2017年造價工程師土建計量講義:地下水


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土建計量講義:地下水分類表
基本類型 | 亞類 | 水頭性質 | 補給區與分布區關系 | 動態特點 | 成因 | ||
孔隙水 | 裂隙水 | 巖溶水 | |||||
包氣帶水 | 土壤水、沼澤水、不透水透鏡體上的上層滯水。主要是季節性存在的地下水 | 基巖風化殼(黏土裂隙)中季節性存在的水 | 垂直滲入帶中季節性及經常性存在的水 | 無壓水 | 補給區與分布區一致 | 一般為暫時性水 | 基本上是滲入成因,局部才能凝結成因 |
潛水 | 坡積、洪積、沖積、湖積、冰磧和冰水沉積物中的水;當經常出露或接近地表時,成為沼澤水、沙漠和海濱砂丘水 | 基巖上部裂隙中的水 | 裸露巖溶化巖層中的水 | 常為無壓水 | 補給區與分布區一致 | 水位升降決定地表水的滲入和地下蒸發,并在某些地方決定于水壓的傳遞 | 基本上是滲入成因,局部才能凝結成因 |
承壓水 | 松散沉積物構成的向斜和盆地—自流盆地中的水、松散沉積物構成的單斜和山前平原—自流斜地中的水 | 構成盆地或向斜中基巖的層狀裂隙水、單斜巖層中層狀裂隙水、構造斷裂帶及不規則裂隙中的深部水 | 構造盆地或向斜中巖溶化巖石中的水,單斜巖溶化巖層中的水 | 承壓水 | 補給區與分布區不一致 | 水位的升降決定于水壓的傳遞 | 滲入成因或海洋成因 |
土建計量講義:地下水的類型
地下水是埋藏在地表以下巖層或土層空隙(包括孔隙、裂隙和空洞等)中的水,主要是由大氣降水和地表水滲入地下形成的。在干旱地區,水蒸氣也可以直接在巖石的空隙中凝成少量的地下水。地下水的分布極其廣泛,密切地聯系著人類生活和經濟活動的各個方面,可以說是一種寶貴的地下資源。但是,地下水也往往給工程建設帶來一定的困難和危害。
根據埋藏條件,將地下水分為包氣帶水、潛水、承壓水三大類。根據含水層的空隙性質,地下水又分為孔隙水、裂隙水和巖溶水三個亞類。
土建計量講義:裂隙水
裂隙水是指埋藏在基巖裂隙中的地下水。根據基巖裂隙成因,將裂隙水分為風化裂隙水、成巖裂隙水、構造裂隙水。
風化裂隙水分布在風化裂隙中,多數為層狀裂隙水;成巖裂隙水分布在成巖裂隙中,成巖裂隙的巖層出露地表時,常賦存成巖裂隙潛水;構造裂隙水分布在構造裂隙中。由于地殼的構造運動,巖石受擠壓、剪切等應力作用形成構造裂隙,其發育程度既取決于巖石本身的性質,也取決于邊界條件及構造應力分布等因素。當構造應力分布比較均勻且強度足夠時,巖體中會形成比較密集、均勻且相互連通的張開性構造裂隙,這種裂隙常賦存層狀構造裂隙水。當構造應力分布不均勻時,巖體中張開性構造裂隙分布不連續不溝通,則賦存脈狀構造裂隙水。具有同一巖性的巖層,由于構造應力的差異,一些地方可能賦存層狀構造裂隙水,另一些地方可能賦存脈狀構造裂隙水。
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土建計量講義:潛水的特征
潛水有兩個特征。①潛水面以上無穩定的隔水層存在,大氣降水和地表水可直接滲入,成為潛水的主要補給來源。因此,在大多數的情況下潛水的分布區與補給區是一致的,某些氣象水文要素的變化能很快影響潛水的變化,潛水的水質也易于受到污染。②潛水自水位較高處向水位較低處滲流。在山脊地帶潛水位的最高處可形成潛水分水嶺,自此處潛水流向不同的方向。潛水面的形狀是因時因地而異的,它受地形、地質、氣象、水文等自然因素控制,并常與地形有一定程度的一致性。一般地面坡度越大,潛水面的坡度也越大,但潛水面坡度經常小于當地的地面坡度。
土建計量講義:承壓水的特征
承壓水是因為限制在兩個隔水層之間而具有一定壓力,特別是含水層透水性越好,壓力越大,人工開鑿后能自流到地表。因有隔水頂板存在,承壓水不受氣候的影響,動態較穩定,不易受污染。承壓水的形成與所在地區的地質構造及沉積條件有密切關系,只要有適宜的地質構造條件,地下水即可形成承壓水。一般來說,適宜形成承壓水的地質構造有兩種:一為向斜構造盆地,也稱為自流盆地;二為單斜構造自流斜地。但是,自然中的自流盆地與自流斜地的含水層,埋藏條件是很復雜的,往往在同一個區域內的自流盆地和自流斜地,可埋藏多個含水層,它們有不同的穩定水位與不同的水力聯系,主要取決于地形和地質構造之間的關系。當地形和構造一致時,即為正地形,下部含水層壓力高,若有裂隙穿越上下含水層,下部含水層的水通過裂隙補給上部含水層;反之,含水層通過一定的通道補給下部的含水層,這是因為下部含水層的補給與排泄區常位于較低的位置。
土建計量講義:裂隙水的特征
裂隙水運動復雜,水量變化較大,這與裂隙發育及成因有密切關系。
風化裂隙水由于風化裂隙彼此連通,因此在一定范圍內形成的地下水也是相互連通。水平方向透水性均勻,垂直方向隨深度而減弱,多屬潛水,有時也存在上層滯水。如果風化殼上部的覆蓋層透水性很差,其下部的裂隙帶有一定的承壓性。風化裂隙水主要受大氣降水的補給,有明顯季節性循環交替,常以泉水的形式排泄于河流中;成巖裂隙水多呈層狀,在一定范圍內相互連通協構造裂隙水、層狀構造裂隙水可以是潛水,也可以是承壓水;脈狀構造裂隙水多賦存于張開裂隙中,由于裂隙分布不連續,所以形成的裂隙各有自己獨立的系統、補給源及排泄條件,水位不一致,有一定壓力,壓力分布不均,水量少,水位、水量變化大。但是,不論是層狀構造裂隙水還是脈狀構造裂隙水,其滲透性常顯示各向異性。這是因為不同方向的構造應力性質不同,某些方向上裂隙張開性好,另一些方向上的裂隙張開性差,甚至是閉合的。
土建計量講義:巖溶水的特征
在厚層灰巖的包氣帶中,常有局部非可溶的巖層存在,起著隔水作用,在其上部形成巖溶上層滯水。巖溶潛水廣泛分布在大面積出露的厚層灰巖地區,動態變化很大,水位變化幅度可達數十米。巖溶地層被覆蓋或巖溶層與砂頁巖互層分布時,在一定的構造條件下,就能形成動態較穩定的巖溶承壓水。總的來說,在巖溶地區進行工程建設,特別是地下工程,必須弄清巖溶的發育與分布規律,因為巖溶的發育可能使工程地質條件惡化。
土建計量講義:松散、軟弱土層
對不滿足承載力要求的松散土層,如砂和砂礫石地層等,可挖除,也可采用固結灌漿、預制樁或灌注樁、地下連續墻或沉井等加固;對不滿足抗滲要求的,可灌水泥漿或水泥黏土漿,或地下連續墻防滲;對于影響邊坡穩定的,可噴射混凝土或用土釘支護。
對不滿足承載力的軟弱土層,如淤泥及淤泥質土,淺層的挖除,深層的可以采用振沖等方法用砂、砂礫、碎石或塊石等置換。
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