工程勘察中水文地质勘察技术的探讨

工程勘察中水文地质勘察技术的探讨

王星马飞跃

王星马飞跃(核工业湖州工程勘察院)

摘要：水文地质勘察工作是岩土工程勘察中重要的组成部分，在岩土工程勘察中占据着重要的地位。本文从地下水引起的岩土工程危害，岩土的水理性质问题，来探讨工程勘察中水文地质勘察技术。

关键词：工程勘察；水文地质；岩土；测定方法1地下水引起的岩土工程危害1.1水位上升引起的岩土工程危害潜水位上升的原因是多种多样的，主要有人类活动因素如工程建筑施工、工业废水和生活污水的渗透等影响；地质因素如含水层岩土颗粒大小、总体岩性水平变化等。有时往往是几种因素的综合结果。

比如土壤沼泽化、盐渍化，造成岩土中地下水对建筑物腐蚀性增强。

斜坡、河岸等岩土产生滑移、崩塌等不良地质现象。一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化等危害性。

1.2地下水位下降引起的岩土工程危害地下水位的降低多是由于人为因素造成的，如集中大量抽取地下水以及上游筑坝截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降可能引起岩土工程的危害主要体现在以下几个方面:（1）常常诱发地裂、地表塌陷、地面塌陷等地质灾害，对岩土体、建筑物的稳定性产生重大影响并直接威胁人类生命财产安全。

（2）地下水源枯竭、水质恶化等环境问题，对人类自身的居住环境造成很大威胁。

（3）施工降水等活动中产生水头差导致动水压力的产生，使粉细砂、粉土层中的土颗粒受到冲刷，将细颗粒冲走，使土的结构遭到破坏。

1.3地下水频繁升降对岩土工程造成的危害地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形，当地下水升降频繁时，不仅使岩土的膨胀收缩变形往复发生，而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大，进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的频繁交替，会将土层中胶结物一铁、铝成分淋失，使土层失去胶结物而变得松软，孔隙比增大，含水量增多，压缩性增大，强度降低，给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。

2岩土的水理性质岩土的水理性质是指岩土与水相互作用时岩土显示出来的各种性质。下面首先介绍一下地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响，然后再对岩土的几个重要的水理性质及研究测试方法进行简单的介绍。

（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、重力水和毛细管水三种，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。②透水性，是指在水的重力作用下，岩土允许水透过自身的性能。透水性通常以渗透系数表示，岩土体的渗透系数可通过抽水试验求取。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。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。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。

3岩土工程水文地质勘察技术对工程有影响的水文地质因素有:地下水的类型、地下水位及变动幅度、含水层和隔水层的厚度和分布及组合关系、土层或岩层渗透性强弱及渗透系数、承压含水层的特征及水头等。为提高工程地质勘察质量，在工程地质勘察中应查明与岩土有关的水文地质问题，评价地下水对岩土体和建筑工程可能产生的作用及其影响，且提供必要的水文地质资料。

3.1自然地理条件包括气象水文特征和地形地貌等内容。气象水文特征是指工程所属地域是属于亚热带还是热带，拥有的湿润程度与热量等。

3.2地质环境条件包括工程所在区域的地质构造特征、基底构造及其地层岩性、新构造运动等方面的内容。

3.3地下水位情况包括近2～5年最高地下水位、水位变化趋势;地下水补给排泄条件、地表水与地下水的补排关系及对地下水位的影响等。地下水位的变化对岩土工程的影响巨大，是工程勘察的重点内容。

3.4含、隔水层情况各含水层和隔水层的埋藏条件、地下水类型、流向、水位及其变化幅度；主要含水层的分布、厚度及埋深等；不同地质条件下对地下水赋存和渗流状态的影响、判定地下水水质对建筑材料的腐蚀性等。

4岩土工程勘察水文地质参数的测定为了定量说明岩土体中的水文地质条件，在勘察中还应明确如何测定我们所需要的水文地质参数。

4.1测定不同的水文地质参数选择不同的测定方法（1）测水位:钻孔、探井或测压管观测。

（2）渗透系数、导水系数:抽水试验、注水试验、压水试验、室内渗透试验。

（3）给水度、释水系数:单孔抽水试验、非稳定流抽水试验、地下水位长期观测、室内试验。

（4）单位吸水率:注水试验、压水试验。

（5）毛细水上升高度:试坑观测、室内试验。

4.2地下水的量测要求（1）地下水水位的测定，在工程地质勘察中，凡遇含水地层时，均应测定地下水位。

（2）测定地下水流向可用几何法，并同时量测各孔内水位，确定地下水的流向。地下水流速的测定可采用批示剂法或充电法。

（3）抽水试验应符合抽水试验方法，可根据渗透系数的应用范围具体选用不同的方法；抽水试验宜三次降深，最大降深应接近工程设计所需的地下水位降深的标高；水位量测应采用同一方法和仪器，读数对抽水孔为厘米，对观测孔为毫米；当涌水量与时间关系曲线和动水位与时间的关系曲线，在一定范围内波动，而没有持续上升和下降时，可认为已经稳定；抽水结束后应量测恢复水位等。

（4）渗水试验和注水试验可在度坑或钻孔中进行。对砂土和粉土，可采用试坑单环法；对粘性土可采用试坑双环法；试验深度较大时可采用钻孔法。

5岩土工程勘察中水文地质评价（1）应重点评价地下水对岩土体和建筑的作用和影响，预测可能产生的岩土工程危害，提出防治措施。

（2）工程地质勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型，查明与该地基基础类型有关的水文地质问题，提供选型所需的水文地质资料。

（3）不仅要查明地下水的天然赋存状态和天然条件下的变化规律，更重要的是分析和预测今后在人为工程活动影响下地下水的变化情况，及其对岩土体和建筑物的不良作用。

（4）地下水位的高低对各种建筑物都很重要，在分析工程地质问题时，地下水位以上和以下要分别对待。

（5）按地下水对工程的作用与影响，提出在不同条件下应当重点评价的地质问题并提出防治措施。

（6）密切结合建筑物地基基础类型（如基坑工程、边坡工程、桩基工程）和施工需要，查明有关水文地质问题，提供所需的水文地质参数。

6结束语综上所述，随着我国社会经济的发展和科学技术水平的不断提高，我国的地质勘查技术也得到了显著的发展。水文地质工作是岩土工程的重要部分，虽然岩土工程具有自身的特点，岩土工程计算不精确的原因有地质条件、计算模式、计算参数三方面，所以要做好水文地质勘察，掌握最可信的地质条件及原型实测，才能保证工程质量。

参考文献：[1]中华人民共和国建设部.ＧＢ５００２１－２００１岩土工程勘察规范［Ｓ］.北京：中国建筑工业出版社，２００９.[2]常士骠，张苏民，等.工程地质手册［Ｍ］.４版.北京：中国建筑工业出版社，2007.