浅谈工程地质勘察中水文地质问题
【摘 要】在工程勘察、设计和施工过程中，水文地质问题始终是一个极为重要但也是易于被忽视的问题。因此，为提高
工程勘察质量，在勘察中加强水文地质问题的研究是十分必要的。在工程勘察中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物的作用及其影响，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岩土工程的危害。
【关键词】工程地质勘察；水文；问题
【中图分类号】P64 【文献标识码】A 【文章编号】1008-1151(2009)12-0078-02
在工程勘察、设计和施工过程中，水文地质问题始终是一个极为重要但也是一个易于被忽视的问题。之所以重要，是因为水文地质和工程地质二者关系极为密切，互相联系和互相作用，地下水既是岩土体的组成部分，直接影响岩土体工程特性，又是基础工程的环境，影响建筑物的稳定性和耐久性。在一些水文地质条件较复杂的地区，由于工程勘察中对水文地质问题研究不深入，设计中又忽视了水文地质问题，经常发生由地下水引发的各种岩土工程危害问题，令勘察和设计处于难堪的境地。为提高工程勘察质量，在工程勘察中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物的作用及其影响，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岩土工程的危害。
（一）工程地质勘察中水文地质评价内容
在以往的工程勘察报告中，由于缺少结合基础设计和施
工需要评价地下水对岩土工程的作用和危害，在很多地区已
发生多起因水文地质造成基础下沉和建筑物开裂的质量事
故。在山区，由于强降水引发的山体滑坡、泥石流等地质灾
害。总结以往的经验和教训，我们认为今后在工程勘察中，
对水文地质问题的评价，应考虑以下内容。
1.重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响，预
测可能产生的岩土工程危害，提出防治措施。
2.密切结合建筑物地基基础类型的需要，查明有关水文
地质问题，提供选型所需的水文地质资料。
3.查明地下水的天然状态和天然条件下的影响，分析并
预侧在人为工程活动中地下水的变化情况，及对岩土体和建
筑物的反作用。
4.从工程角度，按地下水对工程的作用与影响，提出不
同条件下应当着重评价的地质问题：
（1）对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对砼及砼
中钢筋的腐蚀性。
（2）对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩
土体作为基础持力层的建筑场地，应着重评价地下水活动对
上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用。
（3）在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、
粉土时，应预测产生地震液化、潜蚀、流砂、管涌的可能性。
（4）在地下室车库设计施工中，由于地下水位变化引起
的基坑上浮问题。
（二）岩土的水理性质
岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩土重要的工程地
质性质。岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形，而且
有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩
土的物理力学性质的测试比较重视，对岩土的水理性质却有
所忽视,因而对岩土工程地质性质的评价是不够全面的。
岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性
质，下面首先介绍一下地下水的赋存形式及对岩土水理性质
的影响，然后再对岩土的几个重要的水理性质及研究测试方
法进行简单的介绍。
1.地下水的赋存形式：地下水按其在岩土中的赋存形式
可分为结合水、毛细管水和重力水三种，其中结合水又可分
为强结合水和弱结合水两种。
2.岩土的主要的水理性质及其测试办法:
（1）软化性，是指岩土体浸水后,力学强度降低的特性，
一般用软化系数表示，它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的
指标。在岩石层中存在易软化岩层时，在地下水的作用下往
往会形成软弱夹层。各类成因的粘性土层、泥岩、页岩、泥
质砂岩等均普遍存在软化特性。
（2）透水性，是指水在重力作用下,岩土容许水透过自
身的性能。松散岩土的颗粒愈细、愈不均匀,其透水性便愈弱。
坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育,其透水性就愈强。透水性一般
可用渗透系数表示,岩土体的渗透系数可通过抽水试验、渗水
试验和压水试验求取。
（3）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。岩土的崩解性与土的
颗粒成分、矿物成分、结构等关系极大，以蒙脱石、水云母、
高岭土为主的残积土以散开方式崩解，而以石英为主的残积
土多以裂开状崩解为主。
（4）给水性,是指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,以给水度表示。给水度是含水
2009 年第12 期 大 众 科 技 No.12，2009
（总第124 期） DA ZHONG KE JI (Cumulatively No.124)
【收稿日期】2009-08-17
【作者简介】杜雄进（1962－），男，浙江省地球物理地球化学勘查院高级工程师，从事地质勘察研究。 万方数据
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层的一个重要水文地质参数,也影响场地疏干时间。给水度一
般采用实验室方法测定。
（5）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。岩土的胀缩性往往是产生地裂缝、基坑隆
起的重要原因之一，对地基变形和土坡表层稳定性有重要影
响。标定岩土胀缩性的指标有：膨胀率、自由膨胀率、体缩
率、收缩系数等。岩土的水理性质尚有持水性、容水性、毛
细管性、可塑性等等，在这里不再一一叙述。
（三）地下水引起的岩土工程危害
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:
（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。由干潜水面
上升对岩土工程可能造成：①土体沼泽化、盐渍化，岩土及
地下水对建筑物腐蚀性增强。②斜坡、河岸等岩土体产生滑
移、崩塌等不良地质现象。③一些具特殊性的岩土体结构破
坏、强度降低、软化,引发山体滑坡。④引起粉细砂及粉土饱
和液化、出现流砂、管涌等现象。⑤地下洞室充水淹没，基
础上浮、建筑物失稳。
舟山市定（海）马（岙）公路是 1998 年建成通车的山岭
二级公路，是连接定海城区和马岙的一条重要通道，日车流
量达7000～8000 辆。2008 年3 月4 日，据当地群众反映，舟
山市定马线长春岭隧道东南侧公路K3+900～K4+050 右边坡
坡体出现7 条裂缝。初步认定为斜坡失稳，形成拉张裂缝，
存在滑坡隐患。
经勘察可知，滑坡周界在平面上呈箕状。滑坡后缘边界
标高185m，滑坡前缘边界标高125～135m，地形上见较多不
规则的小陡坎，物探显示明显的低阻带；两侧大致以山脊向
沟谷过渡线为界，所处海拔高程125～185m，地形坡度15～
35°，下部公路切坡段50～70°，主滑方向220～240°。滑
坡体上为二十世纪
六、七十年代修建的梯田，种植蕃薯、大
豆等农作物，排水系统较完善。二十世纪八十年代后改种杨
梅树等，排水系统失修被破坏。局部坡上见有“马刀树”，推
测滑坡体曾有滑移，目前处于蠕滑状态。08 年初出现了罕有
的冬季大雪，雪量大，时间长，雪水渗入坡体，反复胀冻，
土的强度降低，导致坡体下部出现7 条裂缝，裂缝宽0.3～
1.5m，长5～20m，深0.6～3.5m，裂缝断续出现，走向与定
马公路平行。滑坡宽约110m，最大斜长约127m，投影面积约
9247m2。根据钻孔岩芯土样判断及地表测量，滑动面最大埋深
约5.5m。按平均厚度3.5m 计，体积约43153m3；根据地表及
钻孔揭露，滑坡体组成物质为残坡积含角砾粉质粘土、含碎
石粉质粘土及全风化熔结凝灰岩等，滑床为强风化、中风化
熔结凝灰岩。经调查，在滑坡前缘边坡处未见基岩内有泉水
渗透或排出。因此，综合确定该滑坡为中型浅层滑坡。滑坡
目前变形不明显，剩余推力大，处于蠕滑状态即临界稳定状
态，遇强降雨或连续降雨，极易发生滑动。滑坡主滑方向220～
240°，前缘为定马公路，将对人民生命和财产安全构成较大
威胁，危害性大。因此，必须对滑坡进行治理。
本滑坡通过坡上排水、放坡及锚索、格构梁护坡等措施
综合治理，目前基本稳定。同时，对滑坡体、滑坡裂缝等地
段进行了定员监测，以确保公路运输的安全畅通。
（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。
如1995 年12 月19 日，浙江医院内1 号楼北侧路面塌出
椭圆形的一个大坑，长约9m，宽5m 多，塌陷造成1 人死亡，
这是发生在杭州的一次岩溶塌陷。所谓岩溶顾名思义就是石
灰岩被侵蚀、溶蚀，形成地下溶洞、地下河、溶沟等，如果
过量开采地下水，则会造成地面塌陷和沉降，浙江医院的这
起地面塌陷就是和当时高强度超采地下水有关。
长期大量开采地下水，地下水位急剧下降，是地面下沉
的主要原因。据浙江省地质环境监测总站介绍，嘉兴市区地
面沉降始于二十世纪六十年代，目前其地面沉降量已为浙江
之最，近年来还在以每年2～2.5cm 的速率递增。海宁、桐乡、
海盐、嘉善地面沉降也都超过50cm，沉降总面积达2000 km2，
与苏锡常沪地区一起形成了一个巨形沉降区。宁波平原沉降
面积150km2，近年来虽已大量压缩地下水开采量，但其平均
沉降速率每年也在1cm 左右。另外，台州路桥、温岭金清、
温西、乐清虹桥等地沉降也在严重发展中。
（3）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，不仅使岩土的膨胀收缩变
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。
2.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了地下水天
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
献中已有较详细的论述，这里不再重复。
水文地质工作在建筑物持力层选择、基础设计、工程地
质灾害防治等方面都起着重要的作用，随着工程勘察的发展，
其必将受到越来越广泛的重视，切实做好水文地质工作将对
勘察水平的提高起着极大的推动作用。
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万方数据
浅谈工程地质勘察中水文地质问题
作者： 杜雄进
作者单位： 浙江省地球物理地球化学勘查院,浙江,杭州,310012
刊名：
大众科技
英文刊名： POPULAR SCIENCE & TECHNOLOGY
年，卷(期)： 2009(12)
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