Наука, изучающая подземные воды, их движение, свойства и состав, называется гидрогеологией.
Наличие подземных вод при проходке тоннеля всегда осложняет производство проходческих работ. В зависимости от гидрогеологических условий приток воды в выработку может изменяться в больших пределах: от нескольких кубических метров в час до 2000-2500 м3/ч. Большие водопритоки требуют специальных мер по отводу воды и высокопроизводительного оборудования для ее откачки на поверхность.
В ряде случаев подземные воды изменяют свойства горных пород, Некоторые глины при увлажнении набухают и тяжело разрабатываются. Глинистые сланцы при попадании воды теряют устойчивость. Насыщенные водой пески легко отдают воду при проходке выработки, это требует их предварительного осушения. Тонкозернистые пески с примесью илистых частиц способны удерживать воду и превращаться в плывуны. Проходка в таких условиях очень сложна и требует применения специальных способов.
Подземные воды являются важным фактором, который надо учитывать при проектировании метрополитена — выборе трассы, применении тех или иных конструкций, способах гидроизоляции, составлении проекта организации строительства. При проведении инженерно-геологических изысканий определяют наличие подземных вод, их характер, химический состав, ожидаемые водопритоки лри проходке. Наличие подземных вод в слое породы определяется бурением разведочных скважин. Основными типами подземных вод являются верховодка, грунтовые безнапорные воды и напорные (артезианские) воды.
Верховодкой называют воду, находящуюся на глубине 2-3 м от поверхности земли над водоупорным слоем. В местах, где водо-упор кончается, верховодка также исчезает, стекая в нижележащие пласты водопроницаемых пород (песков, трещиноватых известняков и др.). В засушливую погоду, а также зимой верховодка обычно исчезает.
Грунтовые воды — это подземные воды, находящиеся выше первого водонепроницаемого слоя пород. Основным источником их образования являются атмосферные осадки. В скважине или в выработке уровень грунтовых вод сохраняется на той глубине, на которой они появились, так как напор в грунтовых водах отсутствует. Верхняя свободная их поверхность называется зеркалом грунтовых вод.
Более глубокие, перекрытые водоупорными пластами водоносные слои (их называют еще водоносными горизонтами) несут межпластовые (напорные) воды. При вскрытии межпластового водоносного горизонта скважиной напорные воды поднимаются в скважине и устанавливаются выше водоупорной кровли водоносного пласта.
Подземные воды, содержащие вредные примеси, которые оказывают разрушающее действие на обделку тоннеля, называют агрессивными.
