鐵路工程建設(shè)水文地質(zhì)的勘察要點(diǎn)

一、鐵路工程中水文地質(zhì)的勘察要求

在鐵路工程建設(shè)水文地質(zhì)勘察中，應(yīng)根據(jù)工程的具體要求，通過搜集資料和水文地質(zhì)勘察工作，查明鐵路工程所屬區(qū)域的水文地質(zhì)條件。

1、自然地理?xiàng)l件：包括氣象水文特征和地形地貌等內(nèi)容，氣象水文特征是指工程所屬地域，是屬于亞熱帶還是熱帶、季風(fēng)氣候與否，永遠(yuǎn)的濕潤程度與熱量等。地形地貌是指工程區(qū)域周圍的水系、平原或者高原特征、地形開闊平坦與否、地貌侵蝕和堆積情況如何等。

2、地質(zhì)環(huán)境：包括鐵路工程所在區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造特征，基底構(gòu)造及其對第四系厚度的控制、地層巖性、新構(gòu)造運(yùn)到等方面的內(nèi)容。

3、地下水位情況；包括金2—5年最高地下水位、水位變化趨勢；地下水補(bǔ)給排泄條件，地表水與地下水的補(bǔ)排關(guān)系及對地下水位的影響等。地下水位的變化對巖土工程的影響巨大，是工程勘察的重點(diǎn)內(nèi)容。

4、各含水層和隔水層的埋藏條件、地下水類型，流向、水位及其變化幅度；主要含水層的分布、厚度及埋深，通過現(xiàn)場試驗(yàn)測定地層滲透系數(shù)等水文地質(zhì)參數(shù)等；場地地質(zhì)條件下對地下水賦存和滲流狀態(tài)的影響、判定地下水水質(zhì)對建筑材料的腐蝕性等。

二、鐵路工程建設(shè)中水文地質(zhì)的評價(jià)內(nèi)容

在以往的工程勘察報(bào)告中，由于缺少結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工需要評價(jià)地下水對巖土工程的作用和危害，已發(fā)生多起因地下水造成基礎(chǔ)下沉和建筑物開裂的質(zhì)量事故，總結(jié)以往的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，我們認(rèn)為今后在工程勘察中，對水文地質(zhì)問題的評價(jià)，主要應(yīng)考慮以下內(nèi)容：

1、重點(diǎn)評價(jià)地下水對巖土體和建筑物的作用和影響，預(yù)測可能產(chǎn)生的鐵路工程建設(shè)的危害，提出防治措施。

2、鐵路工程勘察中還應(yīng)密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類型的需要，查明有關(guān)水文地質(zhì)問題，提供選型所需的水文地質(zhì)資料。

3、不僅要查明地下水的天然狀態(tài)和天然條件下的影響，更重要的是分析預(yù)測地下水的變化情況及對巖土體和鐵路工程本身的反作用。

4、應(yīng)從工程角度，按地下水對鐵路建設(shè)的作用與影響，提出不同條件下應(yīng)當(dāng)著重評價(jià)的地質(zhì)問題。

三、對鐵路工程建設(shè)所在區(qū)域巖±水理性質(zhì).物理性質(zhì)的測試與研究

1、水理性質(zhì)

巖土的水理性質(zhì)是指巖土與地下水相互作用時(shí)顯示出來的各種性質(zhì)。它與巖土的物理性質(zhì)都是巖土重要的工程地質(zhì)性質(zhì)。巖土的水理性質(zhì)不僅影響巖土的強(qiáng)度和變形，而且有些性質(zhì)還直接影響到鐵路建筑的穩(wěn)定性。

然而地下水在巖土中有不同的賦存方式，不同形式的地下水對巖土水理性質(zhì)的影響程度有所不同，而且影響程度又與巖土類型有關(guān)。我們首先需要了解的是地下水的賦存形式及對巖土水理性質(zhì)的影響。

地下水按其在沿途中的賦存形式可分為：結(jié)合水、毛細(xì)血管水和重力水三種，其中結(jié)合水又可分為強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水兩種。

在針對鐵路工程建設(shè)水文地質(zhì)勘查中，這些種類的地下水的特性需要重點(diǎn)掌握識別，以便于工程的順利展開。

2、物理性質(zhì)

巖土的物理性質(zhì)包括軟化性、透水性、崩解性、給水性、脹縮性五種性質(zhì)，其中軟化性是判斷巖石耐風(fēng)化、耐水浸能力的指標(biāo)，而透水性一般用滲透系數(shù)表示，它可以通過抽水試驗(yàn)求取，巖土滲透性的強(qiáng)弱首先決定于巖土空隙的大小和連通性，其次是空隙度的多少，這里應(yīng)該注意松散巖土的顆粒越細(xì)越不均勻，透水性就越弱。堅(jiān)硬巖石的裂隙或者巖溶越發(fā)育，其透水性就越強(qiáng)。與此同時(shí)，水在重力作用下飽和巖土能從空隙中自由流出一定水量的性能，以給水度表示，它是含水層的一個(gè)重要水文地質(zhì)參數(shù)，它不但影響基坑涌水量大小，同時(shí)也影響場地疏干時(shí)間，而這個(gè)給水度一般采用的實(shí)驗(yàn)室方法來進(jìn)行測定。

除了上述幾個(gè)巖土在形狀內(nèi)的特性之外，我們還要注意的是巖土的崩解性和脹縮性特點(diǎn)。

崩解性是指巖土浸水濕化后由于土粒連接被削弱、破壞，使得土體崩散解體的特性，它包括崩解時(shí)所需時(shí)間、崩解兩、崩解方式等。巖土的崩解性與土的顆粒成分、礦物成分、結(jié)構(gòu)等關(guān)系極大，鐵路工程建設(shè)需要有穩(wěn)定的地基，所以只有先了解了施工地點(diǎn)巖土的崩解性才能有效施工且保持巖土在其原狀范圍內(nèi)以避免崩解。除此，由于巖土的脹縮會(huì)引起地面裂縫、基坑隆起，會(huì)對地基變形和土坡表層穩(wěn)定性產(chǎn)生重要影響，脹縮性是由顆粒表面結(jié)合水膜吸水變厚，失水變薄造成的。

四、地下水引起的鐵路工程危害及其預(yù)防舉措

地下水引起的鐵路工程危害主要由于地下水位升降變化和地下水動(dòng)水壓力作用兩個(gè)方面原因造成的。地下水位變化包括地下水位上升、地下水位下降、地下水位頻繁升降三個(gè)方面。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(dāng)?shù)叵滤坏淖兓_(dá)到一定程度時(shí)，都將對鐵路工程造成危害，地下水位頻繁升降對鐵路工程造成的危害主要包括可能引起鐵路建筑的破壞和膨脹性巖土脹縮變形。

地下水動(dòng)水壓力作用對鐵路工程造成的危害主要是因?yàn)槿藶楣こ袒顒?dòng)中由于改變了地下水天然動(dòng)力平衡條件，在移動(dòng)的動(dòng)水壓力作用下，往往會(huì)引起流砂、管涌、基坑突涌等一些嚴(yán)重的工程危害造成安全隱患及影響工程質(zhì)量。

鐵路工程建設(shè)中水文地質(zhì)勘查最主要的是針對隧道而言，而地下水滲流尤其對隧道施工的影響不容忽視。

首先，隧道施工過程中，隧道的開挖將導(dǎo)致地下水滲流場發(fā)生變化，地下水通過滲流作用涌入隧道，涌水量過大還伴隨著大量的泥沙涌入隧道造成嚴(yán)重的突水、突泥事故。

其次，隧道運(yùn)營階段隧道水害表現(xiàn)為隧道襯砌滲透水。滲透水對隧道穩(wěn)定、洞內(nèi)設(shè)施、行車安全、地面建筑產(chǎn)生諸多不多影響甚至威脅。滲透水將促使混凝土襯砌風(fēng)化、剝蝕、造成襯砌結(jié)構(gòu)破壞，加快內(nèi)部設(shè)備如通訊、照明、鋼軌等銹蝕。影響設(shè)備的正常使用，縮短設(shè)備使用壽命，增加運(yùn)營成本，水害會(huì)引發(fā)路基，基底損裂、翻漿冒泥等，導(dǎo)致軌距水平變形超限，影響行車安全，造成隧道運(yùn)營期間滲透水的原因很多。

再次，氣象因素對隧道涌水的影響程度是隨著降水與地下水的聯(lián)系程度變化的，降水補(bǔ)給地下水系統(tǒng)速度快，入滲率高，則降水將對隧道涌水量產(chǎn)生明顯促進(jìn)作用。降水如主要由地表徑流系統(tǒng)排出遂址區(qū)而進(jìn)入地下水系統(tǒng)的水量不大，則降水對隧道涌水量影響不大。

妥善處理隧道與地下水環(huán)境關(guān)系措施：

1、隧道選址應(yīng)充分考慮地下水的影響，盡量避開巖溶管道、地下暗河與地下巖溶潭。結(jié)合現(xiàn)有地質(zhì)水文資料盡可能探明沿線的地下水文情況，做到對可能出現(xiàn)的復(fù)雜巖層有充分的準(zhǔn)備和施工預(yù)案。

2、對于富水巖層的隧道設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)摒棄“以排為主”的設(shè)計(jì)思路，建立“防、排、截、堵結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的設(shè)計(jì)思路，以保持地下水環(huán)境的相對平衡。

結(jié) 語：

在了解了巖土的特性以及水文地質(zhì)對鐵路工程建設(shè)可能帶來的困難之后，我們可以更加準(zhǔn)確把握施工環(huán)境，從而更有效的給出施工方案，針對特殊地質(zhì)環(huán)境設(shè)定特殊措施。在施工之前.我們需要有充分的準(zhǔn)備以便隨時(shí)應(yīng)對突發(fā)狀況，事先預(yù)計(jì)可能遇到的問題，制定針對方案以備不時(shí).之需，而且我們還要總結(jié)以往的經(jīng)驗(yàn)，在施工過程中，防止鐵路工程破壞水文地質(zhì)造成的危害。