關于工程地質勘察中水文地質的探討分析

鄭河

摘要：水文地質研究在工程勘察中有著十分重要的地位，由于水文地質作用會影響到巖土體工程的屬性，甚至會對工程有著一定程度損害，破壞了工程的穩定性與安全性。本文主要闡述工程地質勘查中水文地質評價內容，巖土水理性質，地下水引起的巖土工程危害等問題及應對措施。

關鍵詞：工程地質勘察 水文地質 巖土 危害

地下水對巖土工程起著舉足輕重的作用，它不僅直接影響工程巖土體的性質，而且與環境巖土工程地基，建筑物的穩定性和持久性有很大的相關性。為此，在巖土工程勘察中，必須做好與巖土工程有關的水文地質問題的評估，準確評估工程中的地下水對巖土和建筑物有可能出現的影響，為巖土工程的設計與施工提供全面充分的水文地質資料。

一、工程地質的概述

工程地質是關于地質問題的專業名詞，它主要是對各類工程建筑進行調查、研究以及解決地質相關問題的科學。它的主要目的是查明各類施工場地的地質條件、構造以及現場可能出現的變化、從而進行綜合的分析和評價，選擇最優的場地，并且對于現場可能出現的不良地質問題作出合理的應對政策、為保證現場能夠正常施工等方面提供最權威的科學依據。它的基本任務就是查明工程地質的條件和所隱藏的問題，從而保障工程建筑與地質環境的相吻合，使得工程建筑能夠安全、正常、經濟的運作。

二、工程地質勘察中水文地質評價內容

在工程勘察中，對水文地質問題的評價，主要應考慮以下內容：

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 工程勘察中還應密切結合建筑物地基基礎類型的需要，查明有關水文地質問題，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：

（1）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。

（2）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、粉上時，應預測產生潛蝕、流砂、管涌的可能性。

（3）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。

（4）在地下水位以下開挖基坑，應進行滲透和富水試驗，并評價由于人工降水引起土體沉降、邊坡失穩進而影響周圍建筑物穩定的可能性。

三、巖土水理性質

巖土水理性質是指巖土與地下水相互作用時顯示出來的各種性質。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的評價是不夠全面的。巖土的水理性質是巖土與地下水相互作用顯示出來的性質，下面首先介紹一下地下水的賦存形式及對巖土水理性質的影響，然后再對巖土的幾個重要的水理性質及研究測試方法進行簡單的介紹。

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。各類成因的粘性上層、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。松散巖上的顆粒愈細、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，巖上體的滲透系數可通過抽水試驗求取。

（3）崩解性，是指巖浸水濕化后，由于土粒連接被削弱，破壞，使土體崩敞、解體的特性。

（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的性能，以給水度表示。給水度是含水層的幾個重要水文地質參數，也影響場地疏時間。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，巖土的漲縮性是由于顆粒表面結合水膜吸水變厚，失水變薄造成的。

四、地下水引起的巖土工程危害

地下水引起的巖土工程危害，主要是由于地下水位升降變化和地下水動水壓力作用兩個方面的原因造成的。

地下水升降變化引起的巖土工程危害。地下水位變化可由天然因素或人為因素引起，但不管什么原因，當地下水位的變化達到一定程度時，都會對巖土工程造成危害，地下水位變化引起危害又可分為三種方式：

1 水位上升引起的巖土工程危害。潛水位上升的原因是多種多樣的，其主要受地質因素如含水層結構、總體巖性產狀；水文氣象因素如降雨量、氣溫等及人為因素如灌溉、施工等的影響，有時往往是幾種因素的綜合結果。由于潛水面上升對巖土工程可能造成：

（1）土壤沼澤化、鹽漬化，巖土及地下水對建筑物腐蝕性增強。

（2）斜坡、河岸等巖土體巖產生滑移、崩塌等不良地質現象。

（3）一些具特殊性的巖土體結構破壞、強度降低、軟化。

（4）引起粉細砂及粉土飽和液化、出現流砂，管涌等現象。

（5）地下洞室充水淹沒，基礎上浮，建筑物失穩。

2 地下水位下降引起的巖土工程危害。地下水位的降低多是由于人為因素造成的，如集中大量抽取地下水，采礦活動中的礦床疏干以及上游筑壩，修建水庫截奪下游地下水的補給等。地下水的過大下降，常常誘發地裂、地面沉降、地面塌陷等地質災害以及地下水源枯竭、水質惡化等環境問題，對巖土體、建筑物的穩定性和人類自身的居住環境造成很大威脅。

3 地下水頻繁升降對巖土工程造成的危害。地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產生不均勻的脹縮變形，當地下水升降頻繁時，不僅使巖上的膨脹收縮變形往復，而且會導致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大，進而形成地裂引起建筑物特別是輕型建筑物的破壞。地下水升降變動帶內由于地下水的滲透，會將土層中的鐵、鋁成分淋失，土層失去膠結物將造成土質變松、含水量孔隙比增大，壓縮模量、承載力降低，給巖土工程基礎選擇、處理帶來較大的麻煩。

地下水動壓力作用引起巖土工程危害。地下水在天然狀態下動水壓力作用比較微弱，一般不會造成什么危害，但在人為工程活動中由于改變地下水天然動力平衡條件，在移動的動水壓力作用下，往往會引起一些嚴重的巖土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成條件和防治措施在有關的工程地質文獻已有較詳細的論述，這里不再重復。

五、在工程地質勘察中，針對水文地質危害的應對措施

通過上文的敘述我們已經發現，巖土工程建筑物會在很大程度上受到水文地質的影響，因為有著十分繁多的水文地質種類。比如地下水的類型、地下水位的變動、土層和巖層的滲透系數等，這些因素都會在很大程度上影響到建筑物的穩定性。因此，在工程地質勘察中，就需要大力研究水文地質，從而提高工程質量。不僅需要將巖土工程相關的水文地質因素找出來，還需要將這些因素對建筑物產生的影響和作用進行探討和明確，了解其對建筑物的危害，針對這些危害提出相應的預防措施，將豐富的水文地質信息提供給后期的工程施工，這樣工程建設質量受到的水文地質危害就會得到大大地減少。經過上文的介紹，我們了解到潛水位的上升以及地下水水位的變化是水文地質的主要危害；在潛水位上升方面，相關部門應該對地下給水管道和引水渠水管道進行大力的巡視，如果發現了滲漏問題，需要給予必要的修復。在地下水水位下降方面，就需要組織相關部門和人員來對那些抽取地下水以及采礦人員特別重視，如果出現了違規情況，或者因為這些行為降低了地下水水位，就需要進行嚴格處罰，加強教育，讓其充分認識到其中的危害，認識到自己的錯誤，從而降低這類情況發生的幾率。

六、結語

水文地質工作在建筑物持力層選擇、基礎設計、工程地質災害防治等方面都起著重要的作用，隨著工程勘察的發展，將受到越來越廣泛的重視，切實做好水文地質工作將對勘察水平的提高起著極大的推動作用。