矿山工程地质勘察中的水文地质问题解析

工程地质勘察中应注意的水文地质问题

摘要：工程地质勘察、设计和施工过程中，水文地质问题始终是一个极为重要但也是易于被忽视的问题。因此，为提高工程地质勘察质量和水平，在工程地质勘察中应切实加强水文地质问题的研究。查明与工程地质有关的水文地质问题，评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响，提出预防及治理措施的建议，为设计和施工提供必要的水文地质资料，以消除或减少地下水对岩土工程的危害。

关键词：工程地质勘察；设计；施工；地下水；水文地质；影响

abstract: the engineering geology survey, design and

construction process, hydrological geological problems is

always a very important but also is easy to ignore. therefore,

in order to improve the quality and engineering geology

exploration level in engineering geological investigation

should strengthen the hydrological geological problems of

research. find out and engineering geology of the

hydrological geological problems, evaluation of groundwater

in geotechnical engineering and the role of the building and

its influence, puts forward the prevention and control of the

suggestions for design and construction to provide the

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科技资讯SIN&TNOLOGYINFORMTION2008NO.24SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION工程技术在工程勘察、设计和施工过程中,水文地质问题始终是一个极为重要但也是一个易于被忽视的问题。之所以重要,是因为水文地质和工程地质二者关系极为密切,互相联系和互相作用,地下水既是岩土体的组成部分,直接影响岩土体工程特性,又是基础工程的环境,影响建筑物的稳定性和耐久性。在一些水文地质条件较复杂的地区,由于工程勘察中对水文地质问题研究不深入,设计中又忽视了水文地质问题,经常发生由地下水引发的各种岩土工程危害问题,令勘察和设计处于难堪的境地。为提高工程勘察质量,在工程勘察中不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题,评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响,更要提出预防及治理措施的建议,为设计和施工提供必要的水文地质资料,以消除或减少地下水对岩土工程的危害。 1工程地质勘察中水文地质评价内容在以往的工程勘察报告中,由于缺少结合基础设计和施工需要评价地下水对岩土工程的作用和危害,在很多地区已发生多起因地下水造成基础下沉和建筑物开裂的质量事故,总结以往的经验和教训,我们认为今后在工程勘察中,对水文地质问题的评价,主要应考虑以下内容:①应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响,预测可能产生的岩土工程危害,提出防治措施。②工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要,查明有关水文地质问题,提供选型所需的水文地质资料。③应从工程角度,按地下水对工程的作用与影响,提出不同条件下应当着重评价的地质问题,如:对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对砼及砼内钢筋的腐蚀性。对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的的建筑场地,应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用。在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉土时,应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。当基础下部存在承压含水层,应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价。在地下水位以下开挖基坑,应进行渗透性和富水性试验,并评价由于人工降水引起土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定性的可能性。2岩土水理性质岩土水理性质是指岩土与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩土重要的工程地质性质。岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形,而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质,下面首先介绍一下地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响,然后再对岩土的几个重要的水理性质及研究测试方法进行简单的介绍。①地下水的赋存形式:地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水三种,其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。②岩土的主要的水理性质及其测试办法:软化性,是指岩土体浸水后,力学强度降低的特性,一般用软化系数表示,它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时,在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性土层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。透水性,是指水在重力作用下,岩土容许水透过自身的性能。松散岩土的颗粒愈细、愈不均匀,其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育,其透水性就愈强。透水性一般可用渗透系数表示,岩土体的渗透系数可通过抽水试验求取。崩解性,是指岩土浸水湿化后,由于土粒连接被削弱、破坏,使土体崩散、解体的特性。岩土的崩解性与土的颗粒成分、矿物成分、结构等关系极大,以广东地区的残积土为例,一般崩解时间5h～24h,崩解量1.79～34,以蒙脱石、水云母、高岭土为主的残积土以散开方式崩解,而以石英为主的残积土多以裂开状崩解为主。给水性,是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水量的性能,以给水度表示。给水度是含水层的一个重要水文地质参数,也影响场地疏干时间。给水度一般采用实验室方法测定。胀缩性,是指岩土吸水后体积增大,失水后体积减小的特性,岩土的胀缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚,失水变薄造成的。岩土的胀缩性往往是产生地裂缝、基坑隆起的重要原因之一,对地基变形和土坡表层稳定性有重要影响。标定岩土胀缩性的指标有:膨胀率、自由膨胀率、体缩率、收缩系数等。3地下水引起的岩土工程危害3.1地下水升降变化引起的岩土工程危害地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害,地下水位变化引起危害又可分为三种方式:①水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的,其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状;水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响,有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象。一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象。地下洞室充水淹没,基础上浮、建筑物失稳。②地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位的降低多是由于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水、采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。③地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形,当地下水升降频繁时．不仅使岩土的膨胀收缩变形往复,而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大,进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的积极交替,会将土层中的胶结物——铁、铝成分淋失,土层失去胶结物将造成土质变松、含水量孔隙比增大,压缩模量、承载力降低,给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。3.2地下水动压力作用引起岩土工程危害地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,一般不会造成什么危害,但在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件,在移动的动水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成条件和防治措施在有关的工程地质文献中已有较详细的论述,这里不再重复。 4结语水文地质工作在建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用,随着工程勘察的发展,其必将受到越来越广泛的重视,切实做好水文地质工作将对勘察水平的提高起着极大的推动作用。工程地质勘察中的水文地质问题探讨文汉平(韶关市曲江区建筑设计室广东韶关512100)摘要:文章作者分别从工程地质勘察中水文地质评价内容、岩土水理性质以及地下水引起的岩土工程危害三个方面阐述了水文地质问题在工程勘察中的危害。关键词:工程地质地质勘察中图分类号:TU19文献标识码:A文章编号:1672-3791(2008)08(c)-0080-01

理论与方法　工程地质勘察中的水文地质问题及解决措施　何璞孙玮　河南省地质矿产勘查开发局第一地质环境调查院，河南郑州４５００００　摘要：在任何工程兴建之前，都要进行工程地质勘察工作，其目的主要是查明工程建筑地区的工程地质条件、分析预测可能　存在的工程地质问题，对工程建设区做出正确的工程地质评价。针对当前工程地质勘察中的水文地质问题进行了分析，并提　出了解决措施。　关键词：工程地质勘察：水文地质；解决措施　中图分类号：ＴＵ４２；ＴＵ１９　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７１－５７８０（２０１５）０３－０２３８—０１　水文地质问题在工程勘察、设计以及施工的过程当中，　是一个非常需要重视的问题，但同时也是很容易被忽视的问　题，它与工程勘察质量息息相关，与工程地质紧密关联，水　文地质与工程地质两者起到的是相互关系、相互作用，在工　程地质勘察中需要查明与之相关的水文地质问题，对与工程　地质勘察相关的水文地质进行合理的评估，为设计和施工提　供必要的水文地质资料，以此将可能因为水文地质带来的危　害降到最低ｕ　。　１水文地质勘察及试验内容　在工程勘察中，影响工程水文地质勘察的因素主要有：　隔水层厚度、岩层含水层、组合分布关系、水位变动幅度、　地下水类型、承压含水层特征以及岩层渗透性强度等。为了　保障工程地质勘察质量，在工程地质评价中，必须重视地下　水对工程的影响。根据水文地质条件，评价地下水对工程的　危害，对工程提出具体的解决方法。在地质勘察中，通过明　确建筑物地基类型，在调查类型相关的水文条件时，根据水　文地质调查结果，对地下水自然状态以及变化发展情况进行　分析；通过分析工程实施过程以及地下水情况，进行科学预　防。在传统工程勘察报告中，由于设计基础不足和施工需要　对地下水岩土工程的危害与评价，造成很多地区发生建筑物　开裂以及基础下沉的质量问题。因此，在工程勘察中必须结　合水文地质评价，在重点评价地下水对建筑物和岩土体影响　时，根据勘察结果预测岩土工程可能发生的危害；在整合防　治措施时，根据建筑物地基类型，掌握工程地质水文地质情　况，为水文地质工作提供所需的材料。从工程角度来看，由　于地下水对工程的影响，必须根据不同条件对相关部分进行　着重评价；例如：埋藏在地下水位之下的建筑物，必须结合　地下水对钢筋的腐蚀性　。　２水文地质条件对工程造成危害的主要因素　水文地质条件会给工程带来危害，究其原因，主要是地　下水动水压力作用和地下水位升降变化两方面因素。自然或　人为原因都会带来地下水位的变化，一旦地下水位变化突破　临界值，就会给工程带来地质危害，研究表明，引起危害的　地下水位变化主要有３种情况：　１）地下水位下降。当前，由于经济的快速发展，人为　因素成为地下水位下降的主要原因，例如过度利用地下水、　矿床疏干、修建水库截流下游地下水水源、流域上游筑坝等，　这些因素常会引发一系列问题。一旦地下水位的下降过大过　快，常会诱发一些地质灾害，如地面沉降、地面塌陷和地裂　等，也会造成一些环境问题，如水质恶化、地下水源枯竭等，　在年降水量较小的地区会引起土地的沙漠化，在海边有可能　会造成海水倒灌。这些地质灾害或环境问题会给工程和人类　的居住环境带来巨大的威胁；　２）潜水位上升。水利工程建设及区域水文条件的变化　常会造成潜水位上升，如修建水库、地下水来源地的河流、　湖泊、水库等水位的上升。　３）地下水位升降。通过对水文地质规律的研究发现，　气候、气压、潮汐以及地球与月球引力变化，附近区域水体　的水位变化等都会引起地下水位反复升降。地下水位的升降　带来的影响主要有这几方面：导致建筑物基础土的压密；增　２３８　２０１５年３月　加基础工程材料的腐蚀性破坏；水位变化导致的干湿交替容　易腐烂；使建筑基础土层中一些盐类发生溶解作用导致建筑　物位移；引起膨胀性岩土的均匀的胀缩变形，造成地裂并给　建筑物造成结构破坏　。　３工程地质勘察中的水文地质问题及解决措施　３．１普查阶段　充分利用现有的水文地质勘察和研究成果，初步查明大　范围区域性水文地质条件。初步查明地下水含水层结构、厚　度、埋藏、水位分布、水温分布、水量和水质及动态情况等。　根据已有实测数据或经验数据，确定未知岩土体的热物　理参数（热导率和比热）。　根据已有实测数据、气象监测数据或经验数据，确定恒　温带的温度和深度、大地热流值，并在冻土地区，确定冻土　层厚度。有条件的地区，初步掌握地温分布及动态。　３．２详查阶段　在充分利用现有的水文地质、工程地质勘察和研究成果　的基础上，补充必要的调查取样、坑探、槽探、钻探或试验　等工作，基本查明以城镇所在水文地质单元（或地质单元）　为对象的小范围区域性水文地质条件、工程地质条件。基本　查明地下水含水层结构、厚度、埋藏等，基本查明地下水水　位分布、水量、水质情况及其动态变化等。　在已有实测数据基础上，补充必要的调查取样、钻探坑　探、槽探、钻探或试验等工作，确定未知岩土体的热物理参　数（热导率和比热）。　３．３勘探阶段　在充分利用现有的水文地质、工程地质勘察和研究成果　的基础上，开展调查取样、坑探、槽探、钻探或试验工作，　查明场地水文地质条件、工程地质条件。查明地下水含水层　结构、厚度、埋藏等，基本查明地下水水位分布、水量、水　质情况及其动态变化，查明包气带岩土体结构等。　在已有实测数据基础上，开展调查取样、钻探坑探、槽　探、钻探或试验等工作，确定岩土体的热物理参数（热导率　和比热）。　在己有实测数据、气象监测数据的基础Ｌ，开展地温调　查工作（即采取坑探、槽探或钻探手段测量地温）和试验等　工作，查明地温分布、水温分布及其动态，确定恒温带的温　度和深度、大地热流值，并在冻土地区，确定冻土层厚度。　４结论　总之，在浅层地温能开发地质工作中，应加强系统的动　态观测工作，利用长期观测和开采过程中的实际资料，运用　数值法对其进行工程研究，计算储量，并进行开发利用过程　中的环境问题研究，建立浅层地温能的开发管理模型。　参考文献　［１］黄清龙．岩土工程勘察中的水文地质问题分析［Ｊ］．门窗，　２０１３（４）：３０７—３０８．　［２］古丽巴哈尔・加帕尔．浅谈地质勘察中的水文地质问题　［Ｊ］．新疆有色金属，２０１３（Ｓ２）：３８＋４０．　［３］吴文善．论工程地质勘察中的水文地质问题［Ｊ］．技术与　市场，２０１３（１１）：７４－７５．

赫霸　应用方法论　１３１　

工程勘察中的水文地质问题分析　

葛正枝　

（贵州省地矿局一一三地质大队，贵州六盘水５５３０００）　

摘要为提高］　程勘察质量，在。Ｔ：程勘察中不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题，评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影　响，更要提出预防及治理措施的建议，为设计和施工提供必要的水文地质资料，以消除或减少地下水对岩土工程的危害。本文也老鹰山地　

区为例，分别从工程地质勘察中水文地质评价内容、岩土水理性质以及地下水引起的岩土工程危害三个方面阐述了水文地质问题在工程勘　

察中的作用。　关键词工程勘察；水文地质；地质勘察；影响　

中图分类号Ｔｖ　文献标识码Ａ　文章编号１６７３—９６７１一（２０１２）０１１－０１３１—０１　

在工程勘察中设计和施工过程中，水文地质问题始终是一个极为重　

要但也是一个易于被忽视的问题。由于没有足够的重视。导致地下水引　

起的各种岩土工程危害时有发生。为此，在岩土工程勘察中要求查明与　岩土工程有关的水文地质问题评估地下水对岩土：ｌ［程有关的水文地质问　

题。评估地下水对岩土工程和建筑物的作用及影响。为设计和施工提供　必要的水文地质资料以消除或减少地下水对岩土工程的危害。　

调查区位于云贵高原中部的过渡地带，地处乌江和北盘江的分水岭　

地区，地貌属典型的喀斯特地貌，为峰丛谷地，中部低四周高。工作　区最高海拔为１９１１．２０ｉｎ，最低海拔为中部标高为１　８２３．０ｍ，相对高差约　

８８．２ｍ。　调查区属亚热带高原季风气候区，冬无严寒、夏无酷暑，气候温　和，降水充沛，有明显的旱季和雨季之分。根据水城气象站１９８８～２００１　

年气象观测资料，区内年平均降水量为１　１３３．１　ｍｍ，其中５～ｌＯ月为雨　季，降水量为９５９．５　ｍｍ，仅占全年降水量的８４．６７％。１１月至次年４月为　

旱季，降水量为１７３．６　ｍｍ，仅占全年降水量的１５．３３％。降水强度亦随季　节的变化而变化，冬春季节（旱季）降水量少，强度亦小，夏秋季（雨