地质水文学基础

2024-05-16

地质水文学基础（精选12篇）

地质水文学基础篇1

众所周知, 自然因素是影响工程施工和施工安全、施工质量的一个重要因素, 而自然因素包括了气候、地质构造、地形地貌等许多方面, 每一方面都可能会给工程施工造成巨大的影响, 甚至引发安全事故。为了尽可能降低地质问题对工程的影响, 开展基础调查工作显得尤为重要和必要——它可以帮助人们掌握水文地质信息, 从而制订科学、合理的施工方案。

1 基础地质调查的主要内容

在水文地质工程地质工作中, 基础地质调查主要包括水文地质调查, 地形地貌调查, 地表水、地下水特征调查等。其中, 水文地质调查包括水文地质的类型调查、水文地质信息的分析、掌握地下水位情况等。因为地理位置和地质构造等的不同, 不同地区水文地质条件可能存在巨大的差异, 形成了多种类型的水文地质类型。对水文地质类型的调查需要获取地下水资源的埋藏、分布、类型等, 并随着水文地质基础调查工作的不断深入, 还需要进一步收集地下水的流动方向、水力坡度、含水层分布等资料。鉴于同一区域不同层次间的水文地质类型也可能表现出不一致, 不同季节地下水位也各有差异, 所以, 在实际调查中, 掌握各层之间水力联系, 掌握不同季节地下水位变化是必不可少的。地形地貌调查是指在野外对地形地貌进行直接的观察和描述。其调查内容包括地貌形态描述、形态测量、成因、物质组成、现代作用过程、剖面图、素描图和照片等。在进行地貌调查前, 应先综合研究调查区的地形图、航空照片、卫星照片等资料, 以对全区地质、地貌有一总的概念, 为确定考察计划和路线提供依据。采集到水文地质基础信息后, 接下来要做的工作就是深入、系统地分析这些信息。根据基础地质调查所得的地形地貌情况, 结合地层岩性基本特征, 地表水、地下水分布情况等信息综合分析被调查区域的情况, 从而更好地为建设项目的勘察、设计、施工提供所需资料。

2 地下水调查的重要性

所有地区的地下水位都不是一成不变的, 而是随着季节的更替、地壳运动等缓慢变化, 或上升或下降。在某些特殊情况下, 也可能发生地下水位突然上升或突然下降的情况。不管是缓慢变化还是突然变化, 都会对人类活动产生影响, 且突变的影响会更大。这里所说的变化主要是指水文地质灾害, 即由地下水位出现较大变化所引发的灾害。造成地下水位发生变化的影响因素有很多, 其中, 地质因素 (岩体结构、分布, 水层结构等) 是造成潜水位上升的最主要原因。基础地质调查可以帮助相关人员有效分析地质因素, 从而了解地下水位的升降变化情况。一般而言, 应先分析含水层岩性——如果含水层土质颗粒比较小, 则说明该含水层的渗透性比较差, 地下水流比较差。这样的土质容易出现渗透问题。同时, 还应分析包气带的情况——如果包气带很薄, 则毛细带距离地表就比较近, 土饱和就比较小;如果地下水流梯度逐渐趋于平衡, 则容易导致排水不泄。通过地下水调查可以全面、深入地分析相关情况, 从而预测地下水位的升降变化, 为地质灾害的预防做好铺垫。

3 基础地质调查的作用

水文地质工程地质灾害的发生是有一定规律的, 了解其变化规律, 可以为人们采取灾害预防措施提供有价值的参考。而这一目标的实现是基于水文地质工程地质基础地质调查的。对于水文地质工程地质中的基础地质调查, 通过现场勘查采集可获取水文地质类型、地下水分布和当前水位等各种相关信息, 从而为土木工程施工提供所需信息, 让施工人员了解地下水位的变化规律, 准确预测地下水位的上升或下降, 制订有效的预防性措施, 以此降低或避免不良地质现象对工程施工造成的影响。

利用基础地质调查来减少地质灾害发生, 除了要根据所采集的信息准确预测地下水位的升降变化情况外, 还需要重视对岩土水理性质的研究和测试, 并灵活运用物理勘察方法。在此过程中, 调查人员应借助先进、精密的仪器和科学的勘察方法精确探测和深入分析岩土层构造、性质特征等, 对由地表水相互作用所带来的地质现象进行实验, 分析实验结果与实际之间的差异, 分析地下水位变动对岩土的影响, 尤其是频繁的升降变化。由于地形地貌等的不同, 水文地质勘察的要求也不同, 而且水文地质的调查方法也是灵活多样的, 这样才能满足基础地质调查的需求。在实施勘察前, 可以将整个勘察区域划分出重点区域、次重区域等, 按照重要等级对不同区域采用不同的勘察方法和仪器。在此, 要注意勘察方法和勘察仪器与勘察区域的匹配性、适用性, 保证所用的勘察方法可以得到较为精确的测量数据和分析结果, 保证所采取措施的有效性和针对性, 切实减少水文地质灾害的发生。

4 结束语

综上所述, 基础地质调查包含了对地形地貌、水文地质、地表特征等多方面内容的勘察、调查, 是获取与岩土工程相关各种信息的一个重要而直接的手段, 它在地质灾害的预防中起着至关重要的作用。而地下水调查工作也是基础地质调查工作的重中之重, 在基础地质调查的同时, 一定要做好地下水的调查工作。总之, 在土木工程不断发展的过程中, 水文地质工程地质基础地质调查工作对减少地质灾害、保障施工安全有非常重要的意义。

参考文献

[1]罗禾.论岩土工程勘察中水文地质工作的重要性[J].环球人文地理, 2014 (24) :42.

[2]黄丽君.水文地质工程地质工作中基础地质调查的重要性[J].城市地理, 2015 (10) :63.

[3]隋成禹, 李新鹏, 乌日根.论如何重视基础地质调查中的水文地质工作[J].黑龙江科技信息, 2014 (10) :81.

[4]覃贤兴.水文地质基础工作在地下水模型研究中的重要性[J].科技创新与应用, 2013 (11) :148.

[5]王晨芳.浅谈对岩土工程水文地质勘察的认识[J].黑龙江科技信息, 2013 (17) :7.

地质水文学基础篇2

水文地质评价及鸡西煤田水文地质特征分析

本文论述了鸡西煤田水文地质分区、含水层和隔水层,并对含水层和隔水层进行了详细划分.

作者：黄婷婷贾福成作者单位：黄婷婷(黑龙江省地质矿产测试应用研究所,黑龙江,哈尔滨,150036)

贾福成(黑龙江省嘉泰工程质量基础检测有限责任公司)

刊名：中国新技术新产品英文刊名：CHINA NEW TECHNOLOGIES AND PRODUCTS 年，卷(期)：2009 “”(9) 分类号：P61 关键词：鸡西煤田水文地质含水层隔水层渗透系数单位涌水量

水文地质与工程地质的关系篇3

关键词：水文地质；工程地质；关系；水理性质

众所周知，在工程地质勘察过程中要考虑的因素包括很多方面，其中水文地质和工程地质对工程勘察发挥着重要影响作用。水文地质主要研究地下水的水位变化和水压情况对岩土层以及建筑物的重要影响，而工程地质是工程勘察中对岩土层进行的考察和研究，看周围的岩土层是否具有工程施工的可能性。而水文地质有影响着工程地质中的岩土层结构和变化，岩土层又决定着工程的质量，因此水文地质又隶属与工程地质而存在。可见两者关系密切，相互作用和影响，本文主要从两者的内容说起，论述了两者之间的区别和联系，并说明了水文地质对工程勘察的影响和岩土水理性质。

一、内容简单概述

水文地质是主要研究地下水的一门科学。从字面上来看，是研究地下水规则或不规则运动和变化现象的一种学问。对地下水的形成规律、分布状态、物理性质、化学成分以及地下水资源的开发和利用等方面进行研究和分析，通过对地下水各方面的分析和研究，为工程项目的勘察和经济活动提供理论指导。水文地质学随着生产和发展的需要，水文地质不断取得了新发展，逐渐的发展成为一门独立的水文地质学，同时也为各种工程项目施工提供了理论可行性分析。目前，水文地质学已经拥有多个分支学科，特别是在地震研究、环境地质勘探以及地热应用等方面相互渗透，形成了新的发展领域。

工程地质从字面上理解自然与工程有关，主要是通过调查分析和研究，来帮助人们解决各种有关工程建筑的地质问题的学科。其中研究的主要内容包括，岩土层的成分和组织结构，岩土层的物理、化学变化，岩土层所受力学性质和特点以及对工程建筑稳定性质量的影响等。工程地质与建筑类、采矿类以及水利工程类关系密切，是一门工程地质勘察中技术性学科。

二、区别和联系

水文地质与工程地质关系密切，水文地质是工程勘察中需要考虑的重要因素，同时又隶属与工程地质。两者之间相互联系，相互作用，共同影响工程项目的质量。

（一）区别

盡管水文地质与工程地质之间联系紧密，但两者还是有一定的区别。水文地质主要是调查特定区域内的水环境，通过调查研究水环境，对地下水的主要补给方式和情况、地下径流和地下水排泄方式等进行深入的了解，为以后的工程项目勘察需要提供理论指导和更好的开发利用地下水资源。对水文地质勘察的主要工作方式是，抽水试验、示踪法以及长期观察等。而工程地质则主要是通过调查和分析工程项目的岩土层结构、性质、受力情况等，来确定地质结构地承载力的稳定性和地下水的水压问题，从而为建筑工程地基的勘察做良好的准备。

（二）联系

地下水是岩土层的重要组成部分，影响着岩土层的特性，同时地下水又构成基础工程的基本环境，对建筑的耐久性和稳定性产生重要的影响。但是令我们担忧的是，在实际的工程勘探往往忽略水文地质的因素。这主要是因为在勘察过程中很少牵涉到水文的参数，因此在工程勘察工作中，人们往往也只是象征性的，对自然条件下的水文地质做出简单的评估，而对复杂的水文特征没有进行深入的研究，在设计中往往也忽略了水文地质的影响，因此容易导致地下水对工程岩土体造成危害，使工程项目中的勘察和设计问题处于难以解决的境地。因此，为了保证工程勘察的质量和建筑物的稳定性，在工程勘探中要加强研究水文地质问题，同时还要评价和分析地下水对岩土层和建筑物的影响，对未来工程做出合理的预测，并制定相关的预防和治理方案和措施，最大限度的减少地下水对岩土层的破坏影响，切实保证工程项目的质量和安全。

三、岩土水理性质分析

一般来讲，岩土水理性质主要是指岩土层与地下水两者相互作用下，呈现出来的各种性质特征。岩土水理性质是工程地质性质的重要方面，其中岩土的水理性质对岩土的强度和结构形态具有重要影响，并且还对建筑的耐久性和稳定性造成直接或间接的影响。在以往的工程勘察过程中，人们往往重视岩土的物理性质研究，而忽视了岩土的水理性质，这就导致评价岩土工程地质的内容不够科学和全面，进而影响到工程勘察的质量和工程建筑的地基安全。另外，结合水也是地下水的一种形式，含量比较少，一般来讲对岩土层的水里性质影响相对较小。地下水能够通过改变岩土层的结构，进而影响建筑物的稳定性，我们要对地下水做全面详细的研究和分析，在地下水的流向和流量等方面合理评价对岩土层的影响，并对未来将要发生的岩土层危害做出科学的预测和准备工作，进行科学的评价，从而有目的的采取措施进行预防。

结语：

综上所述，水文地质与工程地质关系密切，两者相互作用和影响，共同影响工程项目的质量。作为工程勘察的重要指标和重要因素，要认真分析两者之间的关系，在工程勘察中认真研究地下水对岩土层性能和结构的影响，从而制定科学的设计方案，合理的预防，努力提高工程的质量和安全。

参考文献：

[1]隋旺华，孙亚军，刘树才，杨滨滨.“煤矿水文地质与工程地质”课程教学模式和方法改革实践[J].中国地质教育，2013（03）

[2]于世君.如何理解工程地质与水文地质的关系[J].黑龙江科技信息，2013（06）

[3]祁生文，刘春玲，常中华，翟文龙.玉树Ms7.1地震灾区灾后重建工程地质与水文地质条件分区评价[J].中国科学院地质与地球物理研究所第十届（2010年度）学术年会论文集（下），2010（11）

[4]董青红，张紫昭.新疆工程地质与水文地质教育的现状及发展着力点[J].2010年全国工程地质学术年会暨“工程地质与海西建设”学术大会论文集，2010（05）

基础工程中的水文地质因素篇4

工程地质勘察主要是为了查明影响工程建筑物的地质因素,所开展的一项地质勘测、调查、研究工作。具体的地质勘察内容包括有地质结构、水文地质条件、自然(物理)地质现象、土和岩石的物理力学性质、天然建筑材料等等。而在这诸多的地质勘察内容中,又以水文地质的勘察最为重要,由于地下水对岩土体工程特性起着直接的影响作用,为保证建筑物的耐久性与稳定性,于工程地质勘察工作中提高对各类水文地质问题的重视,也是很有必要的。

2 工程地质水文评价内容

通过对我国当前工程地质勘察工作的具体分析,笔者总结出如下几点工程地质的水文评价内容:

①地下水状态的评价。通过相应的技术手段,对地下水的天然状态和天然条件下的影响进行勘察,在对勘察结果分析的基础上评价人为活动时,对地下水的、岩土体、建筑物等带来的反作用。②地下水对建筑物的影响评价。在对地下状态评价后,结合相关的水文地质资料,评价地下水可能对岩土体与建筑物带来的影响,并预测地下水对岩土工程造成的危害机率。③水文地质问题分析。在对建筑物地基基础类型各类需求的综合考虑下,对实际的水文地质情况进行勘察与分析,最终查明水文地质问题,并准备建筑物地基选型所需要的各类水文地质资料,以供其参考所用。④需要着重评价的水文地质问题总结。在了解地下水对土岩工程作用与影响的基础上,再从岩土工程不同的角度出发,分析在不同条件下存在的水文地质问题,并对这些需要着重评价的水文地质问题进行总结。例如,若基础下部存在承压含水层时,评价与计算基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性;若将强风化岩、软质岩石等岩土体作为基础持力层的建筑场地时,评价地下水活动对软质岩石、强风化岩造成的胀缩、崩解或软化影响;评价地下水活动时,对埋藏在地下水位以下建筑物基础的腐蚀作用等。

3 工程地质勘察中岩土水理性质与测试

3.1 工程地质勘察中岩土水理性质

在进行工程地质勘察时,多是比较重视对岩土物理力学性质的测试,却忽略了对岩土水理性质的测试。但是,了解岩土水理性质,对促进岩土工程的顺利建设也起着十分重要的作用,因此,于工程地质勘察工作中,必须要加强对岩土水理性质的测试。而工程地质勘察中岩土水理性质主要是指岩土与地下水之间产生相互作用,而显示出来的一种性质,若地下水在岩土中的赋存方式不同,或是岩土的类型不同,则所呈现的岩土水理性质也会有所不同。

3.2 工程地质勘察中岩土水理性质的测试

工程地质勘察中岩土的测试主要可采用以下几种方法:①给水性测试。岩土的给水性质主要是指岩水当中所保持的水,在重力作用下可以自由流出一定数量的现象。此水理性质可采用给水度进行测试,给水度=岩土给出水量:岩土体积,而给水度数值=容水度-持水度。②持水性测试。岩水水理性质中的持水性,主要是指在重力作用下,岩土依靠毛细力与分子力,保持一定的液态水的一种能力。该水理性质则可用持水度米测试,持水度=受重力作用时岩土依旧能保持的水体积:岩土体积。③容水性测试。容水性主要是指岩土所能容纳一定水量的性能,可采用容水度对岩土溶水性进行测试,容水度(特指岩土空隙完全被水充满时的含水量)=岩土所能容纳水的体积:岩土体积。④透水性测试。透水性指岩水能使水通过、下渗的一种性质,岩土的空隙多少与大小对岩土透水性起着主要的作用,透水性可利用常规的渗透系数法来测试如图1。

图1中,井底钻至不透水层称之为完整井,若井底未钻至不透水层则称为非完整井。于工程现场钻一中心抽水井,并于抽水井四周设若干个观测孔,方便观测周围地下水位的变化。当地下水进入抽水井的流量与抽水量相等且维持稳定时,则可测读此时的单位时间抽水量,并于两个距离抽水井分别为r1与r2的观测孔处测量出水位h1与h2。针对非完整井,需先对抽水井中的水深进行测量,并确定降水影响半径R,而渗透系数可由下式计算:

式中:k-渗透系数;q-抽水量;ln-降水井数量为1个;r1、r2-观测孔;h1、h2-出水位。

4 工程地质勘察中水文地质问题

4.1 地下水下降问题

地下水下降除了有长期干旱少雨的原因以外,大多数还是人为引起的,例如,大量的灌溉、采矿等人为抽取地下水导致的地下水位下降,或是于河流上修建水库、筑坝等造成的下流地下水下降。当地下水下降严重时,不仅会导致地层的干裂,地面下沉等问题的发生,而会出现一些环境问题,最终对岩土体、建筑工程以及人类本身造成严重的危害。例如,位于北京桥水库流域出现的地下水下降问题,由于人为过度开挖地下水,造成了地下水位的严重下降,这已经使得该区域周围树木干枯,并且此山谷由于独特的地理环境容易发生闪电,从而发生过多次雷暴烧着干枯树木的现象,周围多个水井中也常年没有水源了。这种已经发生的地下水下降问题,不仅仅是给生态环境造成的严重的影响,也会影响到周边地区岩土工程的建造。

4.2 地下水上升问题

地下水出现上升现象,主要是因为气温变化、降雨量、人为灌溉、施工、总体岩性产状及水层结构等因素所引起的。当地下水位上升时,容易加剧土壤的沼泽化,且还严重腐蚀建筑物基础,并容易造成地下洞室充水、流砂、岩土体崩塌、山体滑坡、岩土结构软化、建筑物失稳等一系列问题。

4.3 地下水频繁升降问题

通过以上两点分析可见,地下水出现下降或上升现象时,都会给岩土工程造成不良的影响,而若是地下水上升、下降现象频繁发生时,也会带来恶劣的影响。由于地下水上升下降频繁的交替,将会导致土层中的胶结物流失,使得土层变松,其承载力逐渐下降;此外,地下水频繁升降还会导致膨胀性岩土不规律不断地出现不规律的膨胀收缩。当岩土承载能力不断下降,岩土膨胀收缩幅度越来越大时,则会对实际的岩土工程的施工顺利性造成严重影响,并容易出现建筑物被破坏、基础选择处理麻烦等问题。

4.4 地下水动力作用的问题

若没有大的自然灾害发生时,地下水不会产生较大的动力作用现象,其对岩土工程造成的危害也比较小。但若是因人为因素造成地下水大幅运动时,则会产生很大的动力作用,当地下水不规律运动持续时,则会导致岩土层出现基坑、管涌流砂等问题,最终给岩土工程的施工质量与安全造成严重影响。例如,某岩土工程在施工过程中,存在地下水频繁动力作用的现象,但因为前期没有进行仔细的工程地质勘察,在施工过程中,由于地下水作用,造成了地基土强度的严重被破坏进而形成空洞,出现地表塌陷,对建筑工程的稳定性造成的恶劣影响。此外,该工程建设时,还因为地下水动力作用出现流砂问题,由于流砂问题造成大量土体的流动,导致地表塌陷建筑物地基被破坏,进而给施工顺利性与安全性带来很大的困难。

5 水文地质问题的加强对策

(1)工程地质勘察内容。在岩土工程施工前期。必须要做好工程地质勘察工作,且要顾及到方方面面的勘察内容,以便能保证勘察结果的准确性。而具体的工程地质勘察内容应该包括有:地形地貌、地质现象、岩土物理力学性质、水文地质等方面的勘察。并于工程地质的勘察全过程中,充分地结合岩土工程的结构特点与要求,预测工程地质作用对其造成的影响,并提出科学、合理、客观的评价。

(2)工程地质的勘察报告。工程地质的勘察报告起着确保岩土工程施工质量、安全的作用,因此,在进行工程地质勘察时,必须要重视勘察报告的准确性与可靠性。尤其针对工程地质勘察中的水文地质报告,具体的报告内容必须要包括有岩土类型、岩土厚度、含水层埋深、含水层分布、静止水位、地下水流向、水力坡度以及涌水量等等。另外,水文地质的各种参数、地下水位变化趋势、渗透系数、软化系数、给水度等也均应详尽。

(3)工程地质勘察措施。可在实际的工程地质勘察中,充分地应用激发极化法电法勘探、瞬变电磁法、高密度电法勘察等先进性勘察措施,以确实工程地质勘察结果的准确性、有效性与可靠性。

6 总结

重视工程地质勘察工作,并加强对水文地质问题的控制,可提高建筑工程的施工质量与安全,促进工程开展的顺利性。因此,在实际的工程地质勘察工作中,相关的勘察人员必须要详细了解工程地质水文的评价内容,并做好对岩土水理性质的分析与测试工作,才能最大限度地规避水文地质问题对岩土工程造成的危害,确保建筑工程的顺利进行。

参考文献

[1]李成军.浅谈水文地质勘察中预防措施及处理[J].城市建筑,2013,14(14):271.

水文地质工程地质编录要求篇5

一、岩芯鉴定

岩芯的岩性、回次进尺井深、换层井深、岩石名称，结构构造、矿物成分、颜色等应与地质编录一致。

二、岩芯水文地质、工程地质编录内容及方法

1、详细观测记录描述裂隙与岩芯的轴夹角、裂隙宽度、充填程度，充填物成分、地下水活动形迹，裂隙面的粗糙程度、有无擦痕等。

2、对岩芯上孔洞与裂隙的描述：孔洞的大小、形状，孔洞之间的连通情况，洞壁上有何种沉淀物，孔洞的成因、裂隙的宽度、裂隙的充填物、充填程度；是否见褐铁矿薄膜。统计线裂隙率，测量裂隙与岩芯的轴夹角。尤其对矿层顶底板的裂隙发育情况要注意观察。

裂隙统计可采用线裂隙率法，即

线裂隙频率（条/m）＝该段岩芯长（m）该段岩芯裂隙条数（条）

注意避免破裂岩芯的重复统计，并重点描述宽大裂隙。

3、泥化层的描述：泥化层的层位、物质成份、厚度、轴夹角等。

4、详细观测记录描述岩芯上出现的溶孔、溶洞的大小、溶蚀深度、个数。

5、风化情况

强风化带：岩芯全部退色、易碎，大部分母岩结构被破坏，多数矿物粘土化，裂隙面上地下水活动行迹明显，如沉淀物、水垢等，岩芯多呈碎屑状、角砾状、渗土状、砂状、粉状。强风化带工程地质条件不稳定，易发生崩塌。

弱风化带：岩石部分退色，或颜色变浅，母岩结构基本清晰可见，岩芯易机械破碎，多呈块状，少量碎块状、柱状。相对强风化带来说工程地质条件比较稳定，同时也是潜水含水层的底板。

6、岩芯块度、形状划分

长柱状（指长度＞20cm的岩芯）；短柱状10～20cm；大块状10～5cm；碎块状5～2cm；碎屑状＜2cm。

7、检查机台上的简易水文地质观测记录本，记录的次数是否符合要求、内容是否齐全。如果发现水位的升降情况较大，要立刻对照相应部位的岩芯情况，确定含水层的位置及其厚度。如发现有钻具自动陷落的记录，则可能有溶洞。

8、检查机台上观测水位的测绳，标记是否清楚、悬挂测钟的地方，标记是否为零。

9、终孔后24小时编录人员要亲自观测静止水位，并作好记录。

地质水文学基础篇6

关键词：工程地质；勘察；水文地质；危害分析

引言：我们事先对地质进行观察这是必要的，也是基础工作，它直接决定着整个工程质量的好坏，整个工程的中的水文勘察是重中之重，是工程的核心，占据着重要位置，我们要认真对待，对其部分进行准确的分析，以保证后面的工作顺利开展，尤其是安全上面必须过关，它是所有人关注的焦点。想要安全，我们就要提高工程的稳定性和耐久性，下面我们就对这个问题进行分析与探讨。

一、工程地质勘察的概念

首先必须要很明确的知道什么是地质勘察，它是指在建筑施工前期对整体进行分析，然后整理成書面报告这样的一个工作。它的主要工作内容有：首先，要了解施工区我们施工区的地形和特点；其次，工作区域的先天条件是怎样的；第三点，对其土质进行专业的分析工作；第四，要特别注意施工范围内是否有特殊的土质；第五，应该选择什么的材料进行施工最为合适。工作的步骤有：首先，就是勘察工作，这是最基础的也是很重要的工作，进行勘察就是为了查看土质存不存在问题，能不能进行施工，工作内容为：（1）对每一区域内土质进行分析然后进行整合工作；（2）对提交上来的报告进行反复研究与商讨，得出结论，与此同时，只要发现问题就应该马上上报，做好备案，最好最快的做出调节方案。其次，我们就应该做深一层的了解工作，熟悉掌握工作内容。第三点，就是对图纸进行勘察，看看有没有出现错误，数据是否准确都要进行再一次的确认。勘察手段为：不定期的检测，也要进行物理的勘察都是必要的。

二、工程地质勘察中水文地质的评估内容

一般情况，我们国家地质勘察主要出现的问题有在提交的地质勘察报告中没有把基础设计与施工很好的结合起来，也没有准确的估量地下水的危害到底有多大极其它所造成的影响给周边的人造成伤害，这样就很容易发生建筑下沉的情况，还有个别部分发生断裂的情况，这是我们目前需要解决的问题。想要解决好这个问题技术是一个方面，经验也很重要，根据之前的经验来看，我们工作的重点应该放在地下水会给周边带来的危害和后果这方面上，快速的找出相对应的解决措施才是关键。与此同时，在进行勘察的工作时，我们首先要判断出属于建筑的哪一个类型，为下面的工作打好基础，考虑问题要周全要多角度，有的时候建筑物的地下水会对其进行腐蚀，我们要格外注意这点。当发现这种情况时，必须做出紧急处理，不影响下面工作的开展。所以勘察工作如果做的够仔细够好，这些问题就不会发生，基础工作不能忽视，不可敷衍了事。

（1）在勘察的过程中，我们要具体情况具体分析，要仔细的查看每一个区域的土质，对其进行深入的分析，包括它可能带来的伤害，这样我们才能在发生意外的时候快速的给出解决的办法，不影响下面的工作内容。举个例子来说，我们国家的西北方，年降水量过大，雨季过长，这样一来就会出现土比较松软的现象，不利于施工，而在冬天的时候土也会被冻住，增加施工难度，这些问题要在施工之前就想到解决的措施，要求我们的工作人员要有很强的技术性，只有这样，施工质量才会有保证。（2）我们要确保所提供的数据是准确的，是万无一失的，我们在对土质进行勘察的时候，要极其严谨的态度，不可放松，要对照着施工标准来进行，才能保证数据的准确性。只有这样企业的决策才会降低风险，所以提供准确的数据是很重要的。（3）含水层是否存在是勘察工作的重点，它会给整个工程带来危害，其影响是它会给水造成很大的压力，这就拖慢了整体的施工进度，给其他工作人员造成负担。举个例子来说，如果施工之后发现含水层就会出现水突然涌出来的现象，这样就会造成损失，使成本增加，利益降低。（4）在施工的时候，也要注意特殊情况，它也会给工程带来损失，造成利益的流失。还是举例来说，在施工前期要检查好岩石会不会有破损的情况或者发生质变等等，针对这些我们都要提前准备好解决措施。

三、加强工程地质勘查中水文地质勘查水平的有效措施

1、强化调查分析工程环境下地下水的状态

不管做什么工程，都要对其进行深入的了解，这样可以更好的开展工作，给工程提供了保障。通过勘察会掌握一些资料，这对我们工作有很大帮助，对一些有问题的地方，也可以预先做好解决方案，减少成本，使利益达到最大化。同时，工程的安全问题也是重要不可忽视的。

2、重视岩土水理性质的测试研究

有些岩土是有自己的特性的，我们要对它进行研究，得到结果。水文地质研究是岩土工程地质勘查中一项具有重要意义的工作。实际勘探中，它要求以实际状况为前提，按照勘察中工程进行区域的所处水文地质条件差异，采取实际有效的防护措施，并进行工程计划，只有这样，工程质量才能有保证。对水文地质问题的研究，是工程勘察中必须要落实的一项工作，它与岩土工程息息相关。此外，我们要评价地下水是否对岩土体和建筑物产生影响，该采取什么样的治理措施，这些都要以真实的水文地质勘探资料为前提。只有在这些资料的基础上采取行动，才能最大可能的降低地下水对岩土工程的危害。本文主要针对工程勘察中的岩土水理性质与水文地质问题进行分析，提出了自己的一系列观点。岩石的特性会影响到工程的质量，所以对它进行研究是必要的，不能忽视。我们也要找专业人士进行研究，不可敷衍了事。

结束语：综上所述，是我们国家当前阶段所出现的问题，对于这些问题我们要有相应的解决措施，勘察工作是基础工作，只有它做好了别的工作才能顺利开展，这些都必须当成重点工作来抓。我们也要约会运用科学的方法来管理工作，避免发生意外，来达到利益的最大化，也推动行业的发展。

参考文献

[1]李志成，马瑞娟.探究水文地质勘察对工程地质勘察的影响[J].环球人文地理，2014，14：34.

[2]杨峰.岩土工程勘察中关于水文地质问题的相关研究[J].城市地理，2014，14：39-40.

地质水文学基础篇7

毛坝1号隧道位于陕西省安康市紫阳县毛坝镇以东, 设计为分离式隧道, 长约3 656 m, 纵坡1%;隧道最大埋深约692 m, 属特长深埋隧道。2008年3月份后隧道左右线相继进入到连续的特大涌水段, 左右线合计共发生典型涌水32次, 涌 (突) 水总长度达1 200余m, 其中最大涌水压力4 MPa, 最大日涌水量30 000 m3/d。在山岭隧道施工中, 象毛坝1号隧道这样的大型涌 (突) 水带非常少见, 本文通过水文地质基础知识介绍了涌水的形成机制, 并分析了本隧道涌 (突) 水的成因, 总结涌水治理的综合方针, 对涌水隧道的施工提供借鉴。

1 隧道工程涌 (突) 水机制

隧道工程中涌 (突) 水必须具备的两个基本条件是:一是要有充足的水源;二是水源和隧道之间有顺畅的导水通道。

1.1 水源

①地表水体包括小溪、河流、湖泊、海洋、水库等;②老窖积水、老采空区积水;③溶洞、暗河水;④断层水, 即断层裂隙水;⑤基岩裂隙水和孔隙水。

1.2 导水通道

隧道施工过程中, 有时会直接揭露含水层。此时, 如果地下水位事先没被疏降或含水层中水没有事先得到探放, 就会发生涌 (突) 水事故。断裂带透水性好, 往往断裂带本身就是地下水的储集场所, 而当断裂与某种含水层有水力联系时就成为地下水传输通道。大量的实例表明, 涌 (突) 水与断裂关系密切。

2 涌 (突) 水地质水文条件分析

在山岭隧道施工过程中, 经常遇到褶皱、断层、节理等地质构造现象, 褶皱、断层、节理是影响隧道涌水重要因素, 在施工中, 大多数的涌水、突水、突泥等灾害的发生均与地质构造密切相关。

2.1 褶皱构造与含水层的关系

(1) 背斜核部的含水层具有发育的“二次纵张节理”而富水, 两翼节理不发育、相对隔水, 这种组合具有特殊水文地质意义;加之背斜谷底的形成, 有利于地表水的聚集。因而, 背斜核部的含水层常常形成地下水径流带和与轴向一致的基岩裂隙水带, 见图1。

(2) 背斜褶皱的倾伏端, 既有发育的横张节理, 又有大量的放射状节理, 从而使这里成为富水带。

(3) 向斜褶皱的核部也是节理发育地带, 特别是当含水层的顶、底板均为不透水层时, 核部的含水层不但水量大, 而且常具有承压水的特性。

(4) 褶皱的核部也是岩溶发育的地带, 实质上是通过与它有成生联系的层间和层面裂隙来实现的。这些层间和层面裂隙的产生, 是由于背斜褶皱核部转折部位的上、下岩层间弯曲不协调而形成层间剥离 (虚脱) ;在向斜褶皱核部, 因围岩所限而产生向上侧张拉的层间裂隙。这些部位的层间、层面裂隙与其它断层、裂隙往往存在着广泛的联系, 从而更有利于岩溶水的汇集和运移, 成为洞穴发育的有利场所。

2.2 断层

张性断裂是在低围压条件下产生的, 一般其张开程度较大, 断裂面粗糙不平, 其破碎带中的破碎物多为大小不等的棱角状岩块组成的角砾岩, 糜棱岩少。破碎物疏松, 空隙发育, 透水性和含水性较强。压性断裂一般是在较高的围压条件下受强烈挤压作用形成的, 闭合性好, 破碎带物质多为压碎岩、强烈片理化和糜棱岩化的粉碎性物质 (易风化成断层泥) , 透水性和含水性差。但规模较大的压性断层, 两盘为脆性或可溶性岩石时, 其影响带裂隙可能较发育, 仍具备含水条件。因此, 判断这类断层是否富水, 还要进一步研究其两盘的岩性情况。扭性断层带构造裂隙发育情况介于张性与压性之间, 其次, 扭性断裂面大多倾向陡立, 且低序次的张性断裂发育较多, 易于接受地表水的补给和地下水的垂直入渗, 经强烈的冲刷和溶蚀作用, 使裂隙张开程度较好。因此, 有时扭性断裂面的导水性能不亚于张性断裂面。

2.3 节理

根据节理的力学成因, 把构造节理分为剪节理和张节理。剪节理是岩石受剪 (扭) 应力作用形成的破裂面, 剪节理常与褶皱、断层相伴生, 剪节理交叉互相切割岩层成碎块状, 破坏岩体的完整性, 故剪节理常是易于滑动的软弱面。张节理是岩石受张应力作用而形成的破裂面, 在褶皱岩层中, 多在弯曲顶部产生与褶皱轴走向一致的张节理, 往往是渗漏的良好通道。

3 隧道涌水的动态变化特征

隧道涌水量由静储量和动储量两部分组成。前者为隧道围岩内空隙中所赋存的地下水, 其大小取决于含水围岩的规模、储水能力和给水能力;后者以地下径流形式出现于含水围岩中, 它与地表水体或其它地下水体有直接的水力联系, 其大小取决于含水围岩的规模、补给条件、径流条件和排泄条件。

4 毛坝1号隧道大型涌 (突) 水带形成机制

4.1 毛坝1号隧道涌 (突) 水详细情况

2008年3月份至2009年5月, 左右线处于K297+650~+000段大型涌 (突) 水带施工, 发生比较典型大型涌水32次 (详见表1) 。

4.2 毛坝1号隧道涌水特点

①水质非常清澈, 无异常气味, 无明显杂质;②涌水量、涌水压力大小不一, 大部分涌水出现在基岩的节理裂隙, 在断层处涌水压力和涌水量变大;③开挖过后, 随时间推移, 涌水量趋于平稳甚至消失;④在阴雨天气, 涌水量增加, 有些曾经消失的涌水重复出现;⑤涌水段落范围大, 无规律性;⑥在一般段落, 涌水具有跟随开挖掌子面前移的特点。

4.3 毛坝1号隧道涌水机制分析

涌水后, 设计单位、管理单位、施工单位等多位专家和技术人员对毛坝1号隧道地质、地形、水文、周围环境等多次进行了详细的补勘。涌水段岩石均为中~厚层硅质岩, 无形成溶洞、暗河的岩性条件, 地表山体无大的储水构造、河流、老采空区, 将水源判定为断层水和基岩裂隙水。

隧道区大地构造部位处于秦岭南部大巴山褶皱区, 大巴山背斜为主体褶皱, 也是区内最大褶皱, 总体构造形迹展布方向为北西西向。隧道处于高滩~兵房街褶皱束的南西翼在隧道区形成一个倒转向斜和倒转背斜构造, 向斜核部位于K296+200~K297+000, 背斜核部位于K297+100~K297+800;隧道走向与岩层走向大角度相交。隧道区内发育有9 (原设计8条) 条断裂, 主要沿软质岩与硬质之间分布, 为F1、F4、F5, 构造岩表现为挤压、揉皱;其次发育于硬质岩之间, 为F2、F3、F6、F7、F8、F9 (补充) , 构造岩表现为碎裂岩化、角砾岩化, 详见图2。

毛坝1号隧道大型涌 (突) 水带均位于倒转背斜核部 (K297+100~K297+800) , 见图2中的倒转背斜复原, 从构造上来看, 背斜核部具有发育的“二次纵张节理”, 加之陕南地区多雨的气候, 在背斜核部形成地下水径流带和轴向一致的基岩裂隙带, 使山体内地下水非常充足, 为涌水带提供水源保证;地形上该背斜核部地表有洼沟, 形成有利于地表水的汇聚, 洼沟里雨季有流水, 补给地下水径流带;另外此段内分布了F6、F7、F8、F9 (补充) 四条断裂破碎带, 均为张性断裂, 受多期构造活动影响, 构造岩呈棱角状, 混杂无序, 胶结松散或未胶结, 结构疏松, 孔隙大且孔隙率高, 透水性好, 储水能力强, 断层两盘受构造影响较小, 旁侧分支裂隙不发育, 透水性不良, 含水性弱构成相对隔水边界。同时断层兼具沟通作用, 切过背斜核部, 使背斜核部的基岩裂隙水与之沟通, 形成集水长廊。

隧道涌水区岩性均为硅质岩, 属硬质岩, 节理裂隙内没有泥质等杂物填充或很少, 因此水质清澈, 无杂质;由于涌水有些为基岩裂隙水, 有些为断层裂隙水, 水源和通道不同造成涌水量、压力不同。断层处因为储存水量大, 沟通性好, 通道顺畅, 往往涌水量大, 压力高, 持续时间长;有些段落涌水量属于静储量, 与地表水沟通不良甚至不沟通, 涌水逐渐减小或消失。有些段落涌水量属动储量, 与地表水沟通良好, 在大气降水后通过地表沟洼裂隙进行补给水, 在阴雨天气, 涌水量增加;另外在背斜核部发育的“二次纵张节理”和断层两侧伴生的节理, 因为延伸远、宽度大, 传切不同的岩层、不同的构造, 致使涌水广泛, 且具随机性;在一般的基岩裂隙水段, 涌水压力低、涌水量小, 喷射混凝土和环向注射的双液浆封堵了大部分涌水, 出口段为下坡施工, 下一循环高度低于上一循环, 所以在施工中出现了涌水跟随掌子面的情况。

5 毛坝1号隧道大型涌 (突) 水综合治理方针

涌水采取“排堵结合、先排后堵、以堵为主、因地制宜、综合治理”的方针。

(1) 首先对高压涌水实施泄水减压, 配备充足的抽排水设备。对于高压涌水段如F7断层涌水段, 具有突发性, 为了保证施工安全和质量, 在进一步对涌水处理前必须将水压减小到一定程度, 到达施工条件;一般的涌水段直接按方案进行施工。由于毛坝1号隧道出口段是反坡开挖, 并且涌水段较长, 掌子面泄水减压和初支后涌水限量排放致使隧道内总涌水量非常大, 远远超出预测的涌水量, 必须配备足够的抽排水设备、人员等保证施工正常进行。

(2) 布置超前水平钻孔探测。当前国内最先进的超前地质预测预报手段包括地质雷达、TSP203、红外探水等, 但每一种探测手段都存在局限性:地质雷达只能探出前方几十米范围的围岩大致情况;TSP203对围岩情况预测比较准确, 前方水情预报不准;红外探水仪也仅能探测前方地质是否有水, 至于水量的大小、压力却无从得知。超前钻孔可以直观揭示前方地质情况, 虽然揭示范围极其有限, 但效果比较好, 而且较经济, 为设计提供正确的地质依据, 二是对构造裂隙水进行减压 (包括分流孔) 。

(3) 根据超前水平钻孔资料和分流孔减压情况, 制定针对性的注浆加固方案, 治理涌水采取大部分进行封堵, 对边墙部位小部分涌水限量排放, 确保初期支护和二次衬砌不会造成负压过大, 产生变形垮塌。方案根据涌水量大小, 涌水水压变化情况适当进行调整。主要采取两步对围岩进行加固和止水:①超前加固止水, 采用3.5 m~6 mΦ50×4超前小导管预注双液浆加固掌子面前方围岩以及封堵部分涌水;②对初期支护加强, 提高初期支护参数等级保证围岩的稳定, 采取系统锚杆改为Φ50×4系统小导管周壁注浆的方式进一步加固围岩和封堵涌水。

(4) 加强防排水施工质量。由于毛坝1号隧道涌水量大、段落长、压力高, 治水采取“限量排放”, 隧道总涌水量超过原设计15倍之多。并且, 涌水受大气补给呈现动态变化, 特别是F6、F7、F8、F9断层, 受动水压力作用对破碎带产生潜蚀和劈裂作用, 涌水量、压力在一定条件下可能增大。因此, 在加强注浆封堵涌水和加固围岩的基础上, 防排水施工必须作为重中之重。采取具体措施:①加密环向和横向排水管 (间距1 m~5 m) , 加强排水管防堵措施, 避免排水管堵塞, 增大水压力, 破坏衬砌结构;②采用优质的防水板, 严格保证防水板施工质量;③纵向排水管安装平顺, 碎石过滤层填塞到位;④二衬两板接头处采用止水带替换止水条, 加强防水。

(5) 加强涌水段二次衬砌结构。涌水段二次衬砌采取钢筋混凝土结构, 并且相应提高混凝土抗渗性能。

6 结语

在山岭隧道施工中涌 (突) 水为常见的地质灾害, 施工人员应加强对涌水机制的了解, 进一步预防涌水事故的发生, 减小损失, 提前采取有效处理措施。长大隧道线型设计不宜采取单向坡, 避免反坡施工经过涌水段时, 需大量排水, 洞身围岩和初期支护长时间浸泡会产生突发事故。设计单位在设计阶段, 加大地质、地形勘察力度, 确保地质资料的准确性。

参考文献

[1]蒋爵光.铁路工程地质[M].成都:西南交通大学出版社, 1991.

[2]王保存, 林选青.水下隧道穿越断层破碎带[J].地下工程, 1988.

[3]刘世凯, 陆永清, 欧湘萍, 等.公路工程地质与勘察[M].北京:人民交通出版社, 1999.

[4]陈先国, 田义, 罗春雨, 等.五指山公路隧道工程技术[M].北京:人民交通出版社, 2008.

地质水文学基础篇8

但是, 在实际的勘探工作中, 由于勘探技术的落后, 以及存在一些人为的忽视水文地质的基础工作的研究。导致出现了一些所研究建立的模型是错误的, 其概念模型的真实性和实体的真实度相差甚远, 进而导致错误的选择数学模型, 致使评估和预测结果出现严重错误。

当然, 这并不是对数学模型在地下水资源勘探中重要作用的否认, 这只是为了说明在数学模型的研究过程中, 需要对地下水系统的内在性与外力作用等进行相结合的分析的重要性。同时强调在模型研究的过程中要时刻注意水文地质的定性和定量之间是一种相互依赖的辨证关系。

本文主要是根据近几年对于地下水模型的研究以及实践经验的基础之上, 探讨水文地质基础工作在地下水模型研究中的重要作用。主要是通过几个实例来说明忽视水文地质基础工作会导致实体模拟误差的出现。

对于了解水文地质工作的人来说, 他们知道应用数学模型在获取水文地质基础资料时发挥着重要的作用。但是, 在实际的工作中, 往往由于实际情况的复杂性和危险性很难获取一手的水文地质资料。因此, 导致了人们对于研究区域水文地质条件的简化, 当出现地下水位不能拟合时, 则通常使用调整参数的方式来进行弥补, 这样做的结果往往是对实际含水层特征的歪曲。

例如, 常常发生因为对水文地质条件分析的不够详细而致使误选计算模型的事件发生, 进而造成不必要的经济损失。在某大水岩溶矿床开采区, 由于没有获得充足的第一手水文地质条件资料, 就认为该区内的岩溶层的含水层可以通过天窗上的自然降雨以及潜水的充足补给, 而错误的选择了稳定流模型来计算矿坑的涌水量。而在后续的实践过程中, 尤其是在对第四纪含水层的水进行计算后发现, 这一地区为了满足农业灌溉的要求, 会大量的使用地下水资源, 这样潜水层的含水层实际上在工作过程中已经是处于负均衡状态, 这样对于下部岩溶层含水层的补给是没有保证的。所以, 应该根据当地的实际情况来具体的使用适当的数学模型进行精准计算。

另外, 在解决地下水数学模型时, 需要投入大量的实际工作, 这一过程中最为艰巨的工作就是源汇项的调查。在实际的工作中曾经遇到这样一个区域, 该区属于工农业, 地下水资源已经是处于过量使用的状态。就是因为在实际的数据获取过程中源汇项的调查存在很大的难度, 使得很难获得精准的数据。这就进一步导致为了能够满足水位的拟合精度, 对源汇项做出了一些人为的改动。但是, 在通过后来在实践过程中的计算, 发现原来的水位拟合只是假象, 这样错误的预测结果显然已经给该地区地下水资源的开发利用以及未来的规划提供了错误的参考数据, 势必影响到当地社会经济的发展。

上面的两个例子可以很好的说明, 我们在使用数学模型进行地下水量模拟时, 水位的拟合既可以作为计算精度的标准, 同时它又不是其唯一的衡量指标。我们必须在能够正确建立地下水模型的基础上, 还要充分利用实际地区的水文地质的基础资料, 只有这样才能得到科学合理的结论。

地下水系统的模型化以及定量化的研究是为了满足社会进步的需要。随着科技水平的不断提高, 出现和形成了许多新的、有效的水文地质计算方法, 例如解析解法、数值解法和物理模拟法等。伴随着研究方法的逐渐增多, 水文地质学的研究内容也在不断的得到充实和完善, 同时在研究地下水模型的过程中, 还应用到了其他的很多的学科 (比如流体力学、土壤学等) 。

虽然科技的进步带来了先进的研究手段, 但是在实际的地下水模型研究过程中, 水文地质基础工作仍然发挥着极其重要的作用。尽管在一些地质地貌相对复杂, 环境气候相对恶劣的地区很难获取一手的水文地质资料。但是, 为了获得真实的数据, 确保当地的社会经济以及地下水资源能够被合理的利用, 水文地质工作者必须能够客观的对待实际工作, 充分利用现代化的科技手段和装备来克服困难, 要切实的继承和发扬我国地质学家的优良传统, 尤其是要把野外地质勘查工作作为工作的重心, 要积极坚持实地勘查, 争取获得第一手资料。切实做到在努力建好地下水系统的定量化和模型化的基础上, 夯实地质水文的基础工作, 为我国水文地质学科的快速发展提供切实可靠的理论基础知识以及实践经典案例。同时, 为我国地下水资源的合理开发利用做出积极的贡献, 使其能够更好的为我国社会主义经济建设服务。

参考文献

[1]李芳梨, 陈培聪.水文地质工作的重要性分析[J].工程技术, 2008.[1]李芳梨, 陈培聪.水文地质工作的重要性分析[J].工程技术, 2008.

[2]杜绍敏, 宋冰.水文地质数值模拟的立足点[J].东北林业大学学报, 2003 (3) .[2]杜绍敏, 宋冰.水文地质数值模拟的立足点[J].东北林业大学学报, 2003 (3) .

[3]束龙仓, 朱元生.地下水资源评价中的不确定性因素分析[J].水文地质工程地质, 2000 (6) .[3]束龙仓, 朱元生.地下水资源评价中的不确定性因素分析[J].水文地质工程地质, 2000 (6) .

[4]于炳义, 杜绍敏, 李学成.水文地质数值模拟问题的讨论[J].黑龙江水专学报.2002 (2) .[4]于炳义, 杜绍敏, 李学成.水文地质数值模拟问题的讨论[J].黑龙江水专学报.2002 (2) .

地质水文学基础篇9

正确预测矿井涌水量是矿井水文地质工作的核心问题, 也是设计部门设计矿井防排系统的主要依据。近年来, 由于资源勘探阶段对井田主要含水层水文地质参数选取及矿井涌水量预测的偏差, 已给许多矿井造成严重的经济损失及安全问题。造成这种情况的原因主要有两方面: 一是所采用的水文地质参数不够精确, 二是建立预测模型不正确或与所预测矿区不适合[1]。而前者是基础, 若水文地质参数不精确, 即使建立的模型非常正确也不会得到正确的矿井涌水量预测值。

水文地质勘探是查明矿区水文地质条件的关键环节, 能否得到真实的水文地质参数直接体现勘探的质量[2]。水文地质参数是研究地下水运动问题非常重要的参数[3]。由空间变异引起的水文地质参数不确定性不仅很大程度上影响着含水层特征描述[4], 它的准确与否也是决定矿井涌水量计算结果可靠性的重要依据[5]。因此, 确定合理准确的水文地质参数也成为地下水建模的一项关键性挑战[6]。用抽水试验方法来查明水文地质特性和确定水文参数, 不仅是水文地质工作的基础, 也成为了求取水文地质参数的重要途径[7]。

水文地质勘探中稳定流抽水试验方法简单, 稳定流抽水试验又可细分为单孔抽水试验、孔组抽水试验、群孔抽水试验, 勘探实践中往往因抽水试验方式不同所得到的水文地质参数差异很大, 造成预测的涌水量差异数倍甚至更多。而如何得到客观的水文地质参数也是本文关心的问题。本文根据现场抽水试验数据, 使用三种不同的抽水试验方式对水文地质参数进行求解, 并对影响水文地质参数准确性的模型进行修正, 对比分析所得结果和误差, 就现行煤田水文地质勘探稳定流抽水试验中所存在的问题进行分析和探讨, 得到了令人满意的研究结果。

1 试验方法与数据来源

为了取得比较切合实际的水文地质参数, 本文采用抽水试验方法获取原始数据进行求参。

本次试验共布置三组各三个钻孔, 其中C1 代表抽水钻孔, G1 和G2 为观测钻孔, 钻孔布置见图1。C1 钻孔在对指定含水层进行抽水试验时, G1 和G2 作为其同含水层观测孔进行水位观测。抽水层位为煤层顶板砂岩孔隙裂隙承压含水层, 含水层岩性为细、中、粗粒砂岩, 抽水层段上部地层下入无缝钢管, 采用水泥永久隔离止水。抽水方式为稳定流抽水试验, 稳定标准为最远端观测孔水位稳定达到两小时以上。抽水试验数据详见表1。

2 水文地质参数的确定

2. 1 渗透系数K的确定

对于承压完整井抽水试验, 分别按照单孔抽水、一个观测孔和两个观测孔稳定流三种方法进行求参[8]。

单孔抽水试验:

带一个观测孔抽水试验 ( 如利用观测孔1) :

带两个观测孔抽水试验:

式中: K—渗透系数, m·d- 1;

Q—流量, m3·d-1;

M—含水层厚度, m;

Sw—主抽孔水位降深, m;

S1—观测孔一水位降深, m;

S2—观测孔二水位降深, m;

R—影响半径, m;

rw—主抽孔半径, m;

r1—观测孔一距主抽孔距离/m;

r2—观测孔二距主抽孔距离/m。

2. 2 影响半径R的确定

单孔抽水试验的R值可由式 ( 1) 、 ( 2) 进行迭代计算求得。

带一个观测孔的抽水试验 ( 如利用观测孔1) :

代入式 (3) 求得的K值得出影响半径R值。

带两个观测孔的抽水试验:

2. 3 修正降深S'的确定

但在单井抽水过程中, 在主抽孔井筒中观测到的水位降深是没有消除井损值的水位降深, 和井壁含水层的实际水位有一差值, 需要进行修正[9]。目前, 根据单孔抽水试验的水位降深S和与其流量Q多次曲线方程所确定的经验公式法来确定水文地质参数是比较流行的方法之一。考虑井损, 承压完整井涌水量方程式可写作:

当主抽孔有3 个或3 个以上落程抽水试验数据时, 可用最小二乘法等方法求得a、b值[10]。即:

a值求出后, 代入以下公式, 即可求得:

若无观测孔资料, 单孔抽水则使用式 ( 7) 对降深进行修正, 用修正后的降深计算K'和R'值。

式中: S'—修正后的降深, m;

K'—修正后的渗透系数, m·d-1;

R'—修正后的影响半径, m。

3 求参结果分析

3. 1 渗透系数K的求参结果分析

根据式 ( 1) 、 ( 3) 、 ( 4) 分别求得单孔抽水、一个观测孔和两个观测孔三种抽水方式下的K值, 求参结果见表2。

从表2 可以看出, 三种不同抽水方式下求得的K值相差很大。与带两个观测孔抽水试验所得参数进行比较, 则三个孔组单孔抽水试验所得渗透系数K的误差分别为40. 54% 、23. 19% 、7. 80% , 带一个观测孔的渗透系数K误差分别为7. 49% 、1. 14% 、2. 49% , 说明带观测孔的抽水试验比不带观测孔的单孔抽水试验计算结果误差更小一些。单孔抽水试验所得K值离散程度分别达到了15. 88% 、17. 03% 、13. 34% , 带一个观测孔所得参数的离散度分别为0. 55% 、0. 20% 、0. 38% , 而带两个观测孔的计算值离散程度分别仅为0. 05% 、0. 66% 、0. 15% , 说明带两个观测孔所得K值基本上为一固定不变的值, 而单孔抽水试验所得K值为一个随流量而变化的不定值。

3. 2 影响半径R的求参结果分析

根据式 ( 2) 、 ( 5) 、 ( 6) 分别求得单孔抽水、一个观测孔和两个观测孔三种抽水方式下的R值, 求参结果见表3。

从表3 可以看出, 三种不同抽水方式下求得的R值亦相差很大。与带两个观测孔抽水试验所得参数进行比较, 则单孔抽水试验所得影响半径R值的误差更是分别达到了97. 86% 、84. 52% 、68. 88% , 带一个观测孔的R误差分别为24. 37% 、2. 07% 、3. 88% , 进一步说明带观测孔的抽水试验比不带观测孔的单孔抽水试验求参结果更准确一些。同样, 单孔抽水所得R值离散度达95. 44% 、103. 16% 、108. 37% , 带一个观测孔计算的R值离散度分别为2. 15% 、0. 74% 、0. 87% , 带两个观测孔的离散度仅为0. 86% 、0. 43% 、0. 17% , 说明带两个观测孔计算的R值接近一个常数值, 而单孔抽水所得R值为一个随流量和降深而变的值。

3. 3 修正降深S'的求参结果分析

将表4 中抽水试验资料代入式 ( 8) 、 ( 9) , 计算得出一孔组: a = 0. 3468 d /m2, b = - 6E - 06 d2/ m;二孔组a = 0. 7293 d /m2, b = - 4. 4E - 05 d2/ m; 三孔组: a = 1. 9806 d /m2, b = - 0. 00026 d2/ m。

若有带两个观测孔的抽水试验资料, 则可通过式 ( 6) 计算出R值, 再将R值代入式 ( 10) , 计算得出对主孔降深S' 修正后的K' 值, 一孔组: K' =0. 03733m / d; 二孔组: K' = 0. 03896m / d; 三孔组: K' =0. 02595m / d。与之前用带两个观测孔计算所得K值相比误差分别为5. 23% 、1. 24% 、2. 66% 。若无观测孔或只有一个观测孔资料, 则使用式 ( 7) 对主孔降深进行修正, 用修正后的降深计算K'值, 见表5。

从表5 可以看出, 对主抽孔降深修正后所计算的参数, 与带两个观测孔抽水试验所得参数进行比较, 则单孔抽水试验所得渗透系数K的误差分别为37. 87% 、23. 19% 、15. 30% , R值误差分别97. 86% 、84. 52% 、64. 92% , 带一个观测孔的渗透系数K误差为2. 3% 、1. 00% 、2. 51% , R值的误差达到了24. 24% 、1. 80% 、3. 87% 。单孔抽水试验K' 离散度分别为15. 71% 、17. 03% 、14. 61% , R' 离散度分别为95. 46% 、103. 16% 、96. 11% , 带一个观测孔K'离散度分别为0. 26% 、0. 26% 、0. 43% , R'离散度分别为1. 30% 、1. 02% 、0. 91% 。由此可见, 即使采用消除井损的公式对降深进行修正, 单孔抽水和带一个观测孔的抽水试验也不能求得精确的水文地质参数, 但带一个观测孔的抽水试验方式的求参结果误差相对小些。

4 结论与讨论

1) 不同的抽水试验及求参方式对水文地质参数的影响比较大。与带两个观测孔抽水试验所得参数进行比较, 单孔抽水试验所得渗透系数K的误差达到了7. 80% - 40. 54% , 影响半径R值误差更是达到了68. 88% - 97. 86% 。带一个观测孔的渗透系数K误差为1. 14% - 7. 49% , 影响半径R误差为2. 07% - 24. 26% 。且单孔抽水所得K和R值离散度非常大, 带一个观测孔的离散度较小, 带两个观测孔的离散度最小。

2) 使用吉哈尔特经验公式和裘布依公式共同计算K和R值时, 会造成很大的误差。在裘布依理想含水层中抽水时R是一个固定的常数, 而吉哈尔特经验公式中R是Sw的函数, 两者在性质上是完全不同的。另外, 由于奚哈德经验公式中R是Sw的函数, 不同的Q也会得到不同的K值, 而在层流范围内, K是一个反应含水层渗透性能的不变的常数。

3) 即使采用消除井损的公式对降深进行修正, 单孔抽水和带一个观测孔的抽水试验也不能求得精确的水文地质参数。本文使用最小二乘法对降深进行修正后, 用单孔和带一个观测孔所计算的参数误差及离散度没有明显的减小。

4) 稳定流抽水试验应使用带两个观测孔的观测数据, 水位监测应使用精确度高的自动检测仪器。为了矿井的安全生产, 稳定流抽水试验计算参数时应采用带两个观测孔的观测数据计算。带观测孔的稳定流抽水试验, K和R均是观测孔水位降深的函数, 水文地质参数对水位降深非常灵敏, 因此, 观测孔水位观测设备应尽可能采用精确度高的自动检测仪器。

摘要：正确的水文地质参数是准确预测矿井涌水量的基础。以实际抽水试验为基础, 对比计算分析单孔抽水、一个观测孔和两个观测孔三种不同抽水试验方式下的水文地质参数, 然后在考虑井损的情况下, 对抽水孔的降深进行修正, 以期得到更加精确的水文地质参数。结果表明, 由于经验公式及井损的影响, 使得单孔抽水所得参数误差及离散度较大, 即使对降深进行修正后, 单孔抽水依然得不到理想的结果。因此, 建议采用两个观测孔的抽水试验方式来获取较为正确的水文地质参数。研究结果可为含水层水文地质参数计算及矿井涌水量预测提供理论依据, 对矿井防排水系统设计和防治水措施制定具有重要现实意义。

关键词：抽水试验,观测孔,水文地质参数,渗透系数,影响半径,井损

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工程地质勘察中水文地质研究篇10

在工程勘察中,对水文地质问题的评价,主要应考虑以下内容:

1.1 应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。

1.2 工程勘察中还应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。

1.3 应从工程角度,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,如:

(1)对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对砼及砼内钢筋的腐蚀性。(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。在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉上时,应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。(3)当基础下部存在承压含水层,应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价。(4)在地下水位以下开挖基坑,应进行渗透和富水试验,并评价由于人工降水引起土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定的可能性。

2 岩土水理性质

岩土水理性质是指岩士与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩: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。

2.1 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。

2.2 岩土的主要的水理性质及测试办法:

(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。各类成因的粘性上层、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。松散岩上的颗粒愈细、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,岩上体的渗透系数可通过抽水试验求取。(3)崩解性,是指岩浸水湿化后,由于土粒连接被削弱,破坏,使土体崩敞、解体的特性。(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的性能,以给水度表示。给水度是含水层的几个重要水文地质参数,也影响场地疏时间。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,岩土的涨缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚,失水变薄造成的。

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:(1)土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。(2)斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、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。(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。

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 结束语

综上所述,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,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。

摘要：水文地质研究在工程勘察中有着十分重要的地位,本文主要阐述工程地质勘查中水文地质评价内容,岩土水理性质,地下水引起的岩土工程危害等问题。

关键词：工程勘察,水文地质,岩土,危害

参考文献

[1]陈雁.水文地质之路[J].中煤地质报,2009.

地质水文学基础篇11

[摘要]工程地质及水文地质课程是水利工程专业的重要专业基础课，课程的特点是描述性、定义性、经验性的知识多，定量计算少；理论相对简单，但实践性很强。通过课堂讲解和野外实习，要求学生掌握好地质学基础知识，具备分析工程地质条件和初步解决实际工程地质问题能力。通过不断的教学实践总结，改变教学和考核方式，引导学生自觉学习，培养分析和解决工程地质问题的能力。

[关键词]工程地质水文地质考试改革教学实践

[中图分类号] G642.474 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）08-0144-02

一、引言

考试是教育评价的有力工具，是人们普遍认为比较公平的测量手段，它对教育活动和其他某些行为具有很强的导向作用。考试是指挥棒，指挥着老师的教学方式，指挥着学生的学习方式。教育的目的主要是学习知识，培养能力，但是不合理的考核方式诱导老师“为了考试而教”，诱导学生“为了考试而学”，从而忽略了对能力的培养。中小学考试是这样，大学考试也是这样。要使这一现象得到改观，考核方式的改革和探索是唯一可行的途径。

工程地质及水文地质课程是水利工程专业的重要专业基础课，课程的特点是描述性、定义性、经验性的知识多，定量计算少；理论相对简单，但实践性很强。通过课堂讲解和野外实习，要求学生掌握好地质学基础知识，具备分析工程地质条件和初步解决实际工程地质问题能力。教师应通过不断的教学实践总结，改变教学和考核方式，引导学生自觉学习，培养学生分析和解决工程地质问题的能力。

二、考试方式改革前

根据水利专业教学大纲安排，工程地质课共38学时，主要是课堂讲授、岩矿鉴定和地质认识实习三个环节。

课堂讲授32个学时，采用多媒体教学，主要以灌输为主。用PPT课件展示的岩石、矿物、地貌图片较多，能吸引学生的注意力。为提高学生的兴趣，在每一章节适当补充了一些相关知识。

岩矿鉴定安排6个学时，岩矿鉴定课是在室内鉴定标本，主要目的是认识常见的几种造岩矿物，能区分三大岩类。鉴定完成后需提交鉴定报告。

地质认识实习安排2天时间，和水工认识实习在一起。通过野外实践，了解地形地貌、地层岩性、地质构造、物理地质现象和水文地质现象、天然建筑材料等工程地质条件，并结合实习基地，初步认识有关工程地质问题及环境地质问题。本实习培养学习兴趣，巩固专业知识，为从事水利工程专业工作打下良好的基础。

以前采用的考核方式是“期末成绩+平时成绩+考勤”，平时成绩占30%（包括考勤，岩矿鉴定和作业，各占10%），期末考试成绩占70%。实习成绩另记学分。考试方式采用闭卷考试，题型包括名词解释、选择、判断、简答题、读图分析题和论述题。基本上，考试题都是作业练习册上的，甚至考前还要辅导。只要平时做作业的学生，考前稍微复习一下，考及格是没问题的。最后不及格的学生往往是因为不交作业或旷课。据2007年某班统计分析，考试成绩符合正态公布，中间大两头小，高分人数和低分人数差不多，不及格率10%左右。考完后很少有学生怀疑考试的公正性和老师的公平性。

三、考试方式改革

2009年学校进行考试改革，低于35学时的课程可以不考试，可作为考查课。当告诉学生今年不考试时，同学们欢声雷动，兴奋不已，以为不考试就万事大吉了。不考试，但得考查，于是让学生查资料，写一篇课程论文，题目是“我家乡的地质概况”。这个题目的用意是同学们已学了一学期地质课，再查查资料，让每个学生对自己家乡的地质概况有个了解。学生来自不同的地方，所写内容应该不一样，避免了相互抄袭。因学生平时缺乏写作练习，担心他们胡编乱写，就给他们列了写作提纲，分别按家乡的地理位置、地形地貌、地层岩性、地质构造、物理地质现象等一一去写，完成时间为20天。

等学生交来课程论文，批改论文时，结果发现很多学生写的东西根本与题目不沾边，一点有关地质的东西也找不到。更有甚者极不认真，从网上随便下载一些介绍旅游、历史的资料就交了上来，没有排版，也没有前后顺序，驴头不对马嘴。有些干脆是抄袭别人的，两个学生家乡在不同的地方，但写的课程论文却一模一样。根据成绩统计，高分人数明显偏少，低分人数明显增多，不及格率达到了20%以上。

成绩一公布，同学们质疑一片。有学生打电话质问，说他没有逃过课，每次作业都交了，为什么还不及格。有学生因抄袭别人的或让别人抄袭了她的，得了零分，泣不成声。尤其是一些所谓的好学生，以前闭卷考试总得高分，这次分数低了，更是怀疑老师评阅的公正性。上这门课，当时已是第三年，前两年闭卷考试，有标准答案，即使学生查试卷，一对标准答案，就无话可说了。这次全是主观题，虽然笔者也有个给分的方案：按提纲每部分给20分，共4部分，计80分，总体印象20分，总分100分。评卷时，只要学生写得能沾上一点边，就给分。即使这样，查分的学生都认为分数评低了。

反响如此强烈，始料未及。没有考及格的学生反应强烈，还说得过去。就连考得高分的学生也不高兴。有个学生成绩是81分，他来查成绩，查完后，唉声叹气，说拿不上一等奖学金了。一等奖学金要每门课90分以上才够资格。还有个学生，由于和另外一个同学写得一模一样，得了零分。据班长说，她家里很困难，全靠奖学金上学。但成绩已公布了，如她一样的学生还有好几对，我不能也不愿意更改。

这次考试的结果是，很多学生对自己的分数不满意。没及格的想及格，及格了的想得高分，得了高分的，想更高，想拿奖学金。这次考试结果让我很被动，很郁闷。尽量给学生解释，让学生查成绩，相互做比较，但还是不能令学生口服心服。这就是主观性考试的结果。如果像以前一样，是名词解释、选择、判断、读图、简答和论述题，有标准答案，学生就算不及格，也不会说什么，更不会怀疑老师的公正性。

四、考试方式改革后

既然这门课考试方式改变了，教学方式也随之改变。首先课堂讲授时加强了互动环节，每堂课专门设计2-3个问题，或提问或讨论，引导学生积极思考。改变最大的是作业，扔掉了以前的作业本《工程地质水文地质习题集》而布置课程论文，如就某一地质现象或某一工程地质问题，让学生去查阅资料，去思考、分析和尝试解决。一共4次作业。通过四次练习，同学们基本了解了怎样去获取资料，怎样利用资料，尝试分析一个工程地质问题或提出解决方案。这样不仅培养了学生自主学习的习惯，更锻炼了分析和解决问题的能力。

对地质认识实习作了调整，重新选择了一条实习线路，加强学生对地质基础知识的了解和工程地质条件的认识。

考核方式也做了调整，注重了对学习过程的考核，平时成绩占70%（包括课堂考勤占10%，课程回答问题占10%，岩矿鉴定占10%，作业成绩占40%），期末课程论文占30%。地质认识实习另记学分。期末考试同样是写课程论文，同学们写得也像那么回事了，成绩公布后很少有人抱怨或质疑了。据2011年某班统计分析，考核成绩明显有所提高。

五、结语

水利工程专业从培养目标来看，主要是培养工程师。作为一名水工专业的工程师，不仅要具备相关地质知识，还要求具备认识和解决实际工程地质问题的能力。以前上课满堂灌输、考试一锤定音。这样的教学考核方式不仅无法鼓励学生主动学习，培养学生发现问题、思考问题、解决问题的能力，更是助长投机取巧和抄袭之风。考试方式改革后在整个教学过程中注重引导学生思考，注重对学习过程的指导，注重与学生互动。作业要求学生自己去获取资料，并利用资料，尝试分析一个问题，提出自己的想法。这样不仅能够调动学生的积极性和主动性，而且能够迫使学生思考、分析和尝试解决工程问题，达到了较好的教学效果。

考试设置多环节，注重学习过程考核，平时成绩占大头，期末考试点小头，这样迫使学生对整个学习过程都重视，而不是在最后才恶补。

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