水利工程地质勘测及工程地质环境的分析

李圣凡

摘 要：水利工程地质勘测的目的在于合理地调查并实际评价与工程建设相关的地质条件，并且有效地预测潜在的工程地质问题，提出针对性的防治措施加以治理和防范。水利工程地质勘测与工程地质环境的分析，决定着水利工程的建设质量。本文主要阐述了水利工程中地质勘查的概念与方法，并对工程地质环境进行详细分析，以期能对进一步提高水利工程建设质量有所帮助。

关键词：水利工程 地质勘测 地质环境

1.引言

水利工程中的地下水与岩土体紧密相关，地下水不仅仅会影响建筑工程地基的工程特性，同时也会对建筑物与水利工程地基的稳定性以及耐用性造成一定的影响。在水文地质条件比较复杂的一些地区，如果工程勘察不做深入彻底的研究，同时在设计中也没有重视水文地质，则会引发各种危害岩土工程的严重问题。加强对水文地质方面的研究是非常有必要的，在水利工程勘察过程中，既要明确岩土体地下水的水文地质问题，还要提出有效的预防措施和修改意见，从而降低地下水对岩土工程的危害。

2.地质勘察的概念及其意义

2.1水利工程地质勘测的简要介绍

地质勘察在我国有着较为深远的发展历史，在我国社会主义经济高速发展的情况下，水利工程地质勘察在实验方法和测试设备等很多方面都取得了长足的发展。不得不承认，兴建水利工程确实是一项专业性极其强的复杂工作。水利工程地质勘探的定义是结合岩土力学、地质学和工程地质学等理论，对水利工程的地质条件进行科学合理的评价与分析，为水利工程的选址、方案设计和施工措施提供合理的参考系数，提高水利工程运行的可靠性和可行性。水利工程地质勘察是由很多关系密切的关节组成的，例如现场钻探、取样原状土和室内试验等，它所勘察的对象是水利施工场地的岩土体，直接影响着设计质量和施工质量。

2.2水利工程地质勘测的意义

在水利工程正式建设前，对水利工程环境中进行地质勘察意义非凡。对水利工程进行地质勘察，除了能够有效避免和降低水利工程在施工时的突发状况，比如地质滑坡以及坍塌等状况，还有助于保持自然环境的平衡稳定。湖北省三峡大坝的顺利建成，就很直观地表现出了地质勘察的重要性。三峡大坝工程在正式施工以前，水利工程师就对当地的地质环境作了非常细致和认真的勘察，所以在三峡大坝正式施工时，建筑工程师们便能够合理地使用新型材料和施工技术，很大程度上避免了混凝土开裂等问题，从而大大提高了三峡工程的安全系数，同时也为中国带来了巨大的经济效益。总而言之，水利工程地质勘察对于水利工程的建设是极其必要的，它能够在分析工程施工可行性的基础上，帮助建筑人员科学地设计和管理水利工程的设计方案与具体的施工措施，最终保证水利工程的环境能够得以完善的设计，同时又可以兼顾施工方面存在的特殊需求，从而建设出高质量的水利工程。

3.地质环境对水利工程的影响

地下水对水利工程的影响主要体现在以下两个方面：首先，由于岩土体与地下水的相互作用，会导致岩土的稳定性与强度降低，并且进一步引发多种地质灾害，如水坝渗漏，岩溶以及滑坡等，而这些灾害一般都会给建筑工程的施工和后期使用造成很大的影响，甚至引发安全事故。其次，因为地下水中富含大量的有害化学成分，容易破坏和侵蚀水位下的钢结构和混泥土结构，从而降低了建筑物的使用期。从地基和基础的层面来说，地下水水位的变化也会在对建筑工程造成不同程度的影响。如果地下水水位的变化在基础面之上，不会对建筑基础造成太大的损害；如果地下水水位变化在基础面以下，就会对建筑基础造成非常重大的损失。若是地下水水位上升，岩土体会软化，进而削弱建筑地基的强度。尤其当岩土体结构不稳定时，出现的软化现象会更加严重，而引发建筑物破坏、变形等后果。

4.水利工程地质勘测的主要手段

4.1山地勘探

山地勘探，是一种通过人工或机械剥土，开挖探坑、探槽、探井等，从而展示出地表浅层地质状况的勘探地质方法。山地勘探一方面可以直接有效地对地质现象进行试验、取样和观察，另一方面由于这种方法在使用的工具和技术方面不需要太高的要求，所以它大多数情况下是用来勘察地表浅层地质。由于它的勘探工具和技术简单，使得勘测的深度也有所限制，这也是山地勘探的缺点所在。

4.2工程物探

工程物探，它不同于山地勘探，它主要是用观测仪器对被勘探区的地球物理场进行直接精确的测量，然后对测量地球物理场所得的数据进一步处理来推断并预测地下可能存在的局部地质体、地质构造的位置等其他具体属性的科学。工程物探方法主要包括重力场勘探、磁场勘探、直流电场勘探等等，以及地震波勘探、电滋波勘探等。

4.3钻探

钻探，同山地勘探和工程物探一样，是一种勘察水利水电工程地质的重要方法。因为工程建设的地基条件和要求都变得越来越复杂，而且还出现了许多地质问题，比如软弱夹层的层位确定和取样，砂层取原状样，以及特硬地层的钻进等问题，如果只依靠常规的钻探方法，并不能得到理想的结果。我国的工程师为解决这些难题不断地钻研工作，最终取得一批效果良好的成果，如金刚石套钻取芯技术以及各种类型的砂层和软土层钻进及取样技术等。而且有很多技术都已达到了国际先进水平。

5.水利工程建设的工程地质环境分析

5.1地壳稳定性

地壳稳定性是指受到地球内因外因和工程共同作用下的断层移位，坡体的崩塌、滑坡、泥石流等。在水利工程地质勘察过程中主要对区域的地形地貌和地质构造等进行全面调查，分析制约系统应力场以及渗力场的规模以及强度的因素，最后获得这些工程地质现象发展的预测信息，从而可以提醒我们提前做准备，在最大程度上降低经济损失。除此之外，还要求对遭到破坏的现象进行应力应变反演算反分析，分析并找到影响稳定性的重要影响因素，然后尽可能地采取针对性的技术措施进行协调，从而达到系统的稳定。

5.2地基稳定性

水利工程中所指的地基稳定性指的不仅仅是水工构筑物的地基稳定性。坝基的稳定性所涉及的不仅仅是承载能力和变形问题，同时还涉及了坝体的抗滑移问题和坝基岩层的产状对坝基所产生的影响。由于水利工程的地基不仅要承受自身自重和水自重，同时还要承受水的作用所形成的各种荷载作用。地基在承受这些荷载之后，将会产生一定的变形，并且把应力能转化为应变能。尤其是岩基，在各种荷载作用之下，不仅是岩石的弹性发生变形，而且还会由于岩石的塑性变形或沿某节理裂隙发生剪切破坏引起基础沉降。5.3地表稳定性

地表稳定性涉及的主要是地表层面的变形问题，它一般体现在动力工程地质现象中，各种地表变形破坏的情况中，以及地表岩土体的性质变化。仔细研究与勘测地表的稳定性会对这些工程地质现象的发育规模、发展速度及趋势的进一步预测带来便利。在研究地表稳定性的同时，还应该积极地提出工程技术措施来减弱这些变形破坏现象的发生。总而言之，在对地表稳定性进行分析时，要着重分析这些工程地质的物质基础岩土体的性质和这些岩土体在水作用前后性质的差异，而且要及时且科学地预测这些工程地质现象的规模、强度及发展趋势。

6.结束语

水利建设事业中的一个重要环节是工程地质勘察，它与水利工程特别是大型工程建设的好坏，有着密切的关系。因此在建设水利工程的时候，认真审视我国水利工程的各种勘测手段及其应用水平是很有必要的，只有这样，才能够积极推动各种水利工程地质勘察的勘测方法的进一步发展与应用。水利工程本身就是一项造福于民的重大福祉，在水利工程正式开工之前，有关负责人员一定要充分意识到地质勘察的重要意义，并且一定要认真地对工程地质环境进行严格地考察，除此之外，还要积极地把当地实际情况充分考虑在内，提高地质勘察工作的预见性和实用性，从而为我国水利工程的发展和建设奠定更好的基础，同时也为我国社会主义经济的进一步发展创造动力。

参考文献：

[1]孙立公.水利工程环境地质勘察探究.陕西水利，辽宁省水利水电勘测设计研究院.2014（z1）：30-31.

[2]黄春琳.浅谈水利工程地质勘测及工程地质环境.电子制作，山东省夏津县水务局.2013（24）：226-228.