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地质条件对于水利工程的影响分析

2012-08-15王应全思南县水务局

河南水利与南水北调 2012年10期
关键词:工程地质现象水利工程

□王应全(思南县水务局)

水利工程是在复杂的地质条件之中建设的,水利工程和地质条件之间一定存在某种方式的制约和关联,互相作用、互相影响。研究表明,地质条件通过一定方式影响着水利工程的安全性和稳定性。尤其是建成初时,更是因为某些地质条件出现问题导致工程造价的提高。当然,另一方面水利工程也会通过各种方式来影响地质环境,导致地质条件发生自然演化规律的破坏以及变异。构成一定条件时,还会进一步影响原有或者在建中的水利工程的稳定性和安全性,以及正常的运营。

1.地质条件对水利工程的影响

地质条件对水利工程的影响主要表现有滑坡、泥石流等一系列动力类工程地质现象,地面陷落、水库边岸的再造、砂土的液化、黄土湿陷等一系列地表变形破坏现象,以及地表的岩土体性质变化现象,如地下水位的上升导致的沼泽化和土壤盐渍化等现象。

1.1 水体环境对坡体滑动有不可估量的重要作用,存在水和水的作用,一定程度上减少岩土体自身的抗剪强度,导致增加了裂缝水压力和上浮力,进而降低了坡体自身稳定性。如果没有水发挥作用,就不存在滑坡动力的地质破坏现象。除此之外,地质构造和滑坡也存在很大关系,尤其是破碎带;由于软弱夹层和风化作用,容易形成风化裂缝,风化夹层的地下水作用导致泥化夹层,这些现象易造成滑动构造面。这些构造面再结合水的作用将会严重加剧动力工程的地质破坏程度。滑坡现象基本上都和地下水系以及地表水系的存在的方式、运动方向、趋势或分布等诸多方面存在密切关系。

1.2 因为水利工程建设是抬高水位,导致原有土体饱和并软化,使含水量升高,减小内聚力以及内摩擦角。当土体的抗剪强度减弱,土体出现剪切破坏,引起地面陷落或者不均匀的沉降。这跟水位下降导致的土体有效应力增大、地面沉降现象不同,这也是水利工程与其他一般的建筑工程设计上存在的一个区别,濒临水系的水利工程无论测量还是设计都应该充分的考虑这方面地质条件对水利工程的影响。

1.3 勘察黄土地区的水利工程的地质条件,需要注意黄土因为特殊气候条件形成的微观结构,以及充分考虑到地下水位上升所导致的湿陷性,导致建筑物的沉降加大。

1.4 砂土液化的地质条件问题。由于北方地区正常地下水位相对较低,15m的范围之内砂土或者粉土都处于非饱和的状态,一旦出现水位的抬升,基本上在80的地震烈度情况里都能进入饱和状态,使孔隙的水压力逐渐积累并升高到砂土丧失或者部分丧失承载能力时发生液化。通过对水库的功能、经济和技术等多角度研究,我们认识到进行抗震设防方面设计对于水利工程的重要意义。

1.5 库周的岸坡在边坡再造上对水利工程建设有影响。边岸坡体因为坡脚局部被冲蚀致使失稳,导致发生大规模崩塌或者滑坡,不但危及库区安全,还危及岸周围的建筑物安全。同时,产生大量固体的径流物质,进而加速水库的淤积,最后减少甚至是失去原有的库容,最严重会引起崩塌涌浪并造成无法估量的灾难性惨重后果。

1.6 蒸发作用比较强烈的干旱地区或者半干旱地区受到地质条件的影响。兴建水利工程,会使地下水位相对升高,埋藏较浅,导致地下水只能通过毛细管的作用才能上升到地表附近蒸发,因此土壤以及地下水所含盐分将随着毛细管上升至土壤表层并且聚积形成了土壤的盐渍化。因此,兴建水利工程需要充分考虑到此种地质条件下的诸多因素。

1.7 水利工程建设受到沼泽化地质条件的影响。因为渗漏或者水位上升导致周边或者下游的一些低洼地区出现长期积水的现象。尤其是湿生植物的作用以及厌氧条件之下导致土壤沼泽化。

按照水利工程建设新时期的治水思路,我国的水利工作者需要承担起水利工程建设和生态环境保护的双重责任,并深入研究不同地质条件对于水利工程的影响。工程建设、运行管理、规划设计等每个阶段都需要加倍重视地质条件和生态环境会发生的变化,并且及时提出应对措施。

2.地质条件对水利工程建设的意义

实践证明,重视水利工程的地质条件,并对水利工程周边地区周密调查研究,充分掌握了工程区地质条件规律,那么工程建设将会获得成功。反之,轻者会延误工期,导致投资增加;重者无法正常运营,或者失去效益;更有甚者,水利工程突然损毁,给国家建设和人民生命财产安全带来危害。

我们应该将水利工程的地质研究与工程的规划设计、施工和运营相互关联起来。对于地质条件的研究是人类改变自然时在生产实践之中发展起来的,与国民经济建设以及国防建设密切相关,并有很广泛的应用前景。因此,水利工程建设之时,工作者必须按照具体的地质条件以及工程建设的方式、规模与类型,充分的预见二者之间的制约,研究他们相互作用以及相互影响的基本规律和形式,进而更合理有效的利用和开发,更合理的保护地质环境。

3.总结

水利工程的地质条件勘探工作属于我国国民经济建设,特别是国家重大水利工程建设项目的这些最基础性的工作,将直接影响到水利工程建筑的经济效益、安全性、可靠性、稳定性和正常运营,一定不可以掉以轻心。通过调查和研究,进行预测这些地质条件和现象发育的规模、发展的速度以及将来的趋势,并且提出一定的工程技术规划设计和措施来防止或者减弱这些变形对水利工程造成的破坏。有利于我国的水利工程建设,有利于充分的发挥我国水利工程的重要作用为我国的经济建设做贡献。

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