马晓蕾

(河南省地质矿产勘查开发局第一地质环境调查院，河南 郑州 450000)

地下水在滑坡和隧洞涌水地质灾害中的作用分析

马晓蕾

(河南省地质矿产勘查开发局第一地质环境调查院，河南 郑州 450000)

地下水是影响地表地质灾害最为重要的因素，对地下水在地质灾害中的作用进行评价、预测以及防治具有重要意义。本文对地下水的物理作用、化学作用及力学作用进行研究，重点对地下水在滑坡灾害和隧洞涌水灾害中的作用进行分析，结果发现，在高强度暴雨作用下，坡体稳定性将受到地下水的影响。当地表水不断入渗，坡体内部会存有连续性的地下水位现象，地层会受到大规模的顺层滑坡影响产生缓坡。而在隧道施工中，隧道涌水灾害产生的频率比较高，也是由于地下水流动性及水头压力过高导致。该研究结果对研究地质灾害对地下水的敏感程度具有重要意义。

地下水；滑坡；隧洞涌水；地质灾害

地下水是影响地表地质灾害最为重要的因素，对地下水在地质灾害中的作用进行评价、预测以及防治，具有重要意义。由于不同的岩土层在性质、结构以及应力状态不同，地下水对地质环境的敏感性也会不同。需要根据地质环境条件下的地下水作用进行分析，研究地质灾害对地下水的敏感程度，对地下水致灾效应进行分析研究，对于水敏型岩土体，具备某个特殊的水文地质条件、某个水作用敏感因素，为水敏因素。当这种因素的产生为岩土体结构，可以被成为水敏结构。基于这种情况的分析，无论其产生哪种问题，都需要对其研究。

1 地下水对地质灾害发生的主要作用

1.1 物理作用

地下水存在的物理作用，主要是岩土材料会产生软化效应，具备一定的化学性质。对该方面已经加大了研究，并获得更多成果。对于地质灾害产生的过程，可以研究岩土层中含有粘土矿物情况，将会产生一定的现实发展意义。如果岩石中含有粘土矿物，在强度、变形特性上将具有较高的含水率和敏感度。对于斜坡来说，存在的滑面一般在地下水营利活跃带产生，该区域内常常存有粘土矿物，并且较为集中。因为粘土受粘滞性、遇水软化行为的影响，将在滑带与滑体之间产生润滑作用。当滑带中粘土矿物不断增加的同时，会产生更明显的润滑效应。所以说，在润滑作用下，将导致坡角出现几度平缓斜坡倾角，在界面上远距离滑移。并且，粘土矿物质对水具备敏感性，受润滑作用的影响，含水量逐渐增多，降低抗剪强度。同时，粘土能够实现低渗透性，能够达到隔水边界的作用，将其应用到坡边外围地表径流，具有明显效果[2]。

1.2 化学作用

地下水产生的化学作用是通过水——岩界面产生的，其化学反应为离子交换、溶解、水化等。目前，在研究过程中，对地质灾害的形成过程进行研究。受化学作用的影响，水岩反应的产生将会使岩土体、软弱结构面的化学成分、物理力学性质产生变化，从而影响工程的正常实施。在宏观结构面岩体内地下水，也会导致粘土矿物的结构面形成与聚集，受岩体力学行为的影响更为明显。处了宏观地质界面，水岩反应还可以在岩块空间内存有损伤，并形成粘土矿物。在水岩反应下，能够及时迁移，利用助液相组分下在浓度下以及宏观结构面内组分低浓度，也可以从宏观结构面扩展到内部岩块深处[3]。

1.3 力学作用

地下水的力学作用为：空隙水压力产生的效应、动水压力下以及地下水流机械作用下产生的潜蚀、管涌现象。空隙水压力也为静水压力，容易在降雨期间引发滑坡。如：在降雨后期，斜坡岩土体内的空隙水压力逐渐升高，导致潜在滑动面上的有效应力、抗剪强度逐渐降低，从而引发滑坡现象的产生。在一定的水文地质环境、结构条件下，高空隙水压力将使地下工程在施工过程中出现涌水现象。在该情况下，受高空作用力的影响，会使工程人员受到严重伤害，影响工期的正常实施。在动力压力下，地下水在渗流过程中，受岩土颗粒、隙壁阻等作用力的影响比较严重。大气降雨期间，会提高斜坡体后缘的水位，前缘的水头就会比较缓慢，导致坡体水头差增加。所以说，降雨与水库泄水，都会导致边坡稳定性不够。地下水流受机械性的影响，土体出现潜蚀、管涌现象，目前，得到人们的普遍重视，尤其在我国长江、黄河中下游、淮河等流域，容易遭受暴雨，并产生持续性的动力压力作用，在这种情况下，不仅会使堤内地下水流受到机械侵蚀，还会产生潜蚀、管涌等现象，从而造成严重的危害性，影响其施工安全[4]。

2 地下水是引起滑坡灾害的主要诱因

大型滑坡现象主要是超强度降雨引起的，地下水受顶托、楔裂、促动作用的影响。在强烈降雨时间，会存在长时间的孕育过程和短时期的、突发性的下滑过程。在高强度暴雨作用下，地下水将受到坡体稳定性的影响。当地表水不断入渗，坡体内部会存有连续性的地下水位现象，受动水压力现象的影响，也会产生一定作用。在平缓地区，地层会受到大规模的顺层滑坡影响，导致地下水在顶托、水垫效应、裂缝水压力影响下，使裂缝产生楔裂作用[7]。

(1)由于基岩结构位置比较复杂，促进降雨入渗汇聚。对于滑坡位置，受构造作用的影响，导致基岩结构风化裂隙，促进降水入渗作用的形成。

(2)对于原始坡体上部，为不透水的泥岩层，而下部为透水砂岩层。其结构具备“水密”效应，水是在砂-泥岩界面以及裂缝中存在的。

(3)当产生高强度暴雨后，会使其汇集到地下水，无法沿界面进行排除，以使其内部产生承压水盆。

(4)由于坡体厚度不大，受高水头压力的影响，将会产生“水垫效应”，导致摩擦力逐渐下降，使坡体受到极限平衡状态。

(5)地下水在发育地区，由于构造裂隙的影响，将在裂隙中产生高压水流，将会使坡体产生裂缝楔裂、撕开等趋势。但在实际情况下，滑坡后产生的坡体将会出现一定的分块现象，无论是形成的后缘形态，还是次级快体边界，都会产生一定的区域性剪节理现象[6]。

(6)在裂隙水压力达到一定程度期间，坡体将会出现溃裂、解体等现象，导致驱动坡体实现分块运动，使其在运动中及时解体。

3 地下水引起的隧洞涌水灾害分析

隧道工程施工中的地下水涌水也为主要的地质灾害。我国从1988面的建立的铁路隧道中，有80%的隧道在施工中存在涌水问题，在实际运行期间，也存有漏水危害。在隧道施工中，涌水问题为常存在的地质灾害现象，影响着隧道的正常运营。隧道涌水现象与地质灾害相比较，存在一定特点。具体表现在：涌水问题产生的频率比较高，因为地下水具备一定的流动性，在地壳表层中分布，大多数的隧道都会产生在地下水富集带、附近，尽管存在导水通道，将出现涌水问题。所以，将使产生的一些条件多于灾害类型的产生。当产生大规模的隧洞涌水，不仅会影响到施工自身，使其受到一定阻碍，还会导致浅层地下水、地表水枯竭，并加大地面的塌陷现象的产生，引起环境地质问题。在深埋长隧道中，因为该隧道地质地段具有一定的复杂特征，水文地质单元复杂，存在大量的水源补给作用。所以，涌水问题具备两方面的特征。如：涌水数量大、水头受到的压力高 。在开挖隧道期间，将使地下水排泄期间产生新的通道，影响原有的补径排循环系统平衡性，在该情况下，不仅影响了径流循环，还加大地下水对岩体改造作用。深埋隧道受水头压力高因素的影响，将导致力学改造作用更为明显。地下水受到的力学作用比较明显，如：静水压力、动水压力的影响，都会使岩体产生水力劈裂问题，增加裂隙的连续性，扩大张开度，促进高速水流的涌出。一般情况下，在隧道进行开挖后期，要在静水压力下，使高水头上裂缝撑开。在其张开一定程度后，高速水流会采用喷射的方式涌出，具备较强的动水压力。喷射的水流将给施工人员、施工设备形成冲击力作用，从而导致灾害的产生。在动水压力下，裂隙面上存有的充填物也会产生变形、位移等现象，从而产生扩展裂缝。

4 结语

地质具备多变性与地质体结构的复杂性，不同的地质体会受到不同程度的作用影响，所以，在实际工作中，需要注意到水敏型地质结构的分析和判断。对地下水的物理作用、化学作用及力学作用进行研究，重点对地下水在滑坡灾害和隧洞涌水灾害中的作用进行分析，并获得更多成果,对于地质灾害发生过程以及后期的防治具有一定的现实发展意义。

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[5]于国强,张茂省,胡炜，等.天水市“7.25”群发性山洪地质灾害发育特征及成因分析[J].西北地质.2014(3):185-191.

[6]袁宏,钟红梅,柳芳，等.山区小流域地质灾害特征及监测预警系统构建[C].中国地质灾害防治学术交流会论文集.2014:295-300.

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2017-04-18

马晓蕾(1982-)，女，河南新密人，工程师，主要从事水文地质和环境地质工作。

P642.2

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1004-1184(2017)04-0178-02