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给水管道设计中的工程地质问题

工程地质学是将地质学的原理运用于解决与工程建设有关的地质问题的一门学科，其研究对象是工程地质条件与人类的建筑活动之间的矛盾。
地球具有圈层构造，其中外部圈层分为大气圈、水圈和生物圈，内部圈层分为地壳、地幔和地核。工程建（构）筑物都坐落于地壳层上。地壳的平均厚度为33km，通常为固态岩石所组成（局部有火山岩浆），包括岩浆岩（如花岗岩）、沉积岩（如石灰岩）和变质岩（如大理岩）三大岩类。
由于内、外动力地质作用的长期影响，在地壳表面引起的各种不同成因、不同类型、不同规模的起伏形态称为地貌，如高山、丘陵、平原、河床、海滩、沙丘等。
地质构造运动分为垂直升降运动和水平运动两种类型，其结果包括褶皱（指岩层的永久性弯曲）、节理（指岩石中的小型断裂构造）和断层（指岩石中具有显著相对位移的断裂构造）。
给水管道设计中的工程地质条件包括：地形地貌、地质结构与构造、岩土类型及性质、水文地质条件及不良地质作用等。
地形地貌是制约给水管道设计与施工的重要因素。如丘陵地区地质条件相对稳定，但地形起伏较大，所以管道附件（如弯头、排气阀等）较多。平原地区虽然地形较为平坦，但其地基土多属湖（海）相沉积土，为软弱地基土，必要时需进行地基处理；又加之河网密布，管道设计与施工都比较复杂，需多次跨越河沟（可采用倒虹吸、管桥、顶管、定向钻穿越等形式），工程建设成本较高。
地质结构与构造对管道工程的影响相对较小，这是因为长直管道可以看作柔性结构，对地基变形的适应性较好。又因平原地区的给水管道大多建于软土地基，很少在岩石地基上敷设，故问题不是很突出。
岩土类型及性质是管道基础工程设计与地基处理中十分重要的参数。有关该部分内容将在《给水管道设计之岩土力学基础》一文中讲述，本文不再讨论。
水文地质条件对管道工程有一定的影响。当地下水位较高时，地基土含水量大，对管道抗浮稳定不利；黏性土处于塑态甚至流态，导致地基承载力降低；砂性土易产生流砂，不利于基坑稳定；基坑开挖时需要降、排水，导致施工成本上升。此外，当地下水含有腐蚀介质时，还需考虑管道的防腐蚀问题。
不良地质作用主要包括滑坡、泥石流、地面沉降、地震等。对非抗震设防区，管道设计时可不考虑地震作用。地面沉降往往与大量开采地下水有关；泥石流一般也很少发生，均可不予考虑。若管道设计沿松散岩质边坡敷设时，需注意沿线是否会产生滑坡、崩塌等现象，以确保管道安全。

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