導語：水文地質勘探地位與內容一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1、水文地質勘察現狀及重要性

人類發展演化過程中，經歷了各種各樣地質作用所造成的災害，其中大部分地質災害的形成都有地下水的參與。據大量事實統計，地下水與巖土體互相作用所造成的地質災害具有類型的多樣性、機理的復雜性、分布的廣泛性、災害的嚴重性和可控性等特征。同時，目前在生產和科研實踐中對地下水作用致災的重要性認識及勘察研究投入不夠，在工程地質勘察評價中對地下水作用的定性定量分析還是一個薄弱環節。實踐證明，在工程勘察、設計和施工的過程中，水文地質問題始終是一個極為重要但也是一個易于被忽視的問題。之所以重要，是因為水文地質和工程地質二者關系極為密切，互相聯系和互相作用，地下水既是巖土體的組成部分，直接影響巖土體工程特性，又屬于基礎工程的環境，影響建筑物的穩定性和耐久性。之所以容易被忽視，就是在實際的勘察工作中，勘探成果內因為很少直接涉及水文參數的利用，水文地質問題往往只被認為是象征性的工作，在勘察中大多只是簡單地對天然狀態下的水文地質條件作一般性評價。為提高工程勘察質量，在勘察中加強水文地質問題的研究是十分必要的，在工程勘察中不僅要求查明與巖土工程有關的水文地質『口]題，評價地下水對巖土體和建筑物的作用及其影響，更要提出預防及治理措施的建議，為設計和施工提供必要的水文地質資料，以消除或減少地下水對巖土工程的危害。

2、地下水引起的巖土工程危害

地下水引起的巖土工程危害，主要是由于地下水位升降變化和地下水的動水壓力作用兩個方面的原因造成的。

2．1地下水升降變化引起的巖土工程危害

地下水位變化可由天然因素或人為因素引起，但不管什么原因，當地下水位的變化達到一定程度時，都會對巖土工程造成危害，地下水位變化引起的危害又可分為三種方式：

2．1．1水位上升引起的巖土工程危害

潛水位上升的原因是多種多樣的，主要有人類活動因素如工程建筑施工、工業廢水和生活污水的滲透等影響；水文氣象因素如降雨量、氣溫等；地質因素如含水層顆粒大小、總體巖性水平變化等。有時往往是幾種因素的綜合結果。①土壤沼澤化、鹽漬化，巖土及地下水對建筑物腐蝕性增強。②斜坡、河岸等巖土產生滑移、崩塌等不良地質現象。③一些具特殊性的巖土體結構破壞、強度降低、軟化。④引起粉細砂及粉土飽和液化、出現流砂、管涌等現象。⑤地下洞室充水淹沒，基礎上浮、建筑物失穩。⑥引起堅硬巖土軟化，水解、膨脹、抗剪強度降低。

2．1．2地下水位下降引起的巖土工程危害

地下水位的降低多是由于人為因素造成的，如集中大量抽取地下水、采礦活動中的礦床疏干以及上游筑壩、修建水庫截奪下游地下水的補給等。地下水的過大下降可能引起巖土工程的危害主要體現在以下幾個方面：①常常誘發地裂、地表塌陷、地面塌陷等地質災害，對巖土體、建筑物的穩定性產生重大影響并直接威脅人類生命財產安全。②地下水源枯竭、水質惡化等環境問題，對人類自身的居住環境造成很大威脅。③施工降水等活動中產生水頭差導致動水壓力的產生，使粉細砂、粉土層中的土顆粒受到沖刷，將細顆粒沖走，使土的結構遭到破壞。

2．1．3地下水頻繁升降對巖土工程造成的危害

地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產生不均勻的脹縮變形，當地下水升降頻繁時，不僅使巖土的膨脹收縮變形往復發生，而且會導致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大，進而形成地裂引起建筑物特別是輕型建筑物的破壞。地下水升降變動帶內由于地下水的積極交替，會將土層中膠結物——鐵、鋁成分淋失，使土層失去膠結物而變得松軟，孔隙比增大，含水量增多，壓縮性增大，強度降低，給巖土工程基礎選擇、處理帶來較大的麻煩。

2．2地下水動力作用引起巖土工程危害

地下水在天然狀態下動水壓力作用比較微弱，一般不會造成什么危害，但在人為工程活動中由于改變了地下水天然動力平衡條件，在移動的動水壓力作用下，往往會引起一些嚴重的巖土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等，造成安全隱患及影響工程質量。

3、地下水的賦存形式

3．1強結合水

也叫吸濕水，其被分子力吸附在巖土顆粒周圍而形成極薄的水膜，即緊附于顆粒表面的結合最牢固的一層水。據資料統計．其吸附力可高達10MPA。由于該部分水處于強壓下導致其密度接近普通水的兩倍并具有極大粘滯性和彈性，該部分水可以抗剪切但不受重力作用，也不能傳遞靜水壓力。

3．2弱結合水

也叫弱薄膜水，該部分水處于吸著水外層，其厚度大于吸著水，其所受的吸附力小于強結合水，可以再顆粒水膜之問作緩慢的移動。該部分水在外界壓力作用下可以發生變形。該部分水也不受重力影響，也不能傳遞靜水壓力。

3．3毛細管水

是指由于毛細管作用保持在巖土內毛細管空隙中的地下水。該部分水可分為孤立毛細管水、懸掛毛細管水和真正毛細管水。該部分水同時受毛細管力和重力作用，當毛細管力大于重力則其上升。該部分水在地下水潛水面形成一個與保水帶有水力聯合的含水量較高的濕水層。

3．4重力水

是指在重力作用下能夠在巖土空隙、裂隙中自由運動的水，即人們常說的狹義地下水。該部分水不受分子力影響，不能抗剪切，可以傳遞靜水壓力。該部分水在天然和人為因素的影響下形成非常活躍的滲流，因此其對巖土的水理性質也有顯著的影響。

4、巖土的水理性質

巖土水理性質是指巖土與地下水發生相互作用時顯示出來的各種性質，其與巖土的物理性質相同都是巖土重要的工程地質性質，不僅僅影響著巖土的強度及變形情況，同時還可能直接影響建筑物的穩定性。其是地下水與巖土共同作用才顯示出來的，由于地下水在巖土中有不同的存在方式，且不同的地下水對巖土水理性質可發生不同程度的影響，其影響程度與巖土類型有關。

4．1軟化性

是指巖土體在侵水后巖土力學強度降低的特性，一般用巖土在侵水處于侵水飽和狀態同風干狀態下極限抗壓強度之比來表示，也是判斷巖石耐風化、耐侵水能力的主要指標，當巖石層內存在易軟化巖層時則在地下水作用下會形成軟弱夾層。

4．2透水性

是指在重力作用下巖土允許水透過自身的性能，巖土體的滲透性的強弱主要由巖土體空隙的大小和連通性以及空隙度來決定，因此其透水性較差，巖土體的透水性一般用滲透系數表示，滲透系數一般通過抽水試驗來求得。

4．3結水性

是指水在重力作用下從飽水巖土內通過空隙裂隙等自由流出的性能。該性能一般以給水度表示，其是含水層的重要水文地質參數，不但能夠影響基坑涌水量大小，同時也影響著施工場地的疏干時間，給水度一般采用實驗室方法測定。

4．4崩解性

是指巖土體在侵水濕化后土粒間連接被消弱、破壞而崩散、解體的性質。該種性能一般用崩解所用時間、崩解量及崩解方式等來表示該種性能與巖土體的顆粒成分、礦物成分及結構有很大的關系。

4．5脹縮性

是指巖土體在吸水后體積增大，在失水后體積減小的特征。該種性能是由于顆粒表面結合水膜吸水變厚而在失水后變薄造成。該種性能也是造成地裂縫或基坑隆起等現象的主要原因，其對工程地基發生形變和土坡表層穩定性有較大影響。該性能一般用膨脹率、體縮率、收縮率等來表示。

5、工程勘察中水文地質勘察內容

對工程有影響的水文地質因素有：地下水的類型、地下水位及變動幅度、含水層和隔水層的厚度和分布及組合關系、土層或巖層滲透性強弱及滲透系數、承壓含水層的特征及水頭等。為提高工程地質勘察質量，消除或減少地下水對工程建設的危害，在工程地質勘察中應查明與巖土有關的水文地質問題，評價地下水對巖土體和建筑工程可能產生的作用及其影響，且提供必要的水文地質資料。

5．1自然地理條件

包括氣象水文特征和地形地貌等內容。氣象水文特征是指工程所屬地域是屬于亞熱帶還是熱帶，季風氣候與否，擁有的濕潤程度與熱量等。地形地貌是指工程區域周圍的水系、平原或高原特征、地形開闊平坦與否、地貌侵蝕和堆積情況如何等。

5．2地質環境條件

包括工程所在區域的地質構造特征、基底構造及其對第四系厚度的控制、地層巖性、新構造運動等方面的內容。

5．3地下水位情況

包括近2～5年最高地下水位、水位變化趨勢；地下水補給排泄條件、地表水與地下水的補排關系及對地下水位的影響等。地下水位的變化對巖土工程的影響巨大，是工程勘察的重點內容。

5．4含、隔水層情況

各含水層和隔水層的埋藏條件、地下水類型、流向、水位及其變化幅度；主要含水層的分布、厚度及埋深；通過現場試驗測定地層滲透系數等水文地質參數等；場地地質條件下對地下水賦存和滲流狀態的影響、判定地下水水質對建筑材料的腐蝕性等。

6、工程勘察中水文地質參數的測定

為了定量的說明巖土體中的水文地質條件，在勘察中還應明確如何測定我們所需要的水文地質參數。

6．1測定不同的水文地質參數選擇不同的測定方法

6．1．1測水位：鉆孔、探井或測壓管觀測。

6．1．2滲透系數、導水系數：抽水試驗、注水試驗、壓水試驗、室內滲透試驗。

6．1．3給水度、釋水系數：單孔抽水試驗、非穩定流抽水試驗、地下水位長期觀測、室內試驗。

6．1．4越流系數、越流因數：多孔抽水試驗。

6．1．5單位吸水率：注水試驗、壓水試驗。

6．1．6毛細水上升高度：試坑觀測、室內試驗。

6．2地下水的量測要求

6．2．1地下水水位的測定，在工程地質勘察中，凡遇含水地層時，均應測定地下水位。其中靜止水位的量測應有一定的穩定時間，其穩定時間按含水層的滲透性確定，需要時宜在勘察結束后統一測靜止水位；當采用泥漿鉆進時，測水位前應將測水管打入含水層中20厘米或洗孔后量測；對多層含水層的水位量測，必要時應采取止水措施與其他含水層隔開。

6．2．2測定地下水流向可用幾何法，并同時量測各孔內水位，確定地下水的流向。地下水流速的測定可采用批示劑法或充電法。

6．2．3抽水試驗應符合抽水試驗方法可根據滲透系數的應用范圍具體選用不同的方法；抽水試驗宜三次降深，最大降深應接近工程設計所需的地下水位降深的標高；水位量測應采用同一方法和儀器，讀數對抽水孔為厘米，對觀測孔為毫米；當涌水量與時間關系曲線和動水位與時間的關系曲線，在一定范圍內波動，而沒有持續上升和下降時，可認為已經穩定；抽水結束后應量測恢復水位等。

6．2．4滲水試驗和注水試驗可在度坑或鉆孔中進行。對砂土和粉土．可采用試坑單環法；對粘性土可采用試坑雙環法；試驗深度較大時可采用鉆孔法。

6．2．5壓水試驗應根據工程要求，結合工程地質測繪和鉆探資料，確定試驗孔位，按巖層的滲透特性劃分試驗段，按需要確定試驗的起始壓力、最大壓力和壓力級數，及時繪制壓力與壓入水量的關系曲線，計算試段的透水率，確定P—Q曲線類型。

6．2．6孔隙水壓力的測定應符合下列規定：

①測定方法可根據試驗的適用條件確定；

②測試點應根據地質條件和分析需要布置；

③測壓計的安裝和埋設應符合有關安裝技術規定；

④測定數據應及時分析整理，出現異常時應分析原因，并采取相應措施。

6．2．7毛細上升高度測定，在粉土、粘性土可采用試坑直接觀測或塑限含水量法測毛細上升高度；對中、粗砂可采用最大分子吸水量法，粉細砂則用吸水介質法測定。。

7、工程勘察中水文地質評價內容

對工程有影響的水文地質因素有：地下水的類型，地下水位及變動幅度，含水層和隔水層的厚度和分布及組合關系，土層或巖層滲透性的強弱及滲透系數，承壓含水層的特征及水頭等。為提高工程地質勘察質量，應在工程地質勘察中加強對水文地質問題的研究，不僅要求查明與巖土工程有關的水文地質問題，評價地下水對巖土體和建筑工程可能產生的作用及其影響；更要提出預防及治理措施的建議，為設計和施工提供必要的水文地質資料，以消除或減少地下水對工程建設的危害。在工程地質勘察報告中，應從以下幾個方面對水文地質問題進行評價：

7．1應重點評價地下水對巖土體和建筑的作用和影響，預測可能產生的巖土工程危害，提出防治措施。

7．2工程地質勘察中還應密切結合建筑物地基基礎類型，查明與該地基基礎類型有關的水文地質問題，提供選型所需的水文地質資料。

7．3不僅要查明地下水的天然賦存狀態和天然條件下的變化規律，更重要的是分析和預測今后在人為工程活動影響下地下水的變化情況，及其對巖土體和建筑物的不良作用。

7．4地下水位的高低對各種建筑物都很重要，在分析工程地質問題時，地下水位以上和以下要分別對待。

7．5查明地下水在天然狀態及天然條件下的影響，分析預測在人為工程活動中地下水的變化情況，及對巖土體和建筑物的不良作用。

7．6按地下水對工程的作用與影響，提出在不同條件下應當重點評價的地質問題并提出防治措施。如對埋藏在地下水位以下的建筑物基礎中水對混凝土及混凝土內鋼筋的腐蝕性；對選用軟質巖石、強風化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎持力層的建筑場地，應著重評價地下水活動對上述巖土體可能產生的軟化、崩解、脹縮等作用；在地基基礎壓縮層范圍內存在松散、飽和的粉細砂、粉土時，應預測產生潛蝕、流砂、管涌的可能性。

7．7密切結合建筑物地基基礎類型(如基坑工程、邊坡工程、樁基工程)和施工需要，查明有關水文地質問題，提供所需的水文地質參數。

7．8對高層建筑或重大工程，當水文地質條件對地基評價、基礎抗浮和工程降水有重大影響時，宜進行專門的水文地質勘察。

7．9對缺乏常年地下水位監測資料的地區，在高層建筑或重大工程的初步勘察時，宜設置長期觀測孔，對有關層位的地下水進行長期觀測。

8、結語

水文地質問題一直是巖土工程勘察中不可忽視的重要問題，在具體工程中，一定要因地制宜，根據勘察工程所處地域的水文地質條件，制定相應的防護措施和施工計劃，真正保證工程的質量。雖然巖土工程具有自身的特點，巖土工程計算不精確的原因有地質條件、計算模式、計算參數三方面，尤其是計算參數最難把握，故首先要做好勘察，掌握最可信的地質條件及原型實測，才能進行最可靠的科學實驗。同時，水文地質工作在建筑物持力層選擇、基礎設計、工程地質災害防治等方面都起著重要的作用，隨著工程勘察的發展，其必將受到越來越廣泛的重視，切實做好水文地質工作將有效地減少或消除地下水對工程建筑和人類生產生活的危害，同時也對勘察水平的提高起著極大的推動作用。