浅析水利工程中的工程地质和水文地质勘查工作

崔爱长/江西泽雨鑫建设工程有限公司

浅析水利工程中的工程地质和水文地质勘查工作

崔爱长/江西泽雨鑫建设工程有限公司

水文地质与工程地质的关系非常密切，两者是相互联系，相互作用的，地下水是岩土体的重要组成部分，岩土体的工程特性受其直接影响，是基础工程项目的环境，影响建设物的稳定性和耐用性。本文介绍了常见水利工程的工程地质和水文地质条件，分析了常见水利工程的地质问题，并以西北地区的工程地质和水文地质问题为例进行的分析，阐述了地质勘测工作在水利工程建设中的重要性，有一定的借鉴意义。

水利工程；工程地质；水文地质；勘测

前言

我国面积广阔，地形复杂多样，气候条件地区差异明显，与之对应的工程地质和水文地质情况亦是复杂多变，水利工程一般投资较大，稍不注意就将影响工程质量，造成巨大的经济损失。工程地质勘察为工程建设的质量以及运行期的安全提供了重要基础资料，水利工程地质勘察基本上保证了水利工程建设的顺利进行。为了提高工程调查质量，加强水文地质研究是必要的，在工程勘察中不仅需要确定与岩土工程相关的岩土体地下水的水文地质问题，更要提出预防和治理的建议，为设计和施工提供必要的水文地质资料，以消除或减少地下水对岩土工程的危害。

1.常见水利工程的工程地质和水文地质条件

工程地质和水文地质条件，可理解为与水利工程建筑物有关的各种地质因素的综合，主要包括：①土石类型及其性质；②地质结构；③地形地貌；④水文地质；⑤天然建筑材料等方面。

1.1 土石类型及其性质土和岩石是水利工程建筑物的地基、建筑材料或建筑介质。它们的类型和性质对建筑物得稳定性、安全性、技术上的可行性、经济上的合理性都有着极为重要的影响。

1.2 地质结构地质结构包括地质构造和岩体结构。地质构造按构造形态可分为倾斜构造、褶皱构造和断裂构造三种类型。岩体结构是指未固结成岩的第四纪土层的结构，包括各种成因类型土层的成层特征、岩相变化和空间分布规律。

1.3 地形地貌地形一般指地表形态、高程、山势高低、山脉水系、自然景物、森林植被，以及建筑物分布等，常以地形图的形式予以综合反映；地貌主要指地表形态的成因、类型，以及发育程度等。

1.4 水文地质水文地质条件一般包括：①地下水类型，如上层滞水、潜水、承压水等；②含水层与隔水层的埋藏深度、厚度、组合关系、空间分布规律及特征；③岩层的水理性质，包括溶水性、给水性、透水性等；④地下水的运动特征，包括流向、流速、流量、补给关系等；⑤地下水的动态特征，包括水位、水温、水质随时间的变化规律；⑥地下水的水质，包括水的物理性质、化学性质、水质评价标准等。水文地质条件的好坏直接关系到水库是否漏水，坝基是否稳定，地下水资源评价是否可靠等一系列工程建设问题。

1.5 天然建筑材料天然建筑材料勘查应查明工程所需的各类天然建筑材料料场的分布、位置、储量、质量、开采和运输条件等，为工程设计和施工提供依据。

2.水利地质分析

2.1 地下洞室围岩稳定性的工程地质分析理想的建洞山体应具备的条件:建洞区的地质构造简单，岩层厚，间距大，没有断裂带影响整个山体的稳定性，坚硬完整的岩体，地形完整，没有山体滑坡、泥石流等早期和近期破坏的地形，无岩溶或岩溶不发育，地下水影响不大，没有有害气体和异常地热。岩石变形和破坏的几种类型:脆性断裂，断层和山体滑坡，层状弯折和拱曲，塑性变形和膨胀。

2.2 坝基岩体工程地质分析不同坝型，其工作有不同特点，所以对地质条件的要求是不同。因此，在除了各类坝型的工作特点应该了解外，特别要了解不同类型的坝对地质条件的适应性和工程地质条件的要求。由于坝区岩体存在一定的地质缺陷，可能导致重大的工程事故，如:坝基稳定问题和坝区渗漏问题。

2.3 边坡工程地质分析常见的边坡主要有松弛张裂，蠕动变形，山体滑坡和崩塌4种类型。此外，还有泥石流滑坡，倾倒等其他过渡类型。泥石流是一种常见的边坡失稳的类型。影响边坡稳定的因素有:地形条件的影响，岩石类型和性质的影响，地质构造和岩体结构的影响，地下水和地表水及降雨的影响，其他因素如风力、日照、温度因素，人工开挖，振动和地震等。

2.4 水库工程地质问题水库有2类:①由在河流上筑坝形成的人工湖，即地面水库;②利用地下蓄水结构，由人工控制形成的地下水库。蓄水后，水文地质条件，水库周围的水文条件都会发生相对剧烈的变化，从而影响库区及邻近地段的地质环境。例如，水库水升高浸润库岸，风浪对库岸的侵蚀，地下水上升浸没洼地。因此产生了各种不同的工程地质问题，如水库渗漏、水库浸没、库岸坍塌、水库淤积和水库诱发地震等问题。

2.5 软土路基工程地质问题软土基坑工程地质问题主要包括两个方面:边坡的稳定性和基坑的降排水。在软土基坑的建设中，要防止边坡失稳，确保施工安全，因此应采取的措施有:设置一个合理的坡度，建立边坡防护设施，基坑支护，降低地下水位等。软土基坑降排水的目的是增加边坡的稳定性。对于细砂和粉砂土质边坡，防止发生流砂和管涌。对于下卧承压含水层黏土基坑，防止坑底隆起，保持基坑土壤干燥，方便施工。软土基坑开挖的降排水也有两种方式:明排法和人工降水，人工降水一般采用轻型井点或管井井点降水方式。

3.西北地区的工程地质及水文地质问题

西北地区面积广阔，含昆仑山和秦岭以北、贺兰山以西的大面积区域，涉及新疆、宁夏、甘肃、青海、陕西以及内蒙古六省区。该区域地形十分复杂，地貌多样，山地、高原、沙漠、盆地均有分布。

3.1 山区泥石流、滑坡、崩塌灾害西北地区地处印度板块和西伯利亚板块活动区，该区域发育了大量的断裂带，这对水利工程的实施带来很多不利因素。由于构造活动频繁，西北地区也是我国的五个地震多发区之一，地震引发的活动断裂为山区泥石流、滑坡、崩塌等地质灾害创造了条件。舟曲泥石流灾害、玉树地震灾害，无一不是例证。

3.2 地面沉降及地裂缝灾害地面沉降和地裂缝的成因机理和沿途破坏机制比较复杂，但产生这些灾害的重要原因是过分开采地下水。西部地区社会经济的飞速发展，使得城市膨胀、人口增长，工矿企业迅速发展，当地表水资源已远远跟不上社会经济的发展脚步时，只能通过过量抽取地下水的方法弥补。过量开采地下水直接导致地下水位快速下降，进而地面沉降、地裂缝灾害不断加剧。如西北地区的古城西安，地面沉降、地裂缝问题已经比较严重，好在近年来已经引起重视，各种如地下水回灌等措施正在实施，情况有所好转。

3.3 水土流失问题水土流失问题是困扰西北地区经济社会发展的一个大问题。西北地区属大陆性季风气候区，降水时间比较集中，雨季多发暴雨，再加上该地区稀薄的植被，这直接导致了水土流失问题的发生。除了该地区的自然气象因素外，由于滥砍滥伐、超载放牧、过渡开垦等历史原因，西北地区水土流失问题相当严峻，自然条件十分恶劣。个别地区为了眼前利益，置大局于不顾，不仅不严格执行治理保护政策，反而大搞开发，破坏了大量的地貌和植被，更加加剧了水土流失问题。

4.结语

水利工程地质勘察是各行业中涉及面最广泛，问题最复杂，任务最困难，最负盛名和最权威的主导产业，它有其自身的特殊性和复杂性。实践证明，作为，一个优秀的水利工程勘测人员，不仅要了解工程地质和水文地质方面的专业知识，还要了解工程设计的原理和方法，因为工程地质问题的提出与解决均须与设计、施工单位共同协作才能完成。因此，需要不断总结经验，交流推广、提高水利工程地质勘察的技术水平。

[1]周地．城市工程地质环境评价与区划[M].北京:地质出版社，2001:8991.

[2]马均安.浅析水利工程中的工程地质和水文地质[J].陕西水利，2011(05):127－128.