工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)問題的重要性

黃榮橋

（湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局417隊(duì) 湖南衡陽 421001）

通過對(duì)實(shí)際工程勘察的了解發(fā)現(xiàn)，水文地質(zhì)方面的問題很容易被人們忽視，普遍認(rèn)為是象征性內(nèi)容，沒有實(shí)際價(jià)值。但事實(shí)上很多巖土工程危害都是由地下水造成的，所以必須深刻認(rèn)識(shí)水文地質(zhì)問題及其工作內(nèi)容、方式在整個(gè)工程地質(zhì)勘察與建設(shè)活動(dòng)當(dāng)中的重要作用。

1 水文地質(zhì)工作主要內(nèi)容

（1）在工程勘察過程中需要采取重點(diǎn)評(píng)價(jià)等措施分析區(qū)域地下水對(duì)工程及巖土體造成的影響，預(yù)測(cè)所有可能發(fā)生的問題與危害，并提出行之有效的預(yù)防處理措施。

（2）勘察時(shí)還需充分結(jié)合工程基礎(chǔ)種類，查清水文地質(zhì)方面的問題，為基礎(chǔ)選型工作提供必要水文地質(zhì)報(bào)告。

（3）在了解區(qū)域地下水所處自然狀態(tài)、類型、賦存條件與含水層實(shí)際分布等的基礎(chǔ)上，預(yù)測(cè)地下水受工程建設(shè)的影響，以及可能發(fā)生的變化，從而明確地下水對(duì)工程或巖土體造成的反作用。

（4）水文地質(zhì)方面的評(píng)價(jià)工作需要從待建工程的角度入手，根據(jù)區(qū)域地下水可能帶來的作用及影響，總結(jié)各條件下需要引起注意的地質(zhì)問題[1]。

2 做好巖土水理性質(zhì)測(cè)試及研究

水理性質(zhì)指的是工程巖土和地下水在發(fā)生相互作用以后表現(xiàn)出的性質(zhì)。它和巖土自身物理性質(zhì)均為巖土主要地質(zhì)性質(zhì)，除了會(huì)對(duì)巖土自身強(qiáng)度及變形造成影響，還與工程穩(wěn)定性有著緊密的關(guān)聯(lián)。巖土中以不同賦存方式存在的地下水，它對(duì)水理性質(zhì)造成的作用及影響，在方向和程度上都存在差別，同時(shí)這一作用及影響還取決于巖土的種類。

（1）區(qū)域地下水主要賦存形式以及它對(duì)水理性質(zhì)造成的影響：按照實(shí)際賦存形式，可將區(qū)域地下水分成三種，即結(jié)合水、毛細(xì)管水與重力水，而結(jié)合水還能進(jìn)一步分成弱結(jié)合水與強(qiáng)結(jié)合水。對(duì)強(qiáng)結(jié)合水而言，它還可稱之為吸濕水，受分子力作用而附著于巖土顆粒，產(chǎn)生一層水膜，是與顆粒表面連接最緊且十分牢固的水，一般吸高可以達(dá)到10MPa，此外在強(qiáng)壓的作用下，密度達(dá)到普通水2倍，彈性及粘滯性都很大，能有效抵抗剪切，但是重力影響較小，不會(huì)對(duì)靜水壓力進(jìn)行傳遞。而弱結(jié)合水還可稱之為弱薄膜水，主要分布在吸著水以外，但厚度比吸著水大。相比于強(qiáng)結(jié)合水，弱結(jié)合水受到的實(shí)際吸附力較小，可在水膜間進(jìn)行緩慢運(yùn)動(dòng)，受外界壓力后薄膜水變形，但同樣重力影響較小，不會(huì)對(duì)靜水壓力進(jìn)行傳遞。在粘性土當(dāng)中，區(qū)域地下水主要以結(jié)合水的形式賦存，而在砂土中卻很少見到。對(duì)結(jié)合水而言，特別是弱結(jié)合水，它和粘性土之間的作用表現(xiàn)出的各項(xiàng)性質(zhì)可歸納到粘性土自身物理力學(xué)性質(zhì)范疇，由于受到較強(qiáng)的束縛，所以活動(dòng)范圍一般有限，不會(huì)造成太大影響[2]。

毛細(xì)管水指的是在毛細(xì)管作用下賦存于巖土毛細(xì)管當(dāng)中的區(qū)域地下水，同時(shí)受到重力與毛細(xì)管力的作用，如果毛細(xì)管力比重力大，則毛細(xì)管水不斷上升，區(qū)域地下水潛水面上部是和保水帶關(guān)系密切的濕水層，其含水量往往較高。這種賦存形式的地下水可以傳遞靜水壓力，同時(shí)可以在空隙當(dāng)中發(fā)生上下運(yùn)動(dòng)，對(duì)區(qū)域內(nèi)的巖土體有軟化作用，容易使土壤發(fā)生沼澤化，導(dǎo)致巖土體或者是地下水腐蝕工程材料。一般在粉土與砂土中多見這種地下水。

重力水指的是受重力作用后可以在裂隙當(dāng)中自由移動(dòng)的地下水，也是狹義的地下水。它一般不會(huì)受到分子力作用，因重力水較為活躍，所以對(duì)水理性質(zhì)會(huì)造成顯著影響，也是需要重點(diǎn)關(guān)注的研究對(duì)象。

（2）巖土水理性質(zhì)與測(cè)試方法，巖土水理性質(zhì)如表1所示。

軟化性指的是巖土體在浸水之后，其力學(xué)強(qiáng)度明顯降低，大多采用軟化系數(shù)進(jìn)行表達(dá)，等于飽和與風(fēng)干兩種狀態(tài)下的巖石抗壓強(qiáng)度比值，是對(duì)巖石自身抗風(fēng)化能力以及抗水浸能力進(jìn)行評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。如果巖石層當(dāng)中有容易發(fā)生軟化的巖層，則受到地下水作用之后會(huì)產(chǎn)生軟弱夾層。由不同原因產(chǎn)生的泥質(zhì)砂巖、粘性土層等，都具有遇水軟化的特性。

表1 巖土水理性質(zhì)

透水性指的是受到重力作用，巖土允許地下水穿透自身的性能。滲透性較強(qiáng)或較弱首先主要取決于空隙尺寸及是否具有連通性，然后是空隙度。如果松散巖土較細(xì)，則其透水性一般較弱，而隨著堅(jiān)硬巖石巖溶等的不斷發(fā)育，其透水性將明顯增強(qiáng)，大多借助滲透系數(shù)對(duì)透水性進(jìn)行表達(dá)。

崩解性指的是巖土在浸水以后，因土粒之間的連接被不同程度的破壞，導(dǎo)致土體發(fā)生崩解的特性。崩解性主要和顆粒與礦物成分，以及結(jié)構(gòu)等關(guān)系密切，以湖南殘積土為例，其崩解時(shí)間主要在5～24h范圍內(nèi)，而崩解量則在1.79～34.0%范圍內(nèi)，不同成分殘積土的崩解方式不同，如高嶺土殘積土主要以散開的方式進(jìn)行崩解，而石英殘積土則主要以裂開的方式發(fā)生崩解。

給水性指的是受重力作用后巖土從裂隙當(dāng)中流出水，采用給水度進(jìn)行表示。它是含水層主要參數(shù)之一，除了能對(duì)基坑內(nèi)實(shí)際涌水量有重要影響，還決定了場(chǎng)地疏干時(shí)間，一般可以通過試驗(yàn)得出。

脹縮性指的是巖土在吸水之后體積明顯增大，而失水之后體積又隨之減小，這一特性的產(chǎn)生原因?yàn)榻Y(jié)合水膜在吸水時(shí)厚度增大，而在失水后厚度減薄。脹縮性容易引起地裂縫和基坑隆起等現(xiàn)象，直接影響地基變形及土坡表層受力穩(wěn)定性?？蓸?biāo)定脹縮性的技術(shù)指標(biāo)有很多，如膨脹率、體縮率與收縮系數(shù)等[3]。

3 結(jié)束語

通過以上分析可知，水文地質(zhì)在工程持力層選擇、基礎(chǔ)種類選擇、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防等方面有重要作用，在工程勘察不斷發(fā)展的過程中，做好并強(qiáng)化水文地質(zhì)是極為重要的。在實(shí)際工作中，除了要了解巖土工程涉及的各項(xiàng)水文地質(zhì)問題，并對(duì)地下水造成的影響及潛在危害進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)，更為關(guān)鍵的是制定有效預(yù)防處理措施，以此為工程建設(shè)提供內(nèi)容詳盡、細(xì)致入微的水位地質(zhì)報(bào)告，從而盡可能減小工程建設(shè)受到的危害。

[1]張永闖.水文地質(zhì)問題在工程地質(zhì)勘察中的重要性[J].江西建材，2017（21）：199，205.

[2]郭霞.水文地質(zhì)問題在工程地質(zhì)勘察中的重要性[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2016（20）：31～33.

[3]雷雨菱，陳嶺.水文地質(zhì)問題在工程地質(zhì)勘察中的重要性[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（17）：162.