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摘要:本文主要通过分析工程地质勘察中水文地质评价的内容,着重研究矿业工程中水文地质的危害以及对策。
关键词:水文地质;地质勘查
1.地质勘查中水文地质的评价内容
在很长一段时期内,在工程地质勘查报告中都没有地下水对工程的影响进行评价,从而导致工程在建造或是使用过程中由地下水对岩土的侵蚀等引起基础下沉或是建筑物开裂等事故的发生,所以在地质勘查过程中,应充分的认识到水文地质问题对工程的影响,从而对水文地质问题进行有效的评价,为工程设计和施工提供准确的地质勘查水文地质情况资料。目前水文地质评价内容主要包括以下几种:
1.1应着重评价地下水对岩土结构、建筑物的影响和作用,提前预测地下水可能产生的危害,以便于提前采取预防措施。
1.2地下水与建筑地基是息息相关的,所以在地质勘查过程中应该将地下水与地基设计相结合,从而提供准确的水文地质资料来为地基的设计和选择奠定科学的基础。
1.3地下水的自然状态、对建筑物的影响、人为活动下地下水的变化和对建筑物的影响等都是水文地质勘查中应该着重勘查的内容。
1.4不同地下水情况对工程的影响和作用也是不同的,所以可以从工程的角度出发对其重点内容进行评价。比如,工程有部分基础是处于地下水以下的,那么就应该把评价内容重点放在地下水对砼和钢筋的腐蚀性上面;如果基础是以岩土层来进行施工的,则需要对地下水对岩土层的软化、崩解和胀缩作用进行重点的评价;某此建筑基础层中存着松散、粉细砂和粉土等,这就需要对流砂及管涌等情况进行重点评价;目前在地下水位许多时候会进行基坑作业,这就需要对渗透性和富水性进行试验,并对土体沉降和边坡失稳等情况进行重点评价。
2.對岩土水理性质的研究
对岩土水理性质的研究是不可缺少的,因为岩土水理性质与岩土的强度和变形相关联,更为重要的是它的某方面性质能对建筑物的稳定性产生直接的影响。与岩土的物理性质一样,岩土水理性质也是岩土极为重要的工程地质性质。由以往的勘查报告中分析得出,对岩土的物理力学性质的测试得到注意,但是却忽略了同样重要的岩土水理性质,所以对岩土工程地质性质的评价往往是片面的。岩土的水理性质是由岩土与地下水相互作用而显示出来。以下是对地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响研究,然后再对岩土的重要水理性质和研究测试方法给予相关简介。
地下水的赋存形式:地下水可以分为三种,第一种是结合水,第二种是毛细管水,第三种是重力水,其区分的依据是它们在岩土中的赋存形式。
软化性、透水性、崩解性、给水性和胀缩性是岩土的五个主要水理性质及其测试办法。软化性可以用软化系数表示,它可以有力的判断岩石耐风化和耐水浸能力软化特性普遍存在于粘性土层、泥岩、页岩、泥质砂岩等。透水性是指水在重力作用下,岩土容许水透过自身的性能。透水性与岩土的颗粒大小和岩土的均匀状况有关。渗透系数可以用来表示透水性,抽水试验可求取出岩土体的渗透系数是多少。崩解性是指岩土浸水湿化后,由于土粒连接被削弱、破坏,使土体崩散、解体的特性。岩土的颗粒和矿物成分和矿物结构与岩土的崩解性密切相关。
给水性一般以水度表示,它在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水量的性能。给水度作为含水层的重要水文地质参数,场地疏干时间能产生巨大的影响。实验室的方法能够有效的测试出给水度。胀缩性是指岩土吸水后体积增大,失水后体积减小的特性,岩土的胀缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚,失水变薄造成的。地裂缝、基坑隆起一般是由岩土的胀缩性引起的。此外,岩土的胀缩性与地基变形和土坡表层稳定相关联。膨胀率、自由膨胀率、体缩率、收缩系数等可以标定岩土的胀缩性。
3.地下水引起的岩土工程危害
地下水引起的岩土工程危害,主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。
3.1 地下水升降变化引起的岩土工程危害。地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害,地下水位变化引起危害又可分为三种方式:
3.1.1 水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的,其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状;水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响,有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成:一是土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。二是斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象。三是一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。四是引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂,管涌等现象。五是地下洞室充水淹没,基础上浮,建筑物失稳。
3.1.2 地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位的降低多是由于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水.采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝,修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。
3.1.3 地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形,当地下水升降频繁时.不仅使岩上的膨胀收缩变形往复,而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大,进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的渗透,会将土层中的铁、铝成分淋失,土层失去胶结物将造成土质变松、含水量孔隙比增大,压缩模量、承载力降低,给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。
3.2 地下水动压力作用引起岩土工程危害。地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,一般不会造成什么危害,但在人为工程活动中由于改变地下水天然动力平衡条件,在移动的动水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成条件和防治措施在有关的工程地质文献已有较详细的论述,这里不再重复。
4.对水文地质工作的建议
4.1重视地下水埋藏状况的调查
在调查时,要明确调查的重点,设置必要的调查指标体系,弄清地下水的类型、补给及排泄条件、地下水位、水位变化幅度及规律,在此基础上,对地下水对建筑材料的腐蚀性进行评价,涉及到基坑工程的还应做抽、压水试验,调查土层的渗透性质等。预估地下水可能带来的突涌、流沙或管涌等潜在的威胁,制定出有效和可行的防治措施建议。
4.2地下水水质污染情况的调查是保障
供水安全的基本措施针对我国的水质受到严重污染的情况,因此急需发展的全面调查地下水水质,并作为一个主要的工程来抓。在工作部署上可以是大流域或经济发展重点区域,城市群区域,农牧业重点开发区逐步蔓延。建议这项工作已进行了地下水与环境地质调查项目中分离出来,作为一个单独的项目。在我国现在已经很难找到地下水反映本地背景值的区域作为对比,提供1/20万区域水文地质普查数据作为原始背景。
4.3积极实施新理论、新技术和新方法的研究和推广
应用遥感技术,同位素技术,数值模拟技术,信息技术是提高水文地质特征和机制的重要技术方法。目前研究的服务继续扩大,以准确的水文地质参数,降低身体的工作量,为决策分析提供技术支持与管理。地下水系统理论,系统理论在水文地质中的应用,地下水运动和分析的水资源评价的基本理论,要结合中国的实践,进一步完善和提高。
结束语
水文地质在工程地质勘察中起着越来越重要的作用,采取切实有效的方法测定水文地质的各种有关参数,给出正确客观的评价是非常重要的。因此切实做好水文地质勘察,充分发挥其在工程地质勘察中的积极作用,是工程地质勘察不容忽视的问题。
关键词:水文地质;地质勘查
1.地质勘查中水文地质的评价内容
在很长一段时期内,在工程地质勘查报告中都没有地下水对工程的影响进行评价,从而导致工程在建造或是使用过程中由地下水对岩土的侵蚀等引起基础下沉或是建筑物开裂等事故的发生,所以在地质勘查过程中,应充分的认识到水文地质问题对工程的影响,从而对水文地质问题进行有效的评价,为工程设计和施工提供准确的地质勘查水文地质情况资料。目前水文地质评价内容主要包括以下几种:
1.1应着重评价地下水对岩土结构、建筑物的影响和作用,提前预测地下水可能产生的危害,以便于提前采取预防措施。
1.2地下水与建筑地基是息息相关的,所以在地质勘查过程中应该将地下水与地基设计相结合,从而提供准确的水文地质资料来为地基的设计和选择奠定科学的基础。
1.3地下水的自然状态、对建筑物的影响、人为活动下地下水的变化和对建筑物的影响等都是水文地质勘查中应该着重勘查的内容。
1.4不同地下水情况对工程的影响和作用也是不同的,所以可以从工程的角度出发对其重点内容进行评价。比如,工程有部分基础是处于地下水以下的,那么就应该把评价内容重点放在地下水对砼和钢筋的腐蚀性上面;如果基础是以岩土层来进行施工的,则需要对地下水对岩土层的软化、崩解和胀缩作用进行重点的评价;某此建筑基础层中存着松散、粉细砂和粉土等,这就需要对流砂及管涌等情况进行重点评价;目前在地下水位许多时候会进行基坑作业,这就需要对渗透性和富水性进行试验,并对土体沉降和边坡失稳等情况进行重点评价。
2.對岩土水理性质的研究
对岩土水理性质的研究是不可缺少的,因为岩土水理性质与岩土的强度和变形相关联,更为重要的是它的某方面性质能对建筑物的稳定性产生直接的影响。与岩土的物理性质一样,岩土水理性质也是岩土极为重要的工程地质性质。由以往的勘查报告中分析得出,对岩土的物理力学性质的测试得到注意,但是却忽略了同样重要的岩土水理性质,所以对岩土工程地质性质的评价往往是片面的。岩土的水理性质是由岩土与地下水相互作用而显示出来。以下是对地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响研究,然后再对岩土的重要水理性质和研究测试方法给予相关简介。
地下水的赋存形式:地下水可以分为三种,第一种是结合水,第二种是毛细管水,第三种是重力水,其区分的依据是它们在岩土中的赋存形式。
软化性、透水性、崩解性、给水性和胀缩性是岩土的五个主要水理性质及其测试办法。软化性可以用软化系数表示,它可以有力的判断岩石耐风化和耐水浸能力软化特性普遍存在于粘性土层、泥岩、页岩、泥质砂岩等。透水性是指水在重力作用下,岩土容许水透过自身的性能。透水性与岩土的颗粒大小和岩土的均匀状况有关。渗透系数可以用来表示透水性,抽水试验可求取出岩土体的渗透系数是多少。崩解性是指岩土浸水湿化后,由于土粒连接被削弱、破坏,使土体崩散、解体的特性。岩土的颗粒和矿物成分和矿物结构与岩土的崩解性密切相关。
给水性一般以水度表示,它在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水量的性能。给水度作为含水层的重要水文地质参数,场地疏干时间能产生巨大的影响。实验室的方法能够有效的测试出给水度。胀缩性是指岩土吸水后体积增大,失水后体积减小的特性,岩土的胀缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚,失水变薄造成的。地裂缝、基坑隆起一般是由岩土的胀缩性引起的。此外,岩土的胀缩性与地基变形和土坡表层稳定相关联。膨胀率、自由膨胀率、体缩率、收缩系数等可以标定岩土的胀缩性。
3.地下水引起的岩土工程危害
地下水引起的岩土工程危害,主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。
3.1 地下水升降变化引起的岩土工程危害。地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害,地下水位变化引起危害又可分为三种方式:
3.1.1 水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的,其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状;水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响,有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成:一是土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。二是斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象。三是一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。四是引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂,管涌等现象。五是地下洞室充水淹没,基础上浮,建筑物失稳。
3.1.2 地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位的降低多是由于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水.采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝,修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。
3.1.3 地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形,当地下水升降频繁时.不仅使岩上的膨胀收缩变形往复,而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大,进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的渗透,会将土层中的铁、铝成分淋失,土层失去胶结物将造成土质变松、含水量孔隙比增大,压缩模量、承载力降低,给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。
3.2 地下水动压力作用引起岩土工程危害。地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,一般不会造成什么危害,但在人为工程活动中由于改变地下水天然动力平衡条件,在移动的动水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成条件和防治措施在有关的工程地质文献已有较详细的论述,这里不再重复。
4.对水文地质工作的建议
4.1重视地下水埋藏状况的调查
在调查时,要明确调查的重点,设置必要的调查指标体系,弄清地下水的类型、补给及排泄条件、地下水位、水位变化幅度及规律,在此基础上,对地下水对建筑材料的腐蚀性进行评价,涉及到基坑工程的还应做抽、压水试验,调查土层的渗透性质等。预估地下水可能带来的突涌、流沙或管涌等潜在的威胁,制定出有效和可行的防治措施建议。
4.2地下水水质污染情况的调查是保障
供水安全的基本措施针对我国的水质受到严重污染的情况,因此急需发展的全面调查地下水水质,并作为一个主要的工程来抓。在工作部署上可以是大流域或经济发展重点区域,城市群区域,农牧业重点开发区逐步蔓延。建议这项工作已进行了地下水与环境地质调查项目中分离出来,作为一个单独的项目。在我国现在已经很难找到地下水反映本地背景值的区域作为对比,提供1/20万区域水文地质普查数据作为原始背景。
4.3积极实施新理论、新技术和新方法的研究和推广
应用遥感技术,同位素技术,数值模拟技术,信息技术是提高水文地质特征和机制的重要技术方法。目前研究的服务继续扩大,以准确的水文地质参数,降低身体的工作量,为决策分析提供技术支持与管理。地下水系统理论,系统理论在水文地质中的应用,地下水运动和分析的水资源评价的基本理论,要结合中国的实践,进一步完善和提高。
结束语
水文地质在工程地质勘察中起着越来越重要的作用,采取切实有效的方法测定水文地质的各种有关参数,给出正确客观的评价是非常重要的。因此切实做好水文地质勘察,充分发挥其在工程地质勘察中的积极作用,是工程地质勘察不容忽视的问题。