地下水对土木工程的影响
作者：李任文、童富良、姚林威、吴建雄、樊彪、刘易华、袁星、李俊杰
Author:Lirenwen、Tongfuliang、Yaolingwei、Wujianxiong、Fanbiao、Liuyihua、Yuanxing、Lijunjie
【摘要】地下水渗透水流作用于岩土上的力，称渗透压力或动水压力。当此力达到一定值时，岩土中一些颗粒甚至整体就会发生移动而被渗流携走，从而引起岩土的结构变松、强度降低，甚至整体发生破坏，这种现象称之为渗透变形，其常发生在工程场地中，由于人类工程活动使渗流增强，往往导致危害严重的渗透变形发生。另外，当建筑物基础底面位于地下水位以下时，地下水还将对基础底面产生浮托力，在设计时应给予考虑。这篇文章将详细介绍地下水对土木工程的影响以及防治对策。
Abstract:Groundwater seepage flow, the force acting on the geotechnical called osmotic pressure or water pressure. When this force reaches a certain value, some particles in geotechnical, and even the whole movement occurs by seepage carry away, leading to the decrease of strength of geotechnical structure become loose, and even the overall damage occurs, this phenomenon is called seepage deformation, which often occurs in engineering field, boosting the seepage due to human engineering activities, often leads to serious seepage deformation occurs. In addition, when building foundation bottom below the underground water level, groundwater buoyancy will also be on the bottom of foundation, when the design should be given consideration. This article introduced in detail the influence of groundwater on civil engineering and control countermeasure.
【关键词】地下水、影响、岩土工程、施工、隧道
Keywords:Groundwater, influence, geotechnical engineering, construction, tunnel
前言
地下水是埋藏在地表以下岩土孔隙、裂隙和溶隙中的水，它是地球水资源的重要组成部分，也是工农与生活的重要水源。但是，在工程建设中，许多大小工程问题几乎都与地下水的活动紧密相关。地下水与岩土相互作用，会使岩土的物理力学性质逆化，降低岩土的强度和承载能力，产生各种不良的自然与物理地址现象，如滑坡、崩塌、泥石流、岩溶、潜蚀和地基沉陷等，给工程建筑的正常使用和工程建筑的施工带来危害。因此。研究地下水及其相关问题具有重要的工程意义。
正文
一、地下水对工程施工的影响
1、地下水对混凝土的腐蚀
沿海地下中镁、氯及硫酸根离子的浓度比较高，能够对钢筋混泥土产生非常大的腐蚀作用。地下水中的硫酸根离子同混凝土相互作用能生成复硫酸盐。它的体积相比化和前会膨胀 2.5倍，在很大程度上破坏混泥土结构；另外如果地下水酸性，会对混凝土中存在的碳酸钙和氢氧化钙产生破坏性作用；氯离子对钢筋有很强腐蚀性作用，对混凝土也有中度腐蚀作用。
2、流砂
流砂具有很大的危害性，属于破坏性很强的地质灾害。流砂现象的产生是因为当从下往上渗流的动水力同土的有效重度相当时，土粒之间的有效应力就会消失，致使土粒处于悬浮状态，随水自由流动。举例说，在低于地下水位的地方挖地基，若是不进行降水作业，地基外水头大于基地内，基地内地下水向上方渗流，就很有可能会发生流砂现象，致使基地坑底泥沙翻涌，会给施工过程带来极大的不便和困难，还有很大可能会影响到附近建筑物的安全。目前在施工过程中一般都通过增加渗流路径、减少基地坑内外水头差防治流砂。
3、管涌
管涌是指地基土在渗流作用下，土体中的细颗粒在粗颗粒形成的空隙中发生移动并被带出，逐渐形成管状渗流通道而造成的水土大量涌出破坏的现象也就是说在一定的水头梯度的渗透水流作用下，其细小颗粒被冲走，图中的空隙逐渐增大，慢慢形成一种能穿越坝基的细管状渗流通路，从而掏空地基或坝体，使地基或斜坡变形失稳管涌险情的发展，以流土最为迅速。如不及时抢护，任其发展，就将把堤坝工程地基下的沙层淘空，导致堤坝工程骤然塌陷，造成决堤溃坝。管涌出水孔径小的如蚁穴，大的可达几十厘米；少则出现一两个，多则出现冒孔群或称泡泉群，冒沙处形成“沙环”。有时也表现为土块隆起、膨胀、浮动和断裂等现象。
地基上面覆盖有弱透水层，下面有强透水层，在高水位时，渗透坡降变陡，渗透的流速和压力加大。当渗透坡降大于地基表层弱透水层允许的渗透坡降时，即在堤坝下游坡脚附近发生渗透破坏，或者在背水坡脚以外地面，因取土、挖坑等，破坏表面覆盖，在较大的水力坡降作用下，渗水冲破土层，将下面地层中的粉细沙料带出而发生管涌。
4、潜蚀
潜蚀是渗透水流在一定的水力梯度下产生较大的动水压力冲刷，带走细小颗粒或溶石岩土体，使岩土体中的孔隙逐渐增大形成洞穴导致地下岩土结构破坏，从而产生地表裂缝、塌陷，影响建筑物地基稳定的一种地质现象。
5、沙土振动液化
沙土饱和过后，由于受到震动使其变得密实，致使沙土孔隙水压增加，沙土颗粒之间的有效应力减少，抗剪强度降低。通过周期振动作用，沙土孔隙水压不断增加，严重者会完全抵消沙土颗粒之间的有效应力，使其处于悬浮状态，接近液体性状，土变被液化。如果沙土被液化，通常会在地表裂缝处冒沙或是喷水，导致地基失去作用，发生沉降。现一般采用挤密砂桩、振动加密,或是把地桩的基础部分打入液化深度以下稳定的土层之中等措施加密。
二、地下水对隧道工程安全性的影响
?1、地下水对隧道工程的作用
地下水不但影响隧道工程的施工和建成后的结构稳定，而且产生相应的隧道病害，影响隧道正常使用时的安全。当隧道通过松散岩土、岩溶裂隙发育带或断层破碎带时，往往与区域地下水和地表水有一定的水力联系。尤其当隧道穿过大型溶洞区和断层破碎带时, 可将围岩分隔成几个单独的或有一定水力联系的含水单元，对隧道施工建设以及运营养护的安全产生很大的影响。在隧道施工穿过较大的断层破碎带时，施工人员往往不仅需要技术上的支持，有时还需要心理上的支持。
就隧道事故而言，地下水在隧道工程地质问题的发生过程中起到至关重要的作用，地下水的活动和作用往往是形成隧道事故的主要因素，大量灾害 (难) 性工程地质事件的发生，大都是由于地下水作用触发或诱发的。
就隧道病害而言 , 修建隧道时 , 一般以堵水为主, 排水为辅 , 隧道衬砌承受—定的地下水压力 , 地下水位的升高, 直接增加了对隧道衬砌的压力 , 且地下水的长期浸泡, 降低隧道衬砌混凝土的力学强度。这两方面的因素均直接影响隧道工程的安全性, 导致隧道衬砌裂损、腐蚀, 以及混凝土中的钢筋锈蚀、道床翻浆冒泥和隧底吊空等隧道病害。京广线大瑶山隧道中的基床病害就是其中一例。
2、大瑶山隧道概况
大瑶山隧道全长14.295km , 是我国目前最长的双线电气化隧道, 地处南岭山
脉以南 , 穿越其中的瑶山 , 隧道埋深70 ～ 910m 。
2.1 水文地质条件
大瑶山隧道地处粤北山区 , 属亚热带气候, 雨量充沛, 年降雨量1100 ～2087mm 。隧道穿越大小断层 14 条 , 其中 9 号断层规模最大。9 号断层位于隧道中部, 是施工时最重要的险、难地段, 主断层为隔水层 , 分隔上、下盘为 2 个不同的水文地质单元, 上盘强富水, 下盘次之;主断层带宽 70m 多 , 在隧道洞身内的影响宽度400m 多, 垂直断距达100m 以上 , 力学性质以压性为主, 兼具扭性;隧道施工时最大涌水量曾达到30000m3 d , 9 号断层的涌水量占全隧道涌水量的90 %。
2.2 防排水条件
大瑶山隧道采用夹有塑料板防水层的复合衬砌, 围岩裂隙水大部分由边墙下端泄水孔进入隧道, 为使地下水尽快汇集不致于漫流于隧道道碴底面, 排水方式采用中心水沟为主 , 双侧水沟为辅 , 中沟与侧沟用横沟连通。全隧道水沟内流量因季节及降雨量的不同, 在 8000 ～ 40000m3 d 之间变化 , 一般在 5 ～ 6 月间水流量较大。
2.3 隧道基床病害情况
由于大瑶山隧道穿过 9 号断层，该断层带宽，破碎严重，影响范围大, 围岩裂隙水丰富, 大流量的水对隧道基床安全性影响严重。由于地下水的影响, 大瑶山隧道在运营 2a 多后 , 发现列车通过时 , 基床出现抽吸现象, 水沟内的水位也成合拍的上下涨落 , 与中沟对应的侧沟内有泥沙挤出, 水沟边墙与沟底出现不同程度的“吊空” , 沟墙出现横纵向裂缝, 沟底板挤裂破损或成块断裂 , 基床存在断裂, 中、边沟贯通 , 其发展过程见图 1 (A ※B ※ C)。由此引发铁路轨道线路下沉的险情 , 轨道几何状态难以保持, 严重威胁行车安全。
图 1 隧道基床病害发展过程示意
2.4 病害整治措施
大瑶山隧道位于京广线上, 每日开行列车百对以上 , 用于养护、维修的“ 天窗” 时间短 , 难以采用封锁线路, 破底重修的传统方法进行整治。为了确保行车安全, 当线路发生下沉以后 , 工务部门立即采用“扣轨” 等方式来加固线路 , 并限制行车速度, 才确保了行车安全。然后经过反复试验、研究和分析 , 最终应用聚合物锚桩-灌浆法 , 通过锚桩的桩侧摩阻力和桩端阻力将上部竖向荷载传递到基床底部岩层内, 从而将扣轨拆除, 利用基床灌浆施工, 成功地整治了大瑶山隧道基床病害, 恢复了隧道的正常运营。
纵观大瑶山隧道病害发展的情况 , 地下水的影响已成为该隧道安全性一个重要隐患。由于地下水未彻底根治, 近年来不但病害数量逐年增加 , 而且病害程度趋于严重 , 如不彻底整治病害, 隧道的安全稳定性将难以保证。
3、隧道病害原因分析
3.1 施工方面
就大瑶山隧道基床病害而言, 根据相关资料发现, 由于道床施工时浮碴未清理干净 , 模板被虚碴垫起而不平整 , 造成了中心水沟边墙的吊空 , 再加上基床铺底混凝土是在水中灌注, 而又未采取水下灌注措施使混凝土水灰比增大 , 强度降低。
特别是界面处泥砂未除净 , 混凝土与岩石的结合不良 , 通车后中心沟水量大、水流急 , 水在铺底与岩面之间的缝隙中流动 , 列车荷载使基床铺底发生上下振动而形成抽吸现象, 造成水在缝隙中反复冲刷 , 不断带走混凝土中骨料和铺底下的浮碴 , 而形成更大的空隙。运营时间越长 , 冲刷时间越久 , 缝隙越宽, “吊空” 越大。最后 , 由活载冲击作用而发生断裂 , 导致线路下沉而威胁行车安全。
3.2 、勘察、设计和研究方面
长期以来, 不论在理论上还是在实践中 , 工程界对地下水的勘察、设计和研究都是有限的。在勘察过程中 , 对地下水的认识仅限于通过钻孔观测水位。许多大型隧道工程含水区段没有进行专门的水文地质试验, 对水文地质条件没有作系统分析。含水层的渗透系数、入渗系数、给水度等水文地质参数, 一般勘察资料只提供相对大小的论述或范围值, 没有具体数值和结论 , 水文地质分区非常简单。虽然近 10 多年来 , 随着电子计算机的广泛使用, 渗流计算的数值方法有了飞速发展, 描述地下水的各向异性、非均质及随时间变化的特性已成为可能, 但由于工程勘察时提供的水文地质参数不足, 难以满足地下水数值计算及隧道工程安全稳定性评价的精度要求。
隧道工程水文地质勘察之所以这样, 主要是因为相关规范对水文地质参数及试验没有明确的规定, 以及隧道工程本身的水文地质条件非常复杂 , 要查清隧道工程地下水的分布及运动规律, 既存在一定的技术难度, 也存在经费严重不足的问题。当前工程界对地下水压力大小的计算和相关研究 , 仍然是按理想的均匀介质静水压力分布来考虑 , 一般考虑隧道的防水结构为一个封闭的防水层, 不设泄水孔完全把水挡在隧道之外，隧道的修建只在局部影响地下水的渗流方向, 从整体看不会改变地下水的原始状态。而且大多数隧道工程地下水的计算分析 , 主要是根据工程经验 , 结合为数不多的钻孔地下水位判断地下水运动状态模式。当对地下水运动规律的认识严重不足时 , 甚至不能量化排水措施的效果, 一般从稳妥的角度出发, 把排水效果作为安全储备 , 这样虽然稳妥, 但很不经济, 显然不符合既经济又安全的设计原则。
三、地下水对岩土工程的影响
1、岩土主要的水理性质
1.1、崩解性：是指岩土浸水湿化后，由于土粒连接被削弱、破坏，使土体崩散、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。
1.2、给水性:指的是在重力作用下，饱水岩土中的水能从孔隙、裂隙中自由流出的性能，采用给水度来表示。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。
1.3、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，失水变薄造成的岩土的胀缩性往往是产生地裂缝、基坑隆起的重要原因之一，对地基变形和土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。
1.4软化性：指的是在岩土体被水浸后，其力学强度降低的特性，有软化系数来表示，它是判断岩石耐风化、耐水浸水能力的指标。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。各类成因的粘性土层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。
1.5透水性：指的是水受重力作用的影响，水可以透过岩土本身的性能。一般其透水性是随着岩土的颗粒变化的，其颗粒越细、越不均匀的时候，其透水性会越差。
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，岩土体的渗透系数可通过抽水试验求取。
1.地下水对岩土工程的影响分析
地下水对岩土工程的影响主要表现在地下水位升降对岩土及岩土力学性质的影响、地下水的动水压力作用影响地下水的腐蚀性影响等。笔者将在下文逐一进行分析。
2.1、地下水水位变化的工程影响
地下水自身具有区域性、季节变化性，但是地下水位的变化一般都较小，但是近年来受一些人为因素的影响，地下水位的变化出现了不规律性，以致严重影响了岩土工程的建造与使用。现阶段，为了充分分析地下水对岩土工程的影响，在工程的地下水位的勘测环节加入了静水位测评，静水位测定中包含潜水测定、承压水位测定、含水层勘测等，静水位升降是地下水位变化的缩影，进行静水位测量可以为地下水位的变化勘测提供参考数据。
地下水位变化中的潜水位变化会影响岩土地基，主要表现为潜水位上升推进地下水位上升。在地下水下渗或地下水流平缓且排泄不畅时潜水位会出现上升。潜水位上升的一般影响包括：潜水地表附近会出现土壤沼泽化、盐渍化；造成坡体坍塌、下滑；破坏岩体结构，进而岩体松软、崩解，严重者会出现岩体流砂或者砂土液化；工程地基充水，结构失衡等。潜水位的上升直接作用于地下水位的变化，进而影响工程基地。
地下水位的下降也会对岩土工程产生影响，注意此处的下降多指地下水位的突降。地下水的升降中一般都伴随着地下水的自动补给，如果地下水的补给不足时便会影响水位下降，甚至是地下水降落漏斗的扩大。地下水位下降会直接作用于地表的岩层，增加岩层塌陷、下沉的危险，以降低建筑工程的结构稳定性。
地下水位的升降一般都会造成岩土的不均匀膨胀变形，甚至会产生岩层的断裂；地下水位上升至岩层的压缩层时会软化地基、降低岩层的强度，进而造成地基下沉，建筑工程结构严重变形。地下水位升降过于不规律或者升降的幅度过大也会增加岩层的破坏程度，进而严重影响工程的地基，破坏工程结构的稳定，更会影响工程的使用性能。
2.2、地下水改变工程的岩土力学性质
地下水文状况一般都表现为地下水位及其周边土层的含水量、压缩模量、孔隙率及其土层的承载力，这些可以看作是地下水状况的参数。天然状况下的地下水状况有一定规律呈现，如孔隙率会随着地下水从上到下的顺序呈现为低-高-低的变化规律，但是特殊情况下也会出现极端变化。地下水区域因为长时间的水体淋虑，土层的胶结性会相应提升，岩层间的拉力连接也会增加，岩层坚硬坚固。但是如果地下水位升降变化异常，将会破坏地下水位侵蚀的区域的岩层，增加岩层的含水量与孔隙率，将原有的天然的规律性打破，进而对岩层结构造成破坏。由此可见，地下水影响岩土工程的岩土力学性质便是指影响岩土岩层的粘结力与岩层连接力状况。地下水破坏岩层的力学性质后会改变岩土工程的地基结构，进而威胁工程的结构稳定。
2.3、地下水动水压力作用影响
天然状态下的地下水环境中的动水压力相对较小，但是岩土工程的施工会在一定程度内改变地下水的动水压力，进而工程作用下的地下水动水压力会作用并影响工程地基的结构。建筑工程都基于基坑地基，且基坑内有承压含水层，在建筑地基的强大压力下，基坑的承压含水层中的动水压力会上升，进而压力会冲击基坑底板，造成流砂或喷涌。基坑地下水渗出，会造成基坑混凝土形成流砂，进而改变建筑工程牢固的混凝土性质，影响工程的施工与使用。
2.4、地下水对岩土地基的侵蚀作用
地下水中含有一些具有腐蚀性质的成
分，对岩土工程的地基造成侵蚀。工程地基中含有钢筋及混凝土等材料，混凝土的成分较为复杂，对整个工程极为重要，但是混凝土中部分材质极易遭受侵蚀，产生脱落、分层。而混凝土中的钢筋在地下水侵蚀下会生锈，造成基层混凝土结构破裂，进而影响建筑结构的稳定性。
结语：
综上所述，地下水是重要的人类生产、生活的水资源之一，但在工程建设必须考虑地下水的影响（特别是不利影响）与作用，合理利用、开发与保护地下水，否则会对工程施工、隧道工程安全、岩土工程等造成很多危害。在工程建筑前因考虑地下水的影响，并做好防治措施，使得工程建设得以顺利进行。
参考文献
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5 IMPACT OF LAND USE ON GROUNDWATER QUALITY The land surface is exposed to different contaminant sources (air, household, dump sites, industry, traffic and agriculture). Contamination may reach subsurface waters enhanced by special surface receptors (e.g. interception evaporation) and become transported by overland flow, interflow and infiltration (Sect.1.4) to surface and groundwater. The emission of contaminants is partly produced by combustion processes, introducing H3O+, NO x, SO x, CO2, heavy metals and organics into the atmosphere. They subsequently reach the land cover either by interception (dry and wet) or directly by precipitation (wash out). Usually the contaminant concentration in interception deposition and in air are equal. The former may even be larger because of evaporation at the interceptor surfaces (tree leafs). In rainy deposition, on the contrary, the contaminant content is mostly diluted. A contaminants in the air have been accumulated over a long period of time and can not be regulated, that is, at this scale there is no possibility to clean the atmosphere by technical means on a short term. Their presence is most prominent close to the emitting source, and in forest areas, especially at the regional air moisture condensation level where moisture condensation may contribute as much to precipitation as rain itself. The pollution is usually higher in air moisture than in precipitation, so that the pollution deposition is much stronger than by rain alone. The deposition is lowest on bare soils. Another contamination source for land surfaces is the excessive distribution of agrochemicals (organic and inorganic), used to support and enhance soil fertility and to protect plants. Its impact on subsurface resources can to some extend be governed as far as the application is not too excessive and the time of application with respect to meteorological conditions is carefully selected. Groundwater is not completely exposed to all contaminants, as some of them become sorbed on soils or are being exported in dissolved condition or particle bound by interflow (Sect.1.3). In the unsaturated zone the contaminants may undergo chemical or microbial disintegration as far as the habitat and flow conditions favor microbial activities. Artificial tracer and natural isotope methods may be applied to trace the history of elements, to recognize the efficiency of chemical or microbial environments like biofilms, and time spans for disintegration processes. They can also contribute to developing long-term strategies of groundwater protection (Seiler et al. 1992). In this respect an interesting field of applications are the biporous media to which belong most of the Mesozoic hard rocks 65
地下水对工程的影响分析和探讨 摘要：在工程建设中，由于地下水的特殊性和其化学成分，对施工也着有不容忽视的影响。腐蚀性地下水也会影响基础混凝土结构的耐久性、可靠性。本文就建筑工程中几种常见地下水进行了分析与讨论，总结了地下水对建筑工程的巨大影响，建议在工程施工的过程中尤其是基础工程的施工，要对地下水对建筑工程的影响引起足够的重视，将隐患消除于未然。 正文：地下水是地壳中一个极其重要的天然资源，它是赋存并运移于地表以下的岩石和土壤空隙中的水。它的分布及其广泛，并且与人类的生产生活密切相关。 随着人口的增长、工农业的叙述发展，地下水超量开发引起的地裂缝、地面沉降等环境地质问题越来越显着。地下水常构成工程建设的不利因素，对地质环境和建筑物的低级稳定性均产生影响。地下水可使地基软化，降低地基承受力；地下水常常是滑坡、地面沉降和地面塌陷的主要原因。因此，为了确保工程建设的安全和稳定，研究地下水对工程建设的危害和防治措施十分有必要。 1 地下水对岩土工程的影响 1.1 地下水升降变化引起的岩土工程危害 在工程勘察中要注意调查了解地下水位条件及其升降变化。在天然条件下地下水位一般是季节性变化雨季水位水位上升旱季水位下降。地下水位的天然变化是区域性。渐变的。~而且变幅较小但是,人为因素引起的局部性地下水为升降变化的幅度往往大于天然变化所引起的岩土工程危害更为严重。(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如下影响;土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强;斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象;一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化;引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象;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。 1.2 地下水动水压力作用引起的岩土工程危害 地下水在天然状态下动水(下转38页)(上接37页)压力作用比较微弱,但是在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件,在一定的动水压力作用下,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。~ 2 城市地下水开发引起的工程地质问题 2.1 地面沉降地面沉降又称为地面下沉或地陷。它是地球表面的还把标高在一定时期内不断降低的环境地质现象。地面沉降有自然的地面沉降和人为的地面沉降。自然的地面沉降一种是在地表松散或半松散的沉积层在重力的作用下，由松散到细密的成岩过程;另一种是由于地质构造运动、地震等引起的地面沉降。人为的地表沉降主要是大量抽取地下水所致，在人类工程经济活动影响下，由于地下松散地层固结压
地下水对建筑工程的影响 Influence of ground water on construction projects 【作者】：郭浩飞，土木工程系1545班，学号：201515503028；【Author】：GuoHaofei； 【摘要】:地下水的变化能对建筑地基工程产生不良的影响。因此,必须认真对待,做好地下水的监测和防护工作。主要表现是地下水水位变化可能导致现有建筑物基础出现开裂或者破坏，地下水赋存运动影响桩基工程的承载力，基础底面下的地下水水位突然下降影响相邻建筑物的正常使用。要减小地下水对建筑物的影响，就应当重视地下透水层水文地质状况的测定和判断。 【Abstrate】Changes of groundwater can have an adverse effect on construction foundation engineering. Therefore, must be taken seriously, ground water monitoring and protection work. Mainly groundwater level variation may result in an existing building Foundation with a cracked or damaged, groundwater movement in the bearing capacity of pile foundation engineering, under the bottom surface of the base adjacent to the sudden decline in groundwater levels affect the normal use of the building. To reduce the effect of groundwater on the building, they should pay attention to the underground permeable and judge for determination of hydro-geological conditions. 【关键词】:地下水;地质作用; 【Keywords】Groundwater;Geologicprocess; 1、前言 地下水是地质体赋存环境--水资源的重要组成部分,也是农业灌溉、工矿企业和城市建设的重要水源之一，也是影响地质工程稳定性的重要条件。地质体内的地下水可以由于开挖而涌出或突出;也可以由于人类活动而向地质体内充水,增加湿度,提高地下水水位,所有这些都可以引起地质灾害。而在自然地质灾害形成中,地下水也是重要的诱发因素之一,70%～80%的地质灾害的形成都与地下水有关。因此在地质工程设计或地质灾害防治设计中都必需慎重地考虑地下水这个因素。 在建筑工程的质量安全事故中，地基事故往往占到较大比例，一旦出现这类情况，不仅会导致建筑物的倾斜或者裂缝，直接影响到建筑物的正常使用，甚至会造成建筑物的倒塌或人员死亡。究其原因，就是施工中忽略了建筑场地的具体水文地质状况，或者是对地下水对建筑工程所产生的影响认识不足，所以探讨和研究地下水文地质状况对建筑物的影响有着重要的意义。 2、地下水对建筑工程的影响 当建筑物场内有地下水存在时,地下水的水位变化及其腐蚀性和渗流破坏等不良地质作用,对工程的稳定性、施工及正常使用都能产生严重的不利影响,必须予以重视。 2.1地面沉降：（由于地下水位下降引起的地面沉降） 全国有近70个城市因不合理开采地下水诱发了地面沉降，沉降范围6.4万平方千米，沉降中心最大沉降量超过2m的有上海、天津、太原、西安、苏州、无锡、常州等城市，天津塘沽的沉降量居然达到3.1m。西安、大同、苏州、无锡、常州等市的地面沉降同时伴有地裂缝。发生地裂缝的地区还有河北、山东、
浅议深基坑周边地下水的危害 发表时间：2018-11-02T17:01:17.090Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第18期作者：佐元兴 [导读] 根据相关资料分析，在全国160多起基坑事故，在所有事故坑中，由于设计和施工期间地下水处理不当。 四川鼎昇建设项目管理咨询有限公司 摘要：本文通过了解地下水对深基坑的重要性和不利影响，并结合具体工程实践，介绍了深基坑施工中地下水处理的常用处理方法。 关键词：地下水，基坑，安全 引言：在深基坑工程中，必须考虑地下水的治理。根据相关资料分析，在全国160多起基坑事故，在所有事故坑中，由于设计和施工期间地下水处理不当，基坑事故的比例达到60％。目前，基坑工程地下水处理工作已经做了大量工作，取得了很多成果。本文希望在前人研究成果的基础上，简单总结基坑地下水施工中遇到的问题及处理方法，以及基础设计和施工中需要注意的问题。 1地下水的基本类型及对基坑的影响 在我国的许多地区，地层呈现出典型的二元结构，即上部粘土层和下部砾石层，粘土层上部为水淹和下潜，砾石层为承压水。本文主要就广元市城北片区081产业新城1号安置点安置还房工程项目实施分析，该项目总的建筑面积约11.9万m2，主要工程内容包括22#地下室和10-14#楼的建筑结构、电气、给排水工程。 1.1地下水的基本类型 （1）上层滞水 上层滞水一般分布在疏松地层的上空气层。它属于深基坑内第一个地下水含水层，渗透性弱，渗透性好，水位随季节变化。它与区域地下水无水力有关，一般与相邻地表水体的无水相关。上层积水主要依靠降雨，周边供水管道漏水，周边电（光）电缆沟或废弃箱涵补充废水。 （2）承压水 承压水一般埋在场地下部含水层中。水头随着场地的位置而变化;一般不受当地气候因素的影响;现场水头保持相对稳定;水量由含水层或含水结构的性质决定。治理难度大，可能与附近的河流或湖泊相连接。 1.2地下水治理的基本原则 在基坑设计过程中，地下水处理的基本原理是疏堵结合。疏通是指消除地基坑区域的地表水和地下水。例如露天排水和井点脱水等，这种方法简单，成本低，易于掌握，并已广泛应用于各类坑的施工;堵是指通过有效的方法在地基坑周围形成止水帐篷，如粉末（等离子）喷射桩幕，高压喷射灌注桩，沉井方法，花管灌浆，灌浆方法和地下连续Wall等。这种方法成本较高，施工困难。 1.3地下水治理方案的选择 在本项目中10-14#楼为高层住宅，剪力墙结构，建筑工程等级一级，抗震设防烈度7度，结构抗震等级三级，建筑设计使用年限50年，基础型式为桩、筏板基础，地下室防水等级为Ⅰ级，屋面防水等级一级，防雷类别为三类；10#楼地上23层地下1层，建筑高度为71.65m，建筑面积为10153.09m2；11#楼地上20层地下2层，建筑高度为74.7m，建筑面积为20674.79m2；12#楼地上26层地下2层，建筑高度为78.6m，建筑面积21757.10m2；13#楼地上26层地下2层，建筑高度为78.6m，建筑面积18568.38m2；14#楼地上24层地下2层，建筑高度为65.4m，建筑面积19260.74m2。在基坑设计过程中，地下水的治理方案与基坑开挖深度和土质情况有密切关系。对开挖深度不超过6米的基坑，通常采用土钉支护，锚喷支护，重力式挡墙等，上层滞水一般采用埋管引流的方法，支护结构后土层的水经排水管汇集到坑底排水沟，最后由集水井排至地面;对开挖深度超过6米的基坑，土质较差存在深厚软土层时，多采用桩排支护，板桩支护，地下连续墙支护等。深基坑开挖时，对基坑底部隆起和突涌防护也很重要，由于基坑地下水位较高，若不降水则会造成突涌，所以必须对地下水进行治理。若不降水则会造成突涌，所以必须对地下水进行治理，方案主要有“全封”方案、“半封半降”方案和“全降”方案。 1、对地下室渗水我们打注浆孔，然后灌浆，灌浆的注浆管是留在地下室，这样的一个辅助作用是起到一个加固的作用，我们采用SJP1型粘度时变性灌浆材料配置水泥浆液，对渗水点进行注浆处理。 2、这两种灌浆材料是针对松散层孔隙、裂隙较发育的部位，我们采用SJP1型粘度时变性灌浆材料配置水泥浆液，对渗水点进行注浆处理。 3、针对裂隙小于或等于0.2mm微渗部位，我们采用SJP2型材料对渗水点进行注浆处理。同时起到对地板有一个抗浮加固的作用。 “全封”隔渗（包括水平封底隔渗和落底式竖向隔渗），是指在基坑周边及坑底用人工方法设置一定厚度的隔水帷幕，来阻止场地内承压水向基坑内运动，这类隔渗通常采用高压旋喷灌浆工艺，该方法施工周期长，工程造价太大，尤其施工质量难以保证，往往出现全封底之后又出现到处涌水的现象，而后又必须重新采用降水井来救险。 “半封半降”，采用封降结合，它是地下水处理技术的创新，它是将隔渗帷幕厚度变薄，辅以深井减压降水，减少抽水量，主要用于降水对周边环境影响较大而不宜采用“全降”地区的基坑。但是其工程造价仍较大，要高出“全降”方案数倍。 “全降”，在基坑周边及坑内优化布置一定数量的降水井，通过降水井抽排承压水，使基坑内承压水头降低至不会引起坑底突涌，流砂的高度，从而保证地下室施工的安全。这种方法施工周期短，施工质量易于控制，工种造价低。其缺点是可能引起基坑周边一定范围内少量地面沉降，因此在设计的过程中需要设计得当，科学管理，是可以将其缺点控制在最小范围内。 基坑侧壁滞水易引起支护桩间涌水流土，严重时造成周边土体沉陷，其治理措施一般采用封堵，疏导相结合方式，即在支护桩外侧利用粉喷桩帷幕进行挡土，并埋设排水管用来排水。 1.4地下水对基坑的影响分析 在基坑工程中，不恰当的地下水处理也可能导致基坑中的危险情况甚至事故。主要问题有：1地下水渗漏导致基坑开裂;2）由基坑涌浪引起的基坑凹陷;3）雨水长期浸入基坑引起基坑塌陷;4）基坑周围的水管漏水;国内水渗入基坑引起岩石和土壤的力学性质的变化。5降低地下水位导致地面沉降，周围建筑物倾向于开裂。事故原因主要包括设计和施工。首先是设计人员对水文地质学原理不熟悉，他们不了解地
地下水对工程建设的影响解析 摘要：地下水会以其水位、流动性等多方面因素对工程建设产生影响。本文主要对降低地下水位引起地基沉降，地下水的不合理流动引起流沙和机械潜蚀，地下水对位于其下的建筑产生浮托作用以及地下水对混凝土的腐蚀等问题作论述。 关键词：地下水流动；钢筋混凝土腐蚀；沉降；流沙和潜蚀 引言 地下水水位、静压及动压、地下水中所含离子及化合物是影响建筑工程的主要因素。在工程建设中，要尽可能降低其对工程的伤害。 1、地下水位与沉降作用 在进行基础建设的过程中，特 别是在沿海地区。深基础建设会碰 到地下水位过高的问题，这时就要 人工降低地下水位。 如果降水所采取的措施不正 确，随着时间的延续，外荷不变空 隙水不断外排，导致发生地基固结 沉降。 抽水井的设计不合理在井内水 位下降的同时，周围的地下水会向 抽水井中流。形成漏斗。由于水的 流动没有规律性，这样形成的漏斗 状结构往往是不对称分布的。因而承压能力也是不均匀的。这样就造成了地基的沉降。 固结沉降会引发地表建筑的不 均匀下沉，影响到建筑物的结构改 变，比如，主承重墙断裂、倾斜、 倒塌，框架结构的会出现框架的断 裂、塌落等。 由于人工降低地下水位时的不 合理施工引发的地基沉降带来的影 响是巨大的。因此在施工过程中， 要充分考虑底层结构，施工设备等 多方面因素，力求避免或降低其对 工程的影响。 [1] 2、动水压力与流砂和机械潜蚀 动水压力是指地下水进行渗流时，作用在单位体积土颗粒上的力[2]。地下水流动时的动水压等于土体的重度时，由于达到平衡，土颗粒之间的力就不复存在。土颗粒处于不受力的漂浮状态。这是流砂形成的临界状态，固此时的水力坡度称为临界水力坡度。 流沙根据其严重程度可分为轻微，中等，重度流沙三类。流沙对建筑工程的危害是从地基处开始。在基础施工中，如果没有解决好这一问题，基础就会和砂层一起发生流动。这样，基础的持力层就会发生变化。上层建筑就会发生滑移，这对建筑的危害是很大的。 如果渗流水力坡度小于临界水力坡度，土中的细小颗粒也会被地下渗流带走形成孔洞。
地下水对工程建设的影响 1．浮力 地下水对位于水位以下岩土体产生静水压力，并产生浮力，浮力的大小可以按照阿基米德原理确定，如建筑物处于地下水位较浅，而基础埋深较深时，若不考虑地下水托力的影响，就可能会产生地下室裂缝、地下室渗水、以及桩基抗拉破坏等严重影响使用功能现象甚至产生建筑物安全问题，因而必须加以考虑。2．潜蚀 地下水的机械潜蚀作用及地质现象地下水在岩石的裂隙或土壤的空隙中流动很慢，因此，它的机械冲刷能力较小。但它的破坏作用不能小视,常酿成如下地质灾害： 1.滑坡分布于斜坡上的岩石或土体，由于地表水的大量渗透而浸湿，不仅增加了岩石或土体的重量,而且在地下水的长期作用下,又减小了上、下部岩石或土体之间的摩擦力，从而导致上部岩石或土体失稳,并由高向低处滑移,这种现象称为滑坡。常造成滑坡体上的树木生长成"醉汉林"这种现象在黄土地区随处可见。 2.黄土湿陷在黄土地区，由于地下水的浸湿,破坏了黄土的结构和稳定性,导致上部黄土发生沉陷现象，叫黄土湿陷。黄土沉陷在地面形成圆形或椭圆形洼地,规模不大，但往往破坏灌渠,毁坏农田。 3．岩爆 岩爆一般发生在地下水较少，岩体干燥的地区，探测地下水量有助于预防发生岩爆。 4．地面塌陷 地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落，并在地面形成塌陷坑（洞）的一种动力地质现象。其类型可分为岩溶塌陷和非岩溶塌陷。岩溶塌陷是由于可溶岩（以碳酸岩为主，其次有石膏、岩盐等）中存在的岩溶洞隙而产生的。在可溶岩上有松散土层覆盖的覆盖岩溶区，塌陷主要产生在土层中，称为“土层塌陷”，其发育数量最多、分布最广；当组成洞隙顶板的各类岩石较破碎时，也可发生顶板陷落的“基岩塌陷”。 5．防渗处理措施 1、混凝土配合比的设计:提高混凝土自身的防腐性能,主要提高其密实性和抗中性化能力,一般混凝土的强度等级宜≥C25,对于预应力混凝土结构,其强度等级≥C35。为合理减少水泥和混凝土中碱的含量,应尽量采用低碱水泥。同时合理使用粉煤灰、矿渣等矿物掺和料,这也是提高混凝土抗裂和耐久性能的重要途径。 2、加大混凝土保护层的厚度。 3、对基础、基础梁的表面采取防护措施:例如：对处在强、中等腐蚀性环境中的基础,应设碎石灌沥青或沥青混凝土的耐腐蚀垫层。基础梁的表面贴环氧沥青玻璃布两层或贴沥青玻璃布两层或涂环氧沥青厚浆型涂料两遍。 4、加强混凝土养护,控制混凝土表面裂缝,确保施工质量,对防腐蚀也起到一种加强作用。 14水利水电工程2班 谢若愚 2014100064
浅谈深基坑支护工程中的地下水防治 孟春波 苏州中业工程管理有限公司江苏苏州 215000 摘要：本文总结了工程实践经验，分析了高层建筑深基坑地下水防治工程中存在的一些主要问题，并提出了一些建议性的预防措施。 关键词：深基坑；地下水；主要问题；预防措施 Brief Talk on Prevention and Cure of Ground Water in Bracing Project of Deep Foundation Pit Jiang Hong--xingLiLong Jiangsu chang—Jiang Mechanize Foundation Engineering Project Company Abstract:After summarizing practical experiences,this paper analyzes some major problems in prevention and cure project of ground water in deep foundation pit of high rise building and puts forward some recommendable prevenient measures. Key Words:deep foundation; ground water; major problems; prevenient measures 中图分类号：TV551.4文献标识码：A文章编号：2095-2104(2012)08-0026-2 1 引言 目前高层建筑和人防工程都包含了部分的地下工程，深基坑施工质量，直接影响工程建设的效益与成败。在深基坑工程中，一项事关全局的工作就是地下水防治，地下水是深基坑工程的天敌，是导致工程事故最直接的因素之一，从实际统计资料来看，约有70%的基坑事故与地下水有关。在长江中下游地区地下水位高，若对基坑中地下水处理不当，造成基坑坍塌、地面沉降等工程事故时有发生，致使工期延误，给经济上带来重大损失。因此，对深基坑工程中的地下水问题必须引起足够的重视。 2 地下工程中存在的主要问题 2.1 工程勘察方面 场地勘察资料是深基坑工程设计、施工的重要依据，而其中的工程地质资料和水文地质资料是降水设计的主要依据。如果对深基坑所涉及范围内的地层，勘察资料不详细、不准确，依据此资料设计出来的降水方案就势必会给深基坑工程带来事故隐患。 2.2 设计方面 2.2.1 对工程地质条件和水文地质条件认识不够 降水设计的主要依据是工程地质资料和水文地质条件，在进行降水设计时，若不弄清楚场内地层分布、地下水的类型、含水层的渗水性和含水量，不对地下水的性质、补给和排泄条件、动态特征及其与区域地下水的关系作深入地分析和研究，则难以设计出安全可靠、经济合理的方案。 2.2.2 设计人员的技术水平参差不齐
工程建筑中地下水危害及防治 摘要：地下水是很重要的水资源，对人类的水源提供具有很重要的意义，然而在工程建设中，由于地下水的特殊性和其化学成分，对钢筋混泥土具有很大的侵蚀性，对工程建筑有极大的作用和影响。本文有针对性地提出了勘测、设计，施工等各阶段防治地下水的相关措施，以便有效地防范由地下水引发的工程事故。 关键词：地下水；化学分析；侵蚀性；工程建筑；防治 一，地下水性质及对工程建筑的危害 1地下水的物理性质 由于地下水在运动过程中与各种岩土体相互作用，而岩土中的可溶性物质(很多是矿物)随水迁移、聚集，使地下水成为一种复杂的溶液，这种复杂的地下水溶液通常具有温度、颜色、透明度、气味、味道和导电性等等的物理性质。 2地下水的化学成分 第一，地下水中常见的气体有：O2、N2、H2S、CO2等，地下水中气体分子能够很好地反映地球化学环境。 第二，地下水中含有的离子有：地下水中含量最多、分布最广的离子有七种，即：Cl-、SO2-4、HCO3-、Na+、K+、Ca2+、Mg2+。 第三，地下水中的化合物有：Fe2O3、Al2O3、H2SiO3等。 3地下水的主要化学性质 由于地下水具有如上的物理性质和化学成分，因此在地下水中通常具有如下的化学性质： 第一，地下水的矿化度。 水中所含离子、分子及化合物的总量称为水的总矿化度，低矿化度的水中常以含有HCO3-为主，中等矿化度水常以含有SO2-4为主；高矿化度的水常以含有Cl-为主。高矿化度的水能降低水泥混凝土的强度，腐蚀钢筋等等。 第二，地下水的酸碱度。 地下水的酸碱度用水的PH值来表示，常温常压下当PH值小于5时，水为强酸性水；PH值在5—7之间为弱酸性水，PH值为7时，为中性的水；PH值在7—9之间时为弱碱性水；PH值大于9时为强碱性水。 第三，地下水的硬度。 通常情况下水的硬度按水中的Ca2+、Mg2+离子的含量的多少可以分为以下三种情况： (1)总硬度，它是指水在未被煮沸时Ca2+、Mg2+离子的总含量。 (2)暂时硬度，它是指水在被煮沸时水中的Ca2+、Mg2+离子因失去CO2生成沉淀碳酸盐而失去的Ca2+、Mg2+离子的数量。 (3)永久硬度是指水经过煮沸后，仍然留在水中的Ca2+、Mg2+离子的含量，
浅议地下水对基坑安全的影响 摘要：地下水的治理是基坑设计和施工中必须考虑的问题。论文简要介绍了地下水的主要类型、一般治理措施以及由于治理不当而导致的事故，分析了引发事故的原因。 关键词：地下水，基坑，安全 Abstract: Groundwater management must be taken into account in foundation pit design and construction. The paper briefly describes the main types of groundwater, the common management measures, and the accidents led by mismanagement,and analyzes the causes of accidents. Key words: groundwater; foundation pit; safety 1 引言 在深基坑工程中，地下水的治理是必须考虑的问题。据唐业清教授]对全国160余起基坑事故的分析，在所有的失事基坑中，由于设计和施工中对地下水处理不当而造成基坑失事的比例达到60%。目前，对基坑工程中地下水治理的研究已作了大量的工作，取得了不少成果。本文希望能在前人研究成果的基础上，对基坑中地下水的类型、在施工中遇到的问题以及处理方法、基坑设计和施工中需要注意的问题对现有研究成果作简单归纳和分析。 2 地下水的基本类型及对基坑的影响 在我国许多地区，地层呈现典型的二元结构，即上部的粘土层和下部的砂砾层，存在于粘土层中的为上层滞水和潜水，存在于砂砾层中的为承压水。本文主要讨论上层滞水和承压水对基坑安全的影响。 2.1 地下水的基本类型 （1）上层滞水 上层滞水一般分布于上部松散地层的包气带中，属于深基坑中地下水的第一含水层，微透水至弱透水，无统一水面，水位随季节变化，不同场地不同季节的地下水位各不相同；涌水量小，且随季节和含水层性质的变化而有较大变化；与区域地下水无水力联系，与邻近地表水体一般无水力联系。 上层滞水主要靠降雨、周边供水管道漏水、周边电（光）缆沟或废弃箱涵中的废水补给。
地下水侵蚀对工程的影响及防治 引言：腐蚀性地下水会影响基础混凝土结构的耐久性、可靠性, 为深入了解混凝土结构的腐蚀原理,以便采取相应措施,本文主要从影响混凝土结构的腐蚀原理、腐蚀评价以及预防措施等方面进行了阐述。 affecting and handling of underground water to constuction introduction: corruptive underground water can affect durable and reliable of basic concrete structure, for horough understanding concrete structur theory of corrison, easying to takemeasures,The article sets forth theory of corrison ,evaluation and preventive measures from main affecting concrete structure. 随着城市建设的高速发展, 特别是高层建筑的大量兴建, 地下水的水质不仅对基础工程有影响,对地下防空设施、地下室、地下广场等地下建筑物的影响也日渐突出。腐蚀性地下水对混凝土结构耐久性的影响已不可回避。那么，为了尽量减少这种现象的发生，我们应该深入了解地下水腐蚀混凝土的机理，腐蚀因素，从而更好的防治地下水对建筑物的腐蚀。 一：地下水腐蚀的原理 腐蚀其实就是材料与环境间物理化学作用而引起材料本身性质的变化。（1）当地下水中的某些化学成分含量过高时，水对混凝土、可溶性石材、管道及钢铁构件及器材都有腐蚀作用。地下水中氯离子、硫酸根离子含量高，被埋入混凝土的钢筋表面产生一层钝化保护层，这一保护层在水泥开始水化反应后很快自行生成。然而氯离子能够破
( 安全技术 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 采煤过程对地下水的影响与防 治(2021版) Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes
采煤过程对地下水的影响与防治(2021版) 前言 煤炭是我国的主要能源，在我国一次性能源中占76％以上，必定要进行大量的采煤。采煤过程中破坏了煤层所处的环境，使其原来的还原环境变成了氧化环境。煤炭中一般都含有约0.3％～5％的硫，主要以黄铁矿形式存在，约占煤含硫量的2/3。煤层开采后处于氧化环境，流铁矿与矿井水和空气接触后，经过一系列的氧化、水解等反应，生成硫酸和氢氧化铁，使水呈现酸性，即生产了酸性矿井水。PH值低于6的矿井水称酸性矿井水。酸性矿井水在我国部分煤矿特别使南方煤矿分别较为广泛。我国南方煤矿的矿井水pH值一般在2.5～5.8，有时达2.0。pH值低的原因与煤中含硫量高有密切关系。酸性矿井水的形成对地下水造成了严重的污染，同时还会腐蚀管道、水泵、钢轨等井下设备和混凝土井壁，也严重污染地表水
和土壤，使河水中鱼虾绝代，土壤板结，农作物枯萎，影响人体健康。 1酸性矿井水的危害 矿井水的pH值低于6即具有酸性，对金属设备有一定的腐蚀性；pH值低于4即具有较强的腐蚀性，对安全生产和矿区生态环境产生严重危害。具体有以下几个方面： 1>腐蚀井下钢轨、钢丝绳等煤矿运输设备。如钢轨、钢丝绳受pH值探放pH值低的老空水，铁质控水管道和闸门在水流冲刷下腐蚀很快，使放水失去控制而带来灾害； 3>酸性矿井水中SO42-含量很高，与水泥中某些成分相互作用生成含水硫酸盐结晶。这些盐类在生成时体积膨胀。经测定，当SO42-生成CaSO4?2H2O时，体积增大一倍；形成MgSO4?7H2O时，体积增大430％；体积增大使混凝土构筑物结构疏松、强度降低而受到毁坏。 4>酸性矿井水还是环境污染源。酸性矿井水排入河流，pH质小于4时，会使鱼类死亡；酸性矿井水排入土壤，破坏土壤的团粒结构，使土壤板结，农作物枯黄，产量降低，影响工农关系；酸性矿
对深基坑工程降水的几点认识和体会 徐成家（中隧集团科研所） 摘要：本文介绍了地下水对深基坑工程的危害和深基坑降水的一些理论知识和实践体会，也介绍了深基坑降水对环境影响的计算方法和防范措施，以期对今后类似工程降水有一定的借鉴和参考作用。 一、概述 现在，随着地下工程及深基坑工程数量的增多，降水技术在全国范围得到应用和推广。北京、上海、深圳、杭州等地的地下工程施工中都采用了地下降水措施并且达到了很好的效果。 在基坑工程中，由于土质和地下水位的条件不同，基坑开挖的施工方法也不相同。在没有地下水的条件下，开挖相对比较简单；但在地下水位较高，而土层又以砂土或粉土为主时，很有可能产生塌方事故。在工程施工中，尤其是深基坑工程中，地下水的危害是非常大的，应受到重视。降水是深基坑开挖的前提，地下水的控制问题成了地下工程中一大技术难题和热点，因此，需要对地下工程降水探索出一套正确的理论指导、合理的设计和恰当的施工措施。 二、地下水对基坑施工的危害 地下水在基坑工程实施过程中的危害主要表现为流沙、管涌和基坑的底鼓或突涌，而且主要发生在土壤颗粒细（尤其是粉质粘土、粉砂等土层）、饱和含水的地区。如上海和杭州地区的某些地方，粉质粘土和薄层粉砂夹层或互层现象严重，且埋藏深度正是深基坑工程涉及的范围，在这些地区通过降低地下水位避免可能产生的工程危害已普遍引起重视。此外，地下水对坑壁和坑底土的潜蚀、孔隙水压力的增长引起有效应力的减小及相应的抗剪强度的降低等多方面的影响也不容忽视。 1、流沙形成的条件 （1）土中粒径在0.01m以下的颗粒含量在30％~35％以上，并含有较多的片状、针状矿物（如云母、绿泥石等）和附有亲水胶体矿物颗粒。这样土的吸水膨胀性较高而相对密度较小，在不大的水流冲力下，细小颗粒即会发生悬浮流动。 （2）水力梯度较大，流速增大，动水压力超过了土颗粒的重量时，就能使土颗粒悬浮流动形成流沙。
城市地下工程建设对地下水环境的影响及措施分析 摘要：与矿产、土地一样，地下空间也是一种不可转移和不可再生的资源，地下水是地 下空间的有机组成部分。随着我国越来越多的城市开始着力开发地下空间资源，地下工程建设对地下水环境的影响日益引起人们关注。文章对常见城市地下工程建设造成的地下水环境问题进行了总结分析，并探讨了相应的预防或减缓措施，希望能够引起人们对城市地下水环境问题的重视。 关键词：城市地下工程；地下水环境；影响 在城市化进程不断加快的时期，城市规模也在不断扩大，越来越多的城市为了缓解地上资源紧张，将目光投向了城市的地下空间。在对城市的地下空间资源进行开发时，如果没有进行科学的设计和施工，很容易造成地下水环境的破坏，从而严重影响整个城市地下水系统的平衡。本文总结分析了常见的城市地下工程对地下水环境造成的影响，希望能够引起社会各界对于地下水环境保护的重视，谨慎、科学地开发利用城市地下空间，采取有效的措施以保护地下水环境。 1 地下工程对地下水动力场的影响 1.1 地下工程人工降水的影响 常见城市地下工程有地铁、地下商场、地下车库、人防工程、过江隧道、地下管线等。城市地下工程基于其空间分布特点，其开发利用须首先对地下岩土体进行开挖，而地下水赋存于地下岩土体空隙中，地下工程的开挖难免会挖至潜水面以下，造成岩土体介质中地下水的涌出。为保证开挖面的稳定性和干燥、便利施工，则需要采取人工降水措施对地下水进行抽排，将地下水水位降至开挖基底以下。遇到地下水赋存量丰富区域，抽排将造成地下水的大量流失；以南京市某地下隧道工程为例，其施工过程中的日抽排地下水可达上万立方米。而一般地下工程建设规模大，施工周期往往在几个月甚至更长；这样一来，局部水动力条件必然会因为长时间的抽水而发生改变，形成地下水降深漏斗。从单个地下工程建设来看，水位降深的影响可能并不大，但不计其数的地下工程降水的累积效应会造成城市地下水系统的失衡。 除了人工降水造成的地下水动力场变化外，在岩溶区进行地下工程建设，还应注意基底溶洞的发育情况。为保证基底稳定，通常需要对基底的溶洞进行充填；但若充填的溶洞为地下岩溶管道流的重要径流通道，充填则将截断地下水的流通路径，有可能地下水径流方向发生重大变化，造成下游地下水水量减少，甚至断流。 1.3 地下工程建成后的影响 地下工程通常会在初期支护和二次衬砌间敷设复合防水卷材、掺入防水剂，并对施工缝、沉降缝，采用具有耐寒、耐老化特性的膨胀止水条和中埋式止水带填缝。一般采取上述防水措施后，可保证地下水不会渗入地下工程内。营运期地下工程垌身对地下水的拦截作用，
地下水对工程建设的不利影响及防治措施 [摘要]地下水是水资源的重要组成部分，也是农业灌溉、工矿企业和城市建设的重要水源之一。生产、生活与工程建设使得地下水发生变化，一定条件下，也会引起沼泽化、盐渍化、滑坡等不利自然现象，在工程建设中还会产生地面沉降、地面塌陷、流砂、管涌、浮托作用、基坑突涌以及对钢筋混凝土的腐蚀作用等现象，因此，了解和掌握地下水的不利影响对工程建设有着重大的意义，对地下水作用处理得当甚至决定了工程建设能否成功。 【关键词】工程建设；地下水；不利影响；防治措施 1、前言 地下水，是贮存于包气带以下地层空隙，包括岩石孔隙、裂隙和溶洞之中的水。地下水是水资源的重要组成部分，是农业灌溉、工矿企业和城市建设的重要水源之一。生产、生活与工程建设使得地下水发生变化，在工程建设中，会引起地面沉降、地面塌陷、流沙、管涌、浮托作用、基坑突涌以及对钢筋混凝土的腐蚀作用等现象。下面主要介绍了地下水对工程建设的不利影响、产生原因以及防治措施。 2、地下水对建筑工程的不利影响、产生原因及防治措施 2.1地面沉降：（由于地下水位下降引起的地面沉降） 全国有近70个城市因不合理开采地下水诱发了地面沉降，沉降范围6.4万平方千米，沉降中心最大沉降量超过2m的有上海、天津、太原、西安、苏州、无锡、常州等城市，天津塘沽的沉降量居然达到 3.1m。西安、大同、苏州、无锡、常州等市的地面沉降同时伴有地裂缝。发生地裂缝的地区还有河北、山东、云南、广东、海南等地。 地面沉降以及地裂缝，对城市基础设施构成严重威胁，因其引起垂直移动以及向沉降中心的水平移动，使建筑物基础、桥墩错动，铁路和管道扭曲拉断等现象不断发生，给地面沉降影响范围内的建（构）筑物、市政道路、上下水管道、煤气热力管道、电力通讯管线等都带来极大危害；不得不引起人们高度重视，这也只是国内仅有的问题，国外沿海软土地区也存在这种现象，这是一个全球性的环境工程地质问题。 通过国内外同行多年的监测、分析和研究，控制方法：合理开采地下水；对已开发的地区，对含水层进行回灌。 2.2地面塌陷：（岩溶地区人为局部改变地下水位引起的） 地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落，并在地面形
第7卷 第1期工 程 地 质 学 报V o l.7 N o.1 1999年 3月Journal o f Engineering Geo logy M ar.,1999城市地下空间开发对地下水 环境影响的初步研究 许 吉力 王国权 李晓昭 (南京大学地球科学系 南京 210093) 摘 要 本文以南京地铁、玄武湖水底交通隧道为例,初步分析了玄武湖水底交通隧道对地下水环境的潜在影响。这种潜在影响主要表现在三个方面:阻滞地下水的排泄,引起地下水位的升降,诱发玄武湖水与古河道水的贯通。结果则是地下水污染加剧,城市生态环境的恶化。 关键词 地下工程 地铁 水底交通隧道 古河道 地下水环境 1 前 言 土地是城市空间存在和扩展的载体,当地上空间发展到一定程度时,人们把注意力转向地下空间,而且逐渐认识到了城市地下空间在扩大城市空间容量上的优势和潜力[1]。城市立体化是大城市发展的必然趋势。随着地下空间资源的大力开发,地下水对地下工程的影响引起了人们的普遍关注,但地下工程对地下水环境的影响则很少有人问津,一方面是由于常见的地下工程(如高层建筑深基坑等)不足以对地下水环境构成较大的影响,另一方面也是由于人们还没有认识到这个问题的严重性。本文以南京地铁、玄武湖水底交通隧道为例,初步研究地下工程对地下水环境的潜在影响。 2 地下工程对地下水环境的潜在影响 开发地下空间,不可避免地会对地下水环境造成一定影响。一般地讲,地铁、水底交通隧道等大跨度的地下工程对地下水环境的影响可分为两类:一为隧道施工期间所产生的影响,二为隧道建成后潜在的影响。地下工程施工中为保证开挖面的稳定,往往需要人工降水。例如,在地下水较浅的的地区进行深基坑开挖、用盾构法在饱和土体中施工隧道,都需要进行大面积的人工降水。大面积的人工降水将导致地下水的“漏斗式”下降,使地下水的动力场和化学场发生变化,引起地下水中某些物理化学组分和微生物含量的变化,可能导致地下水的污染逐步加剧,水质恶化;施工中为提高土体的防渗性能和增强土体的强度