岩土工程中的水文地质评价实例浅析

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摘要：水文地质工作是岩土工程的重要组成部分，本文通过自己的工作实例简要介绍了岩土工程中的水文地质工作及评价内容，仅供参考。

关键词：岩土工程；工作方法；水文地质条件；水文地质评价

1 工程概况

某工程位于江西地区，为工业建筑群，场地在长江与湖泊之间为一系列南西~北东方向的孤立残丘，属江岸湖滨剥蚀残丘地貌。

工程开展期间厂区内正进行土石方开挖回填施工作业，原有地貌已大为改观。工作区内仅在东北和西南部分布有残丘地貌，区内最高标高109.6m，在丘陵与长江之间分布着狭窄的一级阶地，阶地地面标高12～14m，最宽处（船形）约1.4km，在丘陵与湖泊之间分布着狭窄的二级阶地，阶地地面标高17～29m。

按照设计要求，本次工作为岩土工程勘察的一项重要内容，要求通过水文地质调查、水文地质钻探、水文地质试验及地下水位观测等多种手段，查明调查区内的水文地质基本条件和基本特征，分析评价厂区地下水的埋藏、分布、补给、径流、排泄条件，为下一步主厂区施工图设计提供水文地质资料。

2 工作方法及工作量

2.1 水文地质调查

调查方法为通过观测点和观测路线，着重对水文点（井、泉等）进行追索观察，并尽可能穿越构造、地质界线的实地调查法，一般水文点用手持GPS定位，重要水文点用RTK精确定位。各点均按统一要求填写卡片，详细记录调查和访问资料，泉水点实测流量。

通过以上工作，进一步查明了调查区地下水类型、分布及赋存条件及地下水的补给、径流、排泄和动态变化等主要水文地质特征，为水文地质试验和对调查区进行全面水文地质评价，取得了所必需的水文地质基础资料。

2.2 抽水试验

通过抽水试验，测定第四系地层在天然状态下和人工回填后的渗透系数。本次钻孔抽水试验共完成4孔，其中3个孔布置在厂址回填区，1个孔布置在厂区北部的一级阶地，

2.3 压水试验

为测定不同岩性和风化程度基岩的试段透水率，在两个主厂区共布置了6个孔的压水试验。按三级压力、五个阶段 [即P1-P2-P3-P4(=P2)- P5(= P1)，P1＜ P2＜P3]进行。P1、P2、P3三级压力分别为0.3MPa、0.6MPa和1MPa。

2.4 地下水流速、流向试验

为查明厂区内地下水流速、流向情况，利用同位素综合示踪方法对主厂区及周边区域的地下水渗透流速大小、渗透流速方向进行了探测。共完成地下水渗透流速探测孔10个，地下水渗透流向探测孔10个。

3 水文地质条件

调查区位于长江与湖泊之间的狭长地带，地形呈南西－北东条带状展布，中间地势较高，两侧地势较低，水文地质条件较为简单，为一独立的水文地质单元。

3.1 地下水类型、分布及赋存条件

1） 第四系孔隙水

第四系孔隙水主要分布于主厂区与湖泊之间及主厂区与长江之间的第四系冲湖积平原区，含水层主要为粉细砂层、碎石土，另外底部的粘性土混碎石、粉质粘土夹粉砂层及表层的新近回填土属相对含水层，其它粉质粘土或粘土渗透性差，富水性贫乏，为较稳定的隔水层。

主厂区南侧地下水混合渗透系数为2.017m/d，属中等透水层，含水层主要为粉质粘土混碎石、角砾。

根据三孔抽水试验结果，厂区与长江之间地层渗透系数为0.007m/d～0.608m/d，属中等透水～弱透水层，含水层主要为粉细砂及粉质粘土夹砂。

另外，依据室内岩土的渗透试验，粉质粘土的垂直渗透系数为4.74×10-7～9.63×10-7cm/s，属较为稳定的隔水层。

2） 岩溶裂隙水

岩溶裂隙水含水岩组为石炭系白云质灰岩、含藻团块灰岩和二叠系燧石灰岩、含燧石条带结核灰岩，灰岩中见有溶蚀裂隙和小的溶洞等，为地下水储存、径流、排泄提供空间。

场地灰岩分布在主厂区两侧，钻孔地下水位变化较大，地下水位受地形和岩溶发育程度所控制，不成层分布，无统一水位，同时溶蚀裂隙和溶洞中均充填粘性土和碎石角砾，渗透性较差。根据压水试验成果，岩溶裂隙水的透水率为5.1～13.94Lu，岩体属弱～中等透水层。

3）基岩裂隙水

基岩裂隙水含水岩组岩性为泥盆系上统含砾石英砂岩、细粒石英砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩及志留系上统中细粒岩屑石英砂岩和泥质粉砂岩。

基岩裂隙水的赋存主要受构造裂隙和风化裂隙控制，分布厂区中部。开挖区上部风化层大都被剥除，基岩裂隙水赋存在中等风化～微风化岩体中，因节理裂隙发育的不均匀性，造成基岩裂隙水分布不均匀。大多裂隙水以脉状、支脉状分布于张开的裂隙带中，基岩透水性随深度的增加呈现逐渐减弱的趋势。根据压水试验成果，基岩裂隙水的透水率为0.41～4.84Lu，岩体属弱～微透水层。流速试验表明地下水平均流速为0. 001～0.12m/d。

出露的岩体基本呈中等―微风化状态，以中等风化为主，由于岩石节理裂隙发育的不均匀性，造成地下水分布的不均匀。而微风化岩体只在局部范围内连通而构成互不联系或联系很差的脉状含水系统，赋存脉状裂隙水。在第四系松散岩类孔隙水和基岩裂隙水直接接触的地段，由于两种类型的含水层之间无隔水层，二者融为一体，成为混合水体，同时基岩裂隙水分布不均匀，混合水体仅在局部不连续分布。

3.2 地下水补给、径流、排泄及动态特征

地下水的补给、迳流、排泄方式同区域上基本相同，总的方式是：补给补给+迳流迳流迳流+排泄排泄，局部存在交替，总的趋势是以主厂区为分水岭，北侧排泄到长江，南侧排泄到湖泊。见图3.2-1。

就本区而言，补给遍布全区，排泄和交替只是局部地段，它具有以下特点：1）短迳流、浅交替、动态变化明显；2）总的是垂直补给，斜面迳流、网络排泄。

总之，地下水的形成受地貌、构造、气候、水文等诸因素控制。按其埋藏条件及含水层介质的不同，可分成不同类型，各自的补给、迳流、排泄方式也不同。

3.3 地下水的水力联系

按地貌形态及地下水的赋存、形成条件不同，测区地下水可分为：冲湖积平原区第四系孔隙水区、基岩区的岩溶裂隙水区、基岩裂隙水区。

依据本次水文地质调查及钻孔内地下水位观测资料及地下水流向试验进行综合分析，基岩裂隙水、岩溶裂隙水区地下水流向主要为：主厂区和长江之间，地下水以节理裂隙及溶蚀节理为径流通道，向北、西北方向流向冲湖积平原第四系孔隙水区，平原区孔隙水向北及北北东方向渗流，排泄于长江；在厂区和湖泊之间，地下水向东和东南方向流向平原孔隙水区，孔隙水向东南侧向渗流排泄于湖泊。长江与湖泊之间最近距离约1.5km，两者之间水力联系密切，湖泊通过闸口向长江排泄，但在汛期，长江水位将高于湖水位，通过闸口向太泊湖进行反补。由于测区位于长江和湖泊之间，最终地下水流入长江。

3.4 地下水化学特征

调查区地下水水化学特征以降水溶滤成因为主。本次调查配合岩土工程勘察，对基岩裂隙水、岩溶裂隙水、第四系孔隙水进行取样，共取12组。其中基岩裂隙水6组，第四系孔隙水6组。

分析结果显示：岩溶裂隙水水质类型主要为HCO3- Ca型，矿化度0.392克/升，PH值7.35, HCO3-0.252克/升；基岩裂隙水水质类型主要为HCO3- Ca型，矿化度0.481-0.440克/升，PH值7.20-7.42, HCO3-0.262-0.298克/升；第四系孔隙水水质类型主要为HCO3- Ca-Mg型，矿化度0.258～0.314克/升，PH值7.10～7.23, HCO3-0.145-0.207克/升。

3.5 地下水的开采利用现状

测区内有一些小的民井，供居民生活饮用，用水量小，对地下水影响较小。区内及附近地区无大型厂矿，无地下水集中开采区。因此，不存在因开采地下水引起地面塌陷和地面沉降等地质问题。

4 水文地质评价

4.1 水腐蚀性评价

结合水质简分析成果，依据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）(修订版)的规定，地下水对混凝土结构有微腐蚀性；对钢筋混凝土结构中的钢筋在干湿交潜作用下有微腐蚀性。

4.2工程建设对地下水的影响评价

厂区内地下水迳流方向基本受地形控制，北侧地下水以节理裂隙及溶蚀节理为径流通道，向北、西北方向流向第四系孔隙水区，第四系孔隙水向北渗流，排泄于长江；南侧地下水向东、南东方向流向孔隙水区，孔隙水向南东排泄于湖泊，在汛期，长江对地下水进行反补，由于厂区位于长江和湖泊之间，最终地下水流入湖泊和长江。厂区完全整平开挖后，由于场地整体后地势还是高于两侧的的阶地，且场地中部岩体为多为微风化岩，根据压水试验为弱～微透水层。因此场坪开挖后不会改变地下水的总体流向。

4.3地下水对工程的影响评价

主厂区地下水以基岩裂隙水为主要类型，由于主厂区已开挖整平至厂坪设计标高，原地貌浅部风化裂隙水含水层已被清除，现主要以微风化岩体为主、根据压水试验微风化岩体透水率为0.41-4.84Lu，岩体属弱～微透水层，因此核岛区地下水主要为节理裂隙比较发育地段受大气降水补给形成暂时性基岩裂隙水。基坑开挖时会发生少量涌水或渗水现象，水量不会太大，可以采取明排方式处理。由于含水层为基岩，不会产生流砂、管涌等现象，因此，基坑排水对场地和地基的稳定性影响较小。

5 结语

岩土工程中的水文地质调查与评价工作的开展，应充分考虑工程建设对地下水的影响和地下水对工程建设的影响，工作方法的选用要结合当地工程地质和水文地质条件，严格按照国家有关规范和技术任务书的要求执行，使水文地质评价工作更具有针对性，为下一步的设计提供完整、详实的水文地质资料。

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