浅谈在工程地质勘察中水文地质问题的危害
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摘 要：在工程地质勘察过程中，水文地质的问题显得极为严重，但是又经常被忽视。水文地质勘察的类型很多，其勘察手段也很多，但由于勘察、设计人员对水文地质问题的忽视，导致了工程出现许多困难和问题。关于工程地质勘察水文地质问题如何得到更有较的解决，确保工程的顺利进行和安全等。需要过硬的技术和经验的积累，有效地采取各种手段。
关键词： 工程 地质勘察 水文地质、水文地质问题
中图分类号： TV 文献标识码： A 文章编号：
前言：
在工程建设地质勘察中要高度重视水文地质调查，作为工程建设地质环境的组成部分，较差的水文地质条件会给工程建设带来多方面的危害，工程建设项目的组织者、实施者在工程建设实施前就应该调查清楚工程的水文地质情况，制定出有针对性防治措施，提高工程的稳定性和安全性，更好地完成工程建设。
一、岩土水理性质
岩土水理性质是指岩土与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩土重要的工程地质性质。岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形，而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。
1、地下水的赋存形式：地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水三种， 其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。
2、岩土的主要的水理性质及其测试办法:
（1）软化性： 是指岩土体浸水后，力学强度降低的特性，一般用软化系数表示，它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时， 在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性土层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。
（2）透水性： 是指水在重力作用下，岩土容许水透过自身的性能。松散岩土的颗粒愈细、愈均匀， 其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育， 其透水性就愈强。透水性一般可用渗透系数表示， 岩土体的渗透系数可通过抽、注水试验求取。
（3）崩解性： 是指岩土浸水湿化后，由于土粒连接被削弱、破坏，使土体崩散、解体的特性。岩土的崩解性与土的颗粒成分、矿物成分、结构等关系极大，以广东地区的残积土为例，一般崩解时间5～24h，崩解量1.79 ～34，以蒙脱石、水云母、高岭土为主的残积土以散开方式崩解， 而以石英为主的残积土多以裂开状崩解为主。
（4）给水性： 是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水量的性能，以给水度表示。给水度是含水层的一个重要水文地质参数，也影响场地疏干时间。给水度一般采用实验室方法测定。
（5）胀缩性：是指岩土吸水后体积增大，失水后体积减小的特性， 岩土的胀缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚， 失水变薄造成的。岩土的胀缩性往往是产生地裂缝、基坑隆起的重要原因之一， 对地基变形和土坡表层稳定性有重要影响。标定岩土胀缩性的指标有：膨胀率、自由膨胀率、体缩率、收缩系数等。
二、与水文地质有关的一些参数
1、地下水类型及含、隔水层
（1） 地下水类型
根据特有性质，地下水赋存介质为松散岩类孔隙水，碎屑岩裂隙孔隙水，碳酸盐岩裂隙喀斯特水，火山岩裂隙孔隙水等；按其埋藏条件和水力特性分为潜水和承压水。
（2） 含水层、隔水层
含水层：通常含水层岩土体包括砂卵砾石层、砂层、粉土层、碳酸盐层和其它含水岩层（如砂岩、粉砂岩）等，从构造上看含水层包括破碎基岩风化带、构造破碎带、红层孔隙与裂缝带等。
隔水层：通常隔水层包括黏土层、黏土岩及节理裂隙不发育的部分岩浆岩和变质岩等。
2 、静水位和变化幅度
一般地下水存在一个静水位和变化幅度，静水位在勘察时一般在钻孔结束24小时后测得，水位变幅一般又分为季节变幅和年纪变幅，如进行抽水试验还可测定在特定条件下的水位变幅。
3 、地下水的补给、径流、排泄
根据地形、气象、水文、地质结构、含水层分布状况及其与水接触等，分析地下水的补给、流动和排泄特征。掌握了地下水的补给、径流、排泄特征就掌握了地下水的基本特征，掌握了地下水的基本特征就为分析工程水文地质问题提供了必要条件。
4、 地下水水质分析
地下水化学成分较为复杂，往往根据实际需要进行特定的化学分析，如需把地下水作为水源地或饮用水需进行生活饮用水水质分析，如需判断水是否对建筑物或钢筋具腐蚀性，则需进行腐蚀性分析。
5 、测定水文地质参数
根据工程要求，可通过抽水试验，渗透试验，注水试验，水压试验测定地下水渗透系数、影响半径等，通过室内试验可提供导水系数、孔隙率、吸水率，等参数。
三、水文地质勘察存在的一些问题和实例
在一些工程建设中由于没有重视水文地质问题引发了一些工程事故和工程损失。
如在拉萨贡嘎机场的一个房建勘察中，由于某单位没有重视地下水的作用，在钻孔完成后立即进行了水位测量，未在24小时后测定稳定地下水水位，因此在报告中并未要求对地下水进行处理，但在房屋基础开挖时，发现地下水水位较高，需进行基坑降水，因此基础处理费用大幅增加。又如在日喀则江孜县的一个水库，该水库设计时未充分考虑地下水渗流、管涌作用，在水库修建完工后不久出现了水库渗漏，虽经处理后也仅基本能够使用，但相比提前考虑到渗流、管涌作用，做必要防护投资巨大。再如成都一商品房建筑因设计人员在做抗浮设计时，由于未能准确收集到地下水水位变幅资料，导致在雨季时，地下水水位上升较大，致使该建筑一附属建筑与主体建筑开裂破坏。又再如聂拉木县樟木镇菜市场滑坡前期治理中，由于设计人员未充分考虑地下水的作用，未在抗滑桩之间设置挡土墙和地下水排水系统，致使该工程完工后桩间土体发生流土，流土发生后对上部建筑构成威胁；后来设计人员根据该地区地下水丰富的特点，设置了集水廊道和集水坑及挡土板上设置泄水孔等方法消除了隐患，使滑坡重新稳定。
四、水文地质条件对工程造成危害的主要因素
水文地质条件会给工程带来危害，究其原因，主要是地下水动水压力作用和地下水位升降变化两方面因素。自然或人为原因都会带来地下水位的变化，一旦地下水位变化突破临界值，就会给工程带来地质危害，研究表明，引起危害的地下水位变化主要有3 种情况：
1、地下水位下降
当前，由于经济的快速发展，人为因素成为地下水位下降的主要原因，例如过度利用地下水、矿床疏干、修建水库截流下游地下水水源、流域上游筑坝等，这些因素常会引发一系列问题。一旦地下水位下降过大过快，常会诱发一些地质灾害，如地面沉降、地面塌陷和地裂等，也会造成一些环境问题，如水质恶化、地下水源枯竭等，在年降水量较小的地区会引起土地的沙漠化，在海边有可能会造成海水倒灌。这些地质灾害或环境问题会给工程和人类的居住环境带来巨大的威胁；
2、潜水位上升
水利工程建设及区域水文条件的变化常会造成潜水位上升，如修建水库、地下水来源地的河流、湖泊、水库等水位的上升。建筑物的安全性和稳定性易受潜水位上升的影响，其影响主要有以下几个方面：
一是通过软化地基影响建筑物的安全。潜水位上升，促使粘性土压缩性增高、强度降低和含水率增高，诱发建筑物的沉降变形；二是潜水位上升会诱发地基隆起或侧移，前者会导致建筑物的基础上浮，后者导致建筑物倾斜或墙体破裂；三是潜水位上升会促使砂土或粉土达到饱和状态，通常会引发流砂、管涌现象，也会带来砂土液化等问题；四是造成潜水位以下的地下室浸水，使其丧失使用价值；五是改变土壤的化学性状，如沼泽化、盐渍化等，给建筑物带来腐蚀；
3、地下水位升降
通过对水文地质规律的研究发现，气候、气压、潮汐以及地球与月球引力变化，附近区域水体的水位变化等都会引起地下水位反复升降。地下水位的升降带来的影响主要有这几方面：导致建筑物基础土的压密；增加基础工程材料的腐蚀性破坏；水位变化导致的干湿交替容易腐烂；使建筑基础土层中一些盐类发生溶解作用导致建筑物位移；引起膨胀性岩土的均匀的胀缩变形，造成地裂并给建筑物造成结构破坏。
研究表明，自然状态下地下水的动水压力作用较弱，难于给地面工程造成不利影响，但随着人类工程建设活动的不断增加，特别是大型水利工程的建设，会改变较大区域范围内的水文地质状况，带来一系列严重的工程水文地质危害。
针对工程勘察中的水文地质问题，可以采取以下应对措施：
1、加强对工程地质勘察规范或规程学习。经过几十年的发展，当前我国工程地质勘察工作已经拥有了完备的规范、规程体系，这些规范性文件对勘察工作的目的、任务、评价都做了具体的、切实可行的规定，是工程地质技术人员开展工作的主要依据。工程地质技术人员必须要高度重视规范、规程，了解和熟悉其要求，这样才能在开展工程地质勘察时做足工作量布置，设置足够的原状土样测试数据、及时划分抗震地段。通过研读规范、规程，工程地质管理者和技术人员在吸收文件的相关规定后，能不断地充实和提高理论水平和实践操作能力；
2、重视地下水埋藏状况的调查。在调查时，要明确调查的重点，设置必要的调查指标体系，弄清地下水的类型、补给及排泄条件、地下水位、水位变化幅度及规律，在此基础上，对地下水对建筑材料的腐蚀性进行评价，涉及到基坑工程的还应做抽、压水试验，调查土层的渗透性质等。预估地下水可能带来的突涌、流沙或管涌等潜在的威胁，制定出有效和可行的防治措施建议。
结束语：
在工程勘察、设计和施工过程中， 水文地质问题始终是一个极为重要但也是一个易于被忽视的问题。之所以重要， 是因为水文地质和工程地质二者关系极为密切，互相联系和互相作用，地下水既是岩土体的组成部分，直接影响岩土体工程特性，又是基础工程的环境， 影响建筑物的稳定性和耐久性。在一些水文地质条件较复杂的地区，由于工程勘察中对水文地质问题研究不深入，设计中又忽视了水文地质问题，经常发生由地下水引发的各种岩土工程危害问题，令勘察和设计处于难堪的境地。为提高工程勘察质量， 在工程勘察中不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题，评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响，更要提出预防及治理措施的建议， 为设计和施工提供必要的水文地质资料，以消除或减少地下水对岩土工程的危害。
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