水利工程壩址選擇的工程地質(zhì)勘察分析

孫一濤

(撫州市水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院，江西 撫州 344000)

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水利工程壩址選擇的工程地質(zhì)勘察分析

孫一濤

(撫州市水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院，江西 撫州 344000)

摘要：水利工程建設(shè)需要對(duì)壩址的選擇有足夠的考慮，項(xiàng)目計(jì)劃確定中，工程地質(zhì)勘察人員需做足充分的準(zhǔn)備，對(duì)工程建設(shè)資料、地質(zhì)資料、建設(shè)地地質(zhì)狀況等有清晰的認(rèn)識(shí)。對(duì)水利工程的建設(shè)圖紙和施工方案也要熟悉。在選擇合適的壩址上，要建立一個(gè)工程地質(zhì)勘察方案，確保每個(gè)環(huán)節(jié)都能正確的實(shí)施，對(duì)地質(zhì)勘察研究和出現(xiàn)的問題進(jìn)行詳細(xì)的分析、記錄，從而找出合理的應(yīng)對(duì)策略，根據(jù)水利工程的實(shí)際建設(shè)情況，選取適合的壩址。

關(guān)鍵詞：水利工程；工程地質(zhì)勘察；壩址選擇；地質(zhì)構(gòu)造；建筑材料

水利工程在壩址選擇和建設(shè)施工中有著自身的特點(diǎn)，相較于建筑工程，它需要對(duì)地質(zhì)勘查知識(shí)和工程水文地質(zhì)有正確的認(rèn)識(shí)。水利工程建設(shè)會(huì)使河流和水文地質(zhì)發(fā)生適應(yīng)工程發(fā)展的改變，在一定程度上這種變化會(huì)導(dǎo)致水庫滲漏、壩下游河床沖刷和水庫彼岸不穩(wěn)定等現(xiàn)象，可能會(huì)危及到工程建設(shè)的質(zhì)量。施工單位必須對(duì)水利工程進(jìn)行全面的考慮，從地質(zhì)勘察、施工準(zhǔn)備、施工技術(shù)和隱患防范等環(huán)節(jié)確保質(zhì)量問題。在水利工程壩址的選擇上，不僅要考慮到主體建筑的質(zhì)量狀況，還要做好引水、發(fā)電廠、航閘施工等建筑的地質(zhì)條件，保障水利工程的建設(shè)質(zhì)量。

1在壩址選擇中的工程地質(zhì)勘察任務(wù)

在水利工程建設(shè)中，對(duì)地質(zhì)條件要求較高，而能夠符合條件的自然地質(zhì)偏少。如何在存在缺陷地質(zhì)條件中設(shè)計(jì)好壩址選取的最優(yōu)方案，這就需要施工單位進(jìn)行認(rèn)真的考慮和分析，采取不同的方法進(jìn)行有效的處理。同時(shí)，相對(duì)于地質(zhì)條件較差、施工作業(yè)困難和投入資金巨大的方案首先應(yīng)該排除[1]。在壩址選擇上，施工單位應(yīng)該注意地質(zhì)勘察中包含的各項(xiàng)因素，逐步進(jìn)行闡述和分析，采取預(yù)防措施和進(jìn)行科學(xué)有效的處理。

1.1區(qū)域的穩(wěn)定性

區(qū)域穩(wěn)定性是水利水電建設(shè)的基礎(chǔ)，對(duì)水利工程在后期的發(fā)展中有重要的影響。在壩址設(shè)計(jì)中，對(duì)需要開發(fā)的河段進(jìn)行檢測(cè)工作，認(rèn)真分析地殼和該區(qū)域的穩(wěn)定性，在選擇上一定要實(shí)地進(jìn)行勘察和結(jié)合相關(guān)的數(shù)據(jù)資料，深入研究。重點(diǎn)考慮在地震中會(huì)對(duì)壩址和工程建設(shè)造成的影響，根據(jù)地震監(jiān)測(cè)部門提供的詳細(xì)資料，分析地震的安全性等級(jí)和產(chǎn)生的危險(xiǎn)性。通過這些有效的措施，實(shí)行可行性的研究方案，認(rèn)真解決好區(qū)域穩(wěn)定性因素。

1.2地形地貌特征

地形地貌特征決定了水利工程壩型的選擇，對(duì)工程施工條件和設(shè)計(jì)方案有著制約性作用。在工程地質(zhì)勘察中，需要熟悉地形對(duì)壩型的施工條件，因壩址的選擇上對(duì)地形要求在一定的范圍內(nèi)，狹小、分明的基巖“V”型谷能夠適合設(shè)計(jì)壩址。同樣，在“U”型的基巖河谷內(nèi)，因本身合適修建混凝土重力壩或者砌石壩，在周圍的河床谷地風(fēng)化現(xiàn)象較深，具有堅(jiān)硬的沉積層，在自然條件下適用于工程壩址的設(shè)計(jì)。在勘察中，不同的地形地貌都有不同結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)，針對(duì)這些限制條件充分的分析，對(duì)每個(gè)河谷地段的結(jié)構(gòu)土層進(jìn)行研究，計(jì)算在施工中將會(huì)產(chǎn)生的問題，做出有效的解決措施。勘察人員在壩址的選擇上一定要對(duì)地形地貌認(rèn)真考慮。

1.3巖土的性質(zhì)

1)在巖石的類型中，塊狀的結(jié)晶巖體具有自身獨(dú)特的特點(diǎn)，完整的巖體結(jié)構(gòu)、抗水性能較強(qiáng)、堅(jiān)硬強(qiáng)度大和透水性能弱，適用于高混凝土壩的基地選取，在這之中花崗巖的巖石性能最為顯著。在進(jìn)行選取時(shí)，做好充分的準(zhǔn)備工作，對(duì)巖石周圍不同時(shí)期的接觸邊緣進(jìn)行研究，考慮風(fēng)化夾層和風(fēng)化殼的分布位置，在壩址選取時(shí)要注意避開不利因素，選擇合適的方案。

2)噴出巖的類型研究上，其抗水性能強(qiáng)、強(qiáng)度較高，通常也是壩基選取的首要考慮。在相關(guān)資料中顯示，沿海地區(qū)、東北和華北都有部分水利工程建設(shè)在噴出巖上選取。同時(shí)，噴出巖因氣候影響，在噴發(fā)間斷面存在松散砂礫石層、夾泥層和風(fēng)化現(xiàn)象的夾層，在工程地基的抗滑穩(wěn)定性上可以產(chǎn)生關(guān)系重大的影響。另外，玄武巖中滲透性能較強(qiáng)，在壩址選取時(shí)需要多加的考慮，認(rèn)真的分析、研究。比如，在山西省的冊(cè)田水庫大壩中，桑干河干流的新生代玄武巖，柱狀節(jié)理的透水性很強(qiáng)，在壩基和繞壩位置透水嚴(yán)重，對(duì)水庫的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生了重要影響。

3)在勘察中，關(guān)于深變質(zhì)的石英巖、片麻巖、混合巖等巖石類型種類，其具有較高的強(qiáng)度、透水性能差和抗水性能強(qiáng)的特點(diǎn)都適用于壩址的選取。但是，在自身?xiàng)l件下，層面的軟弱夾層的存在也需要引起格外的注意。在壩址選擇上，做好準(zhǔn)備工作，對(duì)軟弱礦物聚集的地方進(jìn)行合理的排除，另外在淺變質(zhì)巖的千枚巖區(qū)和板巖上做好防范工作，格外注重巖石的泥化軟弱問題。

4)沉積巖較為普遍的存在，厚層的碳酸巖石和砂巖能夠作為很好的壩址選取地，該巖石的類型較為復(fù)雜、多變。在厚層的硬巖夾層中出現(xiàn)軟弱巖層，且夾層的抗水性能較差，強(qiáng)度較低，在結(jié)構(gòu)中易于構(gòu)成滑移控制層面。碎屑巖類型種如砂巖和礫巖等，其類型的強(qiáng)度與膠結(jié)物相關(guān)，在河流的作用下易于發(fā)生軟化和產(chǎn)生溶解的現(xiàn)象，受到開裂和膨脹，對(duì)巖石的不穩(wěn)定作用明顯。在巖石的結(jié)構(gòu)中，通常能夠引起石層間錯(cuò)位，使空隙間出現(xiàn)泥化問題，將降低巖土的堅(jiān)硬度。在壩址的選擇上必須注重對(duì)這個(gè)問題的考慮。對(duì)巖石中存在潛在隱患現(xiàn)象的狀態(tài)，仔細(xì)的觀測(cè)和分析，對(duì)可能產(chǎn)生滲透、不穩(wěn)定狀況的巖石做好相關(guān)的記錄工作。

2地質(zhì)構(gòu)造問題的分析

2.1水文地質(zhì)影響

對(duì)于水文地質(zhì)的考慮因素，其作用于巖溶區(qū)和河床區(qū)發(fā)生滲漏問題，且作為壩址的選擇時(shí)。從透水性能的方向上考慮，巖溶區(qū)在壩址的選取上，應(yīng)該充分考慮擁有隔水層的橫谷、并且?guī)r層的分布在傾向上游的河段上。同時(shí)，在壩址的選取設(shè)計(jì)上對(duì)水庫的滲漏問題進(jìn)行認(rèn)真考慮合適的方案，選擇在強(qiáng)透水底層而且有可以隔水的巖層縱谷，在兩岸的分水嶺位置相對(duì)較高。如果出現(xiàn)沒有隔水層可以利用的狀況下，針對(duì)這種情況盡量選取弱巖溶化地區(qū)。地質(zhì)勘察人員必須做足充分的準(zhǔn)備工作，考慮周全，對(duì)巖層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行認(rèn)真的研究、分析，對(duì)地貌條件和地質(zhì)構(gòu)造有清晰的了解。

2.2物理地質(zhì)產(chǎn)生的作用

在壩址的選取上，受到物理地質(zhì)作用影響的作用較多，例如巖石的分化、泥石流的滑落、坡度的崩塌和滑坡現(xiàn)象的產(chǎn)生，從水里工程建設(shè)的實(shí)際因素的影響中來說，滑坡對(duì)于壩址的選取有著較大的影響因素。在施工過程中，因?yàn)樗こ淌菍?duì)河流的有效控制，能夠起到一定的調(diào)解作用，所以在壩址的選取上，通常將狹窄的峽谷地段作為首先考慮的因素，在施工過程過便于方案的實(shí)施和節(jié)約工程的建設(shè)成本。但是，在狹窄地段相應(yīng)的其坡度將會(huì)變大，穩(wěn)定性較差，所以在選擇上一定要做好研究工作，防止發(fā)生危險(xiǎn)的事故。

3天然建筑材料的應(yīng)用

在水利工程的壩址選取上，天然建筑材料也可以作為一個(gè)重要的因素進(jìn)行考慮。在施工中工程較為復(fù)雜，施工材料的采購運(yùn)輸問題也是施工單位必須考慮的問題，壩址的選擇上可以看看周圍是否存在能夠滿足工程施工材料的要求。在施工中，一些砂石、黏土是在壩址的選擇上就應(yīng)當(dāng)考慮的，同時(shí)天然建筑材料的選擇上，其數(shù)量、質(zhì)量、種類和開采條件，這些因素對(duì)工程建設(shè)具有很大的影響，施工單位應(yīng)當(dāng)在壩址選取上做好勘察工作，使水利工程能夠順利施工，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬威.淺談水利工程壩址選擇的工程地質(zhì)勘察[J].農(nóng)民致富之友，2013(09):154-155.

中圖分類號(hào)：TV221.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

[作者簡介]孫一濤(1979-)，男，江蘇豐縣人，工程師，研究方向?yàn)閹r土工程。

[收稿日期]2016-01-05

文章編號(hào)：1007-7596(2016)03-0036-02