摘要：文章首先简单说明了水文地质与岩土工程的关系，其次通过理论与实践相结合的方式，针对水文地质问题对岩土工程的危害方式展开了分析，阐明了加强水文地质勘察力度及岩土水理性质评价工作对岩土工程的意义，最后针对流砂、管涌、基坑突涌等方面及地下水对建筑材料腐蚀作用进行防治交流。
关键词：水文地质问题；岩土工程；地下水；危害性
0前言
在基础、边坡（滑坡）治理、地下工程等设计与施工过程中，水文地质问题一直是难点也是重点。地下水作为岩土体的重要组成部分，它影响着岩土体的工程性能，有些工程因勘测、设计、施工人员对地下水问题研究不够，致使水文地质问题引发了一系列危害。故而在勘察阶段加强水文地条件及岩土水理性质的调查评价工作，是成功规避水文地质问题对岩土工程危害的必要条件。
1水文地质问题引发的岩土工程危害
水文地质条件在岩土工程勘察、设计、施工过程中一直有着举足轻重的地位，若在勘察阶段未查清场地或区域地下水特征，在施工过程中乃至工程建成运行中，因水文地质问题引发的各类岩土工程危害时有发生。总结其具体危害形式主要有动水压力影响、水位变化影响、水质影响三类。
1.1地下水动水压力地下水动水压力（渗流压力）作用引发的岩土工程危害
通常地下水在天然状态下，总体呈现平衡状态，动水压力作用较微弱，其对岩土工程的危害不是很大。但在人类工程活动影响下，地下水天然动力平衡条件被改变，特殊岩土工程在受到一定的动水压力作用下则会发生流砂、管涌、基坑突涌等危害。如当基坑下部存在承压含水层时，基坑开挖减小了上覆隔水层厚度，当隔水层厚度减小到一定程度，承压水垂向动水压力大于隔水层自重反向压力时，承压水的水头压力则会顶裂甚至冲毁基坑底板，发生突涌、隆起，地下水就会涌出并带出下部土颗粒发生流砂、喷水等现象，基坑积水、软化地基，严重的还会造成基坑边坡失稳和整个地基悬浮流动现象，不但给施工带来极大的困难，且加大了工程处理经费及工程运营风险。又如，当堤坝、水闸地基土级配缺少某些中间粒径的非粘性土时，在上游水位升高，动水压力增大，堤内平地出现翻砂鼓水等现象。随着时间的推移，大量涌水翻砂，导致堤坝、水闸地基土结构破坏，地基土被淘空，引起堤坝、水闸等塌陷，造成决堤、垮坝、倒闸等事故。再如滑坡治理工程，最主要就是考虑地下水的影响，解决了水动力影响就控制了滑坡体的活动因素（地震除外）。
1.2地下水位变化引发的岩土工程危害
引起地下水位的变化一般有自然和人为两种因素，自然因素有降水、蒸发、气温变化等水文气象因素，人为因素有灌溉、水库等水利工程、基坑降水、地下水回灌、地下水抽采等人类工程活动。当自然或人为因素引发地下水位变化到一定程度时，就会造成岩土工程破坏，带来危害。
1.2.1地下水位上升造成的危害
每年雨季中国南方城市降雨量均较大，引发地下水位急剧上升；又因兴建蓄水库、地下水回灌等工程，引发周边环境地下水水位异常上升。地下水位上升引发的危害有：①斜坡、河岸岩土体物理性能发生改变导致失稳引发斜坡滑动、河岸崩塌等现象；②造成粉细砂或粉土饱和液化，发生流砂、管涌等现象；③造成地下洞室被淹没，严重的基础会上浮漂移，影响建筑物稳定性；④水库蓄水引发小区域地震。
1.2.2地下水位下降造成的危害
中国北方城市因地表水资源紧缺，人工大量开采岩土工程与地基基础地下水，造成地下水位急剧下降、漏斗不断扩大，引发地裂缝、地面沉降、地面塌陷等地质灾害，对建筑物稳定性构成威胁；有的地区因为矿山开采中疏干地下水、修建蓄水库拦截下游地下水补给源等，导致地下水资源枯竭、水质恶化，给人类生活环境带来很大的威胁。
1.2.3地下水位频繁升降造成的危害
因地下水位的频繁升降，引发地基土的不均匀胀缩变形往复，导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大，特别是对膨胀土发育地区影响更大，造成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏；岩溶发育区因地下水位频繁升降，形成岩溶塌陷危害。
1.3地下水水质问题引发的岩土工程危害
当场地地下水偏酸或偏碱性、Ca、Mg、NH、氯离子、硫酸根离子、碳酸根离子等含量过高时，就会对钢、混凝土等建筑材料起腐蚀作用，造成建筑物失稳。另外，一些土壤盐渍化、沼泽化地带，当水位上升，造成地下水对建（构）筑物的腐蚀作用增强，加快建筑物破损变形。
2水文地质问题在岩土工程中的防范方法
2.1加强水文地质勘察力度
在岩土工程勘察工作中，要特别重视水文地质条件勘察。地下水是岩土体的组成部分，直接影响着岩土体的物理力学性能，亦是建筑物基础的环境，影响着建筑物的稳定性与耐久性。因此，查明场地水文地质条件，分析评价可能发生的水文地质问题，才能提高岩土工程勘察质量，确保岩土工程设计的精准性和施工的顺利进行，提出针对性强、治理效果好的防范措施是岩土工程勘察工作的必然项。地下水勘察要求：在充分收集场地及周边水文地质资料的基础上，结合钻孔与测试等勘察手段，查明场地地下水类型、流向及分布特征、水位及其变化幅度，查明地下水的补径排方式，查明场地地质条件对地下水赋存及渗流状态的影响等；通过采取水样进行室内测试，鉴定地下水水质等情况。通过现场抽水或注水等试验，确定场地地层渗透系数等水文地质参数及含水层与隔水层的埋藏条件，为设计阶段提出可靠的防范措施提供基础数据。
2.2加强岩土水理性质的评价工作
当场地地下水丰富时，岩土与地下水会发生各种反应，如软岩遇水软化、湿陷性土遇水湿陷变形、膨胀岩土遇水膨胀等，岩土与地下水的这些反应不仅影响岩土的工程特性，还会影响建筑物的稳固程度。因而，在做好岩土的物理力学性质研究的同时，亦要加强对岩土水理性质的评价。
2.2.1岩土体遇水软化
岩土在地下水浸泡作用下，自身会发生软化，导致强度降低，其量化指标为软化系数，是用来衡量岩土抗击地下水侵蚀能力的重要标准。当岩土层中有易软化岩土（如一些粘性土、泥质岩类等）时，在地下水作用下发生软化形成软弱夹层，造成岩土工程性能下降。
2.2.2岩土渗透性能
当场地分布有颗粒松散、排列不均的砂、砾、卵或节理裂隙发育的岩体时，地下水越容易渗入，降低地基土物理性能。量化指标有渗透系数，可通过抽水、注水、压水等现场试验来确定。
2.2.3岩土的膨胀收缩
岩土吸水膨胀、失水收缩这一特性，是导致地裂缝、地面隆起的一个重要原因，特别是高岭土、蒙脱石、伊利石、黏土岩等膨胀性岩土发育地带尤其明显。衡量岩土的膨胀性能的量化指标有膨胀率、自由膨胀率、膨胀系数、收缩率、收缩系数等。
2.2.4岩土遇水崩解
岩土在地下水长期浸泡作用下，其内部颗粒之间的咬合程度下降，发生分离现象，则地基土内摩擦角、粘聚力等物理性能降低，对建筑物造成影响。衡量岩土遇水崩解的量化指标有耐崩解系数等。
2.2.5土体的可塑性及稠度
土体的可塑性与稠度是区分粘性土与砂土、粉土的重要指标，可用塑性指数IP、液性指数IL进行判定，反映土体的物理性能状态。
3水文地质问题防治措施
根据勘察结果，分析工程施工过程中或运营期间有可能因地下水因素诱发的危害。针对不同的危害提出如下几点防治措施。
3.1流砂、管涌、基坑突涌等危害的防治
3.1.1流砂的防治
减小或消除水头差，如采取基坑外的井点降水法降低地下水位，或采取水下挖掘；增长渗流路径，如隔止水帷幕、桩等；在向上渗流出口处地表用透水材料覆盖压重以平衡渗流力；土层加固处理，如冻结法、注浆法等。
3.1.2管涌的防治
改变几何条件，在渗流逸出部位铺设反滤层是防止管涌破坏的有效措施；改变水力条件，降低水力梯度，如分层隔断。
3.1.3基坑突涌的防治
控制基坑开挖深度，使基底隔水层保留不致产生突涌的厚度；在基坑或坑底设置排水孔，降低承压水位，减少承压水头压力。
3.2地裂缝、地面塌陷、地面沉降的防治
①矿山开采抽排疏干地下水引发的地面塌陷、地面沉降，一般采用填充法和条带法进行防范。②地裂缝采用建筑物距离避让、地基设防措施来规避危害。③城市因地下水开采漏斗不断扩大导致的地面塌陷、地面沉降问题建议部署地面沉降监测网，并采用回灌和通过水资源动态平衡计算控制开采量来控制和防止地面沉降。
3.3地下水对建筑材料腐蚀危害的防治
①原材料的选择。根据场地岩土及地下水对建筑材料的腐蚀程度，选择能抗腐蚀的水泥、粗细集料、混凝土搅拌及养护用水（严禁采用海水及井水）、添加剂（如阻锈剂、密实剂、早强剂等），以提高混凝土结构的耐久性。②混凝土配合比的设计。尽量采用低碱水泥合理搭配使用粉煤灰、矿渣等矿物掺和剂，以减少水泥和混凝土中碱的含量，提高混凝土抗裂和耐久性。③加大混凝土保护层厚度。④加强防护措施，如在基础下设耐腐蚀的碎石灌沥青混凝土垫层，在混凝土表面贴涂环氧沥青玻璃保护布或环氧沥青厚浆涂料。⑤加强混凝土的养护工作。
4结语
综上所述，水文地质问题对工程造成的影响表现为地下水动水压力作用、地下水水位变化造成的危害及地下水对建筑材料的腐蚀破坏，一方面提高了工程施工难度与经费，另一方面降低了工程的稳定性。要消除这种影响，就得加强对水文地质条件的勘察力度，分析评价地下水对岩土工程的影响，提出经济合理、针对性强的防治措施，以提高工程的施工质量及工程的稳定性，为社会可持续、和谐发展做好保障。
参考文献
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作者:刘小燕 单位:安徽省地质矿产勘查局311地质队
