浅议水文地质勘察

　　摘要：文章结合作者多年工作经验，分析探讨了水文地质勘察的相关问题，希望对从事相同工作的同行们有所裨益。
　　关键词：水文地质；地质勘察；地下水
　　1.岩土工程中水文地质的勘察要求
　　在岩土工程勘察中，应根据工程的具体要求，通过搜集资料和水文地质勘察工作，查明工程所属区域的水文地质条件。
　　1.1自然地理条件：这里面包括气象水文特征和地形地貌等内容，气象水文特征是指工程所属地域，是属于亚热带还是热带、季风气候，湿润程度与热量等。地形地貌是指工程区域周围的水系、平原或高原特征、地形开阔平坦与否、地貌侵蚀和堆积情况如何等。
　　1.2地质环境。包括上程所在区域的地质构造特征、基底构造及其对第四系厚度的控制、地层岩性、新构造运动等方面的内容。
　　1.3地下水位情况。包括近2~5年最高地下水位、水位变化趋势；地下水补给排泄条件、地表水与地下水的补排关系及对地下水位的影响等。地下水位的变化对岩土工程的影响巨大，是工程勘察的重点内容。
　　1.4各含水层和隔水层的埋藏条件、地下水类型、流向、水位及其变化幅度；主要含水层的分布、厚度及埋深；通过现场试验测定地层渗透系数等水文地质参数等；场地地质条件下对地下水赋存和渗流状态的影响、判定地下水水质对建筑材料的腐蚀性等。
　　2.水文地质类型区的划分
　　赋存于复杂地貌地质体中的地下水，它具有水资源的一般特征，又具有系统性、整体性、流动性、可调节性和循环再生性。通过对赋存环境的分析研究，可划分出不同的单元系统，这些单元系统相互联系，相互影响。因此开发利用地下水资源时，必须从含水系统整体上考虑取水方案，寻求整体开发利用地下水资源的最优方案，水文地质类型区的划分就是将赋存环境类似的地下水地貌地质体进行分类，从而进行系统性和整体性的管理。
　　2.1定义
　　水文地质类型区是指按照地下水含水层岩石的结构条件及地貌形态和成因相似性划分的独立或相对独立的区域。
　　2.2特征
　　水文地质类型区的特征是地下水按一定的地下水流域分布、运移，在一定的地质、水文地质条件制约下，在一定的空间范围内存储、运动，完成补给、径流、排泄过程。
　　2.2.1具有一定的边界类型和构造组合。
　　2.2.2具有一定的容积和内部组合。
　　2.2.3在空间范围内有势能的转换机能。
　　2.2.4具有相对独立的补给、径流、排泄系统即同一地下水类型区中，一定的排泄量等于一定的补给量(或包含部分储存量的变化量。
　　2.2.5与相邻的水文地质类型区存在一定的联系。
　　2.2.6具有一定的水质类型和组合关系。
　　2.2.7具有自身的发展变化历史。
　　2.3划分原理。
　　2.3.1划分原则。
　　a.水文地质类型区勘查和地下水资源评价相结合。
　　b.水文地质类型与地质成因相结合。
　　c.主要含水层的介质类型与地形地貌、埋藏条件、岩性、透水性能和地下水化学类型相结合。
　　d.舍小就大原则。
　　e.水文地质类型区的划分要达到分类命名简单、便于操作和水政管理为目的。
　　2.3.2划分标准
　　根据上述分类原则，水文地质类型区划分采用自然条件、地貌条件、地质条件、埋藏条件、边界条件和含水层的储存条件来综合考虑，侧重考虑水文地质类型区勘查方法和评价方法。划分标准选用地貌类型和不同的含水介质相结合作为划分标准。
　　3.工程地质勘察中水文地质问题的评价内容
　　对工程有影响的水文地质因素有：地下水的类型，地下水位及变动幅度，含水层和隔水层的厚度和分布及组合关系，土层或岩层渗透性的强弱及渗透系数，承压含水层的特征及水头等。为提高工程地质勘察质量，应在工程地质勘察中加强对水文地质问题的研究，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工程可能产生的作用及其影响；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工程建设的危害。但在工程地质勘察报告中，通常缺少结合基础设计和施工的需要评价地下水对岩土工程的作用和危害。今后在工程地质勘察中应从以下几个方面对水文地质问题进行评价。
　　3.1应重点评价地下水对岩土体和建筑的作用和影响，预测可能产生的岩土工程危害，提出防治措施。
　　3.2工程地质勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型，查明与该地基基础类型有关的水文地质问题，提供选型所需的水文地质资料。
　　3.3不仅要查明地下水的天然赋存状态和天然条件下的变化规律，更重要的是分析和预测今后在人为工程活动影响下地下水的变化情况，及其对岩土体和建筑物的不良作用。
　　3.4地下水位的高低对各种建筑物都很重要，在分析工程地质问题时，地下水位以上和以下要分别对待。
　　4.地下水位升降变化引起的岩土工程危害
　　地下水位升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形，严重者形成地裂，引起建筑物特别是低层或轻型建筑物的破坏。当地下水位变化频繁或变化幅度大时，不仅岩土的膨胀收缩变形往复，而且胀缩幅度也大。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，特别是地下水位的升降变化幅度和变化规律。这对地基基础深度的选择(宜选在地下水位以上或地下水位以下，不宜选在地下水位变动带内)有重要的参考价值。若水位在压缩层范围内上升时，软化地基土，使其强度降低、压缩性增大，建筑物可能产生较大的沉降变形；若水位在压缩层范围下降时，岩土的自重应力增加，可能引起地基基础的附加沉降，如果土质不均匀或地下水位的突然下降也可能使建筑物发生变形破坏。
　　5.岩土工程勘察中地下水问题分析及对策
　　5.1传统地下水测量方法的一些问题
　　岩土工程勘察中，地下水的测量与计算沿用的传统方法为：(1)钻孔；(2)提取岩芯后0.5h，测量孔内水位；(3)有条件时，测量终孔后24h水位，作为稳定地下水位。对于只有含水层贯通的地层，这种方法是合理的，但对于含水层不贯通的地层和局部(或大部)不透层水的地，这种方法会带来一些问题。
　　5.2岩土工程勘察中地下水问题解决方法探讨
　　为测取岩体中的真实地下水位，进而找出透水带，可采取如下方法在钻孔中进行水位测量。为操作方便，可以采取分段钻进方法，设计好每天的钻进工作量，开钻后可以先以一天的钻进量为一段。每天钻进结束后，将孔中水抽于，第二天开钻前测量水位，即可查明该段是否含水。若上部地层均不含水，则可一直这样进行下去。若上部已有含水层(如第四系含水层)，则需将测量段密封起来，抽干其中的水，第二天测量该段是否有水及水压大小以确定其含水性及水位情况。岩体完整段一般不含水，节理、裂隙密集段可能有水，也可能无水，总体来说，由于岩体中渗透的裂隙性，钻孔中肯定只有小部分区段有水(一般在断层、密集节理带产出部位)。这样，通过测量可以把地层分为含水段与不含水段，再结合地球物理勘探测量，确定出地层的含水部位(裂隙带)与不含水部位(与水文地质中的找水勘探类似)。以此资料作为岩体稳定性分析的依据，要准确可靠得多。含水带确定之后，可以根据含水带的分布特点，用裂隙渗透的原理，来确定地下水对岩体稳定性的影响。以最简单的边坡平面破坏模型为例，其计算如下：边坡滑面裂隙带宽d，长为L，全滑面上的水头差为H，则地下水作用力为：
　　J=(H/L)γwdL=Hγwd
　　此即为裂隙带上的总渗透力，平行于滑面，方向向下，作为下滑力参与计算，而滑面上计算应力时不再计及地下水浮力。边坡的上安全系数为:
　　
　　式中W——滑体的总重量；α、ϕ、c——分别为滑面的倾角、内摩擦角和粘聚力。这样算出的地下水对岩体稳定性的影响，比之用浸润线计算的影响要小得多。
　　参考文献：
　　[1]范锡朋.水文地质建造及水文地质分层问题[J].地质论评，1965-04-0l.

《浅议水文地质勘察》

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