岩土工程中水文地质问题的危害性及防范措施分析

岩土工程中水文地质问题的危害性及防范措施分析

王永超

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摘要：岩土工程涉及的领域广泛，包括建筑基础、隧道、大坝、边坡等。在这些工程中，水文地质条件是影响工程质量和安全的重要因素。地下水的流动、压力变化、水质变化等都可能对岩土体的物理和化学性质产生影响，进而影响工程结构的稳定性。因此，对岩土工程中水文地质问题的危害性及防范措施进行深入分析，对于提高岩土工程质量和安全性具有重要意义。

关键词：岩土工程；水文地质问题；危害性；防范措施

引言

岩土工程勘察是现代化城市建设、道路桥梁等工程施工的重要参考依据，是确定拟建区域地基适宜性的重要评价指标，也是确保拟建工程安全可靠的主要参数。在岩土工程勘察中，水文地质调查是不可或缺的一部分，其目的是为了查明地下水文地质条件，评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响，为工程设计和施工提供必要的水文地质资料。

1研究岩土工程中水文地质问题的必要性

1.1确保工程安全与稳定性

岩土工程的设计与施工必须充分考虑水文地质条件，因为地下水的存在和运动对岩土体的力学性质有着显著影响。地下水位的高低、水压力的大小以及水质的化学成分都可能改变岩土体的强度和稳定性。例如，地下水的渗透作用可能导致岩土体软化、膨胀或侵蚀，从而降低其承载能力，增加工程结构失稳的风险。此外，地下水压力的变化也可能引起土体液化，这在地震等自然灾害发生时尤为危险。因此，对水文地质条件的深入研究，可以帮助工程师准确评估潜在的水文地质风险，采取相应的工程措施，如设置排水系统、使用防水材料等，以确保工程的安全性和稳定性。

1.2优化工程设计与施工

水文地质条件的研究对于优化岩土工程的设计与施工至关重要。通过对地下水流动规律、水文地质结构特征以及地下水与岩土体相互作用机制的深入了解，工程师可以更合理地选择工程材料、设计结构形式，并制定有效的施工方案。例如，在隧道工程中，了解地下水的分布和流动路径可以帮助选择最佳的隧道走向和施工方法，减少涌水风险，提高施工效率。在基础工程中，水文地质条件的准确评估有助于选择合适的基坑支护和降水措施，避免因地下水问题导致的工程延误和成本增加。

2岩土工程中水文地质问题的危害性分析

2.1地下水位变化引起的岩土工程危害

地下水位的变化对岩土工程具有显著的影响。首先，当地下水位上升时，可能导致斜坡、河岸等岩土体物理性能发生改变，进而引发斜坡滑动、河岸崩塌等地质灾害。例如，在南方城市，雨季时降雨量较大，往往导致地下水位急剧上升，增加了岩土工程的风险。此外，地下水位上升还可能造成粉细砂或粉土饱和液化，发生流砂、管涌等现象，严重威胁到地下洞室的安全和建筑物的稳定性。另一方面，当地下水位下降时，尤其是在北方城市，由于地表水资源紧缺，人工大量开采岩土工程与地基基础地下水，导致地下水位急剧下降、漏斗不断扩大，从而引发地裂缝、地面沉降、地面塌陷等地质灾害。

2.2 地下水动水压力作用对岩土工程造成的危害

在岩土工程中，地下水动水压力（渗流压力）是一个至关重要的因素。尽管在天然状态下，这种压力作用相对微弱，对岩土工程的直接影响有限。然而，随着人类工程活动的深入，地下水的天然动力平衡状态往往被打破。一旦这种平衡被打破，特别是在特定的岩土工程条件下，如基坑开挖、隧道施工等，地下水动水压力的作用会显著增强。这种增强的动水压力作用可能导致一系列严重的岩土工程问题，如流砂现象。流砂是指在水流作用下，细颗粒土体发生悬浮、移动的现象，它会导致基坑、隧道等工程的坍塌和失稳。

2.3 地下水水质问题引发的岩土工程危害

地下水的水质问题同样对岩土工程构成严重威胁。当地下水中含有过量的酸性、碱性物质或各种离子（如Ca、Mg、NH、氯离子、硫酸根离子、碳酸根离子等）时，这些物质会对钢筋、混凝土等建筑材料产生腐蚀作用。腐蚀作用不仅会导致建筑材料强度降低、耐久性下降，还可能导致结构破坏和失稳。特别是在土壤盐渍化、沼泽化等特殊地带，当水位上升时，地下水中的有害物质含量可能进一步增加，对建筑物的腐蚀作用也会相应增强。这种腐蚀作用会加速建筑物的破损和变形，严重影响其使用寿命和安全性，甚至可能威胁到人们的生命和财产安全。3岩土工程中水文地质问题的防范措施

3.1加强水文地质勘察

在岩土工程的规划和设计阶段，进行全面而细致的水文地质勘察是防范水文地质问题的首要措施。勘察工作应包括地下水位的调查、水文地质结构的分析、地下水流动特性的评估以及水质化学成分的检测。通过这些勘察活动，可以获取关于地下水分布、流动路径、水压力变化和潜在的化学侵蚀等方面的关键信息。这些信息对于预测和评估水文地质风险至关重要。例如，勘察结果可以帮助确定是否存在潜在的渗漏、涌水或土体液化等问题，从而在工程设计中采取针对性的预防措施。此外，勘察数据还可以用于建立水文地质模型，模拟不同工程活动对地下水系统的影响，为工程决策提供科学依据。

3.2合理设计排水系统

在岩土工程中，合理设计排水系统是控制地下水影响的关键措施。排水系统的设计应考虑地下水的分布、水位变化、土体的渗透性以及工程结构的稳定性要求。例如，在基础工程中，可以通过设置井点降水系统来降低地下水位，减少地下水对基坑稳定性的影响。在隧道工程中，可以设计有效的隧道排水系统，以防止地下水涌入隧道，影响施工安全和进度。排水系统的设计还应考虑长期的维护和管理，确保其持续有效地运行。此外，应采用适当的排水材料和技术，如使用高渗透性的排水材料、设置反滤层等，以提高排水效率，减少水文地质问题对工程的影响。

3.3采用防水和隔离措施

在岩土工程中，采用防水和隔离措施是防止地下水直接作用于工程结构的另一重要手段。这些措施包括使用防水膜、喷涂防水材料、设置隔离墙等。例如，在地下室和隧道衬砌中使用防水膜可以有效阻止地下水的渗透，保护结构不受水侵蚀。在边坡工程中，可以通过设置隔离墙来切断地下水与边坡土体的直接接触，减少水压力对边坡稳定性的影响。防水和隔离措施的选择应基于水文地质勘察的结果和工程的具体要求，同时考虑到材料的耐久性和施工的可行性。

3.4实施工程监测与维护

工程监测与维护是确保岩土工程长期稳定运行的关键环节。在水文地质条件复杂的地区，应实施定期的地下水位监测、水压力监测和水质监测，以及时发现水文地质条件的变化和潜在的问题。监测数据可以用于评估工程结构的稳定性和排水系统的效果，指导维护工作的进行。例如，如果监测数据显示地下水位上升或水压力增大，可能需要调整排水系统或采取其他补救措施。此外，应定期检查和维护防水和隔离措施，确保其功能的完整性。

结束语

岩土工程中的水文地质问题是一个复杂且多变的领域，需要工程技术人员具备扎实的理论知识和丰富的实践经验。通过对水文地质问题的危害性进行分析，并采取有效的防范措施，可以最大限度地减少水文地质问题对岩土工程的影响，确保工程的安全、稳定和持久。未来，随着科技的进步和工程实践的积累，我们对于水文地质问题的理解和处理能力将不断提高，为岩土工程的可持续发展提供更加坚实的保障。

参考文献

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