水利工程坝址选择的工程地质勘察探析

李鹏 孙岳栋

【摘要】水利工程一直是我国较为担忧和重视的一种项目，由于地质环境的不足，导致我国水利工程的发展一直较为艰难，而对于水利工程坝址的选择以及地质的勘察，一直在不断的深究和探析。

【关键词】水利工程，坝址的选择，地质勘查

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一、前言

水利工程坝址的选择以及工程坝址的勘察，已经成为专业人士重视并且不断探索的一项较为艰巨但甘于奉献的任务。

二、水利工程坝址的选择及步骤

水利工程的坝址，是指在规划开发的河段上修建挡（壅）水建筑物的区段或场所。坝址选择，顾名思义，正如建学校、医院、工厂需要选择场所位置一样，是在几个可能的坝址中选择出一个综合指标优良的坝址，作为大坝枢纽的建设场所。选坝是当前建设工作中非常关键的一个事项，其关乎到建筑体的安全性以及稳定性。地质要素在选坝的时候有着非常积极的意义，选取优秀的坝址，并据此合理配置水利枢纽的各个建筑物，进而切实的发挥出积极的地质要素的优势，避免不利因素的出现。

坝址选择的好坏，直接影响到水电工程的安全、综合效益和工程投资。一个优良的坝址是保证枢纽工程及下游人民财产安全，顺利实现防洪、灌溉等综合功能的重要基础。每个水利工程都需要开展坝址选择工作，并且是水利工程建设中的重大技术问题及关键决策项目之一。只有在坝址确定后，才可进一步深入开展坝线、坝型选择、水闸工程、溢洪道枢纽布置等建筑物的方案比选及设计工作。

坝址选择一般通过坝址比选工作来完成，工作步骤一般为：在规划治理的流域上，先选定建坝的河段（坝段）；然后在选坝位置上经初步筛选，拟定出几个可供比选的坝址开展比选工作；在预可行性研究阶段，先对坝址进行初步比选，提出代表性坝址；在可行性研究阶段，针对各比较坝址拟定代表坝型及代表性枢纽布置，对比选坝址的优缺点进行全方位的比较，最终选定水利工程的坝址。

坝址比选要全面考虑场地地震安全、地形地质条件、枢纽布置条件、建筑材料来源、施工布局条件、环境影响、征地移民难度、工程投资等各方面的差别，和技术经济综合比较结果选定工程坝址。

坝址选择有几道“红线”：首先，坝址选择要尽可能远离活动断裂，避开滑坡体，避免活断层及大断层从坝基通过，减轻地震对大坝的危害；避开滑坡、泥石流等不利地质条件。优良的地形地质条件是坝址选择的基本要求，如花岗岩、玄武岩等坚硬岩石地基是修建高混凝土坝的优良坝址，而软质岩体或深覆盖层坝基适合用作土石坝坝址或闸坝坝址。其次，对泄洪规模巨大或中低水头的河床式水利工程坝址，以利于泄洪建筑物的布置，可考虑选择河谷宽阔的，反之可选择狭窄河谷地区。此外，还要考虑方便施工布置和对外交通是否便利。

三、关于所选坝址地质的分析

1.关于地区的稳定性分析

针对坝址以及那些要探索的区域，开展稳定性的测试活动意义很是关键。尤其是地震的干扰关乎到其选择，通常来讲，烈度是由地震机构提供的，但对于重大的水利枢纽工程要进行地震危险性分析和地震安全性评价。所以，对于大规模的水利工程项目，在开展该项探索工作的时候，要协调有关的人员积极地分析稳定性相关的内容。

2.地形地貌分析

它是明确坝型的关键参考信息，而且，其对项目的布局和建设条件有很大的制约性。狭窄、完整的基岩“V”型谷适合修建拱坝，宽高比大于2的“U”型基岩河谷区宜修建混凝土重力坝或砌石坝。宽敞河谷地区岩石风化较深或有较厚的松散沉积层，一般适于修建土坝。不一样的地貌区域，它们的岩性和构造有着自身的独特性，比如河谷的宽阔区域，阶地发育，二元结构和多元结构往往存在渗漏和渗透变形问题。所以在比对的时候要积极的分析地形和地貌等要素。

3.关于岩土特性的分析

岩土的特性会对建筑体的安稳等有着非常严格的意义，其关乎到选址。所以，在比对方案的时候，第一要考虑的是岩性。建筑高坝，尤其是混凝土材料的，要选取那种非常硬实，而且有着优秀的抗水性，不易透水的。目前我们国家已形成和正在开展的此类项目中，一般是在那些有着高强度的区域中进行的。结合项目具体特征，根据不同成类型岩土的建坝适宜性及主要问题作简要概述。

（一）侵入的块状结晶岩体，一般致密坚硬、均一、完整、强度大、抗水性强、渗透性弱，是修建高混凝土坝最理想的地基，其中尤以花岗岩类为最佳。这类岩石需注意它们与围岩以及不同侵入期的边缘接触面，平缓的原生节理，风化壳和风化夹层的分布，在选取的时候，要考虑好此类问题。

（二）喷出岩类有着非常好的强度，而且其抗水意义也很优秀，是非常好的基础。我们国家的沿海区域以及东北等有很多的坝体都存在于此类岩石中。它的喷发间断区域一般是弱面，有着风化层等，对于坝基的稳定性等来讲是非常重要的。

四、坝基经常遇到的工程地质问题

一般而言，坝工建筑物对坝基有严格的要求，主要表现在：首先，坝基在承受的荷载作用下具有一定的抗滑稳定性；其次，坝基在所有的荷载作用下，为了避免因局部的应力不均影响安全，每个部位的变形值及应力都应该保证在一定的范围中；最后，为了保证坝基岩体化学性质在长期渗透水作用的稳定性，渗透压力及渗漏都应限定在一定的范围中。从而就可以得出，坝基经常遇到的工程地质问题有坝基的抗滑稳定性、坝基的压缩变形、及坝基的渗透变形等。

坝基的压缩变形问题是通过对坝基岩体的结构、强度和风化的特征等方面做出的具体评析。

如果在坝基的岩体中发现抗变形能力弱的倾角夹层、较陡的角断层及风化等现象，采取一定的措施是很有必要的。而坝基的渗透变形问题要通过对坝基岩体的类型、分布特征、风化状态等，判定岩体的透水性，同时制定出相适应合理的措施。

对于坝基岩体的抗滑稳定性，通常是依据岩体的结构、强度、稳定性等因素，结合软弱结构面的性状、分布特征及组合关系等进行的探讨和分析，得出坝基岩体的结构面、断层和软弱层的强度，从而计算出坝基岩体的抗滑稳定性，同时也为工程处理措施的制定奠定了基础。

五、地质工程桩型的选择

通常情况下，场地的水文地质条件和工程地质条件及场地下面的卵石层所呈现出的高强度性、低压缩性、层位的稳定性是水闸桩端持力层较理性的选择。然而在桩型方案的选择上，我们怎样依据现有场地的水文地质条件和工程地质条件、现存的建设经验和建筑物的特征等因素的综合考虑下，选择出既安全又经济合理的桩型是我们必须重视的问题，同时它也是水闸工程地质勘察工作中的重要环节。

1.由于在实际工程勘察的过程中，基坑的深度较高，这就要求我们考虑地下水对此产生的影响。不但要分层取得基坑范围内不同层面的水文地质参数，还要考虑到能够对基坑工程产生影响的含水层。

2.在基坑的工程中，保证坑壁的稳定性是我们应该首先考虑的，同时还应该利用它的稳定性进行结构的设计。在实际的工程勘察中综合分析导致基底不稳定的因素，并制定出合理的防护措施。

3.要想选择出既安全又经济合理的方案，充分考虑场地的水文地质条件和工程地质条件、现存的建设经验和建筑物的特征是很重要的，只有充分做到这些，才能达到理想的效果，这也就是工程勘察中所规定的“确保工程的质量，从而提高投资的效益”。

六、结束语

水利工程坝址选择的项目在探索过程中的问题以及地质勘察的问题，现如今已有头绪，进而进行解决，这些进步不仅仅是水利工程的的一大起色，更是推动国家发展的一大进步。

参考文献

[1]黄小军．水利水电工程地质勘测问题探析[J]．人民长江，2012，36页

[2]卢元静．水利工程中的地质勘察[J]．中小企业管理与科技(上旬刊)，2010， 118-119页