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工程地下水问题 工程地下水问题 一、地下水基本特征 一、地下水基本特征（一）地下水类型（一）地下水类型 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液态水、气态水、固态水三种形式；液态水是主要研究对象，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、地下水类型划分 根据地下水赋存的岩型、含水介质机组和特征，可分为孔隙水、裂隙水、岩溶水三大类。根据地下水的水理特征，可分为潜水、承压水两大类。（二）地下水性质（二）地下水性质 1、物理性质 颜色、气味、口味、浊度、温度、密度、导电性、放射性 2、化学性质 地下水是一种复杂的天然溶液，水化学成分主要包括：（1）气体成分：CO2、HS、CH4、O2、N2等（2）离子、分子、微量元素成分（3）胶体成分：Fe(HO)3、Al(HO)3等（4）有机质成分：高分子有化合物如：C6H6Cl6、DDT、DDV、CN-、酚、阴离子合成洗涤剂等等。除外尚有微生物：细菌 1地下水中的化学成分按照含量组可分为常量（宏量）元素、微量元素、超微量元素、放射性元素。其中对工程影响最大的是宏量元素。（三）地下水污染（三）地下水污染 1、定义：凡在人类活动影响下，地下水质向恶化的方向发展的现象，就成为地下水污染。不管这种现象是否是水质达到影响使用的程度，只要这种现象发生，就视为污染。至于在天然环境中，在矿体、或某种地球化学背景条件下地下水中某些组分偏高是水质恶化的现象不应是问污染，而称“天然异常”，所以，判断地下水是否污染必须具备两个热条件，第一、水质向着恶化的方向转化；第二、这种变化是人为活动一起的。2、污染源（1）城市废弃物、废液 生活废水SS（悬浮物）、BOD（生化需氧量）、N（主要为NH4-N）、P、C类、细菌、病菌含量高、气促为Ca、Mg等，重金属元素一般为痕量级。垃圾（2）工业三废：废气、废渣、废水（3）农业活动：在农业活动中，灌溉水、农药、化肥及农家肥的施用是重要的污染源，且是一种非点状的污染源，它可以引起大面积的潜水水质恶化，其中主要是NO3-N的增加。大部分农药对人体是要还的，有些是致癌的物质。（4）采矿活动：矿山开采过程中对地下水的污染是通过尾矿淋滤、矿石加工厂的污水、矿坑排水，使氧进入原来的地下水环境里，使某些矿物氧化而使地下水发生污染。（5）海水、含膏盐的含水层以及水质差的含水层等等。3、地下水污染物（1）化学污染物 又可分为有污染及污和无机污染物。（2）生物污染物（3）放射性污染物 23、地下水染的特点及污染途径（1）地下水污染染的特点 地下水污染的一般特点 A、隐蔽性：即使受到某种污染，往往也多是无色、无嗅、无味的。B、难逆转性：一旦污染，难以治理及恢复。地下水在含水层中流速较慢，水量不如地表水量大、并且含水层分布广泛，不象地表水流集中、流速较快，当切断污染源后靠稀释作永恒块可得到恢复。大量事实证明，在切断污染源后，仅靠稀释作用需要很长的时间。、岩溶水污染的特点 岩溶水系统一起特殊的含水介质和水动力特征，在遭受污染后与第四系孔隙水、基岩裂隙水有着较大区别。这和岩溶含水系统本身的结构和水动力条件有关。A、石灰岩岩溶管道水：由于地下水储存和运移的空间集中，水流通道空间大，特别是在山区地带，地下水流速较快，水循环交替强烈，因此，地下水受到污染后所显示出的特征介于地表水和典型地下水之间隐蔽性强，污染范围相对有限，主要集中的集中管道内，丰水季节补给水量集中且大，靠水流稀释自净能力相对较强。B、白云岩孔洞裂隙水：地下水储存和运移的空间小，地下水流速满，主要以分散状在含水的岩层中渗流，水循环交替相对减弱，水动力条件近视于第四系孔隙水、基岩裂隙水。因此，地下水受到污染后所显示出的特征具有一般地下水共有的特征隐蔽性强，污染范围扩散大，靠水流稀释自净能力差，一旦发生污染，含水系统难以恢复。（2）污染途径 间歇入渗型。特点是：通过大气降水或灌溉水的淋滤，使固体废弃物、表土层、地层中的有害有毒成分周期性地，从污染源通过包气带渗入含水层造成地下水的污染，这种污染仅发生在降水期间机农田灌溉期间，是有周期性的，时间上非连续。研究这种污染途径，首先要分析固体废弃物或土壤的成分，最好取得通过包气带的淋滤液，才能查明地下水的污染了来源。这种污染，无论在范围和浓度上，均 3有积极性的变化，主要污染的对象是潜水。连续入渗型。特点是：污染组分随污水或污染溶液连续不断的渗入含水层中。这种污染，污染组分是液态的，最常见的是污水的聚集地段（污水坑、污水池、污水渗滤场、污水管道）的渗漏。其污染对象也多为潜水。越流型：特点是：污染组分通过层间越流转移到其它含水层。这种途径往往是污染也通过天然的途径（水文天窗、断裂带）或认为途径（结构不合理的井管、破损的老井等）或地下水开采改变地下水的越流方向，使污染组分通过大面积的弱透水层进入其它含水层。径流型。特点是污染组分通过地下径流进入含水层。污染组分通过费事处理井、岩溶洞穴通到进入含水层。此种污染途径造成的污染范围不大，但污染程度由于缺乏自净能力的显得极爱噢为严重。4、岩溶地下水污染途径的特点 岩溶地下水系统的污染途径根据岩溶系统的类型不同具有较大的差别：（1）覆盖型和埋藏性的岩溶水系统污染途径具有上述一般性特征。污染物进入地下含水层的途径主要为通过覆盖的土层向含水层中入渗，表现为入渗型，因此，可按照一般地下水污染途径进行研究。（2）裸露型岩溶区的最典型的特点是由于碳酸盐岩裸露，地表覆盖层薄甚至缺失，岩溶发育，以及在岩溶石山区地表特有的峰丛洼地、谷地、盆地、盲谷，地表河流的明暗交替等，造成地表间污染组分随着污染液汇集，集中通过地表落水洞、漏斗直接“灌入”岩溶含水层，被污染的地表河流通过伏流入口直接转入地下污染地下水系统。在现实中，一些企业、城镇甚至将地表落水洞作为垃圾、废渣、废液、污水排放的场所，这在贵州西部六盘水地区特别典型。不同含水介质类型区岩溶水系统地下水的污染途径差别也较大：（1）石灰岩岩溶管道水系统：主要以径流型为主。研究污染物在含水层中的扩散、运移不能采用物质弥散理论进行研究，应将地下水中溶质运移于地表水中污染物云以及力相结合研究。（2）白云岩孔洞裂隙水系统：污染途径的表现形式主要以入渗状为主。研究污染物在含水层中的扩散、运移可采用物质弥散理论进 4行研究。二、岩土的水理特征 二、岩土的水理特征 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土重要的工程地质性质。岩土的水理性质不但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，较重视，对岩土的水理性质却有所忽视，对岩土工程地质的评价是不够全面的。因而正确认识沿途的水理性质有着重要的意义，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。软化系数是判断岩石耐风化、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，岩土容许水透越的能力。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。透水性可用渗透系数（）、导水系数（kKMT=）表示，岩上体的渗透系数可通过室内、外水文地质试验求取。3、崩解性：是指岩石浸水湿化后，由于土粒连接被削弱，破坏，使土体崩裂、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，以贵州省遵义向斜中侏罗系泥岩为例，一般崩解时间 1024 小时。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 的性能，以给水度（）表示。给水度是含水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，岩石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。5岩土的胀缩性往往是产牛地裂缝、基坑隆起的重要原因之一，对地基变形和 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、工程地下水勘探中的主要问题 三、工程地下水勘探中的主要问题（一）水文地质单元调查（一）水文地质单元调查 调查的意义调查的意义：阐明场地所在水文地质单元中的位置、确定边界条件、场地地下水的补给来源、补给方式、含水岩组、地下水类型，为确定产各地地下水的边界条件提供依据。存在的主要问题存在的主要问题：在实际的勘查中，往往只注意场地内的地层结构、含水层岩溶发育情况、含水性，而不注意边界条件，使得在水文地质参数和基坑涌水量评价中，不见建立合理的水文地质概念模型和计算的数学模型，计算结果不可信。（二）钻孔简易水文地质观测（二）钻孔简易水文地质观测 观测的意义：通过简易水文地质观测，查明岩层的含水部位、不同岩段地下水的补排关系等。并为水位地质钻孔的布设提供基础依据。（三）水文地质钻孔设计及布置问题（三）水文地质钻孔设计及布置问题 1、钻孔结构设计：（1）小口径与大口径大区别：根据较多的水源地勘探试验资料表明：在含水层渗透系数大于1m/d 的条件下，井用水量的大小与井孔口径具有较好的正相关关系。以130 与325 口径钻孔为例：遵义高坪水源地多孔抽水副井相同降深(5.4m),抽水试验水量1200m3/d；主井口径325，抽水试验水位降深 5.8m，井涌水量 63650m3/d。海龙坝:多孔抽水副井口径130，抽水试验水位降深 2.5m,涌水量 1280m3/d；主井口径325，抽水试验水位降深 3.2m，井涌水量3200m3/d。某井：原勘探阶段勘探孔抽水水位降深 4.7m，涌水量 1020m3/d;后期在勘探孔旁施工成井，口径325，抽水水位降深 5.3m，涌水量4210m3/d。尽管裘布依理论认为，井出水量已经井径关系不大，二者之间呈对数相关，但上述实例说明：在含水层渗透性能较好的条件下，采用 承压水 rRKMSrRKMSQlg366.1ln2=潜 水 rRSSHKrRSSHKQlg)2(732.2ln)2(=小口径井进行抽水试验的资料度实际的水文地质条件和岩层富水性有歪曲，若将其抽水试验资料工作为基坑涌水量预测的依据，将对未来基坑排水工程设计造成误导。在实际工作中，常出现勘探后认为水量不丰富，基坑涌水量小，结果在实际的开挖中，出现水量大，降水南甚至影响施工的想象屡有发生。（2）大口径的适宜条件 较多的勘探孔实际抽水试验资料表明，在富水性和导水性较好的含水层中，当渗透系数大于 12m？d 的条件下，大口井经井抽水试验更能反映实际的水文地质情况，取得的参数更为可靠。只有在岩层渗透性差、含水性较弱的条件下，采用小口径抽水试验的结果才与实际情况差异较小。这就提示我们：在进行岩土工程勘探中，应综合研究场地所在水文地质单元的位置、边界条件、不给条件，在初步判断岩层富水性的前提下，合理设计抽水试验空的结构，避免勘探结果失误。2、水文地质孔布置（1）存在的问题：盲目布孔，包括井位和井深、井径，常常是在为综合研究勘探孔结构、简易水文地质资料，初步掌握场地岩溶发 7育规律和地下水分布规律的情况下，凭主观意志布设和设计勘探孔，使水文地质孔代表性差。其结果勘探结果歪曲场地区实际的水文地质条件，特别是在岩溶场地中更易发生此问题。（2）建议的布孔及井结构方法：根据勘探孔地质编录、简易水文地质观测结果，编制场区隐伏岩溶平面分布图；根据勘探钻孔终孔后的水位实测资料，编制场地等水文线图；综合上述图件，找出场地中地下水主径流带，结合你见建筑物的结构特征，在住径流带上布设水文地质孔。（四）场地地下水位问题（四）场地地下水位问题 在岩溶场地中，由于岩溶发育的不均匀性，造成建筑场地不同地带岩层中水力联系差，特别是在石灰岩为主的岩溶场地，地下水在演示中的赋存往往是官、脉状，相差很小的距离即无水力联系。在一个场地中，出现一些钻施工中冲洗液漏失、而一些孔施工中井口返水，此时，测量出不同钻孔中水位相差极大。一些经验不足的人员直接将测得孔中水位不加分析直接作为水位标在图上，结果造成不能真正查明场地地下水位。在这种情况下，应综合分析、研究。首先确定与区域地下水有联系的钻孔。当场地位于水位地质单元的补给和径流区带时，在施工中冲洗液漏失的钻孔可认为是与当地地下水有水力联系的部位。反之，返水孔则为无水力联系的部位。利用确定了与单地地下水系统有水力联系的钻孔实测的水位，编制等水位线图，则得出场地地下水位及其空间分布。（五）抽水试验问题（五）抽水试验问题 水文地质试验的方法多种，本次主要探讨抽水试验。1、试验方法：按照有无观测孔，分为单孔抽水试验和多孔抽水试验；按照抽水空的数量可分为群孔抽水试验和单孔抽水试验；8按照抽试验的方法，可分为稳定流抽水试验合肥稳定流抽水试验。具体采用什么方法，可根据实际条件和需要选择。在实际工作中，一般的人员更多地采用单孔稳定流抽水试验。但实际上，在勘探场地中，为求取含水层水文地质参数采用多孔非稳定流抽水试验效果会更好。一是需要抽水时间更短；二是试验结果更能反映岩层得导水性和储水性能；三是由于抽水时间短，在岩溶强烈发育的场地中，能较有效地避免由于抽水试验水位下竟导致的岩溶地面塌陷以及带来的不良工程地质问题（灾害）。2、资料整理：稳定流抽水试验资料整理、参数计算方法及要求。参数计算方法：带观测孔的抽水试验直接采用裘布依公式；不带观测孔的试验，采用裘布依公式和经验公式联立求解。非稳定流抽水试验资料整理方法及要求。参数计算方法：根据水力特征分别采用泰斯和纽曼法求解。3、常见的问题 采用稳定流抽水试验延续时间不足，未能充分揭露含水层的特征。水文地质参数计算前，不能根据场地区水文地质边界、地下水水动力条件、含水系统结构及钻孔的完整性，恰当地建立场地水文地质概念模型，并在此基础上确定合理的水文地质计算数学模型。表现为一是潜水和承压水模型不分、混用；二是完整井和非完整井不分。简易采用非稳定流抽水并按照相关要求进行参数计算，避免一些概念上和数学上的不足。四、工程地下水评价问题（评价内容）四、工程地下水评价问题（评价内容）在以往的工程勘察报告中，往往多只重视对岩土的物理力学性质的评价，而忽视或较少地结合基础设计和施工需要对地下水对岩土工程的作用和危害评价，从而在较多地区已发生多起因地下水造成基础下沉和建筑物开裂、地面岩溶塌陷、基坑边坡坍塌等质量事故。因此，9总结以往的经验和教训，在工程勘察中，应重视对工程建设厂区及相邻地带的水文地质问题研究和评价。应从工程角度，综合地质环境和工程特征，考虑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。主要应考虑以下内容：（一）水文地质计算（一）水文地质计算 1、水文地质参数计算（1）计算方法 单孔试验联立方程组解算 有观测孔的计算（2）参数计算结果分析 渗透系数分析利用单孔稳定流抽水试验和多孔非稳定流抽水结果进行比较 影响半径问题分析 A、利用单孔稳定流抽水试验和多孔非稳定流抽水结果进行比较；B、不同含水介质条件显得影响半径特征。C、岩溶地区传统稳定流理论使用的条件分析 2、基坑涌水量预测计算问题（1）模型建立应综合研究场地的是文地质条件，结合建筑物初步设计的基坑方式，合理确定评价模型。（2）计算方法 大井法适用于面状深基坑开挖排水。实例:某场地，设计基坑长 250m，宽 125m，深 12m。基坑开挖排水，地下水向未来基坑的运动为向集水井的承压无压运动（图 1）。（1）计算公式 开采条件下，采用无限含水层中地下水向集水井的有压无压运动涌水量计算公式：0020ln)2(rRhMMHkQ=.(3)10Fr=0 .(4)KHSR2=.(5)00rRR+=.(6)式中：Q基坑涌水量（m3/d）K含水层渗透系数（m/d）H含水层承压水头（m）M含水层的厚度（m）0S0h含水层剩余饱水带厚度（m）排水降深（m）R引用影响半径（m）R影响半径（m）0r“大井”半径 11基坑面积（m2）F（2）计算参数取值 渗透系数 k=0.1465 H）充水层承压水柱高（取场区勘探钻孔实测含水层静止水位高程的算术平均值与该含水层平均底板高程之差为 74.94m。充水含水层的厚度（M）取场区各勘探钻孔揭露含水层平均视厚度，为 68.03m。含水层剩余饱水带厚度（）0h场区基坑设计深度 12m，预测疏干深度 S=15m，则=59.94m。0h基坑疏干排水水位降深（）S为保证地下水顺利施工，地下水位疏干深度应大于基坑深度 3m以上。取 S=15m.“大井”半径（）0r基坑面积 31250m3，计算得:mr2.977312500=。影响半径)(R根据含水层渗透系数（）、设计排水含水层水位降深（）利用7-6 式计算得:kSmR=03.681465.0152 引用影响半径（）0R利用 7-7 式计算得：mrRR=+=00 12（3）计算结果 将以上参数代入前述涌水量计算公式，计算出基坑涌水量：)/(ln)2(30020dmrRhMMHkQ=干扰井群法 实例:、叠加原理 在场去任意布置数口抽水井，当群井抽水时间较长时，各井分别对某一点的水位削减分别为S1,S2,Sn,此点的水位降深H为：H=S1+S2+Sn、干扰井原理 假设首采区为无限含水层，并且均质、等厚、各向同性。当设计N口井同时对首采区抽水，有i个节点，则第i个节点的水位降深等于各井共同作用的结果，即：2125.2lgijjnjRatkQSi=(7)式中:Qj .第j号井的抽水量（m3/d）Rij 第i节点到第j号井的距离（m）a 含水层导压系数 T 含水层导水系数 含水层储水系数，取0.0100.015 K 渗透系数 M 含水层厚度 干扰井群及节点布置图见图（2）。13坪 子 上牛 黄 包高 坡穿 洞 门 口野 嘛 萝老 龙 坎响 水 洞小 麦 孔麻 风 垭 口水 淹 坝马 家 寨落 围 岩黄 岩张 家 垭 口轿 子 山三 岔 构箐 上吉 沙T1yn2T1ynT1y3T1yn2T1yn1ZK1ZK2ZK3ZK5ZK6ZK7ZK8ZK9ZK10ZK11ZK12ZK13ZK14J1J3J4J5J6J7J15J8J9J10J11J12J14J13J16J27J19J2J18J22J25J20J23ZK4J26J17ZK15J21A3A3+500A4A4+500A5010023003300330023001A3A3+500A4A4+500A5 图（2）疏肝干扰井群布置图、参数取值 A、渗透系数 根据抽水试验计算，渗透系数K=0.1465m/d。B、导压系数 根据前章涌水量计算分析已知，含水层厚为68.03m，含水层储水系数取0.012，根据（5.2）、（5.3）式，KMT=0.1465286.039.966m2/d a=T012.0966.9830.5m3/d D、各节点静水位到充水含水层的水柱高 对场区进行有限单元剖分，见图（3），14ZK1ZK2ZK3ZK5ZK6ZK7ZK8ZK9ZK10ZK11ZK12ZK13ZK14J1J3J4J5J6J7J15J8J9J10J11J12J14J13J16J27J19J2J18J22J24J25J20J23ZK4J26J17ZK15J21 图（3）干扰井群有限元剖分图 各节点之间的距离在有限元剖分图上量取。、计算程序 因水位降深模拟计算数据量多，计算量大，采用计算机程序模拟计算，通过在计算机上调整抽水井抽水量、调整井间距离和调整计算参数（K、T、a）来达到首采区水位均匀下降的效果。计算程序采用Basic 语言编写。计算步骤如下:A、先求出各节点静水位到充水含水层的水柱高Hi,见表 B、计算井群在干扰条件下各计算节点处在计算末时刻的水位降Si，假设共有N个开采井。C、判别:假设当首采区设计降深值与各井抽水疏干后的降深值相差不大，即小于一定值时（本次疏干设计取=hih 00 THEN GOTO 150 130 U=0 150 G=U/(2*3.1416*K)200 D=D+U 230 NEXT G 240 S(I)=H(I)-SQR(H(I)2-D)250 NEXT I 260 FOR W=1 TO M 270 LPRINT USING“#.#”;“S(”;W;“)=?”;S(W)275 S(W)=0 280 NEXT W 285 FOR K=1 TO M 290 Z(K)=H(K)-S(K)300 LPRINT USING“#.#”;“Z(”;K;“)=?”;Z(K);310 NEXT K 320 RESTORE 330 LPRINT“-”340 LPRINT 350 NEXT E 400 END 500 DATA、计算结果 假设抽水时间为30天为一计算周期，当抽水到一定时间后，首采区水位下降到一定值，再通过调整抽水井抽水量或各井和节点之间的距离来达到设计目的。通过反复计算，通过调整参数达到疏干目的，当首采区疏干210天后。A、参数调整 B、抽水井抽水量调整 C、各井间距调整 通过计算机模拟计算，在调整计算参数后，各节点的水位降到基坑底板以下34m，达到了各节点水位均匀下降的效果。疏干前后首基坑疏 17干水位等值线图见图（5）。基坑中心地下水位降深水位历时曲线图见图（6）。坪 子 上牛 黄 包高 坡穿 洞 门 口野 嘛 萝老 龙 坎响 水 洞小 麦 孔麻 风 垭 口水 淹 坝马 家 寨尖 坡落 围 岩黄 岩张 家 垭 口轿 子 山三 岔 沟箐 上吉 沙ZK1ZK2ZK3ZK5ZK6ZK7ZK8ZK9ZK10ZK11ZK12ZK13ZK14ZK4ZK151042121090095010001200105011001150140014501500疏 干 后 等 水 位 线疏 干 前 等 水 位 线 图（5）基坑区水位疏干前后水位等值曲图 zk14,Q=1250m/d33/d2102052001951904003002000100zk14,Q=1550m时 间（天）降 深（米）图6水位降深历时曲线图 常见的问题：忽视水文地质边界条件，水文地质模型建立及计算的数学模型 18错误 （二）地下水对建筑材料的腐蚀性评价（二）地下水对建筑材料的腐蚀性评价 1、水化学分析的项目 包括“PH、EH（自然电位）、电导率、溶解氧、酸度、碱度、矿化度、游离CO2、侵蚀性CO2、Na+、K+、Ca2+、Mg2+、NH+、Fe+3、Fe+2、Cl-、SO4-2、HCO3+、CO3+、NO3及有机质。2、地下水对建筑材料的腐蚀性评价方法及判定标准 按环境类型水和土对混凝土结构的腐蚀性 按环境类型水和土对混凝土结构的腐蚀性 环境类型 腐蚀等级 腐蚀介质 弱 中 强 硫酸盐含量 SO4-2（mg/l）250500 5001500 1500 5001500 15003000 3000 15003000 30006000 6000 弱 中 强 镁盐含量 Mg2+（mg/l）10002000 20003000 3000 20003000 30004000 4000 30004000 40005000 5000 弱 中 强 氨盐含量 NH+（mg/l）100500 500800 800 500800 8001000 1000 8001000 10001500 1500 弱 中 强 苛性碱含量 OH-（mg/l）35004300 43005700 5700 43005700 57007000 7000 57007000 700010000 10000 弱 中 强 总矿化度（mg/l）10002000 20005000 3000 20005000 50006000 6000 50006000 60007000 7000 按地层渗透性水碓混凝土的腐蚀性评价 按地层渗透性水碓混凝土的腐蚀性评价 PH 值 侵蚀性CO2 （mg/l）HCO3-（mmol/l）腐蚀等级 强透水层 弱透水层 强透水层 弱透水层 强透水层 弱透水层 弱 中 强 5.06.5 4.05.0 4.0 4.05.0 3.54.0 3.5 1530 3060 60 3060 60100 1.00.5 0.5 水对钢筋混凝土中钢筋的腐蚀性评价 水对钢筋混凝土中钢筋的腐蚀性评价 Cl-（mg/l）腐蚀等级 长期浸水 干湿交替 弱 中 强 5000 100500 5005000 5000 水对钢结构腐蚀性评价 水对钢结构腐蚀性评价 腐蚀等级 PH值、（Cl-+SO42-）含量（mg/l）弱 中 强 PH值 311 （Cl-+SO42-）500 PH值 311 （Cl-+SO42-）500 PH值3 （Cl-+SO42-）任何浓度 （三）地下水“基坑突涌”评价（三）地下水“基坑突涌”评价 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，产生“基坑突涌基坑突涌”的可能性进行计算和评价。评价方法：1、土质隔水层的评价方法 验算基坑底不透水层厚度与承压含水层水头压力。hHW=要求基坑开挖后不透水层的厚度按照下式计算：hHw 当：hHW)/(基坑不产生突涌 hHw)/（基坑将产生突涌 式中:H基坑开挖后地板隔水层厚度（m）w水的重度 水的重度 202、岩质隔水底板的评价方法 可采用斯列萨列夫公式来确定和。tHttpRppttrltKH+=222 (1-7)PtKt4=RPpRlrHKlrl)8(22+(1-8)式中：tH为隔水底板所能承受的极限水压力值 （N/m2）pH作用于隔式底板上的实际水压力值 （N/m2）pt隔水底板的实际厚度 （m）tt能抵抗住实际水压力值（）的临界隔水层厚度（m）pHl采区巷道底宽 （m）pK隔水底板抗张强度 （MPa）Rr隔水底板岩石的容重 （N/m3）当或 时，巷道地板稳定，无突水可能或可能性小。PHtHpttt当或 时，巷道地板不稳定，无突水可能或可能性大。PHtHpttt但应注意，公式（1-5）是根据材料力学理论，把巷道底板看成一个长为l，两端固定，承受均匀荷载的梁，除在极限平衡的状态下建立的。因此，使用上述公式时应注意两点：第一是隔水底板岩石承受的实际水压力分布是否符合建立公式时受力均匀受力均匀的假定条件；第二是实际裂隙岩体岩体的抗张强度要比小块完整岩块岩块样的强度要低几倍到几十倍。因此，采用室内岩样测试值，必须根据实际岩体裂隙发育程度的差异加以修正，对于由多种岩石组合成的隔水底板，应有一定数量各类岩石物理力学性质指标数据，以便取用其统计平均值。（三）地下水对结构的上浮作用评价（三）地下水对结构的上浮作用评价 当基础位于地下水位以下的情况下，建筑物基础将受到地下水的浮托作用，影响建筑物的稳定和安全。国家不同的规范：岩土勘查规范、高层建筑岩土工程勘查规范以及较多的地方规范都对抗浮设计提出了要求。抗浮设计原则要求按照最不利原则考虑两个方面，一是地下 21抗浮设计水位，二是基础埋设设置深度及地层条件。抗浮设防水位基础砌置深度内起主导作用的含水层中地下水在建筑物运行期间的最高水位。抗浮设防水位主要按照建筑场区及相邻地下水位动态长期监测资料，以历史最高水位确定。当无系统的长期观测资料时，可根据勘查期间实测的最高水位结合场区环境工程地质、水文地质条件和气象因素综合确定。地下水对基础浮力的确定方法：静水环境，可通过阿基米德公式计算。计算结果等于作用在基础底部的浮力。（四）地下水对边坡和基坑工程影响评价（四）地下水对边坡和基坑工程影响评价 主要表现在：1、降低边坡岩土的力学指标；2、引起锚杆或土钉与周围岩土间的握裹力降低，从而降低抗拔力。3、造成只虎工程施工难度加大，使支护结构嵌固深度不够。4、地下水控制（排水）不当，造成基坑侧壁土体流失形成潜蚀，威胁基坑边坡的安全。（五）基坑排水引发岩溶地面塌陷评价与预测（五）基坑排水引发岩溶地面塌陷评价与预测 1、岩溶塌陷与含水介质的关系 2、岩溶塌陷成因类型 3、基坑排水引发岩溶塌陷的预测与预防（六）其他工程水文地质问题评价（六）其他工程水文地质问题评价 1、对以软质岩石、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。2、在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉土时，22 应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。五、地下水引起的岩土工程危害 五、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。（一）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，当地下水位的变幅度达到一定程度时，都将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。（1）一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。（2）斜坡、边坡等岩土体含水量增加、结构和以应力分布发生变化导致斜坡（边坡）岩土体产生滑移、崩塌等不良地质现象。（3）土壤盐渍化，岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。（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。2、地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位用天然原因，但更多是由于人为因素造成的。基坑排水、集中大量抽取地下水、采矿活动中的矿床疏干等都是造成地下水位大幅度下降的原因。地下水位的大幅度下降，常常诱发地裂、地面沉降，特别是在岩溶地区常引发岩溶地面塌陷等地质灾害，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、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，而且会导致岩十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积极交替，会将土层中的胶结物铁、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。23