工程地质勘察中水文地质问题的重要性

黄荣桥

（湖南省地质矿产勘查开发局417队 湖南衡阳 421001）

通过对实际工程勘察的了解发现，水文地质方面的问题很容易被人们忽视，普遍认为是象征性内容，没有实际价值。但事实上很多岩土工程危害都是由地下水造成的，所以必须深刻认识水文地质问题及其工作内容、方式在整个工程地质勘察与建设活动当中的重要作用。

1 水文地质工作主要内容

（1）在工程勘察过程中需要采取重点评价等措施分析区域地下水对工程及岩土体造成的影响，预测所有可能发生的问题与危害，并提出行之有效的预防处理措施。

（2）勘察时还需充分结合工程基础种类，查清水文地质方面的问题，为基础选型工作提供必要水文地质报告。

（3）在了解区域地下水所处自然状态、类型、赋存条件与含水层实际分布等的基础上，预测地下水受工程建设的影响，以及可能发生的变化，从而明确地下水对工程或岩土体造成的反作用。

（4）水文地质方面的评价工作需要从待建工程的角度入手，根据区域地下水可能带来的作用及影响，总结各条件下需要引起注意的地质问题[1]。

2 做好岩土水理性质测试及研究

水理性质指的是工程岩土和地下水在发生相互作用以后表现出的性质。它和岩土自身物理性质均为岩土主要地质性质，除了会对岩土自身强度及变形造成影响，还与工程稳定性有着紧密的关联。岩土中以不同赋存方式存在的地下水，它对水理性质造成的作用及影响，在方向和程度上都存在差别，同时这一作用及影响还取决于岩土的种类。

（1）区域地下水主要赋存形式以及它对水理性质造成的影响：按照实际赋存形式，可将区域地下水分成三种，即结合水、毛细管水与重力水，而结合水还能进一步分成弱结合水与强结合水。对强结合水而言，它还可称之为吸湿水，受分子力作用而附着于岩土颗粒，产生一层水膜，是与颗粒表面连接最紧且十分牢固的水，一般吸高可以达到10MPa，此外在强压的作用下，密度达到普通水2倍，弹性及粘滞性都很大，能有效抵抗剪切，但是重力影响较小，不会对静水压力进行传递。而弱结合水还可称之为弱薄膜水，主要分布在吸着水以外，但厚度比吸着水大。相比于强结合水，弱结合水受到的实际吸附力较小，可在水膜间进行缓慢运动，受外界压力后薄膜水变形，但同样重力影响较小，不会对静水压力进行传递。在粘性土当中，区域地下水主要以结合水的形式赋存，而在砂土中却很少见到。对结合水而言，特别是弱结合水，它和粘性土之间的作用表现出的各项性质可归纳到粘性土自身物理力学性质范畴，由于受到较强的束缚，所以活动范围一般有限，不会造成太大影响[2]。

毛细管水指的是在毛细管作用下赋存于岩土毛细管当中的区域地下水，同时受到重力与毛细管力的作用，如果毛细管力比重力大，则毛细管水不断上升，区域地下水潜水面上部是和保水带关系密切的湿水层，其含水量往往较高。这种赋存形式的地下水可以传递静水压力，同时可以在空隙当中发生上下运动，对区域内的岩土体有软化作用，容易使土壤发生沼泽化，导致岩土体或者是地下水腐蚀工程材料。一般在粉土与砂土中多见这种地下水。

重力水指的是受重力作用后可以在裂隙当中自由移动的地下水，也是狭义的地下水。它一般不会受到分子力作用，因重力水较为活跃，所以对水理性质会造成显著影响，也是需要重点关注的研究对象。

（2）岩土水理性质与测试方法，岩土水理性质如表1所示。

软化性指的是岩土体在浸水之后，其力学强度明显降低，大多采用软化系数进行表达，等于饱和与风干两种状态下的岩石抗压强度比值，是对岩石自身抗风化能力以及抗水浸能力进行评价的重要指标。如果岩石层当中有容易发生软化的岩层，则受到地下水作用之后会产生软弱夹层。由不同原因产生的泥质砂岩、粘性土层等，都具有遇水软化的特性。

表1 岩土水理性质

透水性指的是受到重力作用，岩土允许地下水穿透自身的性能。渗透性较强或较弱首先主要取决于空隙尺寸及是否具有连通性，然后是空隙度。如果松散岩土较细，则其透水性一般较弱，而随着坚硬岩石岩溶等的不断发育，其透水性将明显增强，大多借助渗透系数对透水性进行表达。

崩解性指的是岩土在浸水以后，因土粒之间的连接被不同程度的破坏，导致土体发生崩解的特性。崩解性主要和颗粒与矿物成分，以及结构等关系密切，以湖南残积土为例，其崩解时间主要在5～24h范围内，而崩解量则在1.79～34.0%范围内，不同成分残积土的崩解方式不同，如高岭土残积土主要以散开的方式进行崩解，而石英残积土则主要以裂开的方式发生崩解。

给水性指的是受重力作用后岩土从裂隙当中流出水，采用给水度进行表示。它是含水层主要参数之一，除了能对基坑内实际涌水量有重要影响，还决定了场地疏干时间，一般可以通过试验得出。

胀缩性指的是岩土在吸水之后体积明显增大，而失水之后体积又随之减小，这一特性的产生原因为结合水膜在吸水时厚度增大，而在失水后厚度减薄。胀缩性容易引起地裂缝和基坑隆起等现象，直接影响地基变形及土坡表层受力稳定性。可标定胀缩性的技术指标有很多，如膨胀率、体缩率与收缩系数等[3]。

3 结束语

通过以上分析可知，水文地质在工程持力层选择、基础种类选择、地质灾害预防等方面有重要作用，在工程勘察不断发展的过程中，做好并强化水文地质是极为重要的。在实际工作中，除了要了解岩土工程涉及的各项水文地质问题，并对地下水造成的影响及潜在危害进行科学评价，更为关键的是制定有效预防处理措施，以此为工程建设提供内容详尽、细致入微的水位地质报告，从而尽可能减小工程建设受到的危害。

[1]张永闯.水文地质问题在工程地质勘察中的重要性[J].江西建材，2017（21）：199，205.

[2]郭霞.水文地质问题在工程地质勘察中的重要性[J].城市建设理论研究（电子版），2016（20）：31～33.

[3]雷雨菱，陈岭.水文地质问题在工程地质勘察中的重要性[J].科技创新与应用，2016（17）：162.