論地下水的作用及其勘察

馮禎輝，郭萬鵬，曹風(fēng)旭

（江蘇省工程勘測(cè)研究院有限責(zé)任公司，江蘇 揚(yáng)州 225000）

1 引言

開展地質(zhì)勘察工作可以檢測(cè)出區(qū)域地下水的水位以及各成分的含量，結(jié)合數(shù)據(jù)分析，對(duì)地下水進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過這種方式能夠?yàn)閲?guó)家工程建設(shè)提供地質(zhì)資料。但是在實(shí)際的工程地質(zhì)勘察工作中，施工單位常常忽視水文地質(zhì)勘察工作，部分工程只是對(duì)水文地質(zhì)條件進(jìn)行簡(jiǎn)單的評(píng)價(jià)，提供的信息資料沒有可參考性。如果建設(shè)區(qū)域的水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜，而施工單位忽視了水文地質(zhì)勘察或者提供的資料不夠全面，很容易在施工中出現(xiàn)問題，影響工程進(jìn)度，甚至?xí)?yán)重影響施工人員的生命安全。所以，為了保障工程施工和后期使用的安全性，開展水文地質(zhì)勘察工作非常必要。

2 地下水的基本類型與特征

工程建設(shè)過程中，對(duì)區(qū)域地下水的勘察工作可以有效避免安全事故的發(fā)生與發(fā)展，保障工程的施工質(zhì)量和效率。

地下水一般分為3類：潛水、承壓水和上層滯水。

1）潛水。主要存在于地表以下第一個(gè)穩(wěn)定隔水層以上，是一種具有自由水面的重力水[1]。在自然界中，潛水的分布非常廣泛，如溶洞、堅(jiān)硬巖石額風(fēng)化裂隙以及第四紀(jì)松散沉積物的孔隙內(nèi)都有它的存在。

2）承壓水。是一種充滿于2個(gè)穩(wěn)定隔水層之間的重力水。只要是符合該埋藏條件的巖溶水、裂隙水和孔隙水等，均可以稱為承壓水。

3）上層滯水。埋藏在離地表不深、包氣帶中局部隔水層之上的重力水。一般分布不廣，呈季節(jié)性變化，雨季出現(xiàn)，干旱季節(jié)消失，其動(dòng)態(tài)變化與氣候、水文因素的變化密切相關(guān)。

3 工程地質(zhì)勘察中地下水的重要作用

3.1 地下水水位升降對(duì)巖土工程的影響

在地質(zhì)勘察中，地下水水位會(huì)受到多種因素的影響，其中最為主要的是地質(zhì)元素。除此之外，氣象、地形地貌等因素也會(huì)對(duì)地下水水位造成影響。具體包括：附近河流、水庫、湖泊的水位變化；地區(qū)附近修建水庫，附近河流增加干流；各種地下排水管道的滲漏以及灌溉工程的開展等。

地下水水位升降會(huì)對(duì)巖土工程造成較大的影響，例如，會(huì)軟化地基，導(dǎo)致附近建筑物出沉降或者傾斜；潛水水位上升會(huì)導(dǎo)致地基隆起或者向兩側(cè)出現(xiàn)偏移，使建筑物失去穩(wěn)定性，容易出現(xiàn)安全事故[2]；若地層出現(xiàn)沼澤鹽漬化，這時(shí)地下水對(duì)建筑物的腐蝕性會(huì)逐漸加強(qiáng)，部分含有特殊屬性的土體會(huì)被軟化，使巖土出現(xiàn)飽和情況，失去原有的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；人們灌溉農(nóng)田時(shí)，會(huì)對(duì)河流水資源進(jìn)行大規(guī)模抽取，或者截取地下水修建水庫等，都會(huì)造成地下水位逐漸下降，進(jìn)而出現(xiàn)巖土崩塌。

3.2 地下水位對(duì)巖土物理性質(zhì)的影響

地下水位的升降會(huì)影響巖土物理結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致該區(qū)域地質(zhì)條件出現(xiàn)改變，失去原巖土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引發(fā)地裂的危害，使建筑物的地層結(jié)構(gòu)造成破壞。如果地下水水位存在較大變化，會(huì)導(dǎo)致巖土出現(xiàn)極為嚴(yán)重的膨脹收縮情況，收縮情況逐漸嚴(yán)重時(shí)，必須對(duì)水文地質(zhì)條件進(jìn)行勘察，特別是地下水水位高度以及分布規(guī)律。另外，地下水水位不斷上升，會(huì)導(dǎo)致地基出現(xiàn)軟化，逐漸降低地基的承載力，并且增強(qiáng)土層的壓縮性，建筑物容易出現(xiàn)沉降變形問題。地下水位出現(xiàn)浮動(dòng)性變化主要是人為因素造成的，比如，堤壩、水庫的持續(xù)性存水、放水，以及一些施工采礦等活動(dòng)都會(huì)造成地下水的水位在非常短的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)迅速變化。這樣會(huì)造成巖土層吸水疏水出現(xiàn)頻繁交替，土壤膨脹收縮不均勻，進(jìn)而造成巖土層的開裂以及變形等問題。

3.3 動(dòng)水壓力對(duì)巖土工程的危害

地下水水位的變化對(duì)巖土工程存在一定危害，部分具有膨脹性的巖體很容易受到影響，地下水水位出現(xiàn)上升或者下降時(shí)，由于水壓影響，會(huì)導(dǎo)致具有膨脹性的巖石出現(xiàn)不均勻變形膨脹，當(dāng)?shù)叵滤蛔兓^為頻繁時(shí)，會(huì)導(dǎo)致巖石出現(xiàn)較為嚴(yán)重的變形膨脹，會(huì)嚴(yán)重影響建筑物的穩(wěn)定性。此外，地下水滲入建筑結(jié)構(gòu)后，會(huì)導(dǎo)致巖土層內(nèi)的一些有機(jī)物質(zhì)流失，使巖土層越來越松軟，影響巖土層的承載能力。

4 地下水勘察的主要內(nèi)容

開展地下水勘察工作的目的在于掌握地下水的分布情 況、地質(zhì)地層的結(jié)構(gòu)，以及地下水對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的影響。為了保障建筑物的施工以及使用安全，需要對(duì)地下水埋藏的具體條件以及水質(zhì)等情況進(jìn)行全面的勘察，判斷地下水會(huì)對(duì)建筑材料造成的腐蝕情況，并提出針對(duì)性的預(yù)防以及治理措施，為建筑物的施工以及設(shè)計(jì)提供可靠的水文地質(zhì)資料，以避免地下水對(duì)建筑物造成嚴(yán)重的危害。

5 工程地質(zhì)勘察中地下水的勘察方法

在國(guó)內(nèi)人口較為密集的地區(qū)進(jìn)行地質(zhì)勘察工作時(shí)，一般采用電法勘探方式。在我國(guó)，電法勘探技術(shù)開始于20世紀(jì) 30年代，由當(dāng)時(shí)的物理學(xué)家顧功絮先生首次提出。隨著時(shí)間的推移，電法勘探技術(shù)無論是在技術(shù)領(lǐng)域還是理論方面都得到了較大的突破，使其逐漸成為研究領(lǐng)域中適應(yīng)力最強(qiáng)、應(yīng)用范圍最廣、種類最為齊全的學(xué)科，并且在工程地質(zhì)和水文地質(zhì)勘察中有較好的應(yīng)用：（1）高密度電法效率較高，并且其探測(cè)深度和準(zhǔn)確度都非常突出，成為地質(zhì)勘察工作中最為常用的方式，但是其分辨率較低，所以，在實(shí)際中可以結(jié)合電測(cè)井等方式聯(lián)合使用；（2）地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)是工程地下水勘察首選的電法勘察方式，可應(yīng)用于各類工程的地下水勘察工作。

6 結(jié)語

總而言之，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，科 學(xué) 技 術(shù) 水 平 得 到 了有效提高。在工程地質(zhì)勘察工作中，地下水的重要性得到了進(jìn)一步重視，受到了廣泛的關(guān)注。由于地下水對(duì)工程建設(shè)有非常重要的影響，所以，必須對(duì)地下水位進(jìn)行勘察，提高施工資料的可靠性和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。此外，需要對(duì)地下水的類型和特征進(jìn)行分析，對(duì)巖土的滲透性、地下水和巖體之間的相互作用以及和巖石之間的相互作用進(jìn)行研究，全面分析地下水對(duì)建筑工程的影響危害，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施，減少地下水對(duì)巖土的危害，保障建筑工程的效率和質(zhì)量。