水库工程地质勘察技术问题分析

2015-03-31黄顺勇

地球 2015年7期

关键词：库岸库区工程地质

黄顺勇

（新疆兵团勘测设计院（集团）有限责任公司新疆乌鲁木齐830000）

水库工程地质勘察技术问题分析

黄顺勇

（新疆兵团勘测设计院（集团）有限责任公司新疆乌鲁木齐830000）

水库是我国水利工程建设的重要组成部分，而地质勘察是水库工程建设的中心环节，对水库的建设和发展有重要意义。本文以某拟建山区水库为对象，分析了水库工程主要的地质问题及勘察技术的应用。

水库工程地质勘测技术问题

0　引言

随着我国水库工程的快速发展，地质勘察技术得到了广泛关注，水库工程建设项目对地质勘察技术提出了更高的要求。传统的地质勘察技术很大程度上已经无法满足工程的需要，在工程物探、山地勘探等传统技术的基础上，形成和发展更多新的技术，并将其科学的应用于解决水库工程地质勘察问题是当前地质勘察部门面临的重要课题。

1　工程概况

拟建水库工程的地貌特征主要是山地，河谷的切割深度在350-620m之间，河床宽度在15m左右。库区河段是从北向南流，物理地质现象主要是岩体凤凰、塌滑等，河床基本被砂卵石覆盖、陡坡局部有较小规模的滑塌，不过对库岸边坡的影响不大。工程分为供水建筑物和枢纽建筑物，坝址段河床的高程为695.5，河床宽为10-15m[1]。工程地质勘察工作除了要调查必要的区域构造稳定性外，还使用地质钻探、地质测绘、室内试验及地质物探等方法来初步分析成库条件。工程设计的主要地质勘察的内容有库区地质勘察、论证建库条件、分析影响方案选择的环境地质问题、评价影响方案选择的工程地质问题。为了能综合应用多种地质勘察技术，把这些技术与水库的实际情况相结合，利用地质勘察工作的手段，详细调查库区的地质情况，论证建库条件，分析影响方案选择的环境地质问题和评价影响方案选择的工程地质问题，并阐明勘察结果，提高水库地质勘察的注意要点。

2　水库工程地质问题及勘察技术的应用

2.1水库地质的渗漏问题及勘察技术

水文地球化学调查上而言，对放射性同位素资料的应用，预估了地下水年龄。以提取饱和指数的方法分析了拟建水库作业区域内地下水的循环速率。一般而言，地下水循环速率越快，库区地下水的补给量就越大，获取大气降雨的量就越大。工作人员要综合判定水库地隔水层地下水的化学类型、矿化度指标和电导率，并分析水库库底隔水层的性能，检验其在阻止水库水向底部渗漏方面的效果。对水库地质渗漏问题的勘察，可以选用地质钻探和物探技术，综合分析水库潜在的渗漏区域、渗漏通道和异常范围。本工程拟建水库区域结构是多层含水层结构，在可能发生渗漏问题的岩层组内布置了两个以上的钻孔，并让钻孔均下钻到隔水层地下水的水位保持一定深度[2]。完成钻孔后，使用井间地震波CT技术来勘察水库库区可能是否存在渗漏点位或渗漏通道。探测水库库区岩溶漏水通道异常范围的指标，采用充电瞬变电磁技术。

通过利用上述地质勘察技术的综合运用后，得到的结论如下：一方面，该库区河段的流向整体是自北向南流，两岸山体较为雄厚，并没有低矮垭口，库区以东的交下沟相距1.5km，以西的展新冲沟相距3-5km，地表分水岭高程普遍比河床高300m以上，达1000-1400m，库区周边的整体地形封闭较好。另一方面，库区两岸的泉点高程≥763m，比正常水位高27m左右，泉点多为地表孔隙-裂隙潜水露头。整个地下水分水岭所与地表分水岭相一致，即便是在枯水期，天然地下水位也会比水库正常蓄水位要高，水库蓄水后依旧是两岸地下水向库区排泄，流向朝向库区。由此可见，本拟建水库工程并不存在地质渗透问题，有良好的成库条件，可以在该库区拟建水库。

2.2水库库岸的稳定性问题及勘察技术

在对库区地质测绘中，比例尺尺寸选取数值为1:50000，对可能会对周边居民区、道路、在建工程产生一定安全和稳定性影响的区域，将测绘的比例尺缩小至1:5000。在外业布点的前提上，使用GPS技术来综合分析所搜集到的数据，绘制水库库区建设周边的地貌地形，以更好的分析和研究不稳定库岸分布区域和变形破坏体。使用综合地质物探技术分析水库库岸的稳定性时，在不稳定岸坡可能存在滑动的方向布置勘探剖面。考虑到本工程存在的潜在不稳岸坡和变形破坏体范围相对较小的情况，在纵横剖面分别设置一条勘探剖面。同时，采集软弱夹层及对本水库库区库岸稳定性可能产生影响的岩土组，分析岩土的物理学能力，整理并分析所采集到的所有数据，以科学的检测库岸稳定性。

通过利用上述地质勘察技术的综合运用后，得到的结论如下：一方面，地下水通过岩石裂隙水方式排泄在地面最低高程点位置在730m，基层和覆盖层的工程地质条件和水文地质条件在水库蓄水后的改变不大，岸坡有茂盛的乔木，且枝干粗大，能有效防止坡面径流冲刷，提高了力学参数。所以水库一旦建成蓄水后并不会出现大的库岸不稳的问题。另一方面，库区边坡在正常蓄水、天然及库水降落等状态下的抗滑性能稳定，虽然在库水降落状态下可能会有风化岩土体顺层滑动的问题出现，但是规模不大，不会影响水库的整体性能和安全运行。由此可见，本拟建水库工程并不存在有严重影响库岸稳定性和安全性的问题，有良好的成库条件，可以在该库区拟建水库。

2.3勘察结果及注意要点

从对水库地质渗透问题的勘察上看，该拟建水库地形有良好的封闭性，在正常蓄水位控制在735m时，水库的回水长度为1.4km、坝前抬高水位为41m，整个水库两岸和库底基本不存在渗漏问题。从对水库库岸的稳定性问题的勘察上看，该拟建水库的整体边坡较为稳定和安全，虽然在局部有小规模的滑塌现象，但整体影响不大。这表明，该拟建水库的建库条件优良。同时为了最大程度的确保水库的稳定和安全，需要注意以下几个要点：①充分调查库岸的稳定条件，尤其是可能会严重影响水库稳定和安全的岸坡。②详细勘察右岸边坡的岩体结构，科学预测水库在蓄水后边坡的稳定和安全情况。③因库岸植被对水库的安全和生态环境有较大影响，必须保护水库岸边的植被。