水文地質學在工程地質勘察中的重要性

■張璇

（遼寧省物測勘查院 遼寧沈陽110121）

水文地質學在工程地質勘察中的重要性

■張璇

（遼寧省物測勘查院 遼寧沈陽110121）

在工程地質勘察領域中水文地質環境是尤為重要的，準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。本文從水文地質的評價內容說起，介紹巖土水理性質，并詳述了地下水對巖土工程造成的危害說明了水文地質在工程地質勘察中的重要性。

水文地質地質勘察重要性

1　工程地質勘察中水文地質的主要評價內容

首先，要深入研究地下水的自然分布狀態，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測。

其次，探究不同地質條件對不同工程類型的影響，并結合當地地質條件的具體狀況，配合工程設計等方面的專家找出最適合防治地下水對整個工程產生的負面影響的具體措施。這其中牽扯的具體內容包括對地下水位的確定，腐蝕性的研究。

最后，在建設大型項目的時候，如果在地質環境資料不全面的情況下，應該組織專業人員進行水文地質專項勘察，弄明白水文地質的各種參數，為建筑物具體采用什么樣的樁基形式和進行科學的工程設計提供水文地質參數。

2　巖石水理性質

巖石的水理性質是指水進入巖石空隙后，巖石空隙所表現出的與地下水存儲、運移有關的一些物理性質。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，用小數或百分數表示。

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，容水度數值與空隙度（包括孔隙度、裂隙率和巖溶率）相等。但應考慮到，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合水和毛細水。巖土的持水度與顆粒大小有密切關系，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，以小數或百分數表示。

給水度是描述巖石給水能力的一個重要水文地質。列出了一些常見的松散巖石給水度。巖石中空隙的多少、空隙大小及地層結構對給水度影響很大。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是滲透系數（K），但是為m/s。通?？障洞笮∈峭杆院脡牡闹骺匾蛩?。空隙的直徑愈大，重力水占有比例愈大，透水性愈好；空隙直徑愈小，有效空隙度相應也小，結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雜的管道系統，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研究的主要內容。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勘察來講是首要任務。大家都知道，水位的升降一般會受到季節和雨水的影響，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致水位的快速上升。一般情況下，水位上升可以導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，導致工程地質潛在危險狀況加強。而且水位的上升還有可能使得河岸，斜坡等巖土體產生崩塌等嚴重的地質現象，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構破壞，軟化等現象，這些都是因為水位的關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，塌陷等地質災害就會源源不斷，水質惡化也將接踵而至，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性質的影響

地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產生不均勻的脹縮變形，嚴重若形成地裂，引起建筑物特別是低層或輕型建筑物的破壞。當地下水升降頻繁時或變化幅度大時。不僅使巖土的膨脹收縮變形往復，而且會導致巖土的膨脹收縮幅度加大。因此，在膨脹性巖土地區進行工程勘察時應特別注意對場地水文地質條件的研究，特別地下水往往升降變化中高度和變化規律這對地基基礎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重的，這也從側面說明了水文地質在工程勘測中的重要性，所以作為一名地質工作者，只有掌握好水位地質參數的測定方法，才能給工程勘測工作提供幫助，達到預防危險狀況發生的目的。

P641.73[文獻碼]B

1000-405X（2016）-2-178-1