试论工程地质勘察在水利工程中的作用

2016-07-13胡元江

大科技 2016年4期

关键词：工程地质水库水利工程

胡元江

（贵州新中水工程有限公司贵州贵阳 550000）

试论工程地质勘察在水利工程中的作用

胡元江

（贵州新中水工程有限公司贵州贵阳 550000）

地质勘察是水利工程建设任务中重要的组成部分，可以便于水利地质的选择，且可为后期的设计施工提供了重要的参考依据。工程地质勘察工作主要是对水利工程建设的地址进行地貌、岩石、地层结构以及地下水位等信息进行勘察，为工程的设计和施工提供详细的数据信息，是开展水利工程建设必不可少的工作。文章对于地质勘察工作在水利工程中的作用进行了分析，对于提高水利工程建设质量具有重要的意义。

地质勘察；水利工程；作用

1 引言

地质勘察是通过测量、物探、钻探、试验等方式，研究人类工程建设活动与自然地质环境相互影响的一门地球科学。现阶段，新仪器设备、新技术、新方法等不断涌现，尤其是计算机技术的广泛应用，为工程勘察带来了崭新的技术革命，大大推动了现代工程勘察事业的进步与发展。然而，在实际的工程勘察中，因地质问题引起的工程事故接连不断，有的会延误工期，有的会造成工程事故，严重威胁到人民的生命与财产安全。因此，面对日益突出的地质问题以及地质灾害本身所具有的机理复杂、分布广泛、后果严重等特征，深入了解地质勘察在现代工程勘察中的重要性具有积极的现实意义。

2 工程地质勘察的主要目的

在现代工程建设的过程中，做好地质勘察工作，其目的是为了保证工程建筑物从规划设计、施工、使用等达到安全、经济和合理的标准，最大限度地使建筑物的场地、结构、规模、类型与地质环境、工程地质条件相适应。对于工程地质勘察而言，它是充分认识客观地质条件和地质环境的一个过程，需要遵循由区域到场地、由地表到地下、由一般调查到具体问题的研究、由定性到定量评价的基本原则，认真调查并分析地质勘察的场地，从而为工程设计和施工提供可靠的地质资料。

3 工程地质勘察在水利工程中的作用

3.1 有利于水利工程地址的选择

由于水利工程比较复杂，且部分建筑物是埋设于地下，并且要经受水流等各种外力的影响，在运行的过程中，会与周围的地质水文环境之间产生相互的影响，从而影响到水利工程的安全性。所以在水利工程建设之前，需要进行科学合理的选址工作，对于施工现场进行详细的地质勘察，在地层构造、地下水位、土质性能以及岩石性质等方面进行勘察，了解可能会对工程质量形成威胁的要素。从客观理性的角度分析，没有绝对符合各项条件的工程地址，工程的规模越大，地址的选择越重要，所以应该尽量做好勘察工作，获取准确的数据信息，确保区域的整体稳定性，为工程设计和施工提供充分的理论依据。

3.2 有利于水利工程建筑的科学设计

工程设计是水利工程中的重要环节，在设计阶段，对于整个工程的结构、施工进度、工程造价等都会有明确的制定，后期的施工也是根据设计图纸来执行，所以设计质量至关重要。设计的依据主要是工程地质勘察的结果，在进行地质勘察后会总结出选址报告书，在报告书中会对工程拟建的规模、基础的形式等有所介绍。然后设计工程师就会依据勘察报告书中的数据信息，进行初步的设计工作。设计工作中最为基础和重要的内容就是结构设计，这关系到整个建筑的稳定性和安全性，所以还应该对于不良地质现象进行应急设计，以便应付突发状况。地质勘察为设计工作提供了重要的数据信息，是设计工作制定各项参数的主要依据，对于提高设计的可靠性具有重要的意义。

3.3 为施工的安全和进度提供了动态数据信息

在工程地质勘察工作中，通过钻探法，已经对施工场地的地质构造以及岩石特性进行了详细的分析，这样为持力层的确定提供了详细的依据。而通过钻探中的钻孔摄影，对于地下水的运行状态能够进行实时观察，获取第一手的资料，从而提高了施工的安全性。根据地质勘察中提供的动态数据信息，可以对各个施工阶段对地质产生的影响有所掌握，在确保安全性和施工质量的基础上可合理的控制施工进度。

3.4 有利于减少地质灾害对水利工程造成破坏

工程地质勘察对当地的区域稳定性做了深入的研究，详细分析了当地的地质构造，对可能出现的地质灾害做出了科学的判断，并对地质灾害的危险性和水工建筑物的安全性做出了合理的评价，为水利工程的设计提供了较为科学的参数，进而减少了地质灾害对水利工程的破坏。工程地质勘察查明了当地的水文条件，较为准确地判断出地下水对建筑物的腐蚀程度，从而使设计人员能够正确的设计出建筑物的基坑，提高了基层的渗水性，减弱了地下水对建筑物的腐蚀程度，延长了水利工程的使用年限。

4 工程实例

4.1 工程概况

拟建水库工程，其正常蓄水位为1333m，总库容78万m3，兴利库容为72万m3，死水位1310m，年供水量229万m3。拟建大坝为混凝土面板堆石坝，最大坝高44m。水库主要任务是向下游村落供水，同时兼顾部分农田灌溉。

4.2 地质勘察工作概况

本工程地质勘察要点如下所示：收集、分析整理相关地质资料，对水库的区域地质、构造地质和枢纽区工程地质条件进行分析评价。通过地质调绘、钻孔探查、物探等技术手段及相关试验，对水库成库条件进行分析论证，并对渗漏带及可疑渗漏带提出防渗处理措施的方案和建议。初步查明坝址区河床及两岸覆盖层厚度、成因、组成物质及分布情况，查明坝址区的地层岩性、地质构造，岩体的风化深度及结构特征、岩体完整性及渗透性，提出基础开挖深度和防渗方案的意见和建议。查明坝址区和库区的不良物理地质现象，如是否有软弱结构层存在，是否存在滑坡隐患等。

4.3 水库区工程地质条件及其评价

4.3.1 基本地质条件

（1）地形地貌

该水库河床高程为814～1520m，河谷两岸坡分水岭高程为1060～1984m，地形切割较深，最大高差逾1000m，总体属高中山侵蚀峡谷地貌。区内无可溶岩地层，岩溶不发育，水库区总体地貌形态以侵蚀中山峡谷地貌为主。拟建水库处于侵蚀峡谷内，为峡谷型水库，两岸坡度为30～50°，山高谷深，地形条件适宜建库。

（2）地层岩性

水库区主要出露地层为下江群番召组第一段（Pt3f1）浅灰色、灰色变余粉—细砂岩、变余粘土质粉砂岩夹粉砂质板岩、含粉砂质绢云母板岩、绢云母板岩。第四系（Q）残坡积黄色、黄褐色粘土，夹碎石，厚0～5m，分布于库盆及库岸。

（3）地质构造

水库区位于南西向构造带内，库区内断裂构造不发育，地层出露连续性较好。在坝址下游沿河流流向约1km处发育有F1压扭性断层，断层产状N44°E/NW∠60°，破碎带较宽，断层延伸>30km。断层与库区最短距离约600m，地表出露位置在水库地表分水岭以外，且断层往深部发育趋势远离库区。因此该断层对水库不会造成影响。

（4）水文地质

测区出露地层为下江群番召组（Pt3f1）浅灰色、灰色变余粉—细砂岩、变余粘土质粉砂岩夹粉砂质板岩、含粉砂质绢云母板岩、绢云母板岩，属非可溶岩。水库地表分水岭山体雄厚，地表水排泄畅通，大气降水多以明流方式补给河水，脚尧河为区域最低排泄基准面。地下分水岭与地表分水岭基本一致，地下水为基岩裂隙水，一般以卸荷、风化裂隙为渗透通道向坡外排泄，总体趋势为横向补给河水。第四系松散堆积体中，河流冲洪积砂砾石、碎块石土一般具中～强透水性，孔隙水以潜水渗流形式向沟谷排泄。库区降水量丰富，植被茂密，地下水接受大气降水补给，地下水动态特征与大气降水关系密切，流量与降雨量相适应，滞后时间较长，地下水位较高。

（5）物理地质现象

测区地貌类型以中山和河谷盆地为主，由于河谷深切，河流两岸地形起伏大，坡度较陡，一般在30～50°。库区岩层倾角35°，岩体中未发现有连续的软弱结构面分布，库区无大规模滑坡存在，水库蓄水后可能出现小规模滑坡、崩塌现象。总之，水库区不良地质现象不发育。

4.3.2 水库工程地质评价

（1）水库水源补给

水库补给水源主要为坝址以上地表分水岭以内集雨区。水库地表分水岭以内的大气降水主要通过地表冲、溪沟直接进入水库主河道，部分渗入地下成为地下水，地下水通过风化、卸荷裂隙等对水库进行补给。

（2）水库渗漏

水库区为狭长条带状沟谷，水库四周山脊一般高程在1367～1824m，高山环绕，分水岭山体雄厚，无低邻谷存在，无通往库外的断裂构造发育，水库处于非可溶岩分布区，地层封闭性较好，水库蓄水条件良好。

（3）库岸稳定

该水库正常蓄水位1333m，回水长度0.71km，整个库区属于不对称和基本对称的“V”型谷，库岸主要为第四系（Q）残坡积亚粘土、砂土、碎石，基岩出露较少，岩性为下江群番召组（Pt3f1）浅灰色、灰色变余粉—细砂岩、变余粘土质粉砂岩夹粉砂质板岩、含粉砂质绢云母板岩、绢云母板岩。岸坡坡度30～50°，无岸边再造。水库两岸植被良好，未见滑坡及坍塌等不良物理地质现象存在，自然坡体稳定，由于水库两岸覆盖层及强风化岩体较厚，水库蓄水后，局部被人工开挖的边坡（如库腰右岸）可能存在小范围的滑坡和崩塌体失稳，滑坡、崩塌体附近均无居民居住，整体影响小。近坝库岸均为逆向坡，未见滑坡及坍塌等不良物理地质现象存在。

库岸总体稳定性较好，下阶段宜通过必要的勘探手段进一步核查不稳定边坡的存在和对工程运行的影响及工程区的影响评价，确保水库大坝运行安全和工程安全。