4章 地下水.ppt

1 65 第四章地下水 第二节地下水与工程建设 主要内容 第三节地下水防治 第一节地下水的概念 2 65 1 赋存在地表以下岩土空隙中的水 岩土的空隙 1 松散沉积物中的孔隙2 坚硬岩石中的裂隙3 可溶性岩石中的溶隙 连通性好 分布不均匀 连通性差 第一节地下水的概念 2 地下水的分类1 按含水层空隙分 空隙水 裂隙水和岩溶水 Porewater 孔隙水 流动性好 Fracturewater 裂隙水 流动性差 4 65 岩溶水 特点 空间分布极不均匀 动态变化强烈 流动迅速 排泄集中 5 65 2 水在岩土中的存在形式 结合水 强结合水弱结合水非结合水 液态水毛细水重力水固态水气态水 6 65 3 地下水的埋藏条件 图6 2地下水的类型 7 65 含水层 aquifer 给出并透过相当水量的岩土层 隔水层 interlayer 不透水但可含水的岩土层 滞水层 弱透水的岩土层 含水层的形成条件 岩土层有较大空隙 为隔水层所限 有补给来源 8 65 地下水埋藏类型 图6 1地下水埋藏示意图1 承压水位 2 潜水位 3 隔水层 4 含水层 A 承压水井 B 自流水井 C 潜水井 9 65 第二节地下水与工程建设1 化学成份 化学性质pH值矿化度硬度 气体成分O2H2SCO2 离子成分Cl SO4HCO3 Na K Ca 2Mg 2 2 地下水对土木工程的危害1 地下水对建筑物和建筑材料产生腐蚀作用 2 水位升降使建筑物地基产生不均匀上升和沉降 影响的稳定与安全 3 地下水渗流引起岩土变形 强度降低 引起地质灾害 4 地下涌水影响施工 甚至工程废弃 人员伤亡 上海地铁透水 地下工程遇大量水后防止和治理无效而废弃等危害 因此 地下水是工程地质分析 评价和地质灾害防治中的重要影响因素 11 65 1 地下水对建筑材料的腐蚀性 溶出侵蚀 混凝土中Ca OH 2成分被水溶解 碳酸侵蚀 含侵蚀性CO2的水溶解混凝土中的钙质而使混凝土崩解 硫酸盐侵蚀 水中SO4 2与混凝土作用生成新的化合物 由于体积膨胀而胀裂 酸性侵蚀 pH值低的酸性水对混凝土具腐蚀性 镁盐侵蚀 水中镁盐与混凝土作用后生成化合物溶解于水 12 65 地面沉降地面塌陷流砂管涌浮托作用基坑突涌 2 影响建筑物地基的稳定与安全 3 引起地质灾害 13 65 基坑突涌 隔水层的安全厚度 据 得 若不满足上述厚度 需降水 使基坑中心承压水位降深满足 则 14 65 渗透变形 seepagedeformation 管涌 单个土颗粒发生独立移动的现象 多发生在不均匀的砂砾土中 流土 一定体积的土粒同时发生移动的现象 多发生在均质砂土层和粉土层中 15 65 第三节 地下水控制 1 地下水控制的一般方法控制方法 明沟排水 井点降水 深井降水 隔渗等 结合工程的具体情况与要求 按照技术可行 安全可靠 经济合理的原则比较分析 优选控制地下水方案 1 控制渗流的方法 1 截水墙控制 各种截水墙 2 截流排水 3 井点和深井降水 2 流砂与管涌的防治流砂 突发地大量带走岩土颗粒 管涌 缓慢地 由少到多地带走岩土细小颗粒 措施 人工降低水位 避免水下开挖 冻结 化学加固等 16 65 3 坝基防渗和排水 1 注浆帷幕防渗 在渗水上游钻孔 高压注人水泥浆形成防水屏障 2 防渗墙止水 3 坝基排水 4 边坡工程的地下水控制 1 地下水对边坡工程的影响 A 近期淤积的软土组成的岸坡 在地下水的浸泡下岩土体的强度降低 同时地下水引起岸坡侵蚀 并产生渗透压力 影响岸坡的稳定 B 对路坡 库坡 土石坝等人工边坡 地下水使裂隙充水 产生静水压力作用 地下水渗流 对边坡产生动水压力 对边坡岩土软化 降低强度 C 地下水向坡外渗流 产生流砂 管涌等现象 破坏边坡的结构和强度 造成边坡变形 崩塌 滑移等 17 65 2 边坡工程的地下水控制 A 控制地表水对地下水的补给 B 排除滑坡体内的地下水 方法有 钻孔排水 竖井抽水 巷道排水等 5 基坑工程的地下水控制 1 地下水对基坑工程的影响 A 恶化基坑开挖施工条件 B 造成流砂 管涌等不良现象 C 软化基坑周围的土质 降低坑壁 坑底岩土体的强度 产生侧壁变形和 底鼓等 D 造成基坑突然涌水 E 静水压力增大了支护结构上的压力 18 65 2 基坑工程的地下水控制 A 明沟排水 在基坑内设置排 截 水沟和集水井 用抽水设备将地下水排走 B 井点降水 利用井 孔 在基坑周围同时抽水 把地下水降低到基坑底面以下的降水方法 C 隔渗 包括侧向隔渗和封底隔渗 侧向隔渗有截水墙 截水帷幕和冻结法 6 地下工程的地下水控制 1 地下水对地下工程的影响 A 静水压力作用增大了洞室支护结构的压力 造成洞室变形和失稳 B 软化岩土 降低强度 C 产生涌水 流砂 涌泥等现象 引起洞室变形 塌方 造成事故 19 65 2 地下工程的地下水控制 A 选择不受地下水影响的地段作为地下工程的位置 B 合理确定开挖支护施工方法 C 同时考虑静水压力和动水压力设计支护 D 对可能发生的大量涌水