岩土工程勘察中需要解决的水文地质问题

王一纯

(1.山东省鲁南地质工程勘察院，山东 济宁　272100；2.山东省华鲁工程总公司，山东 济宁　272100)



岩土工程勘察中需要解决的水文地质问题

王一纯1,2

(1.山东省鲁南地质工程勘察院，山东 济宁272100；2.山东省华鲁工程总公司，山东 济宁272100)

本文结合济宁市区的地质和地层实际情况，分析了整个市区的水文地质特征，根据作者多年的实际工作经验，总结了岩土工程勘察中需要解决的水文地质问题，并介绍了做好水文地质评价工作的要点，以保证岩土勘察工作的顺利进行，提高勘察工程施工质量。

岩土工程；勘察；水文地质；问题

1　概述

济宁市，孔孟之乡、运河之都，位于山东省西南部，现辖2市辖区(市中区和任城区)、3县级市(曲阜市和邹城市)、1区(兖州区)、7县(微山县、鱼台县、金乡县、嘉祥县、汶上县、泗水县、梁山县)。面积11 000平方公里，人口822万，是中国优秀旅游城市，山东省鲁南城市带中心城市。最近几年以来，济宁市的人口不断增加，城市规模不断扩大，高层建筑不断发展，地下建设工程也越来越多。因此，对于济宁地区来说，岩土工程勘察工作也越来越重要。水文地质工作作为工程施工中非常重要的环节，关系着工程的安全与稳定。在岩土工程勘察时，必须查明与其有关的水文地质问题，这样才不会留下安全隐患。

2　济宁市区地质概况

2.1地质概况

济宁市区为由多个背、向斜相间排列的宽缓褶曲构造，轴向北东，向西南倾伏，地层倾角平缓，一般小于15°。济宁地区的北部和南部分别为二个近东西向的地堑构造，北部为汶泗断层与郓城断层所控制的汶上～宁阳地堑构造；南部为菏泽断层、凫山断层与单县断层所控制的成武～鱼台地堑构造。它们呈东西向延展，横贯于济宁煤田的北部和南部。东部为磁阳背斜、兖州向斜、滕县背斜构成的北东向褶曲；西部为北北东向的巨野向斜。

2.2地层

济宁市区境内出露地层主要为古生界寒武系和奥陶系。本区为华北型全隐蔽石炭、二叠系含煤地层，由老到新发育有奥陶系下、中统、上石炭统本溪组、石炭—二叠系太原组、二叠系下统山西组、二叠系石盒子组、上侏罗统三台组、第四系。石炭—二叠系均隐伏于第四系之下。中生界侏罗系在东部见有零星出露。第四系广泛发育，约占全市总面积的90%。下为侏罗系，石炭—二叠系以下为奥陶系基底。

3　济宁市区水文地质特征

3.1气象水文

济宁地区为温带半湿润季风区，属大陆与海洋间过渡性气候，四季分明。年平均气温13.5 ℃，月平均最高气温29 ℃，日最高气温41.6 ℃；月平均最低气温4.11 ℃，日最低气温-19.4 ℃。年平均降水量701.9 mm，降水多集中于7、8月份，春季雨量少。最高洪水位标高+36.67 m(1957年)，汛期最大流量626 m3/s(1964年9月6日)，旱季流量变小甚至断流。另有小型沟渠，总体流向南阳湖。年平均蒸发量1 654.7 mm，年最大蒸发量1 819.5 mm。春、夏季多南及东南风，冬季多西北风，平均风速2.3 m/s。历年最大积雪厚度0.45 m，最大冻土厚度0.31 m。

3.2水文地质特征

济宁市区域水文地质单元东起峄山断层西至嘉祥断层，北起长沟断层南至凫山断层，面积约2 600 km2。区域内多被第四系覆盖，地面水系主要有泗水河、京杭运河、微山湖。第四系厚0～338.76 m，可划分为上、中、下三组，上组、下组砂层较发育，为间接充水含水层，而中组黏土发育，具有良好的隔水性能。区域内一般都发育侏罗系蒙阴组，蒙阴组含有遇水膨胀的蒙脱石、伊利石，抽水试验其单位涌水量很小，普遍认为它具有隔水性能。地下水径流方向近东西，向第四系及南阳湖排泄，以第四系渗漏补给及侧向补给为主，地下水由北东向南西径流，向邹西水源地侧向排泄。含水层富水性强，单位涌水量0.1～6.631 L/(sm)；矿化度<0.6 g/L，水质类型为-Ca2+和-Ca2+Mg2+型。

主要含水层为砂砾层，徐家庄石灰岩(约厚35 m)和奥陶系石灰岩(厚约800 m)。砂层的总厚约占第四系厚度的12.5%～27%。上部为黄褐色，结构松散，透水性好；下部为灰白色，结构紧密，透水性差。第四系底部，大部地区分布一层厚1.20～25.80 m，平均8.20 m的黏土层，对第四系水向基岩渗透起一定的阻隔作用。

4　岩土工程勘察中需要解决的水文地质问题及评价

4.1岩土工程勘察中需要解决的水文地质问题

根据多年岩土工程勘察工作经验，并结合本地区内地质和水文地质的特点，总结出在岩土工程勘察中需要解决的一些水文地质问题。

4.1.1含水层的问题

(1)第四系含水层的问题

厚60.45～96.35 m，平均77.71 m，主要由褐黄色局部灰绿色的黏土、砂质黏土及中、细砂层组成，砂层约占50%以上，分选好，结构疏松，故富水性强，为浅层承压水。据济宁二井田资料：单位涌水量：0.112 5～10.433 L/(sm)，水位标高：+29～+35.09 m，矿化度：0.5 g/L左右，水质：以-Ca2+Na+型水为主。该含水层受大气降水补给，水位动态变化与降雨量基本一致。

(2)侏罗系砂岩含水层问题

本区侏罗系厚度大，厚441.20～1 113.65 m，平均690.50 m，主要为中、细砂岩，属裂隙承压含水层，含水性较弱。全区仅有3个钻孔漏水，漏水层均在靠近火成岩顶、底部砂岩处。侏罗系一段，以泥岩、粉砂岩为主，属隔水层，并且侏罗系以厚度很大的二叠系隔水层组，正常块段难以下渗，但断层使侏罗系下降到或接近直接充水含水层水平时就会形成侧向补给，因此侏罗系属于间接充水含水层。以上两层含水层，如果在施工过程中不加注意，就会造成工程停工，或留下重大安全隐患。

4.1.2含水层之间水力联系的问题

在工程勘察过程中，虽然一段含水层发现水少或没有水，但是要考虑到构造造成的破坏使得发生水力联系，造成事故或埋下隐患，例如断层的切割、岩浆岩的侵入破坏等。第四系上组的上部属潜水，下部属承压水，上下部水力联系密切，为多层结构的复合含水层组，主要靠大气降水和地表水垂直渗透补给，循环交替条件好，随季节动态变化大，主要排泄途径为蒸发、人工开采及通过中组微弱的渗透性向下组补给。

第四系下组为多层结构的承压含水层组，以区域间径流补给为主，其次是接受上组的微量补给。

侏罗系砂岩属裂隙承压含水层，主要接受第四系下组的垂直渗透补给，另外受井田边界断层(嘉祥断层)的影响，奥陶系灰岩与侏罗系直接接触，从而接受灰岩的侧向补给。

4.1.3人为因素造成地下水位降低的问题

由于采矿造成的地下水位的下降，给岩土工程施工造成重大的危害。济宁市区有兖矿集团8对煤矿和10对地方煤矿，采矿中的矿床疏干、地表水下降，达不到有效补给，会造成地面坍塌、沉降、地裂等严重的地质灾害，并引起水源恶化和地下水源枯竭等环境危害，对人们的生活和建筑物的稳定造成非常大的威胁。

4.1.4地下水水位升降对施工区域岩土体以及建筑物所产生的影响和作用

济宁市辖区内煤矿分布较多，且开采多年，造成的塌陷区也比较多。有的向地面排水，使地面水位临时上升，有的地表水位下降形成降水漏斗，这些都会对建筑施工及建筑物安全造成严重影响。

4.1.5基坑周围黏土塌方的问题

在基坑排水时，由于支护不好或者不采取一定的支护方式，会导致基坑周围第四系黏土塌方，地面出现沉降引起地表变形。

4.2岩土工程勘察中水文地质的评价工作要点

结合济宁市区的实际情况，本人认为济宁市区岩土工程勘察中的水文地质评价工作必须做好以下几点:

4.2.1充分考虑和预测在岩土工程勘察中可能遇到的问题

济宁市区含水层主要为第四系冲洪积层，其下部的新鲜完整基岩可视为相对隔水层。部分区域还有侏罗系砂岩含水层问题。

4.2.2精确选用水文地质参数确保测定的可靠性

在水文地质参数的选取方面，有的施工单位和技术人员未按照国家技术标准严格科学的选取，以至造成不良的后果。水文地质参数作为水文地质评价的基础，其可靠性是保证质量的决定性因素。

4.2.3采用科学合理的方法进行水文地质评价

在水文地质评价方法选取方面，一要科学合理，二要结合现场实际，否则评价出的结果就会有偏差甚至是错误的，不能指导工程施工工作。

5　结束语

工程地质与水文地质有十分密切的关系，作为

从事水工环地质的专业技术人员，今后将会遇到在更加复杂的地质条件下进行建筑工程建设的项目，越是这样，越要以详细科学的工程地质勘探以及合理的水文地质评价为依据。因此，本文仅对济宁市区岩土工程勘察中应注意的水文地质问题进行了探讨，旨为今后的工作打下更坚实的基础。

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[2]孙家强,孙超,周睿,等.黏性土包气带中流体迁移规律[J].水文地质与工程地质,2016(1):1-5.

[3]李延坤.地质勘查中水文地质的评价内容与问题分析[J].科技创新与应用,2013(35):26-28.

2016-05-12

王一纯(1983-)，山东建筑大学毕业，水工环工程师，山东省鲁南地质工程勘察院、山东省华鲁工程总公司工程师，山东省济宁市兖州市建设东路272号，Tel:15863700552。

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