水文地质在隧道工程勘察中的技术研究

引言

工程勘察是一项勘探和试验工作，主要研究水文地质、地形地貌和工程地质条件，以满足工程设计、施工和维护的需要。当中，水文地质是勘察工作中非常重要的内容。在勘探和试验过程中能否准确地了解地下水和地下水的变化，能否掌握水文地质的发展规律，对工程设计施工尤其是隧道工程起着直接的决定作用。为指导提高隧道工程施工，对隧道工程勘察中的水文地质条件进行了分析和探讨。

1 水文地质评价内容

在以往的岩土工程勘察报告中，由于缺乏工程设计与施工需要的水文地质资料，未明确地下水对岩土工程的影响和危害，许多地区出现了因为地下水引起的质量问题。发生安全事故的可能性大大提高。从过往的经验教训中我们总结出，在今后的隧道工程勘察中，水文地质问题的评价将主要考虑以下几个方面：首先，要充分了解隧道工程中沿线地下水运动的基本情况。具体来说，是指准确地探测隧道工程中地下水的长期运动规律及其发展变化，进而预测隧道工程中地下水对人类工程活动的影响，特别是对构筑物稳定性和岩土工程性质的影响。其次根据隧道工程勘察资料，制定科学合理的评价和防治方法。例如，在分析地基基础持力层为疏松砂层后，根据相关岩土数据，预测是否会发生流沙、管涌以及对工程的影响程度。第三，根据隧道工程施工工艺要求，随时提供隧道工程水文地质资料（地下水稳定水位及抗浮设计水位等）。最后，特殊情况应区别对待。例如，对于一些较大、影响较大的工程，在工程规划设计过程中，如果发现地下水对工程影响较大，必须进行专业、全面的水文地质专项调查。对于缺乏水文地质资料且不能确定水文地质条件的地区，需要进行大规模工程建设的，必须先设置专用水位观测孔，取得有效的水文地质资料后，方可进行工程建设规划设计。

2 水文地质条件中地下水危害种类探讨

（1）地下水位上升的危害。降雨量突然骤增、喀斯特地下河流向变化、地震异常活动等都会造成地下水位上升的问题，严重时还会出现次生盐渍化灾害。地下水位上升，会使土中附加应力变小，降低地基的承载力，容易导致土壤盐碱化，淹没农田，严重危害了建设工程，工程地基基础不稳固性，地表很可能发生坍塌。

（2）地下水位降低的危害。地下水会的分布和水位会随着环境的变化而变化，当这种变化过快过大时，会对工程造成严重损害。一般来说，地下水分布变化较小时，不会对建筑造成巨大影响，通常可以直接忽略。但是如果施工过程中，由于人为原因导致环境剧烈变化，地下水的分布也会发生较大的变化，地下水压力陡增，给工程施工的安全及质量造成严重威胁。因此，进行工程地质勘察时，必须对地下水的具体情况进行准确的评价，尤其要考虑施工后导致的地下水分布的变化情况，为后续施工提供可靠参考，避免施工过程中出现地下水爆发涌出等问题出现。

（3）地下水位波动危害。地下水位波动的原因是多种多样的，暴雨和融雪带来的地表径流的下渗能提升地下水位，但如果一个地区长时间是干旱气候，地下水的水位也会下降得很快，导致地下水位产生较大的波动，给工程建设带来严重的危害，例如，使岩土发生胀缩变形，岩土反复膨胀收缩将和水位的变化幅度成正比，不利于工程建设。

3 水文地质勘察技术方法

隧道工程建设过程中，应加强隧道工程水文地质勘察中一些水文地质条件的勘察，这些条件包含隔水层、井泉分布、隧道场地含水层等。查明地下水类型、径流、排水、补给条件。中等混凝土和钢结构的腐蚀性以及隧道各断面的涌水量，特别是隧道中的高富水隧道。水侵量是隧道工程设计和施工的重要参数，直接关系到隧道的施工以及隧道工程的整体安全。在隧道工程测量中，常用的测量方法主要有水文地质测绘（包括地表水测量、地层测量、井位测量、地貌测量、地质构造和泉水测量、水质测量）、水文地质测试、水文地质钻探等，水文地质和地球物理勘探。在隧道工程勘察中，隧道场区常用的探水方法有地质雷达技术、红外技术和水文地质方法。隧道工程水文地质方法是从隧道工程地下水径流、补排通道、褶皱、裂隙密集带、岩溶发育通道、断层破碎带等确定地下水流量的方法。地质雷达是隧道工程探测地下水的有效工具，其预测具有一定的精度。红外探测技术是一种辅助地质雷达技术。新的探测方法包括激发极化法和瞬变电磁法。瞬变电磁法是一种有效的远距离水探测方法。激发极化法是探测富水地区的有效手段，更为实用的隧道工程探测方法有综合探测法、EH4电磁成像法等。隧道工程岩石破裂空间及渗透张量测试，隧道工程隧道及隧道工程地表涌水动态测试，富水隧道工程区涌水预测预报，隧道工程水文地质测试新技术在隧道工程勘察中的成功应用。

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