淺談水利工程壩址選擇的工程地質(zhì)勘察

1、<p>　　淺談水利工程壩址選擇的工程地質(zhì)勘察</p><p>　　摘要：通過(guò)結(jié)合工程實(shí)踐表明，工程地質(zhì)勘察人員不僅要了解地質(zhì)也要了解設(shè)計(jì)。同時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)工程地質(zhì)的相關(guān)問(wèn)題提出分析，并結(jié)合水利工程的實(shí)際情況而選取合適的壩址。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：水利工程；壩址選擇 </p><p><b>　　1、引言 </b></p&g

2、t;<p>　　水工建筑物不同于其他建筑物，有其自身的特點(diǎn)。因水工建筑物的建成，而使廣大范圍內(nèi)的水文和水文地質(zhì)條件發(fā)生變化。這種變化就可能引起水庫(kù)岸坡再造、水庫(kù)滲漏、水庫(kù)淤積和壩下游河床沖刷等作用。因此，必須重視勘察、設(shè)計(jì)、施工全過(guò)程，否則，后果極其嚴(yán)重。在壩址選擇時(shí)除了考慮主體建筑物攔水壩的地質(zhì)條件外，還應(yīng)研究包括溢洪、引水、電廠、航閘等建筑物的地質(zhì)條件，為規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工提供可靠依據(jù)。 </p><

3、p>　　2、壩址選取的工程地質(zhì)勘察 </p><p>　　在自然界中，地質(zhì)條件完美的壩址很少，尤其是大型的水利樞紐，對(duì)地質(zhì)條件的要求很高，更不能完全滿足建筑物的要求。所謂“最優(yōu)方案”是比較而言的，最優(yōu)壩址在地質(zhì)上也會(huì)存在缺陷。所以在壩址選擇時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮不同方案，并采取改善不良地質(zhì)條件的處理措施。因此，地質(zhì)條件較差，預(yù)計(jì)處理困難，投資高昂的方案，應(yīng)首先被否定。壩址選擇時(shí)，工程地質(zhì)論證的主要內(nèi)容包括區(qū)域穩(wěn)定性、

4、地形地貌、巖土性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件和物理地質(zhì)作用以及建筑材料等，還要預(yù)計(jì)到可能產(chǎn)生的工程地質(zhì)問(wèn)題和處理這些問(wèn)題的難易程度，工作量大小等，下面分別論述。 </p><p>　　2.1 區(qū)域穩(wěn)定性 </p><p>　　區(qū)域穩(wěn)定性問(wèn)題的研究在水利水電建設(shè)中具有特別重要的意義。圍繞壩址或要開(kāi)發(fā)的河段，對(duì)區(qū)域地殼穩(wěn)定性和區(qū)域場(chǎng)地穩(wěn)定性進(jìn)行深入研究是一項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù)。特別是地震的影響直接關(guān)系著壩

5、址和壩型的選擇，一般情況下，地震烈度由地震部門(mén)提供，但對(duì)于重大的水利樞紐工程要進(jìn)行地震危險(xiǎn)性分析和地震安全性評(píng)價(jià)。因此，對(duì)于大型水電工程，在可行性研究階段，應(yīng)組織專(zhuān)門(mén)力量解決區(qū)域穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。 </p><p><b>　　2.2 地形地貌 </b></p><p>　　地形地貌條件是確定壩型的主要依據(jù)之一，同時(shí)，它對(duì)工程布置和施工條件有制約作用。狹窄、完整的基巖“V”

6、型谷適合修建拱壩，寬高比大于2的“u”型基巖河谷區(qū)宜修建混凝土重力壩或砌石壩。寬敞河谷地區(qū)巖石風(fēng)化較深或有較厚的松散沉積層，一般適于修建土壩。不同地貌單元，其巖性、結(jié)構(gòu)有其自身的特點(diǎn)，如河谷開(kāi)闊地段，其階地發(fā)育，二元結(jié)構(gòu)和多元結(jié)構(gòu)往往存在滲漏和滲透變形問(wèn)題。古河道往往控制著滲漏途徑和滲漏量等。因此，在壩址比選時(shí)要充分考慮地形、地貌條件。 </p><p><b>　　2.3 巖土性質(zhì) </b>

7、;</p><p>　　巖土性質(zhì)對(duì)建筑物的穩(wěn)定來(lái)說(shuō)十分重要，對(duì)壩址的比選具有決定性意義。因此，在壩址比選時(shí)，首先要考慮巖土性質(zhì)。修建高壩，特別是混凝土壩，應(yīng)選擇堅(jiān)硬、完整、新鮮均勻、透水性差而抗水性強(qiáng)的巖石作為壩址。我國(guó)已建和正在施工的70余座高壩中，有半數(shù)建于強(qiáng)度較高的巖漿巖地基上，其余的絕大多數(shù)建于片麻巖、石英巖和砂巖上，而建于可溶性碳酸鹽巖、強(qiáng)度低易變形的頁(yè)巖、千枚巖上的極少。通過(guò)結(jié)合工程實(shí)踐，根據(jù)不同成因

8、類(lèi)型巖土的建壩適宜性及其主要問(wèn)題作簡(jiǎn)要概述。 </p><p>　　（1）侵入的塊狀結(jié)晶巖體，一般致密堅(jiān)硬、均一、完整、強(qiáng)度大、抗水性強(qiáng)、滲透性弱，是修建高混凝土壩最理想的地基，其中尤以花崗巖類(lèi)為最佳。這類(lèi)巖石需注意它們與圍巖以及不同侵入期的邊緣接觸面，平緩的原生節(jié)理，風(fēng)化殼和風(fēng)化夾層的分布，選壩時(shí)避開(kāi)這些不利因素。 </p><p>　?。?）噴出巖類(lèi)強(qiáng)度較高、抗水性強(qiáng)，也是較理想的壩基

9、。我國(guó)東南沿海、華北和東北有不少大壩坐落在這類(lèi)巖石上。噴出巖的噴發(fā)間斷面往往是弱面，存在風(fēng)化夾層、夾泥層及松散的砂礫石層，還有凝灰?guī)r的泥化和軟化等，對(duì)壩基抗滑穩(wěn)定性的影響不可忽視。此外，玄武巖中的柱狀節(jié)理，透水性很強(qiáng)，在選壩時(shí)也須注意研究。 </p><p>　?。?）深變質(zhì)的片麻巖、變粒巖、混合巖、石英巖等，強(qiáng)度高、抗水性強(qiáng)、滲透性差，也是較理想的壩基。但是在這類(lèi)巖體中選壩址，必須注意片理面的各向異性及軟弱夾層

10、的存在，選壩時(shí)，應(yīng)避開(kāi)軟弱礦物富集的片巖（如云母片巖、石墨片巖、綠泥石片巖、滑石片巖）。在淺變質(zhì)巖的板巖、千枚巖區(qū)，應(yīng)特別注意巖石的軟化和泥化問(wèn)題。 </p><p>　?。?）沉積巖中，以厚層的砂巖和碳酸鹽巖為較好的壩基。這類(lèi)巖石壩基較巖漿巖、變質(zhì)巖的條件復(fù)雜。這是因?yàn)樵诤駥佑矌r層中常夾有軟弱巖層，這些夾層力學(xué)強(qiáng)度低，抗水能力差，易構(gòu)成滑移控制面。碎屑巖類(lèi)如礫巖、砂巖等，強(qiáng)度與膠結(jié)物類(lèi)型有關(guān)，一些膠結(jié)物在水的作

11、用下可能產(chǎn)生溶解、軟化、崩解、膨脹等。在構(gòu)造變動(dòng)下往往發(fā)生層間錯(cuò)動(dòng)，經(jīng)過(guò)次生作用易于發(fā)生泥化。在壩址比選時(shí)必須十分注意這一問(wèn)題。此外，碳酸鹽巖的巖溶洞穴和裂隙的發(fā)育，可能會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的滲漏。 </p><p>　　另外，在壩址比選中，河床松散覆蓋層具有重要意義。修建高混凝土壩，壩體必須座落在基巖之上，若河床覆蓋層過(guò)厚，就會(huì)增加壩基的開(kāi)挖工程量，使施工條件復(fù)雜化。所以當(dāng)其他條件大致相同時(shí)，應(yīng)將壩址選擇在覆蓋層較薄的地

12、段。有的河段因覆蓋層過(guò)厚，只得采用土石壩型。比選松散土體壩基的壩址時(shí)，須研究滲漏、滲透變形和振動(dòng)液化等問(wèn)題，而且應(yīng)避開(kāi)如淤泥類(lèi)土等軟弱、易變形土層。 </p><p><b>　　（5）地質(zhì)構(gòu)造 </b></p><p>　　地質(zhì)構(gòu)造在壩址選擇中同樣占有重要地位，對(duì)變形較為敏感的剛性壩來(lái)說(shuō)更為重要。在地震強(qiáng)烈活動(dòng)或活動(dòng)性斷裂發(fā)育的地區(qū)，選壩時(shí)應(yīng)盡量避開(kāi)或遠(yuǎn)離活斷層，而

13、位于區(qū)域穩(wěn)定條件相對(duì)較好的地塊上。在選壩前的可行性研究時(shí)，應(yīng)進(jìn)行區(qū)域地質(zhì)研究，查明區(qū)域構(gòu)造格局，尤其要查明目前仍持續(xù)活動(dòng)或可能活動(dòng)斷裂的分布、類(lèi)型、規(guī)模和錯(cuò)動(dòng)速率，并預(yù)測(cè)發(fā)生水庫(kù)誘發(fā)地震的可能及震級(jí)。國(guó)外有些水壩就因橫跨活斷層而壩體被錯(cuò)開(kāi)或致垮壩。地質(zhì)構(gòu)造也經(jīng)?？刂茐位?、壩肩巖體的穩(wěn)定。在層狀巖體分布地區(qū)，傾向上游或下游的緩傾巖層中存在層間錯(cuò)動(dòng)帶時(shí)，在后期次生作用下往往演化為泥化夾層，若有其他構(gòu)造結(jié)構(gòu)面切割的話，對(duì)壩基抗滑穩(wěn)定極為不利，

14、在選壩時(shí)應(yīng)特別注意。因?yàn)榫弮A巖層的構(gòu)造變動(dòng)一般較輕微，容易被忽視。陡傾甚至倒轉(zhuǎn)巖層，由于構(gòu)造形變強(qiáng)烈，巖石完整性受到強(qiáng)烈破壞，在選壩時(shí)更要特別注意查清壩基內(nèi)緩傾角的壓性斷裂 </p><p><b>　　3、結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　從實(shí)踐表明，選擇壩址是水利水電建設(shè)中一項(xiàng)具有戰(zhàn)略意義的工作，它直接關(guān)系到水工建筑物的安全、經(jīng)濟(jì)和正常使用。工程地質(zhì)條件在選壩中