水利工程勘察中的水文地质问题

□杨序烈(贵州省水利水电勘测设计研究院)

水利工程勘察的任务是运用地质学和力学的相关知识解决水利工程上的地质问题，勘察的目的是通过对工程地质条件、存在的地质问题、工程地质评价等，从地质方面保证水利工程建筑和地质环境的和谐发展，促进工程建设的顺利完成。但在实际的勘察工作中，人们往往把注意力集中在地质性质和结构的研究中，很少关注水文地质问题，给水利工程的顺利开展带来了隐患。

1.水利工程勘察中对水文地质的评价内容

很多水利工程企业在进行水文地质勘察时没有在基础设计和施工需要的基础上评价水文地质对岩土工程的影响，导致很多工程的质量受到下沉和开裂的威胁，因此，水利工程的勘察一定要做好水文地质的评价：首先，水利工程企业在进行勘察时要结合建筑物的实际情况，结合地基基础类型，勘察水文地质问题，为水利工程的开展提供有用的水文地质资料。其次，要重视地下水对建筑物和岩土体的影响，预测地下水的危害，并针对危害提出预案措施。第三，根据地下水对建筑物和岩土体的影响，提出在不同的条件下，应该重点评价的水文问题。

2.勘察时重视岩土的水理性质

岩土的水理性质指岩土在与地下水相互作用时表现出来的性质，与岩土的物理性质都属于岩土的工程地质性质，岩土的水理性质对建筑物的稳定性和岩土的强度都有着重要直接的影响。很多水利工程企业在进行地质勘察时，都会把注意力集中在揭露出来的岩土的类型和工程所在的地质性质、结构的研究，对水文地质的关注却很少，或者只是象征性的涉及水文地质参数，对天然状态的水文地质只做一般性评价，使评价不够全面和深刻。地下水与岩土的相互作用才能显示出岩土的水理性质，地下水在岩土中的赋存方式是不同的，由于地下水的形式不同，对岩土水理性质的影响就不同，影响的程度受到岩土类型的制约。

2.1 地下水对岩土水理性质的影响

2.1.1 结合水。地下水在粘性土中的赋存形式主要就是结合水，结合水在砂土中的含量很少。结合水分为强结合水和弱结合水，强结合水又被称为吸湿水，它容易受到分子力的吸附，在岩土颗粒的周围形成水膜，这层水膜是非常薄的，也是紧赋予颗粒周围的、最牢固的水膜，吸附力极强，并且在强大的压力下，它的密度是普通水密度的两倍，弹性和粘滞性都非常大，能够抗剪切，但不能传递静水的压力，也不能受到重力的作用。弱结合水又被称为弱薄膜水，它依附在强结合水的外围，比强结合水厚，但是吸附力比强结合水要小，可以在水膜间缓慢的移动，和强结合水一样，弱结合水不能传递静水压力，也不能受到重力的影响。弱结合水在与粘性土作用时显示出来的性质就是粘性土的物理学性质，包括膨胀性、可塑性、收缩性等。由于结合水不能受到重力的影响，导致活动范围较小，对岩土的水理性质影响也较小。

2.1.2 重力水。重力水是在重力作用下还能在岩土的缝隙中自由移动的水，俗称地下水。地下水和结合水正好相反，它不受分子力的影响，也不抗剪切，但是可以传递静水压力。重力水受天然因素和人为因素的影响比较大，在岩土层中又十分活跃，所以对岩土水理性质的影响也大，我们应该重点关注。

2.1.3 毛细管水。毛细管水是地下水的一种，由悬挂毛细管水、孤立毛细管水、真正毛细管水组成，它不仅受到毛细管力的作用，同时还受到重力的作用，如果毛细管力比重力大，那么毛细管水就会上升。毛细管水不但能够传递静水的压力，还能在缝隙中运动，软化岩土体，甚至会引起土地的盐碱化和沼泽化，对建筑物具有腐蚀性，毛细管水主要含于砂土和粉土中。

2.2 岩土水理性质的测试方法

2.2.1 透水性。透水性指在重力作用下的水能够透过岩土的性能。岩土渗透性的强弱受到岩土空隙的大小影响，其次是岩土的连通性和空隙度。坚硬的岩土透水性强，松散的岩土透水性弱，岩土的透水性可以通过抽水试验得到的渗透系数求取。

2.2.2 软化性。软化性指岩土在浸水后，导致力学强度降低的特性，岩石在浸水直至饱和的状态下或者在风干的状态下的极限抗压强度是判断岩石耐水浸还是耐风化的依据。

2.2.3 给水性。给水性指饱水岩土在重力的作用下，从缝隙中自由留出的水的特性，通过给水度来表示，给水度影响着场地疏干的时间和基坑涌水量的大小。

2.2.4 胀缩性。胀缩性指岩土的体积受吸收水的程度影响，吸收水后就膨胀，失去水后就缩小，这是由于附属在颗粒表面的结合水膜在吸水后就变厚，失水后就变薄。岩土的胀缩性对地基变形与否和土坡表层的稳定产生重要的影响，是使基坑隆起、地面裂缝的主要因素之一。

2.2.5 崩解性。崩解性是在岩土被湿化后，岩土的土粒被破坏，导致岩土解体。

3.水文地质问题对水利工程的影响

3.1 地下水位上升对水利工程造成的影响

地下水位上升可能会使土壤盐碱化、沼泽化，增强地下水对建筑物的腐蚀性；使一些特殊性岩土结构破坏、强度和硬度降低；河岸、斜坡等发生滑坡、崩塌等现象；地下室充水，使地基上浮，建筑物失去稳定性；使粉砂粉土饱和液化，产生流砂管涌现象。

3.2 地下水位下降对水利工程造成的影响

由于人们缺乏正确的观念，进行不合理的采矿、抽取地下水、上游筑坝、修建水库使下游的地下水没有补给等活动，容易导致地下水位的下降。地下水位的下降会导致地面下沉、塌陷、地裂等地质灾害，影响地下水资源的质量，还可能会导致地下水资源的枯竭，对建筑物的稳定性也带来很大威胁。

3.3 地下水位频繁升降对水利工程造成的影响

地下水位频繁的升降不仅会给岩土质量带来很大的损害，还可能直接造成建筑物的毁坏。地下水升降能使膨胀性的岩土变得不均匀，导致胀缩变形，如果岩土的膨胀收缩变形过于频繁，会导致岩土膨胀收缩的幅度增大，造成岩体破裂，导致建筑物的破坏。地下水上升下降的频繁交替，会使土层中形成一种胶结物，造成岩土中铁、铝等营养成分的流失，失去胶结物的土层变得疏松，土质之间的缝隙也增大，降低了岩土的承载力，增加了工程基础选择的难度。

4.总结

加强对工程建设区域的水文地质勘察对水利工程的顺利进行有重要作用，施工单位要提高认识，不仅要查明工程项目区域的水文地质问题、评价和分析地下水对岩土体和建筑的影响，最重要的是提出解决方案，为工程施工提供详细准确的水文地质资料，消除或降低水文地质问题对水利工程的不利影响，保证水利工程的顺利施工。

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