淺析水利水電工程中地質勘察問題

劉凡熙

摘 要：分析水利水電工程地質勘察過程中存在的問題，具有十分重要的現實意義。文章主要闡述水利水電勘察中地下水引起的巖土工程危害，水利水電工程地質勘查中對水文地質的評價內容以及各種勘測技術的發展及應用。

關鍵詞：水利水電工程；水文；地質勘察

水利水電工程地質勘察的目的和任務是：查明工程建筑物地區的工程地質條件，分析預測可能出現的工程地質問題，充分利用有利的地質條件，避開或改造不利的地質因素；水文地質勘察的目的和任務是查明地下水的形成、分布規律，并在此基礎上對地下水資源做出水量與水質評價。

1 地下水對巖土工程的危害介紹

地質勘察對水利水電工程有非常重要的影響，地下水作為巖石土體的組成部分之一，不但會影響建筑項目場地地基層的巖土體性，還會影響水利水電工程建筑地基的穩定性和持久性。因此在進行勘察中不能忽視水文地質問題，要深入分析，不能只做一般性的評價，否則會影響水利水電工程的順利開展。

地下水在巖土體中有不同的存在方式：按埋藏條件分為上層滯水、潛水、承壓水；按含水層空隙性質分為孔隙水、裂隙水、巖溶水。地下水位升降變化和地下水動水壓力作用都會引起巖土工程的危害，可分為三種方式：

一是水位上升引起的巖土工程危害。二是地下水位下降引起的巖土工程危害。三是地下水頻繁升降對巖土工程造成的危害。

地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產生不均勻的膨脹收縮變形，當地下水升降時，會導致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大，嚴重的會導致地裂引起構筑物特別是輕型構筑物的變形、崩塌破壞。

地下水在天然狀態下的動水壓力作用比較微弱，一般不會造成什么危害，但在人為工程活動中，如抽取地下水、修建水庫等行為改變了地下水天然動力平衡條件，移動的動水壓力通常會引起一些嚴重的巖土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等。

2 水利水電工程對水文地質勘察評價內容

很多水利水電工程企業在進行水利水電工程地質勘察時，在設計基礎上和施工基礎上沒有深入評價水文地質對巖土工程的影響，導致許多工程的質量受到威脅，造成下沉或開裂的的后果，因此，水利水電工程的勘察中一定要加強做好水文地質的研究和詳細評價，提出預防及治理措施的建議。其對水利水電工程水文地質勘察中的評價內容有如下：

從巖層、構造、地貌等方面闡述區域的水文地質特征及其一般規律，根據地下水的分布、類型、及其與地表徑流的關系、水化學類型進行評價。

應重點評價地下水對巖土體和建筑物及建筑物基礎的作用和影響；對可能產生的巖土工程危害進行預測，并提出防治措施。消除地下水對工程建設的負面影響。

水利水電工程勘察中還應根據建筑物及建筑物地基類型的需要，查明有關水文地質問題，進行選型，提供所需的水文地質資料。

對地下水的天然狀態進行查明，并分析預測地下水在人為工程活動中的會發生的變化情況，及對巖土體和建筑物的反作用。

按地下水對水利水電工程的作用與影響，提出不同條件下的地質問題。

3 水利水電工程地質勘察技術與應用

近年來，我國在水利水電工程勘察技術手段獲得了飛速發展，從深度、廣度及精度上都獲得了巨大的進步，其主要的技術手段及應用如下：

3.1 工程地質測繪

工程地質測繪是運用地質學的理論和方法，通過野外調查和綜合研究勘察場區的地形地貌、地層巖性、地質構造、不良物理地質現象、水文地質條件等，并將它們填繪在適當比例尺的地形圖上，為下一步布置勘探孔、試驗及長期觀測工作打下基礎。工程地質測繪的比例尺主要取決于不同的設計階段。工程地質測繪使用的地形圖必須是符合精度要求的同等或大于工程地質測繪比例尺的地形圖。圖件的精度和詳細程度，應與地質測繪比例尺相適應。在圖上，大于2mm的地質現象應盡量反映，寬度不足2mm的重要工程地質單元，如軟弱夾層、斷層等，要擴大比例尺表示，并注示其實際數據。地質界線誤差，一般不超過相應比例尺圖上的2mm。

3.2 水文地質測繪

水文地質測繪是通過對地質、地貌、第四紀沖洪積物、新構造運動、地下水的調查，填繪出水文地質圖，查明勘察場區內地下水形成與分布的基本規律，在此基礎上做出初步的開發利用遠景評價，并對區內存在的水文地質問題等提出防治措施。

3.3 工程地質勘探

工程地質勘探是在工程地質測繪的基礎上，進一步查明地下工程出現的問題和取得較深入的資料。主要有工程鉆探、工程物探、坑探、遙感技術等。

3.3.1 工程鉆探。鉆探是指為了鑒別和劃分地層，用鉆機從地表向地下鉆進，在地層中形成圓柱形鉆孔。鉆探是水利水電工程勘察中最基礎的一種方法，應用廣泛。鉆探通過鉆孔采取不同深度的巖芯可直觀地確定地層巖性，地質構造，巖體風化特征等，從而判斷地質情況，查明地下水的類型。從鉆孔中取出的巖石、土樣可進行室內試驗，用以測定巖土層的物理力學性質和指標。利用鉆孔可進行工程地質、水文地質及灌漿試驗、長期觀測工作及地應力測量等。地質人員在鉆探過程中應根據鉆探質量要求，認真記錄鉆探中出現的各種地質現象；對于像砂礫石層、軟弱夾層、滑坡等特殊地段，應選擇合理的鉆探方法以保證成果能夠真實反映該地段的地質條件。

3.3.2 工程物探。工程物探是工程地球物理勘探的簡稱，它是以地下巖土層（或地質體）的物性差異為基礎，通過儀器觀測自然或人工物理場的變化，確定地下地質體的空間展布范圍（大小、形狀、埋深等）并可測定巖土體的物性參數，達到解決地質問題的一種物理勘探方法。巖層有不同的物理性質，物探應用觀測儀器來測量勘探區的物理參數，如導電性、彈性、磁性、密度等參數。工程物探主要有以位場理論為基礎的重力場勘探、磁場勘探、直流電場勘探等，以及以波動理論為基礎的地震波勘探、電滋波勘探等。

3.3.3 坑探。坑探是指用挖坑方式觀察地層地質情況的作業。其特點是勘察人員能直接觀察到地質結構，便于素描，且準確可靠。對研究斷層破碎帶、軟弱泥化夾層和滑動面（帶）等的空間分布特點及其工程性質等有重要意義。坑探主要包括探坑、探槽、淺井、豎井、斜井、平洞等。由于坑探人員能夠直接深入地進行觀察，記錄，揭示地質現象，且對地質體擾動較小，可以不受限制地采取原狀結構試樣，并可用來做現場大型試驗，所以坑探在水利水電項目中作為一種輔助勘察手段被廣泛使用。

3.3.4 遙感技術。遙感技術是通過對信息的分析、研究，確定目標物屬性和相互關系的一種技術，它從遠處探測、感知物體或事物而不直接接觸目標物或現象而搜集信息，在水利水電勘察中也應用較為廣泛。遙感技術根據遙感平臺高度的不同，一般分為地面遙感、航空遙感和航天遙感共3大類。按探測電磁波的工作波段分類，可分為可見光遙感、紅外遙感、微波遙感等。

遙感技術優勢：（1）感測范圍大，具有綜合、宏觀的特點（大面積同步觀測）。（2）信息量大，具有手段多，技術先進的特點。（時效性）。（3）獲取信息快，更新周期短，具有動態監測特點。（數據的綜合性和可比性）

4 結束語

水利水電工程中的地質勘探是惠民利民的基礎性工程，在預防地質災害、工程初期設計方面都起著重要的作用，地質人員要查明工程項目區域的地質問題，評價和分析地下水對巖土體和建筑的影響，采用最佳的勘察技術，制定高效、合理的勘察方案，為工程設計和施工提供詳細準確的地質資料，消除或降低各種地質問題對水利水電工程建設的不利影響，保證水利水電工程的順利開展。

參考文獻

[1]楊連生.水利水電工程地質[M].武漢：武漢大學出版社，2004.

[2]李榮偉，侯恩科.水利水電工程地質勘測的主要方法及其發展[J].四川水力發電，2007（12）.