携带黄土或铸铁泄水孔生锈而产生）。
4 绿化带处排水设计
在公路上，绿化带排水已逐渐引起重视并采取了一定的排水措施，取得了良好的效果。在文献中并未对绿化带排水提出要求和规定，大部分城市道路设计中也未考虑绿化带排水。为了使城市道路经久耐用，满通需求，保证交通安全，在保证路基、路面排水的同时还应该充分做好绿化带排水。
在公路绿化带排水中，考虑2种排水措施：①分隔带为硬铺装；②分隔带为绿化带。在城市道路里，为了满足绿化要求，美化城市环境，道路分隔带硬铺装越来越少，部分利用绿化带作为公交站台处采用硬铺装，因此可以按照分隔带均为绿化带进行排水设计。渗入到绿化带中的水分一部分沿道路纵坡向下排走，另一部分向路面结构侧面、绿化带底渗入，因此，可以在路面结构两侧边缘与绿化带衔接处铺设涂刷双层沥青的土工布，将绿化带与路面结构隔开。
5 结束语
综上所述，城市道路排水对于城市道路使用寿命的长短影响很大，道路设计中不仅要重视道路路面水的排除，对于道路路基排水、绿化带处排水、下立交处地下水位的降低等也不容忽视。实践证明综合运用这些排水措施会取得良好的效果。
篇4
关键词：煤矿水害 事故分析 防治技术
在采矿行业面临的最大问题就是安全问题，煤矿生产中经常会出现瓦斯、水、火、顶板、煤尘灾害，其中水害事故和瓦斯事故对人们的生产、财产影响最大；从经济损失上来讲，煤矿水害会造成最大的经济损失，因此，对煤矿水害事故进行有效防范是煤矿安全的重点内容。下面先讲一讲煤矿水害事故的含义和种类。
一、煤矿水害事故的含义和种类分析
1．煤矿水害事故的含义
煤矿水害事故是指在矿井生产和建设过程中，在水方面没有防治到位，让地下水或者地表水通过坍塌区、断层、裂缝等通道不受控制的进入到矿井工作区域，使矿井工作人员遭到伤害，矿井设备遭受损失。煤矿水害的形成和煤矿所在地的自然地质有直接关系，尤其是地质的赋存情况。煤矿充水水源有地下水、地表水、老空积水、大气降水，煤矿水害事故的水源多是采空区水，这些水害事故在基建煤矿、乡镇煤矿、改制煤矿频繁发生。
2．煤矿水害的种类
煤矿水害目前主要有四种类型，分别是地下水水害、地表水水害、老采空区水害以及灾难性透水。地表水水害指由地表水造成的煤矿水害，当煤矿所在地附近有湖泊、河塘、江河、沟渠、水库等水体时，遭遇集中的降雨就会造成这些水体的水位提高，地表水进入煤矿井下造成矿井水害。在雨季时经常发生地表水水害。地下水水害是地下水形成的煤矿水害，地下水有断层水、含水层水、老采空区水、溶洞水等，当进行煤矿采掘作业遇到这些含水层时，这些含水层就会进入煤矿井内，造成水害；含水层水压很大也会破坏隔水层，含水层就流入煤矿井内，造成煤矿水害；灾难性透水指底板高压水进入废弃的小煤矿，使地表水以及老空水流入矿井形成水害，据资料表面，最近几年我国煤矿水害事故的水源大多数是小窑老空水，它的特点是水压大、积水多、一旦透水会形成强烈的破坏性，给采矿工作人员带来灾难；废弃的采空区形成的老采空区水，由于不能掌握分散规律，当发生突水情况时，水体夹杂着煤块、砂粒，在进行老采空区水防治工作时遇到困难。
二、煤矿水害事故的防治技术
1．探放水技术
在煤矿进行采掘时，对可能有水害的煤矿工作区域进行超前的钻孔放水以及钻孔探水，确定出煤矿采掘区域前方、侧方、顶部、底板处的水源情况，然后采取相应措施。在进行煤矿采掘时发现有矿井顶部石块有淋水、出汗，井道内有异味、声响时，需要对矿井采掘区域进行超前探放水工作。钻孔的摆放位置，需要在采掘面靠近断层、含水层、老空积水处进行布置，在可以能出现有泥沙的溶洞、突水的地方进行探放水工作。提前设计好探放水工程程序，制定出探放水工作计划，也要制定出防治瓦斯等有害气体的安全措施。
2．防水煤岩柱技术
煤矿在进行开拓设计时要注意到采掘区域和积水区域间需要预留一定厚度和宽度的防水煤岩柱，防水煤岩柱技术在进行煤矿水害事故的防治时有两个主要作用，分别是隔离作用和防止作用。防水煤岩柱的防止作用可以通过煤岩柱阻止水进入煤矿工程的采掘区域；防水煤岩柱的隔离作用可以隔离可能的积水区域和正在开采的采煤区域。在进行防水煤岩柱大小的留设时，要考虑到安全性和经济合理性。对于厚度小于3.5m，倾角小于30°的采矿区域，防水煤岩柱大小留设方面要大于20m；对于在含水层下、地下水层下进行采矿作业的煤层，防水煤岩柱需要大于导水裂缝带高度；当采掘区域侧面直接接触含水区域时，根据斯列夫公式来导出防水煤岩柱的设置宽度。
3．闸门防水技术
在煤矿采掘区域，进行闸门的防水设计可以防止积水涌入煤矿采掘区域，淹没采掘设备和采掘控制场所，例如水泵房、井底车场、中央变电所等。煤矿控制场所有密封性良好的防水闸门，可以有效隔离相应的保护区域和积水区域，可以在可能会有突水的采矿进出口处以及采掘重要设备的通道处设置防水闸门，在局部面临突水的工作面建筑防水闸墙，通过这种闸门防水技术，可以将涌水堵截，防止涌水波及到全部矿区。
4．老采空区水治理技术
在进行老采空区水的治理时，要根据老采空区水的空间隐蔽、形状不规则、水体集中等特征，提前做好老采空区水的勘验工作，划出老采空区水的空间分布情况和积水规模情况，标出分等级的老采空区水危险区，计算出老采空区的积水量。然后通过钻探探明水层分布、积水状况，通过钻孔放水降低老采空区域水体的压力。探放水要根据煤矿井下的实际情况，积极探放、先降压再进行探放、先隔离再进行探放、先堵截再进行探放。
5．注浆堵水技术
煤矿的注浆堵水技术可以有效防治煤矿的水害事故，它通过将一定浓度的水浆、化学浆液注入含水层通道，使这些水浆、化学浆液可以扩散、凝固，然后达到疏导积水的目的。在进行煤矿注浆堵水时，可以同时采用煤矿井内注浆堵水和煤矿井上注浆堵水两种方法，使注浆堵水达到不影响正常的煤矿采掘工作、快速、高效、高质量、低成本的效果。
总结：
由于煤矿所在地不同的水文地质条件，在进行煤矿水害事故的防治时实际情况会很复杂，煤矿水害事故的防治工作要把预防当成主体，根据煤矿采掘所在地的实际情况，采用合适的防治技术，例如钻孔探放水技术、设置防水煤岩柱技术、闸门防水技术、老采空区水治理技术，然后配合强有力的排水工具，做好煤矿水害的综合治理，降低煤矿水害事故发生的概率。
参考文献：
[1]刘国林,潘懋,尹尚先.当前煤矿水害防治应注意的几个问题[J].华北科技学院学报,2009(03)
[2]程海燕,李希宝,刘凯.窄煤柱探放采空区积水技术研究[J].安徽理工大学学报(自然科学版),2009(03)
[3]许福美,雷芳芳,吴志杰,吴超凡.顶峰山矿区水文地质特征与防治水措施[J].科技导报,2011(15)
篇5
道路排水设计一般包含以下两个方面的内容：一是要考虑如何减少地下水、农田排灌水对路基稳定性及强度的影响，一般称之为第一类排水；二是要考虑如何将路表水迅速排出路基之外，最大限度地减少雨水对路基、路面质量的影响．减少因路表水排水不畅或路表水下渗对路基、路面结构和使用性能产生的损害，这称为第二类排水。
第一类排水设计通常采用提高路基最小填土高度或在路基底部设置隔水垫层等办法。对于地下水位较高路段，施工期间一般都考虑在施工前开挖临时排水边沟，排除地表水并降低地下水，对于软土地基处理路段f如塑料排水板、预压等卜一般设置50cm左右砂垫层，以加快排水。
第二类排水设计一般包括：①路面水：通过道路横坡、急流槽、边沟及排水构造物等形成完整排水系统把路面水收集并排出路基范围：对于超高路段，可通过设置在中央分隔带处的中央排水沟和横向排水管等排出路面水，或通过中央分隔带开豁口方法把超高路段外侧路面水排到路面另外一侧并通过路面横坡排出。②下渗水：下渗水一般分两种，一是中央分隔带下渗水，二是路肩下渗水。根据不同下渗水，采取不同方法排出：a、中央分隔带下渗水：中央分隔带下渗水可通过在中央分隔带下设置纵向盲沟收集，并每隔一段距离设置集水井和横向排水管将下渗水排出路基。b、路肩下渗水：一般处理方法为在路肩设置纵向渗沟，并通过横向排水管排出路基。综上所述，笔者结合设计以及施工中出现的问题谈一点自己的体会。
2路基排水设计
路基是道路的主要部分，路基的稳定性和强度对于水的作用非常敏感，水还可能造成掺有膨胀土的路基工程毁灭性的破坏。路基排水的任务是将路基范围内的土路基湿度降到一定的限度范围内，保持路基常年处于干燥状态，确保路基具有足够的强度和稳定性。
2.1地势较低集中汇水的排水设计城市道路立交低洼处地下水水位较高，特别是在下穿式立交中，道路低点比周围地面低3m～6m，且形成盆地地形，这样大气降水向低洼处汇集，就会造成路面积水。这里需要解决的两个问题就是地面排水和地下排水。
2.1.1自流排水当立交附近有低于立交最低路面的排水管区时，采用直接排水的方式，这也是城市道路立交经常采用的方式。自流排水是最经济、最安全的排水措施，它不需要消耗能源和其他工程设施的建设。
2.1.2调蓄排水当达到洪峰时，如水体或干管水位高于路面水位的时候，将不能自流排水之流量引入蓄水池，待水体或干管水位回落时，再自流排水，但调蓄排水受条件限制应用不是很广泛。①在立交用地范围内有布置蓄水池的合适位置要与其他市政管道无较大的交叉，立交内雨水管道能自流接人蓄水池，蓄水池也能自流接人千管或河道泄空。②要求汇水面积较小，蓄水量不大，一场雨产生的全部水量最多不超过1000In3适用于较小的立体交叉。③通过设置排水泵站的方法来排除汇集在地势较低的水，但是现实中多数地区考虑到节约电费、减少物业管理和人员操作应尽量减少排水泵站的设置。
2.2潮湿和过湿路基的排水设计潮湿和过湿路基应首先应该疏干和换填处理。对于潮湿路基，含水量不是太高，可以在施工前在路基两侧挖纵向排水沟，并每隔一定距离挖一些横向排水沟，将路基水排到排水沟内，从而疏于路基；对于过湿路基，含水量较高，无法晾晒和疏干。只能采取换填的方式进行处理，如换填好土，换填透水性好的材料等。
2.3降低路基地下水位的设计降低路基地下水位，使路基处于干燥状态。在下穿式立交处一般路面标高较低，大部分路基位于地下水位以下，特别是南方地下水位较高而雨水又多地区，若路基长期浸泡在地下水中，导致路基湿软、变形、强度降低，最终发生破坏。降低地下水位通常可以在路基下地下水位一定高度范围内设置暗沟、渗沟和渗井等。
2.3.1暗沟相对于地面排水的明沟而言，暗沟又称盲沟，具有隐蔽工程的含义。从盲沟的构造特点为沟内分层填以大小不同的颗粒材料，利用渗水材料透水性将地下水汇集于沟内，并沿沟排泄至指定的地点。暗沟的设置方法在沟底和中间回填粒径3cm—5cm的碎石或卵石，在粗粒碎石的两侧和上部按一定比例分层回填较细的粒料、中粗砂、中砾等作为反滤层，逐层粒径比例大致按4：1递减，或者采用土工布包裹有孔的PVC管，管四周填以等粒径的碎石、砾石组成盲沟。但盲沟的排水能力较小，不宜过长，沟底具有1％2％的纵坡，出水口底标高高于沟外最高水位20cm，以防止水流倒流。
2.3.2渗沟采用渗透的方式将地下水汇聚于沟内，并通过沟底通道将水排至指定的地点。此种地下排水设备称为渗沟，它的作用是降低地下水位和拦截地下水。渗沟的设置位置视地下排水的需求而定，与盲沟的漫置相仿。但沟的尺寸更大，埋植更深，而且要进行水力计算确定尺寸。
2.3.3渗井渗井属于水平方向的地下排水设备，当地下存在多层含水层，其中影响路基的上部含水层较薄，排水量不大，且平式渗沟难以布置时，采用历时排水，设置渗井，穿过不透水层，将路基范围内的上层地下水，引入更深的含水层去，以降低上层的地下水位或全部予以排水。鉴于渗井施工不易，单位含水面积的造价高于渗沟，一般尽量少用。
3路面排水设计
3.1车行道排水设计城市道路路面排水有双坡排水和单坡排水。当车行道宽度较宽时，为了减少地表水在道路表面的径流时间并迅速将水排除，通常采取双坡排水方式，在道路两侧每隔一定距离设置雨水口的方式收集路面水，并通过与其连接的雨水支管将收集到的地表水排人埋设在路面下的雨水主干管内，最终排人保留水系或河流中。
3.2人行道排水设计①为便于人行道路面水的排除，人行道横坡设置时坡度朝向车行道，降落到人行道上的雨水通过横向坡度自流排人车行道边的雨水口内。②当道路位于挖方段时，通常在道路两侧设置各种形式的挡土墙，道路两侧应在挡土墙上方设置截水沟．拦截将要流人人行道上的地表水。此外，还有少量地表水或地下水会从挡土墙上的泄水孔沿着挡土墙流到人行道上，然后顺人行道流入车行道边的雨水口内。通过长期观察发现，大多数在道路两侧设置路堑挡土墙的路段，人行道上都有沿挡土墙流下的雨水痕迹f雨水携带黄土或铸铁泄水孔生锈而产生。
3.3路面结构内排水设计路面面层有一定的孔隙，除了大部分地表水通过道路纵横坡由雨水口排走以外，还有少量地表水通过路面孔隙、裂缝等渗入到路面结构内，降低路基强度，因此必须采取一定的措施提前排除可能渗入路基内的地表水。
3.3.1在道路各结构层施工时，每层均按照道路路面纵横坡度进行施工，使得每一层都形成一个排水坡度，及时将各结构层水沿道路横波排入道路两侧设置的盲沟或排水渠道内，再通过盲沟将水排入雨水井内。
3.3.2在面层和基层之间设置乳化沥青下封层，使得通过缝隙向下渗入的水分及时沿封层表面向道路两侧排走，保持道路基层干燥。
3.3.3设置排水层。在多雨地区或地表水较丰富的地区，采用设置排水层的发法将渗入到路面结构内的地表水及时排除，防止渗入路基，在路面结构以下路基以上位置设置排水垫层。排水层下设置起隔水、防水作用的土木布，将由上部渗透下来的地表水有效地拦截在该排水层内。排水层设置一定的纵横坡度（其纵横坡度分别同道路路面纵横坡度），将渗入排水层的水分迅速地排出道路以外。
4中央分隔带排水设计
道路中央分隔带排水设计主要为排除中央分隔带内积水，可分为施工期间和道路营运期下渗水的排除。
施工期间排水量取决于最大瞬时降雨量及中央分隔带的汇水面积。由于道路中央分隔带内设置有通讯、监控用管线的人手孔，因此，中央分隔带排水长度应为两个人手孔之间的间距，一般路段的最大间距为180m。
由以往设计经验可知，横向排水管长15m左右，横向排水管坡度为2%。由于施工质量不易控制，造成横向排水管标高误差或产生淤塞，从而使上游横向排水管排水不畅，大量的水流向最低处，而最低处的横向排水管由于设计时包裹无纺布土布或产生淤塞，使排水能力严重不足，从而导致下游中央分隔带积水严重，有的下雨后几天中央分隔带仍有积水，使路基长时间浸泡，影响了路基、路面德尔强度。由于通讯、监控管线人手孔的设置阻断了中央分隔带排水，造成中央分隔带积水或积水渗入人手孔。
为了解决这些问题，采用以下办法处理：对于设计底坡小于0.3%的，采用锯齿形纵向矩形碎石盲沟，并于盲沟底部设置软式透水管和每=每隔30~50m设置集水槽汇集中央分隔带雨水或渗入；中央分隔带每隔30~50m设置一道横向排水管，将盲沟中的水排出路基以外；在中央分隔带内设置2m厚水泥砂浆层、沥青防渗层及土工布防渗层，防止中央分隔带中水从侧面向路基渗透。
在城市道路中，对于中央绿化带小于等于2.0m路段，为了降低施工复杂性，可采用中央分隔带开豁口方式，即中央分隔带水可通过豁口直接排人路面，并通过路面横坡排出路基。
5结束语
城市道路排水设计是一个复杂的工程，是城市道路设计的重要组成部分。它对于城市道路使朋寿命的长短影响很大，城市道路排水设计应全面考虑路基、路面结构内部和路表面的排水、绿化带处排水、立交排水，把他们构成了一个综合的排水系统，从而提高道路的使用性能和寿命。且现行的设计规范及手册等均不是十分完善，还有待我们每一位工程技术人员去努力完善。
篇6
关键词：基坑工程；降水方法；优化；分析；借鉴
1 基坑工程基本内容概述
1.1 基坑工程的含义
基坑工程指的是为了保证基坑施工、主题地下结构的安全以及周围环境不受损害而采取的支护结构、降水和土方开挖与回填，其中包括了勘察、设计、施工、检测等等，因此称作基坑工程。基坑工程是集地质工程、岩土工程、结构工程和岩土测试技术于一体的系统工程，主要内容有工程勘察、支护结构设计和施工、土方开挖和回填、地下水控制、信息化施工及周边环境保护等等。
1.2 基坑工程的特点
（1）基坑工程具有较大的风险性：由于基坑支护体系一般都是临时措施，其荷载、强度、变形等多个方面的安全储备较小。
（2）基坑工程具有明显的区域特征：不同区域中有不同的工程地质以及水文地质条件，就算是在同一地区也可能会有较大的差异。
（3）基坑工程具有明显的环境保护特征：基坑施工会引起周围地下水位变化和应力场的改变，从而导致周围的土体发生变形，对相邻环境造成不利的影响。
（4）基坑工程具有很强的个性特征：基坑所处的区域地质条件具有多样性，基坑周围的环境具有复杂性，同时基坑形状和基坑支护形式也都具有多样性，这就决定了基坑工程具有鲜明的个性。
2 关于基坑工程降水的要素
2.1 施工地区及其周围的环境
要开展基坑工程，必须对指定地区及其周围的环境进行仔细的勘察，以便制定出合适的施工方案。以济南西客站站前广场基坑工程为例来进行工程概况分析，这一基坑工程位于京沪高铁主站房的东侧，而京沪高铁主站房的西侧则为高铁路基，处于站前广场西侧的则是为了济南轨道交通6号线而预留的地区，距离西南角五十米左右就是为了建立公交枢纽的地区，剩下的地方就几乎都是作为拆迁场地来进行处理的，其中也没有以及建好的既有建筑物，这就是济南西客站前广场基坑工程的地面概况。该基坑工程的地下结构外墙和高铁路基的距离仅为85米左右，没有地下的管线，基坑地下的挖深平均为13米左右，但是由于北面和南面都是高层的建筑，因此就挖深为15.9米左右，而关于地铁1号线的埋深则设为16.41至21.4米，整个基坑的支护范围设定为470米×350米，这就使该基坑工程的地下概况。经过了整个工程实施方案的制定，最后将该范围内各地区的水位降深进行预设，如广场区域的地下水位降深约为10米，南北区高层建筑地区的水位降深约为13米，预埋地铁1号线降深约为14至19米，而自然地坪之下的地下水位降深则为18.5米至10米。要想基坑工程可以顺利地实施，那么施工地区周围环境的各个方面要素就是非常重要的，必须像该例子一样进行全方位的勘察，才能够有足够的保证。
2.2 工程地质与水文地质的重要性
工程地质与水文地质也是基坑工程实施前及实施过程中所不可忽视的一部分，同样是以济南西客站站前广场基坑工程为例来进行说明。
该地^工程地质环境为，地层上部是由软可素粘性土、局部夹中、粗砂以及卵石土所组成的第四系全新统河流冲积成因，下部为由粘性土、袈裟图以及卵石土构成的第四系更新统山前冲击成因，其中钻探深度范围内底层可分为九层。对施工地区的工程地质环境进行了细致的考察，才能够确定条件是否符合施工要求，才能够确定具体在该地域的哪个地区展开施工。
3 基坑工程降水方法设计
3.1 止水帷幕
止水帷幕是基坑工程的工程主体止水系列的总成，主要是用来阻止或者减少基坑侧壁及基坑底地下水流入基坑而采取的连续止水体。止水帷幕是基坑围护的三个主要部分之一，其作用就是使挡土墙后的土体固结，从而能够阻断基坑内外的水层交流，主要是通过水泥土搅拌桩或者是压密注浆这两种形式来实现。止水帷幕的主要作用就是如果基坑底面处于地下水以下，降水出现困难时进行止水帷幕的设置，以此来防止地下水的渗漏，连续搅拌桩，单管、三管旋喷桩形成的止水墙就称作是止水帷幕。这就是基坑工程降水方法中的主要方法之一。
3.2 降水方案
如果某些工程施工场地的地下水埋深比较浅，但是地下水储量比较丰富的情况之下，就需要采取相关措施，才能够防止在基坑工程实施过程中出现一些意外。出现这样的情形，就需要在基坑的开挖支护和其中的基础施工过程中运用相关的降水措施来对地下水进行抽排。首先在进行降水作业应该采用大口径管井降水井；然后再通过在基坑坑底和坑顶设置相应的排水沟、集水盲沟以及集水井来配合第一个步骤中的管井降水，以此来达到有效控制地区地下水位的目的；最后就是在保证止水帷幕之外的地下水位能够保持稳定的前提之下，在止水帷幕的外侧再进行回灌观测井的设置，从而就能够有效减少基坑降水引起的帷幕外的地下水扰流，防止地面出现不均匀沉降的不良情况。
4 基坑工程降水相关数值的模拟及其优化分析
4.1 数值计算原理
关于基坑工程降水相关数值的计算与研究，一般是采用FLAC3D这一软件来进行的，该软件既可以对多孔介质中的流体流动进行模拟，还可以对流体进行单独的计算，可以将渗流作为唯一必要条件，也可以将流体与力学二者的计算结合在一起来进行。FLAC3D对于渗流的计算功能非常强大，对于解决完全饱和以及具有地下水变化的渗流问题有积极的促进作用，而同时其中渗流计算的控制微分方程还包括三种类型，主要有输运方程、质量守恒方程以及本构方程。
4.2 基坑工程降水方法的优化分析
现如今的科学技术不断地发展，计算机科技在很多工程施工前和施工的过程中都能够起到非常重要的作用，由上文可知FLAC3D这一软件对于基坑工程降水数据的计算十分有利，而该软件同时也属于计算机中的一种，由此可见计算机对于基坑工程降水方法优化分析的重要性。无论是在哪里进行基坑工程的实施，都应该事先对该地区的地下水变化规律以及周围环境条件进行细致的探查，以此来建立相应的数据模型，才能够在运用计算机的过程中事半功倍。
5 结束语
本文主要通过基坑工程基本内容概述、关于基坑工程降水的要素、基坑工程降水方法设计以及基坑工程降水相关数值的模拟及其优化分析这四个方面展开了论述，认为如果要想将基坑工程的损失降到最低并且保证基坑工程能够顺利实施的话，就必须在降水方面寻找到真正优化有效的方法，希望文中所总结出的优化分析建议能够为这方面的研究产生积极的促进作用。
参考文献
[1]张奉春.基于数值模拟的基坑工程降水方案优化设计[J].价值工程，2011（16）.
篇7
关键词：基坑，稳定性，太沙基极限承载力，滑动楔体法
中图分类号：TV551.4文献标识码： A 文章编号：
前言
在市政工程及建筑工程施工中，需要开挖大小各异的基坑。虽然常采取各种支护手段以维持其在施工期间的稳定，但作为设计者和施工方通常需要知道基坑稳定的底限，即基坑的自稳高度。
关于这类问题，通常与垂直开挖的边坡认为是同一类问题。在野外经常能见到垂直开挖的土坡高达十多米经年不倒，仅在有些年份下大雨及较大扰动时出现局部滑塌的情形，如图1所示。
图1 垂直开挖的土坡
下面推导基坑自稳高度的理论解答。
1滑动楔体法
原苏联土力学家崔托维奇，通过分析滑动楔体处于极限平衡状态的条件，推导出了直立开挖基坑的自稳临界高度(D E Pufahl等，1983；Joseph E Bowles, 1982)，如图2所示。
图2 滑动楔体计算简图
当楔体处于极限平衡时，对斜边取平衡条件，得
式中，
其中，W为楔体自重，T为阻止楔体下滑的摩擦阻力。
化简后，得到
式中，为不支护条件下直立开挖基坑自稳的临界高度，m；c为土的粘聚力，kPa；为土的容重，kN/m3；为土的内摩擦角，度; 为土的主动土压力系数，。
2 太沙基理论法
根据太沙基极限承载力理论，将算出的土压力沿基坑边坡高度全深积分，由总的作用于墙上的力等于零的条件也能得出基坑自稳的临界高度。可以导出，当无附加地面荷载时，求解基坑自稳临界高度的公式与公式(1)一样，详见其它文献(马石城等，2002)。
下面考虑有地面附加荷载的情况下，对基坑自稳的临界高度进一步求解。设基坑顶部有均布荷载q，如图3所示。
图3 有附加荷载时的基坑
基坑侧面土体的朗肯主动土压力强度为：
当基坑地表有附加荷载q时，
作用在基坑侧壁的总的土压力为：
上式中令，得基坑在有附加荷载下的临界自稳高度：
式中，q为基坑顶部的地面超载，kPa，其它符号的含义同前。当地面无超载，即q=0时，可以得到与公式(1)相同的形式。
3 基坑自稳高度的影响因素分析
从公式(1)及公式(2)中可以看到影响基坑自稳高度的四个因素：；另外，还有隐藏在公式背后的两个因素：地下水条件、土体结构。
3.1 土的容重对基坑自稳高度的影响
为便于直观的说明单因素对基坑自稳高度的影响，在此选取一些典型土体的土力学参数进行分析。
设c=15kPa, ，q=0，则有 ，绘出-曲线，如图4所示。
图4 基坑自稳高度随土体容重的变化规律
从图中可以看出，仅从土体容重指标看，基坑的自稳高度与土体容重成反比关系。即土的容重越大，土的临界自稳高度越小；反之亦然。
3.2 土的粘聚力对基坑自稳高度的影响
当取 , 时，则有 ，绘得c-的关系曲线如图5所示。
图5 基坑自稳高度随土体粘聚力的变化规律
从图中可以看出，基坑自稳高度与土的粘聚力呈正比关系，随着c值的增大而增大，随着c值的减小而减小。
3.3 土的内摩擦角对基坑自稳高度的影响
当取 , c=15kPa时，则有 ，可得出-之间的关系如图6所示。
图6 基坑自稳高度随土的内摩擦角的变化规律
从图中可以看出，在常遇土层的内摩擦角范围内时，-几乎成线性关系，随着土体内摩擦角的增大，基坑自稳高度增加，否则减小。
3.4 地面超载对基坑自稳高度的影响
当取c=15kPa, ，，则有 ，可观察到q-之间的关系如图7所示。
图7 基坑自稳高度与地面附加荷载之间的关系
从中可以看出，基坑自稳高度随地面附加荷载的增加而直线下降，故在基坑开挖时，不宜在基坑周边放置较重的机具与堆放工程材料。
3.5 地下水对基坑自稳高度的影响
当基坑开挖深度范围内存在地下水时，作用在基坑侧壁上的侧向荷载，除了土压力之外，还有地下水位以下的水压力。水压力的叠加方法有现场实测与理论估算两种方法。关于理论计算又有分算法和合算法两种方法。
(1)基坑侧壁水土压力分算法
砂性土中常采用分算法，地下水位以下土的重度用浮重度，然后叠加上单独计算的静水压力。用公式可表示为(金喜平，2006)：
式中，
;
(2) 基坑侧壁水土压力合算法
在粘性土中估算时，地下水位以下土的重度用饱和重度()，基坑侧壁的主动水土压力可表示为：
4 推荐的经验计算公式
上述基于理论的基坑自稳临界高度的计算结果(公式(1)及公式(2))是建立在土体性质较为均一、土体连续的条件下得出的，而实际的基坑侧壁常存在滑裂面、空穴等缺陷，故纯理论的计算结果不太可靠。故《工程地质手册》(第4版)根据中国工程实践经验，推荐计算基坑自稳的临界高度的公式为：
即相当于理论计算公式(1)的值除以2作为安全系数的结果。
考虑到地面附加荷载时，也取2倍的安全系数，我们推荐的估算基坑自稳临界高度的实用公式为：
上述通过单因素分析得到的基坑自稳临界高度可能与实际的印象不符，这主要是由于土力学参数之间存在一定的内在联系。为了更好的反映它们之间的相互作用，下面用较为典型的几组土体指标进行模拟，模拟条件及计算结果如表1所示。注意，表1中计算时取地面超载q=0，且基坑开挖深度内无地下水的情况，表中由公式(1)或公式(2)算出，由公式(3)或公式(4)算出。
表1 典型土体条件下的基坑侧壁自稳高度
结论
在基坑边坡背后无重大缺陷(裂隙、孔洞、水)的情况下，推荐使用本文中的公式(4) 来估算基坑边坡的自稳高度，与理论值相比，包含2倍的安全系数，具有一定的可靠性，可用于指导基坑开挖工程。值得注意的是，上述推导和计算针对一般的矩形基坑或较长的边坡工程，不适于圆形基坑自稳定性的计算。
参考文献
Joseph E Bowles. Foundation Analysis and Design (Third Edition). McGraw-Hill Book Company, 1982
D E Pufahl, D G Fredlund, H Rahardjo. Lateral Earth Pressures in Expansive Clay Soils. Can. Geotech. J., Vol. 20, No.2, 1983:228-241
马石城,邹银生,王贻荪.圆形基坑无支护直立开挖的临界高度计算[J].湘潭大学自然科学学报.2002(02)
篇8
【关键词】土壤水资源量；灌溉定额；土壤水量平衡
1. 区域地理气候特征
1.1地理特征。邢台市位于河北省南部，总面积12456Km2。西部为太行山区，面积3545Km2，东部平原区面积8911Km2，总人口647.97万人，耕地面积1.52万hm2，其中水浇地1.14万hm2。西部为太行山区，山脉连绵，岗坡起伏，海拔高程多在1000m以下，最高山峰1822m，平均坡降1%左右，山区与平原间地形变化急骤，没有明显缓冲地段。由西向东，可分为山前冲、洪积扇平原和冲积、湖积平原两部分，二者基本上以滏阳河为界。滏阳河以西称为滏西平原区，面积3229 Km2，海拔高程一般在75～40m之间，坡度2.5‰～1‰。滏阳河以东为黑龙港平原和滹滏平原（简称滏东区）。黑龙港平原面积4934Km2，主要是古黄河与海河水系长期泛滥淤积而成，地势平坦，坡度1/10000左右，高程多在35～30m之间，最低处24m。滹滏平原面积748 Km2，环境与黑龙港平原类似。本区主要种植小麦、玉米、棉花和谷子等。
1.2降水量时空分布及年内分配。邢台属暖温带大陆性季风型气候，四季分明，全市多年平均年降水量530.6mm（1956～1997年系列）。干旱指数1.5～2.9之间，平原大于山区。降水量区域分布不均，山区大于平原。降水量年内分配集中，全年降水的75～80%形成于6～9月的汛期。降水量年际变化大，单站年降水量最大最小之比，山区一般在5～9倍，平原3～6倍。全市多年平均年径流深44.1mm，折合年径流量5.49亿m3，其时空分布和变化特点与降水相似，但更显剧烈。
2. 土壤水资源评价原理
2.1土壤水资源的概念及其特点。
（1）土壤水资源作为土壤层内经常参与陆地水分交换水量，特别是根系带中能为植物所利用并可恢复的水量。它表现为土壤水分不断补给与消耗的动态水量，与常用的土壤储水能力、土壤储水量以及土壤有效水分等有所不同。
（2）土壤水是四水转化的中枢. 无论是灌溉水， 还是天然降水， 都要转化为土壤水后才能被作物根系吸收[1]。我们把可被作物根系吸收利用的地表浅层土壤空隙中的水称为土壤水资源。土壤水资源，通过“土壤水库”的调节被植物连续不断的利用。土壤水的补给来源主要为大气降水、农田灌溉、地下水补给和大气中的水汽凝结，而其消耗主要为植物蒸腾和土壤蒸发。土壤水资源具有与其它资源不同的特点：其一，土壤水普遍存在于陆地表面的土壤中，具有分布的广泛性和连续性，使土壤水资源得到充分的利用；其二，土壤水资源更新更快，具有不断补给与排泄的动态特征；其三，土壤水资源为非重力水，虽然具有“液态”特性，但并不能作为开采资源加以利用和管理；其四，土壤水更新周期一般为一年，其变化过程与植物生长过程较适应[3]。
2.2土壤水量平衡方程。在天然状态下，土壤水份循环过程中，不断得到大气降水和凝结水的补给，又以植物蒸腾和土壤蒸发形式不断消耗；当土壤含水量超过田间持水量时，以重力水形式补给地下水；当蒸发使土壤含水量小于田间持水量，地下水埋深小于极限埋深时，又会从地下水得到补充。因而，在某 一时段ΔT内土壤水量平衡方程为：
ΔWεR=（P+ε+Cm）-（EP+RS+Pγ+Pz+E+T）
由于 P-EP-Rs-Pγ-Pz=Ps
所以 ΔWεR= Ps +ε+ Cm-（E+T）
式中： ΔWεR——某一时段内土层蓄水变量（mm）；
P——降水量（mm）；
Ps——降水滞留在土壤中的水量（mm）；
ε——地下水通过毛管输送到土壤中的水量（mm）；
Ep——雨期蒸发量（mm）；
Cm——大气中或表层土壤颗粒间的水汽（mm）；
Pz——植物截留量（mm）；
Rs——降水产生的地面径流量（mm）；
Pγ——降水入渗补给地下水量（mm）；
E——土壤蒸发量（mm）；
T——植物蒸腾量（mm）；
取一年为周期，在一年内土壤水的总蓄水变量为ΣΔWεR= Σ（Ps +ε+ Cm）-Σ（E+T）
3. 土壤水资源的评价方法
3.1评价范围。由土壤水资源的含义可知，土层中经常参与陆地水分交换的那部分动态水量作为评价对象。从土壤水分在垂直剖面上的变化情况，可以确定其变化范围，但在不同地区，不同土壤岩性情况下，其评价范围不同。根据对本区土壤水分垂直变化规律分析，发现位于地表至以下130cm深度土层间的土壤水分，常处于不断的补给、蒸发动态中，该土层以下的土壤水分基本处于稳定状态。参照一般作物主要根系深度，确定本地本项评价范围为地表至地表下130cm深度之间的土壤水。。
3.2土壤水资源分项评价。
3.2.1降水补给量（Ps）对每一个流域分区选择相当于50%频率降水频率的2006年降水补给观测资料进行分析计算。
（1）根据每个分区选择的旱情监测站实测土壤水资源量和水量平衡原理，以次降水量为单元进行计算，最后累加求的年补给量。本站土壤水分基本上5日测验一次，与有大雨过程（日雨量超过30mm进行加测）。因此，对于大雨过程，由于雨后空气湿度大，测验间隔时间短，期间土壤水蒸发量可以忽略，降水前后实测的土壤水增量即为次雨补给量。但对于小雨过程，由于雨量小，测验间隔时间长，期间土壤水分要消耗蒸发一部分，单用实测资料计算补给量会偏小，实测资料中常会出现降雨前后土壤水增量为负值的现象。另外，土壤水两测次间在即有灌溉又有降水的情况下也无法分出因降水而引起的土壤水增量。遇到上述情况，便采用水量平衡方程进行估算。水量平衡方程式为：
Ps=P-Pz-EP-Rs-Pγ式中符号意义同前，当雨量较小时，Ep、Rs、Pγ 均为零，此时降雨对土壤的补给量为： Ps=P-Pz
篇9
【关键词】岩土工程勘察；误区辨析；规范条文
中图分类号：U469文献标识码： A
一、前言
岩土工程勘察是工程建设中的重要环节，勘察工作需要根据拟建建筑物的性质、规模、荷载、结构特点和拟建场地的岩土特点、地基复杂程序等情况综合确定。当前在规范执行过程中常见误区主要有：忽视详细勘察的勘探深度自基础底面算起的规定；往往缺少填土层的试验和测试数据，在经济上也可能导致一些工程建设不必要的浪费；取土数量没有很好地满足提供所需的各类岩土参数试验和统计要求等。为此，本文将对岩土工程勘察中的常见误区进行探讨。
二、岩土工程勘察规范中的若干疑问分析
《岩土工程勘察规范》(GB50021)是国家强制性标准，是进行岩土工程勘察工作的依据，对勘察工作各个方面提出了全面的、可操作执行的要求。但由于规范中的个别条款过于笼统或与其它相关规范(规程)存在矛盾，导致不同工程技术人员在应用中产生不同的理解，在一定程度上影响勘察工作的可操作性。
1、岩土工程勘察分级
《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009年版)(以下简称“岩土规范”)的3.1.1条文说明对工程重要性等级的解释是“《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)，将建筑结构分为三个安全等级，《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)(以下简称“地基规范”)将地基基础设计分为三个等级，都是从设计角度考虑的。对于勘察，主要考虑工程规模大小和特点，以及由于岩土工程问题造成破坏或影响正常使用的后果。由于涉及各行各业，涉及房屋建筑、地下洞室、线路、电厂及其他工业建筑、废弃物处理工程等，很难做出具体划分标准，故本条做了比较原则的规定。以住宅和一般公用建筑为例，其工程重要性等级划分为：30层以上的定为一级，7～30层的定为二级，6层及6层以下的定为三级。本文建议“岩土规范”继续引入“地基规范”的设计分级，并参照“高层建筑勘察规程”的勘察分级标准。
2、勘探点数量及各类型勘探点比例
“岩土规范”的4.1.20的1条“采取土试样和进行原位测试的勘探孔的数量，应根据地层结构、地基土的均匀性和工程特点确定，且不能少于勘探孔总数的1/2，钻探取土试样孔的数量不应少于勘探孔总数的1/3”，该规范的 4.1.17对高层建筑指出“每栋建筑物至少应有1个控制性勘探点”，但对其它建筑没有指出控制点的要求。而“高规”指出“控制性勘探点不应少于勘探点总数的1/3且不少于2个”。一方面“岩土规范”与“高规”在控制点数量上面存在矛盾，另一方面岩规对控制点比例没有明确，在实际操作中不容易把握。
3、取样和原位测试的样本数量
如何理解“每个场地”，若单栋建筑物，每个场地是指该单栋建筑物所在场地，若为二栋、三栋或为一个小区呢?勘察单位大都将每个场地视为一次勘察的范围。土性指标的变异性，用空间场中少数几个点的取样得到的力学性质去预测整个空间场地性质，必然会产生不确定性。点数越少，空间场地越大，不确定性也就越大。所以不考虑一次勘察范围的大小、建筑物的性质和高度，将其理解为每一主要土层的取样数量或原位测试数据大于等于6件(组)，就算满足要求，这种理解是不恰当的。尤其是一些勘察单位为了减少成本，在施工操作中，勘察单位往往断章取意，将原状土试样或原位测试数据不应少于6件(组)变成原位测试数据不少于6组，这就更加可笑了。
4、地下水的腐蚀性评价
“岩土规范”12．1条指出“当有足够经验或充分资料，认定工程场地的土或水(地下水及地表水)对建筑材料为微腐蚀时，可不取样试验进行腐蚀性评价”，所谓有足够经验或充分资料是指有专门研究论证，并经地方主管部门组织审查认可，或地方规范规定，并非个别单位意见。12．1．2-4条又明确规定了水和土的取样数量每个场地不应少于2件，《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》(DBJ01-501-92)规定“一般情况下，可不考虑地下水的腐蚀性，但对有环境水污染的地区，应查明地下水对混凝土的腐蚀性”。《上海地基基础设计规范》(DBJ08-11-89)规定“上海市地下水对混凝土一般无侵蚀性，在地下水有可能受环境水污染地段，勘察时应取水样化验，判定其有无侵蚀性”。各地执行各自的地方规定、规范的条文。
三、岩土工程勘察规范执行建议
1、建议取样钻探宜与静力触探原位测试相结合
当在软土地区进行岩土工程勘察时，取样钻探宜与静力触探原位测试相结合。这是因为取样钻探可以直接观察岩土结构和特征，而静力触探原位测试可以连续获取定量的数值，各有特点，互相弥补，从而达到提高勘察质量的目的。这也是规范强调的内容：①每层土取到6件原状土试样，达到了条文的要求，但实际上多取样，提高了成本，这同条文强调须考虑经济效益的要求不符；②按规范要求布置一定的取样钻孔，控制取样深度；③在多个持力层的情况下，合理选择一个持力层，通过深度控制取样或以中间报告的形式来解决主要土层原状土试样达6件以上；④当不符合要求时，可通过控制取样深度来达到要求；⑤是针对浅基础的，当有成熟经验的情况下，静力触探原位测试可以单独应用，如冲洪积、冲湖积盆地的粉砂地层，厚度较大，分布稳定，取样宜扰动，而采用静力触探原位测试既能保护原状性质，而且施工速度快、成本低。
2、根据情况合理执行按基本建设程序进行岩土工程勘察的规定
分三种情况进行阐述，第一种情况是如果经过详细勘察工作，查明了场地暗塘的回填物性质、埋藏深度、厚度及分布范围，则各种安全隐患可以完全避免。因此，各项工程建设在设计施工之前，必须按基本建设程序进行岩土工程勘察。第二种情况是不论场地地质条件简单与否，均需要进行岩土工程勘察。通过勘察查明场地工程地质条件，提供基础持力层和设计技术参数，可以合理取用地基承载力，从而避免浪费。第三种情况是应及时进行补勘，补勘日期不要提前，补勘原因可在文字中加以说明。
3、科学编写岩土工程勘察报告
勘察报告还需要增加以下内容：(1)基础持力层的选择评价；(2)桩型、桩长、单桩承载力估算及影响；(3)饱和粉砂土的评价、防治建议；(4)场地地震效应；(5)对基坑开挖、支护等建议；(6)结论与建议。勘察依据建议用勘察执行的主要技术标准的写法，这样做，既符合条文要求，又符合我国技术标准的含义。
4、建议对土取样测定来判定腐蚀性应按情况区分
地下水对建筑材料的腐蚀性判定，大家较为重视，即使没有取水样，也可以根据区域水质资料分析，判定对建筑材料的腐蚀性，而土对建筑材料的腐蚀性判定多被忽视。土溶于水(在室内试验时，土还是通过水的浸泡测定其含量)，所以只要测定地下水中的含量就可以说明问题，因此，在岩土工程勘察中没有必要对未被污染的土取样测定来判定地基土的腐蚀性。而对于已被污染的土，就应该取污染土样进行土的腐蚀性试验，从而判定场地土对建筑材料的腐蚀性，才有意义。
此外，勘察单位都能做到实测地下水位，满足要求，而对深部承压水实施较难，大多数勘察单位做不到或甚至不做。在一般工业与民用建筑勘察中，对于深部承压水水头不测也没有大的关系，而深部承压水如对大直径钻孔灌注桩施工影响较大时，应该有承压水头资料，这可通过调查和收集有关资料获得。对于基础影响不大的，如基岩裂隙水，可以不测地下水位。对于要专门进行水文地质勘察时，那么必须按条文要求做到。
四、结束语
综上所述，《岩土工程勘察规范》(GB50021)是国家强制性标准，通过勘察工作形成的原始资料必须真实完整、数据可靠，确切反映场地的水文地质及工程地质条件。本文阐述了勘察工作在执行时易于被忽视的勘察条文要求，要求勘察从业人员根据场地岩土条件、建筑物特点等灵活把握，避免教条理解；并在规范的框架下，根据工程的具体特性和当地的实际经验，合理地确定勘探方法和工作量，使岩土工程勘察走上健康发展的道路。
参考文献
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对于地铁隧道工程施工风险管理含义的解释，国内外许多专家站在不同的立场上提出了各自的解释。角度不同，对风险管理内涵的定义也就不相同。综合各种含义之后，可以得出以下定义:地铁隧道工程施工风险管理主要是指在对潜在的各种风险进行识别和分析之后，从中发掘可能存在的安全风险隐患，同时建立相应的风险评估模型，对存在的风险进行专业的估测，寻找对工程施工带来的潜在安全隐患，从而制定相应的解决措施，并从中选择出最佳设计方案，来应对潜在的风险，最大限度的降低风险给工程带来的损失。另外，风险管理的本质是事先对工程可能发生的风险进行预测，并作出相应的应对措施。
2.地铁隧道工程施工风险管理流程
要加强对地铁隧道修筑过程中潜在风险的预防，必须要建立一套内容充实、分工明确、体系完备的风险管控流程，依据建立好的流程就能够对风险进行有效的管控了。地铁隧道工程施工流程如下:首先，明确地铁隧道工程的特点，依据本身的特点签署工程保险;其次，对工程风险分析的方法进行明确，然后对潜在的风险因素进行识别，识别时要与业主以及施工单位进行详细的探讨，之后建立明确的风险因素清单;第三，依据清单对风险进行量化，然后建立起风险评估模型;第四，建立模型之后，要对风险进行初步的评估，如果潜在的风险不利于工程的施工，或者在施工过程中可能会发生难以预料的事故，首先应该减缓风险，如果风险不足以造成施工过程中的事故发生，那么就可以对剩余的风险进行评估了;最后，经过评估之后，将能够预测的潜在风险寻找出来，然后制定相应的防范措施。
3.地铁隧道工程施工风险管理措施分析
前面分析了隧道工程施工中风险管理的内涵以及管理的流程，明确了以上相关知识后，就可以对工程施工中的风险进行管理了。下面结合某地地铁一号线的建设实际，来探讨进行隧道施工风险管理的措施。
3.1隧道施工风险管理门得建设
上海交通大学土木工程系和上海铁路局联合联合组成课题组，在对一线技术和管理人员进行详细调查后，提出了“风险管理门”的概念(RiskManagementGate)。根据对一线施工管理人员进行调查问卷的结果，可以将隧道建设中潜在的风险分成3类:技术、管理、地质情况。其中，技术方面又可以分成施工准备情况、洞口部分的施工、开挖情况以及监控测量几个部分;管理方面只有施工管理一项;地质情况则包括膨胀性围岩地段的施工、涌泥突水地段的施工以及岩爆情况和瓦斯层的施工几个部分的内容。通过对这几个方面的风险进行分析，可以将施工的过程分成7道风险管理门，这7道风险管理门主要分为三个阶段:施工准备阶段、操作阶段以及完工阶段。
3.2隧道施工风险管理研究
建立了风险管理门之后，就明确了施工的各个步骤，同时就可以依据相它对潜在的风险进行分析了。某市地铁一号线是连接老城区与新城区的主要地下交通线之一，全场25千米。根据地质勘查结果，地铁一号线的施工条件比较复杂，施工中不仅会穿过粉土、粉砂、粉质粘土等底层，同时还穿过几座重要的文物保护建筑，这样就加大了施工的难度，如果不能对潜在的风险进行评估，很容易会造成文物建筑损坏等后果。
3.2.1潜在风险辨识
进行风险辨识是进行风险管理的首要工作，应该由相关的专家和施工单位共同组成风险辨识小组，结合搜集到的资料，并仔细的分析当地的地质特点以及地下环境，对风险进行辨识。根据本市地铁一号线的具体情况，将风险分为基坑施工潜在风险、盾构施工潜在风险以及管网施工潜在风险等三个方面。其中，基坑施工潜在风险主要有基坑开挖土体是否具有稳定性、基坑开挖对周围文物建筑的是否具有破坏性以及雨季防汛风险;盾构施工风险主要有盾构进洞阶段的风险和出洞阶段的风险;管网施工潜在风险主要有施工对天然气管、污水管和雨水管等带来的风险、管线改移、悬吊的安全风险以及地下水对地铁站带来的风险等。
3.2.2潜在风险评估
辨识完潜在的风险之后，要对这些风险进行评估，进而制定应对措施。通过对某市地铁一号线进行风险评估，地铁某段的潜在风险依据对不同风险因素对周围环境的影响是不同的。通过对这些不同点进行实事求是的分析，进而制定风险应对措施。
3.2.3潜在风险应对
在对风险辨识以及评估完成之后，就可以依据得出的风险因素制定相应的应对措施。根据某市地铁一号线实际存在的风险因素，可以制定以下应对措施:(1)本车站的基坑比较宽，开挖的也比较深，因此可以使用长大内支撑体系来进行支撑，等到结构混凝土的强度应该达到80%以上后才可以将支撑拆除。(2)本地区的地质条件比较差，地下水位比较高，很容易出现地下水喷涌的现象。针对这种情况，可以将地下水降低到坑以下30m，在降水的同时，务必确保收到良好的降水效果，另外还不能损坏周围的建筑物。(3)强化施工监测力度，在施工中要及的通过监测获取工程进度数据，对这些数据进行分析，从中预测出施工的下一过程可能要出现的风险因素，以便及时的制定计划，尽可能的减少风险因素给施工带来的不良后果。
4.结语
