水文地质评价及鸡西煤田水文地质特征分析

黄婷婷　贾福成

摘要：本文论述了鸡西煤田水文地质分区、含水层和隔水层，并对含水层和隔水层进行了详细划分。

关键词：鸡西煤田；水文地质；含水层；隔水层；渗透系数；单位涌水量

众所周知水文地质和工程地质二者关系极为密切，互相联系又互相作用，地下水既是基础工程的环境，影响建筑物的稳定性和耐久性。又是岩土体的组成部分，直接影响岩土体工程特性。但在实际的勘察工作中，由于对水文地质勘察的方法较复杂，工程勘察中对水文地质问题研究不深人，在勘探成果内很少直接涉及水文参数的利用，水文地质部分往往只被认为是象征性的工作，在勘察中大多只是简单地对天然状态下的水文地质条件作一般性评价。

在一些水文地质条件较复杂的地区，经常发生由地下水引发的各种岩土工程危害问题。为提高工程勘察质量，在勘察中加强水文地质问题的研究是十分必要的，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 水文地质分析的内容及重要性

1.1 我们认为今后在工程勘察中，应重视勘察过程中水文地质的测试和研究，对水文地质问题的评价，主要应考虑以下内容：

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。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。不仅要查明地下水的天然状态和天然条件下的影响，更重要的是分析预测在人为工程活动中地下水的变化情况，及对岩土体和建筑物的反作用。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。

1.2 全面了解地下水引起的岩土工程危害

地下水引起的岩土工程危害，主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。

地下水位变化可由天然因素或人为因素引起，但不论什么原因，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：

地下水水位上升。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。引起的岩土工程危害主要有以下几点：

①土壤沼泽化、盐渍化，岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。

②斜坡、河岸等岩土产生滑移、崩塌等不良地质现象。

③一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。

④引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象。

⑤地下洞室充水淹没，基础上浮、建筑物失稳。

地下水水位下降。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。

1.3 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。

2 鸡西煤田水文地质特征分析

2.1 水文地质分区

鸡西煤田南、西、北三面环山。穆棱河由西向东迳流，构成了向东开阔的山间盆地。地面标高海拔124.4～565.2m，相对高差440m。穆棱河最大流量2200m3/s，最小流量0.60m3/s，支流有小穆棱河、滴道河、黄泥河、哈达河、向阳河等。

根据地层时代、含水层岩性、地下水赋存条件和富水性等因素，本区划分出六个水文地质区：第四系孔隙水区，第三系火山岩裂隙水区，第三系鸡东群煤系裂隙孔隙水区，下白垩统桦山群孔隙裂隙水区，下白垩统鸡西群煤系孔隙裂隙水区，煤系基底裂隙水区。

2.2 含水层

根据地层时代、岩性特征、埋藏条件等因素，可划分7个含水层（带）：

含水层（带）由上至下含水性由强变弱。

第四系孔隙含水层

沿穆棱河及主要支流呈条带状分布，岩性由粗砂、砾砂、砾石组成，厚2～40m，一般10～20m，局部与城子河组含煤层段直接接触。水位埋深0.3～8.0m，为孔隙潜水，水位年变化幅度1～2.0m，渗透系数14.25～150m/d，单位涌水量1.014～22.767L/s.m，富水性强。

第三系顶部裂隙孔隙含水层

主要分布于鸡西煤田南部条带、第四系孔隙含水层以下，岩性由粉细砂岩、中粗砂岩及少量砂砾岩组成，一般厚度50～100m，最大厚度115m。底部为隔水性能良好的第三系上部厚层泥岩隔水层，含水层以孔隙含水为主，裂隙水次之。水位埋深0.68～1.19m，为承压水，渗透系数1.427～1.65m/d，单位涌水量0.397～1.216L/s.m，富水性中等～强。

第三系中部裂隙孔隙含水层

含水层赋存于第三系厚层泥岩隔水层之下，岩性由粉细砂岩和中粗砂岩组成，厚度变化大，薄者不足1m，厚者90～250m，赋存深度192～550m。水位高出地面2.5m，为承压水，渗透系数0.542m/d，单位涌水量0.229L/s.m，富水性中等。

第三系下部裂隙孔隙含水层

赋存于玄武岩隔水层之下，岩性主要为中细砂岩、粗砂岩及砂砾岩，向西粒度变细，厚度15～107m，由西向东变厚。含水层赋存深度一般为292～603m，地下水埋深5.16m，渗透系数0.0059～1.168m/d，单位涌水量0.0025～1.19L/s.m，由于岩性和厚度等因素，东部其富水性和透水性较西部明显偏大。

基岩风化裂隙含水带

第三系火山岩裂隙含水层

由玄武岩构成，多为台地地形，浅部垂直裂隙发育，但多被方解石或泥质充填，地下水埋深0.855.96m，为裂隙潜水，单位涌水量0.0016～0.053L/s.m,富水性微弱。

下白垩统桦山群孔隙裂隙含水层

岩层坚硬，抗风化力强，多形成低山，地面迳流条件良好，利于地下水排泄，岩性主要为中粗砂岩、粉细砂岩、砾岩和火山碎屑岩，水位埋深15～20m，单位涌水量0.05L/s.m，富水性微弱。

下白垩统鸡西群煤系孔隙裂隙含水层

由各种粒度的砂岩、粉砂岩、泥岩和煤等组成，一般深度60～110m，平均80m，丘陵斜坡地段水位埋深17.06～42.0m，水力性质为潜水，渗透系数1.224～0.173m/d，单位涌水量0.118～0.369L/s.m，富水性中等；河谷地段为第四系所覆盖，地下水埋深1.18～4.00m，水力性质为承压水，渗透系数1.397～1.745m/d，单位涌水量0.723～0.983L/s.m，富水性中等，但强于丘陵斜坡区。

煤系基底裂隙含水层

岩性主要为前震旦系花岗岩，岩石坚硬，，抗风化能力强，多为中低山。地下水埋深约在30m以下，风化带厚度20~30m，坡陡以地面迳流为主，不易渗透，为裂隙潜水，接受大气降水补给，含水微弱。渗透系数为0.223m/d，单位涌水量0.0048L/s.m。

下白垩统 桦山群砂砾岩含水层

分布于风化裂隙带之下，岩性主要为中粗砂岩和砾岩，岩层坚硬，有效孔隙少，含水微弱。

下白垩统 鸡西群砂岩含水层

分布于风化裂隙带和第三系之下，岩性主要为各种粒度的砂岩、粉砂岩。水位埋深0.31～24.43m，为承压水，渗透系数0.269～0.00878m/d，单位涌水量0.0729～0.00344L/s.m，含水微弱。

3 隔水层

3.1 上第三系硅藻岩（厚层泥岩）隔水层

主要分布于煤田南部条带，一般厚度90～100m，最大厚度109.5m，遇水膨胀，隔水性能良好。

3.2 第三系玄武岩隔水层

主要分布于煤田南部条带，一般厚度10～45m，最大厚度106.9m，岩层坚硬致密，可视为相对隔水层。

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。