關于地質勘察中水文地質工作的思考

江競羽

摘要：近些年來，我國工程地質勘察工作已有了長足發展，已經成為了我國地質工程建設的左右手。地質勘察是對地質工程相關區域范圍內的巖石、地層、構造、水文、地貌等地質情況進行調查了解，確定工程建設的規劃、設計、施工提供必要的依據及參數。

關鍵詞：工程地質勘察；水文；問題

中圖分類號：P331文獻標識碼： A

1 水文地質評價內容

工程地質勘察中水文地質評估內容在以往的工程勘察報告中，由于缺少結合基礎設計和施工需要評價地下水對巖土工程的作用和危害在很多地區已發生多起因地下水造成基礎下沉和建筑物開裂的質量事故，總結以往的經驗和教訓，我認為在今后在工程勘察中，對水文地質問題的評價主要考慮以下內容：（1）應重點評價地下水對巖土體和建筑物的作用和影響，預測可能產生的巖土工程危害，提出防治措施；（2）工程勘查密切結合建筑物地基基礎類型的需要，查明有關水文質問題，提供選型所需的水文地質資料；（3）應從工程角度，按地下水對工程的作用與影響，提出不同條件下應當著重評價的地質問題，如：對埋藏在地下水位以下的建筑物基礎中水對砼及砼內鋼筋的腐蝕性；對選用軟質巖石、強風化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎持力層的建筑場地，應著重評價地下水活動對上述巖土體可能產生的軟化、崩解、脹縮等作用；在地基基礎壓縮層范圍內存在松散、飽和的粉細砂、粉土時， 應預測產生潛蝕、流砂、管涌的可能性；當基礎下部存在承壓含水層，應對基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進行計算和評價；在地下水位以下開挖基坑，應進行滲透和富水性試驗。并評價由于人工降水引起土凍沉降，邊坡失穩進而影響物穩定性的可能。

二、巖土的水理性質

巖土水理性質與巖土的物理性質都是巖土重要的工程地質性質。巖土的水理性質不僅影響巖土的強度和變形，而且有些性質還直接影響到建筑物的穩定性。以往在勘察中對巖土的物理力學性質的測試比較重視，對巖土的水理性質卻有所忽視,因而對巖土工程地質性質的評價是不夠全面的。

1.地下水的賦存形式：地下水按其在巖土中的賦存形式可分為結合水、毛細管水和重力水三種，其中結合水又可分為強結合水和弱結合水兩種。

2.巖土的主要的水理性質及其測試辦法:

（1）軟化性，是指巖土體浸水后,力學強度降低的特性，一般用軟化系數表示，它是判斷巖石耐風化、耐水浸能力的指標。在巖石層中存在易軟化巖層時，在地下水的作用下往往會形成軟弱夾層。各類成因的粘性土層、泥巖、頁巖、泥質砂巖等均普遍存在軟化特性。

（2）透水性，是指水在重力作用下,巖土容許水透過自身的性能。松散巖土的顆粒愈細、愈不均勻,其透水性便愈弱。堅硬巖石的裂隙或巖溶愈發育,其透水性就愈強。透水性一般可用滲透系數表示,巖土體的滲透系數可通過抽水試驗、滲水試驗和壓水試驗求取。

（3）崩解性，是指巖土浸水濕化后，由于土粒連接被削弱、破壞，使土體崩散、解體的特性。巖土的崩解性與土的顆粒成分、礦物成分、結構等關系極大，以蒙脫石、水云母、高嶺土為主的殘積土以散開方式崩解，而以石英為主的殘積土多以裂開狀崩解為主。

（4）給水性,是指在重力作用下飽水巖土能從孔隙、裂隙中自由流出一定水量的性能,以給水度表示。給水度是含水層的一個重要水文地質參數,也影響場地疏干時間。給水度一般采用實驗室方法測定。

（5）脹縮性,是指巖土吸水后體積增大，失水后體積減小的特性，巖土的脹縮性是由于顆粒表面結合水膜吸水變厚，失水變薄造成的。巖土的脹縮性往往是產生地裂縫、基坑隆起的重要原因之一，對地基變形和土坡表層穩定性有重要影響。標定巖土脹縮性的指標有：膨脹率、自由膨脹率、體縮率、收縮系數等。

三．充分認識地下水引起的巖土工程危害

水文地質條件會給工程帶來危害，主要原因是地下水動水壓力作用和地下水位升降變化兩方面因素。自然或人為原因都會帶來地下水位的變化，一旦地下水位變化突破臨界值，就會給工程帶來地質危害，研究表明，引起危害的地下水位變化主要有3種情況：

1）地下水位下降。當前，由于經濟的快速發展，人為因素成為地下水位下降的主要原因，例如過度利用地下水、礦床疏干、修建水庫截流下游地下水水源、流域上游筑壩等，這些因素常會引發一系列問題。一旦地下水位的下降過大過快，常會誘發一些地質災害，如地面沉降、地面塌陷和地裂等，也會造成一些環境問題，如水質惡化、地下水源枯竭等，在年降水量較小的地區會引起土地的沙漠化，在海邊有可能會造成海水倒灌。這些地質災害或環境問題會給工程和人類的居住環境帶來巨大的威脅。

2）潛水位上升。水利工程建設及區域水文條件的變化常會造成潛水位上升，如修建水庫、地下水來源地的河流、湖泊、水庫等水位的上升。建筑物的安全性和穩定性易受潛水位上升的影響，其影響主要有以下幾個方面：一是通過軟化地基影響建筑物的安全。潛水位上升，促使粘性土壓縮性增高、強度降低和含水率增高，誘發建筑物的沉降變形；二是潛水位上升會誘發地基隆起或側移，前者會導致建筑物的基礎上浮，后者導致建筑物傾斜或墻體破裂；三是潛水位上升會促使砂土或粉土達到飽和狀態，通常會引發流砂、管涌現象，也會帶來砂土液化等問題；四是造成潛水位以下的地下室浸水，使其喪失使用價值；五是改變土壤的化學性狀，如沼澤化、鹽漬化等，給建筑物帶來腐蝕。

3）地下水位升降。通過對水文地質規律的研究發現，氣候、氣壓、潮汐以及地球與月球引力變化，附近區域水體的水位變化等都會引起地下水位反復升降。地下水位的升降帶來的影響主要有這幾方面：導致建筑物基礎土的壓密；增加基礎工程材料的腐蝕性破壞；水位變化導致的干濕交替容易腐爛；使建筑基礎土層中一些鹽類發生溶解作用導致建筑物位移；引起膨脹性巖土的均勻的脹縮變形，造成地裂并給建筑物造成結構破壞。研究表明，自然狀態下地下水的動水壓力作用較弱，難于給地面工程造成不利影響，但隨著人類工程建設活動的不斷增加，特別是大型水利工程的建設，會改變較大區域范圍內的水文地質狀況，帶來一系列嚴重的工程水文地質危害。

三、地下水對巖土工程的影響問題分析研究

當巖土工程區域的地下水發生升降變化時容易對巖土工程產生影響。自然環境或者人為因素均有可能引起地下水水位的變化，當地下水位的變化超過一定的極限時就會對巖土工程產生不良的影響。

1、水位上升對巖土工程的影響。引起地下水水位上升現象的因素多種多樣。其中地質因素如總體巖性產狀以及含水層結構等是其中重要的一個因素；氣象因素如氣溫、降雨量等也會影響地下水的水位；人為因素如工程施工、灌溉等也會對地下水位造成影響。

2、水位下降對巖土工程的影響。一般引起地下水位的降低的因素多是人為因素，其中人為因素包括上游修建水庫、筑壩等阻斷了下游地下水的補給水源、采礦活動中的礦床疏干以及對某地地下水大量集中的抽取等，這些都會引起地下水水位的下降[6]。地下水水位下降會引起嚴重的后果，如地面塌陷、地面沉降、誘發地裂等地質災害，也會造成水質惡化、地下水源枯竭等一系列問題，會嚴重危害巖土工程的穩定性以及人員和財物的安全等。

結語

水文地質問題是進行工程地質勘察和設計以及具體的施工過程中的一個具有實際意義的問題，其與工程地質的關系相當密切。在某些地區水文地質情況相當的復雜，若是在工程地質勘察中工作人員沒能夠詳細了解水文地質情況，在對工程進行設計時又自動忽略了水文地質問題對于工程的影響，極易導致由地下水引發的各種土木工程災害的發生。

參考文獻

[1]陳雁.水文地質之路[J].中煤地質報，2009.

[2]郭永海，王駒.高放廢物地質處置中的地質、水文地質、地球化學關鍵科學問題[J].巖石力學與工程學報，2007.