胡元江

（貴州新中水工程有限公司 貴州貴陽(yáng) 550000）

試論工程地質(zhì)勘察在水利工程中的作用

胡元江

（貴州新中水工程有限公司 貴州貴陽(yáng) 550000）

地質(zhì)勘察是水利工程建設(shè)任務(wù)中重要的組成部分，可以便于水利地質(zhì)的選擇，且可為后期的設(shè)計(jì)施工提供了重要的參考依據(jù)。工程地質(zhì)勘察工作主要是對(duì)水利工程建設(shè)的地址進(jìn)行地貌、巖石、地層結(jié)構(gòu)以及地下水位等信息進(jìn)行勘察，為工程的設(shè)計(jì)和施工提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)信息，是開(kāi)展水利工程建設(shè)必不可少的工作。文章對(duì)于地質(zhì)勘察工作在水利工程中的作用進(jìn)行了分析，對(duì)于提高水利工程建設(shè)質(zhì)量具有重要的意義。

地質(zhì)勘察；水利工程；作用

1 引言

地質(zhì)勘察是通過(guò)測(cè)量、物探、鉆探、試驗(yàn)等方式，研究人類(lèi)工程建設(shè)活動(dòng)與自然地質(zhì)環(huán)境相互影響的一門(mén)地球科學(xué)?，F(xiàn)階段，新儀器設(shè)備、新技術(shù)、新方法等不斷涌現(xiàn)，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為工程勘察帶來(lái)了嶄新的技術(shù)革命，大大推動(dòng)了現(xiàn)代工程勘察事業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。然而，在實(shí)際的工程勘察中，因地質(zhì)問(wèn)題引起的工程事故接連不斷，有的會(huì)延誤工期，有的會(huì)造成工程事故，嚴(yán)重威脅到人民的生命與財(cái)產(chǎn)安全。因此，面對(duì)日益突出的地質(zhì)問(wèn)題以及地質(zhì)災(zāi)害本身所具有的機(jī)理復(fù)雜、分布廣泛、后果嚴(yán)重等特征，深入了解地質(zhì)勘察在現(xiàn)代工程勘察中的重要性具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

2 工程地質(zhì)勘察的主要目的

在現(xiàn)代工程建設(shè)的過(guò)程中，做好地質(zhì)勘察工作，其目的是為了保證工程建筑物從規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工、使用等達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)和合理的標(biāo)準(zhǔn)，最大限度地使建筑物的場(chǎng)地、結(jié)構(gòu)、規(guī)模、類(lèi)型與地質(zhì)環(huán)境、工程地質(zhì)條件相適應(yīng)。對(duì)于工程地質(zhì)勘察而言，它是充分認(rèn)識(shí)客觀(guān)地質(zhì)條件和地質(zhì)環(huán)境的一個(gè)過(guò)程，需要遵循由區(qū)域到場(chǎng)地、由地表到地下、由一般調(diào)查到具體問(wèn)題的研究、由定性到定量評(píng)價(jià)的基本原則，認(rèn)真調(diào)查并分析地質(zhì)勘察的場(chǎng)地，從而為工程設(shè)計(jì)和施工提供可靠的地質(zhì)資料。

3 工程地質(zhì)勘察在水利工程中的作用

3.1 有利于水利工程地址的選擇

由于水利工程比較復(fù)雜，且部分建筑物是埋設(shè)于地下，并且要經(jīng)受水流等各種外力的影響，在運(yùn)行的過(guò)程中，會(huì)與周?chē)牡刭|(zhì)水文環(huán)境之間產(chǎn)生相互的影響，從而影響到水利工程的安全性。所以在水利工程建設(shè)之前，需要進(jìn)行科學(xué)合理的選址工作，對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘察，在地層構(gòu)造、地下水位、土質(zhì)性能以及巖石性質(zhì)等方面進(jìn)行勘察，了解可能會(huì)對(duì)工程質(zhì)量形成威脅的要素。從客觀(guān)理性的角度分析，沒(méi)有絕對(duì)符合各項(xiàng)條件的工程地址，工程的規(guī)模越大，地址的選擇越重要，所以應(yīng)該盡量做好勘察工作，獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，確保區(qū)域的整體穩(wěn)定性，為工程設(shè)計(jì)和施工提供充分的理論依據(jù)。

3.2 有利于水利工程建筑的科學(xué)設(shè)計(jì)

工程設(shè)計(jì)是水利工程中的重要環(huán)節(jié)，在設(shè)計(jì)階段，對(duì)于整個(gè)工程的結(jié)構(gòu)、施工進(jìn)度、工程造價(jià)等都會(huì)有明確的制定，后期的施工也是根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙來(lái)執(zhí)行，所以設(shè)計(jì)質(zhì)量至關(guān)重要。設(shè)計(jì)的依據(jù)主要是工程地質(zhì)勘察的結(jié)果，在進(jìn)行地質(zhì)勘察后會(huì)總結(jié)出選址報(bào)告書(shū)，在報(bào)告書(shū)中會(huì)對(duì)工程擬建的規(guī)模、基礎(chǔ)的形式等有所介紹。然后設(shè)計(jì)工程師就會(huì)依據(jù)勘察報(bào)告書(shū)中的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行初步的設(shè)計(jì)工作。設(shè)計(jì)工作中最為基礎(chǔ)和重要的內(nèi)容就是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這關(guān)系到整個(gè)建筑的穩(wěn)定性和安全性，所以還應(yīng)該對(duì)于不良地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行應(yīng)急設(shè)計(jì)，以便應(yīng)付突發(fā)狀況。地質(zhì)勘察為設(shè)計(jì)工作提供了重要的數(shù)據(jù)信息，是設(shè)計(jì)工作制定各項(xiàng)參數(shù)的主要依據(jù)，對(duì)于提高設(shè)計(jì)的可靠性具有重要的意義。

3.3 為施工的安全和進(jìn)度提供了動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)信息

在工程地質(zhì)勘察工作中，通過(guò)鉆探法，已經(jīng)對(duì)施工場(chǎng)地的地質(zhì)構(gòu)造以及巖石特性進(jìn)行了詳細(xì)的分析，這樣為持力層的確定提供了詳細(xì)的依據(jù)。而通過(guò)鉆探中的鉆孔攝影，對(duì)于地下水的運(yùn)行狀態(tài)能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)觀(guān)察，獲取第一手的資料，從而提高了施工的安全性。根據(jù)地質(zhì)勘察中提供的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)信息，可以對(duì)各個(gè)施工階段對(duì)地質(zhì)產(chǎn)生的影響有所掌握，在確保安全性和施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上可合理的控制施工進(jìn)度。

3.4 有利于減少地質(zhì)災(zāi)害對(duì)水利工程造成破壞

工程地質(zhì)勘察對(duì)當(dāng)?shù)氐膮^(qū)域穩(wěn)定性做了深入的研究，詳細(xì)分析了當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造，對(duì)可能出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害做出了科學(xué)的判斷，并對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性和水工建筑物的安全性做出了合理的評(píng)價(jià)，為水利工程的設(shè)計(jì)提供了較為科學(xué)的參數(shù)，進(jìn)而減少了地質(zhì)災(zāi)害對(duì)水利工程的破壞。工程地質(zhì)勘察查明了當(dāng)?shù)氐乃臈l件，較為準(zhǔn)確地判斷出地下水對(duì)建筑物的腐蝕程度，從而使設(shè)計(jì)人員能夠正確的設(shè)計(jì)出建筑物的基坑，提高了基層的滲水性，減弱了地下水對(duì)建筑物的腐蝕程度，延長(zhǎng)了水利工程的使用年限。

4 工程實(shí)例

4.1 工程概況

擬建水庫(kù)工程，其正常蓄水位為1333m，總庫(kù)容78萬(wàn)m3，興利庫(kù)容為72萬(wàn)m3，死水位1310m，年供水量229萬(wàn)m3。擬建大壩為混凝土面板堆石壩，最大壩高44m。水庫(kù)主要任務(wù)是向下游村落供水，同時(shí)兼顧部分農(nóng)田灌溉。

4.2 地質(zhì)勘察工作概況

本工程地質(zhì)勘察要點(diǎn)如下所示：收集、分析整理相關(guān)地質(zhì)資料，對(duì)水庫(kù)的區(qū)域地質(zhì)、構(gòu)造地質(zhì)和樞紐區(qū)工程地質(zhì)條件進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。通過(guò)地質(zhì)調(diào)繪、鉆孔探查、物探等技術(shù)手段及相關(guān)試驗(yàn)，對(duì)水庫(kù)成庫(kù)條件進(jìn)行分析論證，并對(duì)滲漏帶及可疑滲漏帶提出防滲處理措施的方案和建議。初步查明壩址區(qū)河床及兩岸覆蓋層厚度、成因、組成物質(zhì)及分布情況，查明壩址區(qū)的地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造，巖體的風(fēng)化深度及結(jié)構(gòu)特征、巖體完整性及滲透性，提出基礎(chǔ)開(kāi)挖深度和防滲方案的意見(jiàn)和建議。查明壩址區(qū)和庫(kù)區(qū)的不良物理地質(zhì)現(xiàn)象，如是否有軟弱結(jié)構(gòu)層存在，是否存在滑坡隱患等。

4.3 水庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)條件及其評(píng)價(jià)

4.3.1 基本地質(zhì)條件

（1）地形地貌

該水庫(kù)河床高程為814～1520m，河谷兩岸坡分水嶺高程為1060～1984m，地形切割較深，最大高差逾1000m，總體屬高中山侵蝕峽谷地貌。區(qū)內(nèi)無(wú)可溶巖地層，巖溶不發(fā)育，水庫(kù)區(qū)總體地貌形態(tài)以侵蝕中山峽谷地貌為主。擬建水庫(kù)處于侵蝕峽谷內(nèi)，為峽谷型水庫(kù)，兩岸坡度為30～50°，山高谷深，地形條件適宜建庫(kù)。

（2）地層巖性

水庫(kù)區(qū)主要出露地層為下江群番召組第一段（Pt3f1）淺灰色、灰色變余粉—細(xì)砂巖、變余粘土質(zhì)粉砂巖夾粉砂質(zhì)板巖、含粉砂質(zhì)絹云母板巖、絹云母板巖。第四系（Q）殘坡積黃色、黃褐色粘土，夾碎石，厚0～5m，分布于庫(kù)盆及庫(kù)岸。

（3）地質(zhì)構(gòu)造

水庫(kù)區(qū)位于南西向構(gòu)造帶內(nèi)，庫(kù)區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造不發(fā)育，地層出露連續(xù)性較好。在壩址下游沿河流流向約1km處發(fā)育有F1壓扭性斷層，斷層產(chǎn)狀N44°E/NW∠60°，破碎帶較寬，斷層延伸>30km。斷層與庫(kù)區(qū)最短距離約600m，地表出露位置在水庫(kù)地表分水嶺以外，且斷層往深部發(fā)育趨勢(shì)遠(yuǎn)離庫(kù)區(qū)。因此該斷層對(duì)水庫(kù)不會(huì)造成影響。

（4）水文地質(zhì)

測(cè)區(qū)出露地層為下江群番召組（Pt3f1）淺灰色、灰色變余粉—細(xì)砂巖、變余粘土質(zhì)粉砂巖夾粉砂質(zhì)板巖、含粉砂質(zhì)絹云母板巖、絹云母板巖，屬非可溶巖。水庫(kù)地表分水嶺山體雄厚，地表水排泄暢通，大氣降水多以明流方式補(bǔ)給河水，腳堯河為區(qū)域最低排泄基準(zhǔn)面。地下分水嶺與地表分水嶺基本一致，地下水為基巖裂隙水，一般以卸荷、風(fēng)化裂隙為滲透通道向坡外排泄，總體趨勢(shì)為橫向補(bǔ)給河水。第四系松散堆積體中，河流沖洪積砂礫石、碎塊石土一般具中～強(qiáng)透水性，孔隙水以潛水滲流形式向溝谷排泄。庫(kù)區(qū)降水量豐富，植被茂密，地下水接受大氣降水補(bǔ)給，地下水動(dòng)態(tài)特征與大氣降水關(guān)系密切，流量與降雨量相適應(yīng)，滯后時(shí)間較長(zhǎng)，地下水位較高。

（5）物理地質(zhì)現(xiàn)象

測(cè)區(qū)地貌類(lèi)型以中山和河谷盆地為主，由于河谷深切，河流兩岸地形起伏大，坡度較陡，一般在30～50°。庫(kù)區(qū)巖層傾角35°，巖體中未發(fā)現(xiàn)有連續(xù)的軟弱結(jié)構(gòu)面分布，庫(kù)區(qū)無(wú)大規(guī)?；麓嬖冢畮?kù)蓄水后可能出現(xiàn)小規(guī)?；?、崩塌現(xiàn)象。總之，水庫(kù)區(qū)不良地質(zhì)現(xiàn)象不發(fā)育。

4.3.2 水庫(kù)工程地質(zhì)評(píng)價(jià)

（1）水庫(kù)水源補(bǔ)給

水庫(kù)補(bǔ)給水源主要為壩址以上地表分水嶺以?xún)?nèi)集雨區(qū)。水庫(kù)地表分水嶺以?xún)?nèi)的大氣降水主要通過(guò)地表沖、溪溝直接進(jìn)入水庫(kù)主河道，部分滲入地下成為地下水，地下水通過(guò)風(fēng)化、卸荷裂隙等對(duì)水庫(kù)進(jìn)行補(bǔ)給。

（2）水庫(kù)滲漏

水庫(kù)區(qū)為狹長(zhǎng)條帶狀溝谷，水庫(kù)四周山脊一般高程在1367～1824m，高山環(huán)繞，分水嶺山體雄厚，無(wú)低鄰谷存在，無(wú)通往庫(kù)外的斷裂構(gòu)造發(fā)育，水庫(kù)處于非可溶巖分布區(qū)，地層封閉性較好，水庫(kù)蓄水條件良好。

（3）庫(kù)岸穩(wěn)定

該水庫(kù)正常蓄水位1333m，回水長(zhǎng)度0.71km，整個(gè)庫(kù)區(qū)屬于不對(duì)稱(chēng)和基本對(duì)稱(chēng)的“V”型谷，庫(kù)岸主要為第四系（Q）殘坡積亞粘土、砂土、碎石，基巖出露較少，巖性為下江群番召組（Pt3f1）淺灰色、灰色變余粉—細(xì)砂巖、變余粘土質(zhì)粉砂巖夾粉砂質(zhì)板巖、含粉砂質(zhì)絹云母板巖、絹云母板巖。岸坡坡度30～50°，無(wú)岸邊再造。水庫(kù)兩岸植被良好，未見(jiàn)滑坡及坍塌等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象存在，自然坡體穩(wěn)定，由于水庫(kù)兩岸覆蓋層及強(qiáng)風(fēng)化巖體較厚，水庫(kù)蓄水后，局部被人工開(kāi)挖的邊坡（如庫(kù)腰右岸）可能存在小范圍的滑坡和崩塌體失穩(wěn)，滑坡、崩塌體附近均無(wú)居民居住，整體影響小。近壩庫(kù)岸均為逆向坡，未見(jiàn)滑坡及坍塌等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象存在。

庫(kù)岸總體穩(wěn)定性較好，下階段宜通過(guò)必要的勘探手段進(jìn)一步核查不穩(wěn)定邊坡的存在和對(duì)工程運(yùn)行的影響及工程區(qū)的影響評(píng)價(jià)，確保水庫(kù)大壩運(yùn)行安全和工程安全。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，工程地質(zhì)勘察的主要作用就是為工程建設(shè)提供必要的地質(zhì)水文信息，便于設(shè)計(jì)、施工的進(jìn)行。工程地質(zhì)勘察工作在水利工程建設(shè)中發(fā)揮了重要的作用，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各項(xiàng)新技術(shù)、新設(shè)備會(huì)不斷的應(yīng)用于地質(zhì)勘察工作中，可有效地提高地質(zhì)勘察的工作效率，為水利工程事業(yè)的健康發(fā)展創(chuàng)造有利的條件。

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A

1004-7344（2016）04-0188-02

2016-1-25

胡元江（1988-），男，漢族，貴州綏陽(yáng)人，助理工程師，本科，主要從事工作和研究方向是水利水電工程地質(zhì)勘查。