水利工程中的工程地質和水文地質分析

吳　新

(山西省運城市水利勘察院，山西 運城 044000)

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水利工程中的工程地質和水文地質分析

吳新

(山西省運城市水利勘察院，山西 運城 044000)

工程地質與水文地質兩者有著緊密的聯系，在水利工程中，二者相輔相成，地下水是水利工程建設的基礎環境，同時也對建筑地及周圍的巖土體性質有重大影響，巖土體中最重要的構成部分便是地下水，對建設物穩定性與耐用性帶來一定影響，為了對水文地質進行一定程度的加強，為了對工程調查的質量帶來提高，在進行水利工程地質勘察時，需要對建設地及其周圍巖土體的性質進行嚴格勘察，此外，還要對地下水進行勘察，以此為基礎，對預防與治理提出相關意見，并提前準備好設計規劃與工程開展所需要的資料，從而對工程的危害進行減少。文章對常見工程地質與水文地質等問題進行了研究與分析。

水利工程；水文地質；工程地質；地質勘察

0　引　言

地下水對水利工程建設的穩定性及耐用性有著重大影響，因為地下水是巖土體的核心組成部分，會對水利工程基壩質量的好壞造成影響。不管建設什么項目，必須要進行觀察、實驗、探索，還需要經過詳細調查該地區水文面積、水文地質條件、地下水的形成、運動的特點與水質量、數量是否變化等。但是，在實際勘察中，對一些水文條件較為錯綜復雜的山地，若是忽略了工程勘察，對工程地地質情況不了解，在工程規劃中也沒有在意水文條件對工程的影響，往往會造成一些不必要的工程問題的發生。并且，人們很少注意到這些，知識簡單的通過報告進行了解與評價。所以，為了對工程質量帶來提高，必須要加強對水文地質的研究。

1　水利工程中對水文地質的評價

在進行工程勘察時對水文地質的評價需要注意以下3點：

1)重視地下水對土壤、巖石以及建筑物的影響，進行重點研究，從而有效的預測巖土工程會帶來怎樣的危害，并且對此做出防范措施。

2)根據建筑物的地基基礎，對水文地質問題進行分析研究，并提供水文地質所需要的必要材料。

3)從工程建設的視角來看，針對地下水對工程的不同影響，提出可能出現的地質問題：①處于地下水中的建筑物，其鋼筋可能會被地下水腐蝕；②建筑工程的基壩土質的選擇有限，只能考慮土質不好的風化巖、軟巖等，對可能會發生的崩解、巖石與土壤軟化等進行對地下水的評估；③應該對地基擠壓問題進行預測，觀察是否會有流砂與潛在侵蝕發生的可能性；④在對水利工程進行設計與施工中，由于水位變化產生地基浮動等問題；⑤隨著工程施工的開展，會造成土壤與巖石的變化，甚至會對建筑物與環境造成一定影響[1]。

2　測試與研究巖土的水理性質

土壤中的水分與地下水會發生一定的相互作用，從而顯示不同的屬性，這就是土壤物理性質，其主要有水分保持能力、土壤透氣性、水分含量等特點，這些方面導致了地下水、氣態水與液態水的聯系。

巖層是巖土體貯藏地下水的地方，會產生不同形式的水，如潛水、承壓水等。含水層空隙性質的不同，使地下水可分為巖溶水、裂隙水。土壤與地下水的相互作用，使巖土體的存在方式與地下水有所不同，不同的地下水形式會給巖土體帶來不同程度的影響。砂黏土中有極少的地下水這是結合水存在的主要方式。當結合水與黏土顯示屬性為可塑性、收縮為黏土、膨脹等形式時，就是弱結合水，它是由于受到物理作用與機械作用的制約，活動范圍受到限制，受到的巖土動態物理性小，從而產生的。當土質失去植被保護或者遇到強降雨等情況，泥土流失會比較嚴重，土質隨雨水流失過程中慢慢沉積，導致河床抬高，因此，了解清楚水利工程上游土質構造問題，能制定有效措施，控制水土流失問題。例如三峽工程占地面積廣闊，又位于地質復雜的四川省，所以在工程開始之初必須嚴格探測土質結構，采用正確的蓄水運行方式?！靶钋迮艤啞笔侨龒{工程運用的比較成功的一個排洪方式，在汛期，控制145m的運行水位，與正常蓄水位相比，低30m。當水位高于145m時，其泄洪能力達到64000多m3/s，這樣可大大降低泥沙淤積問題。

3　水利地質的分析

3.1地下洞室圍巖穩定性的分析

理想的建洞山體具備的條件應該是：構建洞區地質條件簡單，裂隙間距大，巖層厚，無斷裂帶不會對山體穩定性造成影響，具有完整堅硬的巖體，完整的地形，沒有受到泥石流、滑坡等地質災害的破壞，沒有巖溶現象或巖溶現象不發育，地下水影響較小，無有毒氣體與異常地熱的發生。脆性斷裂，層狀彎折與拱曲，塑性變形與膨脹，山體滑坡與斷層以上幾種都屬于巖石變形與破壞類型。

3.2壩基巖體工程地質的分析

不同的壩型，所其工作特點也具有不同的特性，對地質的要求也不同。所以要對不同類型的壩應該適應什么樣的地質條件進行分析與了解。但是由于壩區的巖體會有地質的缺陷，從而會引起壩區滲漏與壩基穩定等工程事故的發生[2]。

3.3分析邊坡工程

蠕動變形、崩塌、山體滑坡是常見的邊坡類型。以外，還有松弛張裂、泥石流等問題存在。泥石流屬于常見邊坡失穩的類型。地下水與地表水以及降雨，地形條件，地質構造與巖體構造，巖石類型與性質，其他因素(日照、地震、風力、溫度等)都是造成影響地質構造與巖體結構的原因。

3.4影響水庫工程地質問題的原因

水庫分為兩類：地面水庫(河流上建筑壩所形成人工湖)；地下水庫(根據地下的蓄水結構，由于人工控制造成)。由于蓄水后，對水文地質和工程周圍水文條件造成了影響，使庫區與鄰近地段的地質環境受到改變。如：由于地下水的上升導致洼地淹沒等。從而導致各種工程地質問題的發生，如：水庫淤積、水庫滲漏、庫岸塌陷等問題的發生。

3.5軟土路基

邊坡穩定性與基坑降排水作為軟土基坑地質問題較為注意的兩個方面。在對其進行建設時，要注意邊坡穩定性，要保證事故的安全，需要采取以下措施：對坡度進行合理設置、對邊坡進行有效的安全措施等。其目的是為了加強邊坡穩定性；對于粉砂與細砂土質的邊坡，進行流砂與管涌評價，從而防止發生事故；防止坑底的隆起，確保基坑的土壤隨時處于干燥狀態，方便工人的施工。明排法與人工降水是開挖軟土基坑降排水的方法。

4　結　語

在工程地質中，工程地質的環境都是由工程環境與地質環境組合構成的，巖土體加載路徑與時間作為工程地質環境變化與內部自我調整的決定因素，積累到一定程度會對原因系統造成必然的改變，這表現出工程環境需要對地質環境的影響，地質環境需要適應工程環境。

如果需要對水利工程的地質環境進行現狀分析，必須要對該區域地質與水文地質條件進行分析，還需要分析水利項目是否適應，并且還要對發生災難的破壞程度進行預測與分析。進行水利工程地質環境現狀的分析，是為了更好的對水利工程做出設計與規劃，并且提出更為合理化的意見與建議。

[1]駱祖江,張弘,李會中等.烏東德水電站壩址區地下水滲流三維非穩定流數值模擬[J].巖石力學與工程學報,2011,30(02):341-347.

[2]王媛,王學潮,王建平等.南水北調西線一期工程區水文地質條件評價[J].巖石力學與工程學報,2005,24(20):3614-3619.

1007-7596(2016)07-0100-02

2016-05-22

吳新(1973-)，男，山西運城人，工程師，從事水文地質、工程地質及巖土工程勘察。

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