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摘要：文章首先簡單說明了水文地質與巖土工程的關系，其次通過理論與實踐相結合的方式，針對水文地質問題對巖土工程的危害方式展開了分析，闡明了加強水文地質勘察力度及巖土水理性質評價工作對巖土工程的意義，最后針對流砂、管涌、基坑突涌等方面及地下水對建筑材料腐蝕作用進行防治交流。
關鍵詞：水文地質問題；巖土工程；地下水；危害性
0前言
在基礎、邊坡（滑坡）治理、地下工程等設計與施工過程中，水文地質問題一直是難點也是重點。地下水作為巖土體的重要組成部分，它影響著巖土體的工程性能，有些工程因勘測、設計、施工人員對地下水問題研究不夠，致使水文地質問題引發了一系列危害。故而在勘察階段加強水文地條件及巖土水理性質的調查評價工作，是成功規避水文地質問題對巖土工程危害的必要條件。
1水文地質問題引發的巖土工程危害
水文地質條件在巖土工程勘察、設計、施工過程中一直有著舉足輕重的地位，若在勘察階段未查清場地或區域地下水特征，在施工過程中乃至工程建成運行中，因水文地質問題引發的各類巖土工程危害時有發生?？偨Y其具體危害形式主要有動水壓力影響、水位變化影響、水質影響三類。
1.1地下水動水壓力地下水動水壓力（滲流壓力）作用引發的巖土工程危害
通常地下水在天然狀態下，總體呈現平衡狀態，動水壓力作用較微弱，其對巖土工程的危害不是很大。但在人類工程活動影響下，地下水天然動力平衡條件被改變，特殊巖土工程在受到一定的動水壓力作用下則會發生流砂、管涌、基坑突涌等危害。如當基坑下部存在承壓含水層時，基坑開挖減小了上覆隔水層厚度，當隔水層厚度減小到一定程度，承壓水垂向動水壓力大于隔水層自重反向壓力時，承壓水的水頭壓力則會頂裂甚至沖毀基坑底板，發生突涌、隆起，地下水就會涌出并帶出下部土顆粒發生流砂、噴水等現象，基坑積水、軟化地基，嚴重的還會造成基坑邊坡失穩和整個地基懸浮流動現象，不但給施工帶來極大的困難，且加大了工程處理經費及工程運營風險。又如，當堤壩、水閘地基土級配缺少某些中間粒徑的非粘性土時，在上游水位升高，動水壓力增大，堤內平地出現翻砂鼓水等現象。隨著時間的推移，大量涌水翻砂，導致堤壩、水閘地基土結構破壞，地基土被淘空，引起堤壩、水閘等塌陷，造成決堤、垮壩、倒閘等事故。再如滑坡治理工程，最主要就是考慮地下水的影響，解決了水動力影響就控制了滑坡體的活動因素（地震除外）。
1.2地下水位變化引發的巖土工程危害
引起地下水位的變化一般有自然和人為兩種因素，自然因素有降水、蒸發、氣溫變化等水文氣象因素，人為因素有灌溉、水庫等水利工程、基坑降水、地下水回灌、地下水抽采等人類工程活動。當自然或人為因素引發地下水位變化到一定程度時，就會造成巖土工程破壞，帶來危害。
1.2.1地下水位上升造成的危害
每年雨季中國南方城市降雨量均較大，引發地下水位急劇上升；又因興建蓄水庫、地下水回灌等工程，引發周邊環境地下水水位異常上升。地下水位上升引發的危害有：①斜坡、河岸巖土體物理性能發生改變導致失穩引發斜坡滑動、河岸崩塌等現象；②造成粉細砂或粉土飽和液化，發生流砂、管涌等現象；③造成地下洞室被淹沒，嚴重的基礎會上浮漂移，影響建筑物穩定性；④水庫蓄水引發小區域地震。
1.2.2地下水位下降造成的危害
中國北方城市因地表水資源緊缺，人工大量開采巖土工程與地基基礎地下水，造成地下水位急劇下降、漏斗不斷擴大，引發地裂縫、地面沉降、地面塌陷等地質災害，對建筑物穩定性構成威脅；有的地區因為礦山開采中疏干地下水、修建蓄水庫攔截下游地下水補給源等，導致地下水資源枯竭、水質惡化，給人類生活環境帶來很大的威脅。
1.2.3地下水位頻繁升降造成的危害
因地下水位的頻繁升降，引發地基土的不均勻脹縮變形往復，導致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大，特別是對膨脹土發育地區影響更大，造成地裂引起建筑物特別是輕型建筑物的破壞；巖溶發育區因地下水位頻繁升降，形成巖溶塌陷危害。
1.3地下水水質問題引發的巖土工程危害
當場地地下水偏酸或偏堿性、Ca、Mg、NH、氯離子、硫酸根離子、碳酸根離子等含量過高時，就會對鋼、混凝土等建筑材料起腐蝕作用，造成建筑物失穩。另外，一些土壤鹽漬化、沼澤化地帶，當水位上升，造成地下水對建（構）筑物的腐蝕作用增強，加快建筑物破損變形。
2水文地質問題在巖土工程中的防范方法
2.1加強水文地質勘察力度
在巖土工程勘察工作中，要特別重視水文地質條件勘察。地下水是巖土體的組成部分，直接影響著巖土體的物理力學性能，亦是建筑物基礎的環境，影響著建筑物的穩定性與耐久性。因此，查明場地水文地質條件，分析評價可能發生的水文地質問題，才能提高巖土工程勘察質量，確保巖土工程設計的精準性和施工的順利進行，提出針對性強、治理效果好的防范措施是巖土工程勘察工作的必然項。地下水勘察要求：在充分收集場地及周邊水文地質資料的基礎上，結合鉆孔與測試等勘察手段，查明場地地下水類型、流向及分布特征、水位及其變化幅度，查明地下水的補徑排方式，查明場地地質條件對地下水賦存及滲流狀態的影響等；通過采取水樣進行室內測試，鑒定地下水水質等情況。通過現場抽水或注水等試驗，確定場地地層滲透系數等水文地質參數及含水層與隔水層的埋藏條件，為設計階段提出可靠的防范措施提供基礎數據。
2.2加強巖土水理性質的評價工作
當場地地下水豐富時，巖土與地下水會發生各種反應，如軟巖遇水軟化、濕陷性土遇水濕陷變形、膨脹巖土遇水膨脹等，巖土與地下水的這些反應不僅影響巖土的工程特性，還會影響建筑物的穩固程度。因而，在做好巖土的物理力學性質研究的同時，亦要加強對巖土水理性質的評價。
2.2.1巖土體遇水軟化
巖土在地下水浸泡作用下，自身會發生軟化，導致強度降低，其量化指標為軟化系數，是用來衡量巖土抗擊地下水侵蝕能力的重要標準。當巖土層中有易軟化巖土（如一些粘性土、泥質巖類等）時，在地下水作用下發生軟化形成軟弱夾層，造成巖土工程性能下降。
2.2.2巖土滲透性能
當場地分布有顆粒松散、排列不均的砂、礫、卵或節理裂隙發育的巖體時，地下水越容易滲入，降低地基土物理性能。量化指標有滲透系數，可通過抽水、注水、壓水等現場試驗來確定。
2.2.3巖土的膨脹收縮
巖土吸水膨脹、失水收縮這一特性，是導致地裂縫、地面隆起的一個重要原因，特別是高嶺土、蒙脫石、伊利石、黏土巖等膨脹性巖土發育地帶尤其明顯。衡量巖土的膨脹性能的量化指標有膨脹率、自由膨脹率、膨脹系數、收縮率、收縮系數等。
2.2.4巖土遇水崩解
巖土在地下水長期浸泡作用下，其內部顆粒之間的咬合程度下降，發生分離現象，則地基土內摩擦角、粘聚力等物理性能降低，對建筑物造成影響。衡量巖土遇水崩解的量化指標有耐崩解系數等。
2.2.5土體的可塑性及稠度
土體的可塑性與稠度是區分粘性土與砂土、粉土的重要指標，可用塑性指數IP、液性指數IL進行判定，反映土體的物理性能狀態。
3水文地質問題防治措施
根據勘察結果，分析工程施工過程中或運營期間有可能因地下水因素誘發的危害。針對不同的危害提出如下幾點防治措施。
3.1流砂、管涌、基坑突涌等危害的防治
3.1.1流砂的防治
減小或消除水頭差，如采取基坑外的井點降水法降低地下水位，或采取水下挖掘；增長滲流路徑，如隔止水帷幕、樁等；在向上滲流出口處地表用透水材料覆蓋壓重以平衡滲流力；土層加固處理，如凍結法、注漿法等。
3.1.2管涌的防治
改變幾何條件，在滲流逸出部位鋪設反濾層是防止管涌破壞的有效措施；改變水力條件，降低水力梯度，如分層隔斷。
3.1.3基坑突涌的防治
控制基坑開挖深度，使基底隔水層保留不致產生突涌的厚度；在基坑外圍或坑底設置排水孔，降低承壓水位，減少承壓水頭壓力。
3.2地裂縫、地面塌陷、地面沉降的防治
①礦山開采抽排疏干地下水引發的地面塌陷、地面沉降，一般采用填充法和條帶法進行防范。②地裂縫采用建筑物距離避讓、地基設防措施來規避危害。③城市因地下水開采漏斗不斷擴大導致的地面塌陷、地面沉降問題建議部署地面沉降監測網，并采用回灌和通過水資源動態平衡計算控制開采量來控制和防止地面沉降。
3.3地下水對建筑材料腐蝕危害的防治
①原材料的選擇。根據場地巖土及地下水對建筑材料的腐蝕程度，選擇能抗腐蝕的水泥、粗細集料、混凝土攪拌及養護用水（嚴禁采用海水及井水）、添加劑（如阻銹劑、密實劑、早強劑等），以提高混凝土結構的耐久性。②混凝土配合比的設計。盡量采用低堿水泥合理搭配使用粉煤灰、礦渣等礦物摻和劑，以減少水泥和混凝土中堿的含量，提高混凝土抗裂和耐久性。③加大混凝土保護層厚度。④加強防護措施，如在基礎下設耐腐蝕的碎石灌瀝青混凝土墊層，在混凝土表面貼涂環氧瀝青玻璃保護布或環氧瀝青厚漿涂料。⑤加強混凝土的養護工作。
4結語
綜上所述，水文地質問題對工程造成的影響表現為地下水動水壓力作用、地下水水位變化造成的危害及地下水對建筑材料的腐蝕破壞，一方面提高了工程施工難度與經費，另一方面降低了工程的穩定性。要消除這種影響，就得加強對水文地質條件的勘察力度，分析評價地下水對巖土工程的影響，提出經濟合理、針對性強的防治措施，以提高工程的施工質量及工程的穩定性，為社會可持續、和諧發展做好保障。
參考文獻
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作者:劉小燕 單位:安徽省地質礦產勘查局311地質隊
