水文地質(zhì)學(xué)在工程地質(zhì)勘察中的重要性

■張璇

（遼寧省物測勘查院 遼寧沈陽110121）

水文地質(zhì)學(xué)在工程地質(zhì)勘察中的重要性

■張璇

（遼寧省物測勘查院 遼寧沈陽110121）

在工程地質(zhì)勘察領(lǐng)域中水文地質(zhì)環(huán)境是尤為重要的，準(zhǔn)確的水文資料對于減少地下水對巖土工程的危害有很好的參考價值。本文從水文地質(zhì)的評價內(nèi)容說起，介紹巖土水理性質(zhì)，并詳述了地下水對巖土工程造成的危害說明了水文地質(zhì)在工程地質(zhì)勘察中的重要性。

水文地質(zhì)地質(zhì)勘察重要性

1　工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)的主要評價內(nèi)容

首先，要深入研究地下水的自然分布狀態(tài)，可以比較詳細的估算人為因素對地下水造成的影響，細致掌握地下水有可能對建筑物所造成的危害及必要的后果預(yù)測。

其次，探究不同地質(zhì)條件對不同工程類型的影響，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件的具體狀況，配合工程設(shè)計等方面的專家找出最適合防治地下水對整個工程產(chǎn)生的負(fù)面影響的具體措施。這其中牽扯的具體內(nèi)容包括對地下水位的確定，腐蝕性的研究。

最后，在建設(shè)大型項目的時候，如果在地質(zhì)環(huán)境資料不全面的情況下，應(yīng)該組織專業(yè)人員進行水文地質(zhì)專項勘察，弄明白水文地質(zhì)的各種參數(shù)，為建筑物具體采用什么樣的樁基形式和進行科學(xué)的工程設(shè)計提供水文地質(zhì)參數(shù)。

2　巖石水理性質(zhì)

巖石的水理性質(zhì)是指水進入巖石空隙后，巖石空隙所表現(xiàn)出的與地下水存儲、運移有關(guān)的一些物理性質(zhì)。由于巖石的空隙大小、空隙分布和連通程度的均勻程度不同，巖石中水的存在形式也不同，巖石能容納、保持、釋放和允許水透過的性能也有所不同。巖石水理性質(zhì)有容水性、持水性、給水性和透水性等四方面。

2.1容水性

容水性是指巖石能容納一定量的性能。衡量巖石容水性大小的指標(biāo)叫容水度。容水度（Wn）是指巖石所能容納水的體積（Vn）與巖石體積（V）之比，用小數(shù)或百分?jǐn)?shù)表示。

可見,容水度就是巖石飽水時的含水量，也稱之為飽和含水量。理論上講，容水度數(shù)值與空隙度（包括孔隙度、裂隙率和巖溶率）相等。但應(yīng)考慮到，若空隙中有氣體而無法排除時，或者有些具膨脹性的土充水后體積要膨脹若干倍，這時容水度可能會小于或大于空隙度。

2.2持水性

持水性是指重力釋水后，巖石能保持住一定水量的性能。衡量巖石持水性大小的指標(biāo)叫持水度，它是飽水巖石在重力作用下釋水后，仍然保持在巖石中的水的體積與巖石總體積之比。

滯留在巖石中的水主要是結(jié)合水和毛細水。巖土的持水度與顆粒大小有密切關(guān)系，大空隙巖石持水度很小，而細顆粒巖石中的細顆粒具有較大的比表面積，結(jié)合水和毛細水較多，水不容易在重力作用下完全釋出，具有較大的持水度。例如，有的粘土的持水度幾乎與容水度相等。

2.3給水性

給水性是指飽水巖石在重力作用下，能夠自由給出一定水量的性能。衡量巖石給水性的指標(biāo)叫做給水度，它等于地下水下降一個單位深度，單位面積巖石柱體中在重力作用下釋出水的體積，以小數(shù)或百分?jǐn)?shù)表示。

給水度是描述巖石給水能力的一個重要水文地質(zhì)。列出了一些常見的松散巖石給水度。巖石中空隙的多少、空隙大小及地層結(jié)構(gòu)對給水度影響很大。大孔隙的砂礫石層給水能力強，而細顆粒土層雖然含水量較大，但其中靠重力作用釋出的水量較少，持水性強，給水能力較弱。

2.4透水性

巖層的透水性是指巖石允許透水的能力。表征巖石透水性的指標(biāo)是滲透系數(shù)（K），但是為m/s。通?？障洞笮∈峭杆院脡牡闹骺匾蛩??？障兜闹睆接?，重力水占有比例愈大，透水性愈好；空隙直徑愈小，有效空隙度相應(yīng)也小，結(jié)合水和毛細水等占有比例愈大，透水性愈大，透水性愈差。在孔隙大小相等的條件下，空隙度愈大，孔隙連通性愈好，透水性就愈好。實際上，空隙通道是一個孔徑變化十分復(fù)雜的管道系統(tǒng)，巖石的透水能力不僅取決于平均孔隙直徑，而在很大程度上取決于最小孔隙直徑。

3　分析由地下水所引起的巖土工程危害

一般來講，工程勘察的重點主要是巖土工程的損害程度，而由于地下水位的升降變化及動水壓力兩方面造成的巖土工程危害是水文地質(zhì)研究的主要內(nèi)容。正因如此，我們在研究地下水對巖土工程的危害時，重點掌握以下三個層面：

3.1因地下水位升降引起的巖土工程危害

研究地下水位的升降變化對于工程地質(zhì)勘察來講是首要任務(wù)。大家都知道，水位的升降一般會受到季節(jié)和雨水的影響，這些屬于天然條件下的水位變化，往往邊幅不大。

一方面，先來看一下因水位上升而引起的巖土工程危害。影響水位上升的因素有很多，比如降雨量增多，氣溫變化及人為灌溉施工等都有可能導(dǎo)致水位的快速上升。一般情況下，水位上升可以導(dǎo)致土壤沼澤化和鹽漬化，這樣增強了巖土及地下水對建筑物的腐蝕作用，導(dǎo)致工程地質(zhì)潛在危險狀況加強。而且水位的上升還有可能使得河岸，斜坡等巖土體產(chǎn)生崩塌等嚴(yán)重的地質(zhì)現(xiàn)象，這一點也是不容小覷的。對于一些特殊的巖土，由于水位上升很有可能造成結(jié)構(gòu)破壞，軟化等現(xiàn)象，這些都是因為水位的關(guān)系造成的巖土工程危害。

另一方面，分析一下因為水位下降而引起的巖土工程危害情況。很多情況下地下水位的降低都是人為因素引起的。像是對地下水的過量開采，修建水庫是對下游地下水過分的截取等都是導(dǎo)致地下水位驟然下降的原因。一點地下水位下降，地裂，地面沉降，塌陷等地質(zhì)災(zāi)害就會源源不斷，水質(zhì)惡化也將接踵而至，對于巖土體，建筑物的威脅程度將大大增強。

3.2因地下水位升降對巖土物理力學(xué)性質(zhì)的影響

地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產(chǎn)生不均勻的脹縮變形，嚴(yán)重若形成地裂，引起建筑物特別是低層或輕型建筑物的破壞。當(dāng)?shù)叵滤殿l繁時或變化幅度大時。不僅使巖土的膨脹收縮變形往復(fù)，而且會導(dǎo)致巖土的膨脹收縮幅度加大。因此，在膨脹性巖土地區(qū)進行工程勘察時應(yīng)特別注意對場地水文地質(zhì)條件的研究，特別地下水往往升降變化中高度和變化規(guī)律這對地基基礎(chǔ)深度的選擇有主要的參考價值。

3.3地下水動水壓力作用引起的巖土工程危害

地下水在天然狀態(tài)下動水壓力作用比較微弱，但是在人為工程活動中由于改變了地下水天然動力平衡條件，在一定的動水壓力作用下，往往會引起一些嚴(yán)重的巖土工程危害。如流砂、管涌、基坑突涌等。

綜上，地下水對于巖土工程的危害是十分嚴(yán)重的，這也從側(cè)面說明了水文地質(zhì)在工程勘測中的重要性，所以作為一名地質(zhì)工作者，只有掌握好水位地質(zhì)參數(shù)的測定方法，才能給工程勘測工作提供幫助，達到預(yù)防危險狀況發(fā)生的目的。

P641.73[文獻碼]B

1000-405X（2016）-2-178-1