水文地质学在工程地质勘察中的重要性

■张璇

（辽宁省物测勘查院 辽宁沈阳110121）

水文地质学在工程地质勘察中的重要性

■张璇

（辽宁省物测勘查院 辽宁沈阳110121）

在工程地质勘察领域中水文地质环境是尤为重要的，准确的水文资料对于减少地下水对岩土工程的危害有很好的参考价值。本文从水文地质的评价内容说起，介绍岩土水理性质，并详述了地下水对岩土工程造成的危害说明了水文地质在工程地质勘察中的重要性。

水文地质地质勘察重要性

1　工程地质勘察中水文地质的主要评价内容

首先，要深入研究地下水的自然分布状态，可以比较详细的估算人为因素对地下水造成的影响，细致掌握地下水有可能对建筑物所造成的危害及必要的后果预测。

其次，探究不同地质条件对不同工程类型的影响，并结合当地地质条件的具体状况，配合工程设计等方面的专家找出最适合防治地下水对整个工程产生的负面影响的具体措施。这其中牵扯的具体内容包括对地下水位的确定，腐蚀性的研究。

最后，在建设大型项目的时候，如果在地质环境资料不全面的情况下，应该组织专业人员进行水文地质专项勘察，弄明白水文地质的各种参数，为建筑物具体采用什么样的桩基形式和进行科学的工程设计提供水文地质参数。

2　岩石水理性质

岩石的水理性质是指水进入岩石空隙后，岩石空隙所表现出的与地下水存储、运移有关的一些物理性质。由于岩石的空隙大小、空隙分布和连通程度的均匀程度不同，岩石中水的存在形式也不同，岩石能容纳、保持、释放和允许水透过的性能也有所不同。岩石水理性质有容水性、持水性、给水性和透水性等四方面。

2.1容水性

容水性是指岩石能容纳一定量的性能。衡量岩石容水性大小的指标叫容水度。容水度（Wn）是指岩石所能容纳水的体积（Vn）与岩石体积（V）之比，用小数或百分数表示。

可见,容水度就是岩石饱水时的含水量，也称之为饱和含水量。理论上讲，容水度数值与空隙度（包括孔隙度、裂隙率和岩溶率）相等。但应考虑到，若空隙中有气体而无法排除时，或者有些具膨胀性的土充水后体积要膨胀若干倍，这时容水度可能会小于或大于空隙度。

2.2持水性

持水性是指重力释水后，岩石能保持住一定水量的性能。衡量岩石持水性大小的指标叫持水度，它是饱水岩石在重力作用下释水后，仍然保持在岩石中的水的体积与岩石总体积之比。

滞留在岩石中的水主要是结合水和毛细水。岩土的持水度与颗粒大小有密切关系，大空隙岩石持水度很小，而细颗粒岩石中的细颗粒具有较大的比表面积，结合水和毛细水较多，水不容易在重力作用下完全释出，具有较大的持水度。例如，有的粘土的持水度几乎与容水度相等。

2.3给水性

给水性是指饱水岩石在重力作用下，能够自由给出一定水量的性能。衡量岩石给水性的指标叫做给水度，它等于地下水下降一个单位深度，单位面积岩石柱体中在重力作用下释出水的体积，以小数或百分数表示。

给水度是描述岩石给水能力的一个重要水文地质。列出了一些常见的松散岩石给水度。岩石中空隙的多少、空隙大小及地层结构对给水度影响很大。大孔隙的砂砾石层给水能力强，而细颗粒土层虽然含水量较大，但其中靠重力作用释出的水量较少，持水性强，给水能力较弱。

2.4透水性

岩层的透水性是指岩石允许透水的能力。表征岩石透水性的指标是渗透系数（K），但是为m/s。通常空隙大小是透水性好坏的主控因素。空隙的直径愈大，重力水占有比例愈大，透水性愈好；空隙直径愈小，有效空隙度相应也小，结合水和毛细水等占有比例愈大，透水性愈大，透水性愈差。在孔隙大小相等的条件下，空隙度愈大，孔隙连通性愈好，透水性就愈好。实际上，空隙通道是一个孔径变化十分复杂的管道系统，岩石的透水能力不仅取决于平均孔隙直径，而在很大程度上取决于最小孔隙直径。

3　分析由地下水所引起的岩土工程危害

一般来讲，工程勘察的重点主要是岩土工程的损害程度，而由于地下水位的升降变化及动水压力两方面造成的岩土工程危害是水文地质研究的主要内容。正因如此，我们在研究地下水对岩土工程的危害时，重点掌握以下三个层面：

3.1因地下水位升降引起的岩土工程危害

研究地下水位的升降变化对于工程地质勘察来讲是首要任务。大家都知道，水位的升降一般会受到季节和雨水的影响，这些属于天然条件下的水位变化，往往边幅不大。

一方面，先来看一下因水位上升而引起的岩土工程危害。影响水位上升的因素有很多，比如降雨量增多，气温变化及人为灌溉施工等都有可能导致水位的快速上升。一般情况下，水位上升可以导致土壤沼泽化和盐渍化，这样增强了岩土及地下水对建筑物的腐蚀作用，导致工程地质潜在危险状况加强。而且水位的上升还有可能使得河岸，斜坡等岩土体产生崩塌等严重的地质现象，这一点也是不容小觑的。对于一些特殊的岩土，由于水位上升很有可能造成结构破坏，软化等现象，这些都是因为水位的关系造成的岩土工程危害。

另一方面，分析一下因为水位下降而引起的岩土工程危害情况。很多情况下地下水位的降低都是人为因素引起的。像是对地下水的过量开采，修建水库是对下游地下水过分的截取等都是导致地下水位骤然下降的原因。一点地下水位下降，地裂，地面沉降，塌陷等地质灾害就会源源不断，水质恶化也将接踵而至，对于岩土体，建筑物的威胁程度将大大增强。

3.2因地下水位升降对岩土物理力学性质的影响

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，严重若形成地裂，引起建筑物特别是低层或轻型建筑物的破坏。当地下水升降频繁时或变化幅度大时。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加大。因此，在膨胀性岩土地区进行工程勘察时应特别注意对场地水文地质条件的研究，特别地下水往往升降变化中高度和变化规律这对地基基础深度的选择有主要的参考价值。

3.3地下水动水压力作用引起的岩土工程危害

地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱，但是在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件，在一定的动水压力作用下，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。

综上，地下水对于岩土工程的危害是十分严重的，这也从侧面说明了水文地质在工程勘测中的重要性，所以作为一名地质工作者，只有掌握好水位地质参数的测定方法，才能给工程勘测工作提供帮助，达到预防危险状况发生的目的。

P641.73[文献码]B

1000-405X（2016）-2-178-1