西部水工程中的巖土工程問(wèn)題

高 翯 周 文

（河南省地礦局 環(huán)境一院，河南 鄭州 450000）

因西部的水工程的開(kāi)發(fā)和建設(shè)過(guò)程中會(huì)因?yàn)樘厥獾牡刭|(zhì)環(huán)境的影響，而導(dǎo)致水工程的建設(shè)過(guò)程中會(huì)遇到很多的巖土工程問(wèn)題。 譬如說(shuō)黃土以及凍土等特殊的巖土工程問(wèn)題，以及長(zhǎng)隧洞深埋等問(wèn)題。 本文將針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行探討。

1 西部特殊的地質(zhì)環(huán)境的巖土工程問(wèn)題

1.1 西部水工程中的黃土工程問(wèn)題

在中國(guó)，黃土的覆蓋區(qū)域十分的廣泛，大約有64 萬(wàn)平方公里。 而在中國(guó)的西北地區(qū)，黃土層則具有非常典型的特征被水工程建設(shè)廣為關(guān)注。 其黃土層具有土層厚、土層完整、土層的分布具有連續(xù)性等特點(diǎn)，導(dǎo)致在水工程建設(shè)的過(guò)程，不可避免的要受到黃土工程問(wèn)題困擾。 黃土工程的問(wèn)題主要是由于黃土在遇到水以后會(huì)出現(xiàn)濕陷變形，而濕陷變形常會(huì)以不均勻和突然，以及不可逆的形式所出現(xiàn)。 導(dǎo)致以黃土作為地基的建筑物出現(xiàn)不同程度的傾斜和裂縫的情況，由黃土作為填充物的路基出現(xiàn)嚴(yán)重變形的情況，以及一些由黃土構(gòu)成隧道的四周?chē)叱霈F(xiàn)坍塌滑落以及裂縫等情況。

目前， 對(duì)于黃土工程問(wèn)題的研究主要是通過(guò)試驗(yàn)研究的方法在室內(nèi)和在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行原位的試驗(yàn)；對(duì)黃土的強(qiáng)度特性進(jìn)行增濕、斷裂破壞等進(jìn)行研究；以及黃土濕陷變形的增濕、間歇性等進(jìn)行研究；以及對(duì)于黃土的結(jié)構(gòu)、動(dòng)力特性以及工程應(yīng)用等方面進(jìn)行研究。 在這個(gè)研究的過(guò)程中需要強(qiáng)化對(duì)于黃土的成因以及形成的地質(zhì)條件的歷史進(jìn)行理論的深度研究，以及黃土的各種特性的研究。 并針對(duì)西部地區(qū)的地質(zhì)特點(diǎn)，深化非飽和黃土的研究，以及黃土的動(dòng)力特性等的研究。 結(jié)合水工程建設(shè)的實(shí)例，對(duì)于黃土工程建設(shè)中遇到的問(wèn)題進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，以獲得有效避免的方法和尋找黃土工程建設(shè)的規(guī)律。 并根據(jù)黃土工程中的特性問(wèn)題，研究開(kāi)發(fā)新型的工程材料和工程處理辦法來(lái)有效的避免黃土工程中所遇到的問(wèn)題。

1.2 西部水工程中的凍土工程問(wèn)題

在中國(guó)，凍土的覆蓋區(qū)域也十分的廣泛，占去中國(guó)國(guó)土總面積的一半以上，其中凍土又可以劃分為永久性的凍土、多年性的凍土和季節(jié)性的凍土三種。 而中國(guó)的西北地區(qū)則正好處于寒地帶，凍土工程問(wèn)題不可避免的會(huì)影響西部水工程的建設(shè)，特別向需要穿越高寒地帶的水工程建設(shè)則必然將凍土工程問(wèn)題放在首要的位置進(jìn)行考慮。凍土具有很強(qiáng)的不穩(wěn)定性，在凍土凍結(jié)的過(guò)程中會(huì)形成很大的凍脹力， 而在凍土融化的過(guò)程中又會(huì)失去凍脹力而導(dǎo)致凍土出現(xiàn)融陷的情況。 在這個(gè)凍結(jié)和融化的過(guò)程中，無(wú)論是凍土的強(qiáng)度還是凍土的密度都是不一樣的，甚至變化是以倍數(shù)的形式變化， 這對(duì)于在凍土上進(jìn)行的工程建設(shè)會(huì)受到很大的影響。西部地區(qū)的水工程建設(shè)中一般包含水庫(kù)的建設(shè)、樞紐的建設(shè)、隧洞的建設(shè)、渠道的建設(shè)以及輸水管道等的建設(shè)。 譬如由于季節(jié)性的凍土的凍脹性可能會(huì)對(duì)水工程建設(shè)中的隧洞和渠道等的建設(shè)帶來(lái)向產(chǎn)生裂縫、 建筑物傾斜以及坍塌等情況的出現(xiàn)； 而多年性凍土和永久性凍土由于因天氣或是其他原因會(huì)出現(xiàn)融化的現(xiàn)象，這就會(huì)導(dǎo)致凍土融化區(qū)域失去凍脹力，從而使水的體積變小，導(dǎo)致凍土沉陷，間接影響水工程建筑物出現(xiàn)開(kāi)裂以及凍土滑塌和泥石流等情況的出現(xiàn)。更嚴(yán)重的是，由于建設(shè)過(guò)程中導(dǎo)致的凍土工程問(wèn)題， 可能會(huì)促使永久性的凍土逐步向季節(jié)性的凍土轉(zhuǎn)變，從而給地質(zhì)帶來(lái)地質(zhì)災(zāi)害。

目前， 對(duì)于凍土工程問(wèn)題的研究主要是通過(guò)宏觀和微觀力學(xué)兩個(gè)方面對(duì)凍土的凍脹力情況進(jìn)行研究，熱質(zhì)、水分遷移情況的理論研究等。 在這個(gè)研究的過(guò)程中，需要強(qiáng)度的深化對(duì)于西部地區(qū)區(qū)域性凍土形成的外部環(huán)境以及凍結(jié)與融化情況的細(xì)致研究，為深入進(jìn)行凍土工程問(wèn)題的研究做鋪墊。 根據(jù)實(shí)際情況在試驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)， 對(duì)凍土的變化進(jìn)行全程的試驗(yàn)，得到數(shù)值進(jìn)行模擬分析。 并加入自然因素的影響，來(lái)模擬實(shí)際建設(shè)過(guò)程中可能遇到的凍土工程問(wèn)題。

2 西部水工程中的長(zhǎng)隧洞深埋問(wèn)題

西部水工程中的長(zhǎng)隧洞深埋問(wèn)題可以以南水北調(diào)的西線工程作為案例進(jìn)行研討。 在南水北調(diào)的西線工程中，引水隧洞最長(zhǎng)洞段長(zhǎng)可以達(dá)到73 千米，是世界上最長(zhǎng)的洞段長(zhǎng)，而這個(gè)引水隧洞的深埋的距離大約在500 米到600 米之間。 其次，因?yàn)楣こ痰暮拼笮枰┥皆綆X，則必然根據(jù)實(shí)際的情況要加長(zhǎng)洞段的長(zhǎng)度，以及加深隧道的深埋距離，以保證南水北調(diào)的水工程能夠?qū)崿F(xiàn)。

這個(gè)南水北調(diào)的西線水工程具有很多顯而易見(jiàn)的特點(diǎn)，譬如說(shuō)水工程的總體線路長(zhǎng)、跨度遠(yuǎn)、深埋距離大以及穿越的地質(zhì)環(huán)境情況復(fù)雜等。 這些特點(diǎn)導(dǎo)致水工程在建設(shè)的過(guò)程中會(huì)存在很多不可預(yù)計(jì)地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題，譬如說(shuō)塌方、巖爆等問(wèn)題。 且因?yàn)榭傮w的線路長(zhǎng)，需要水工程的建設(shè)要翻山越嶺，導(dǎo)致各種惡劣的地質(zhì)條件都會(huì)遇上，使水工程在建設(shè)過(guò)程中遇到勘探鉆孔困難等問(wèn)題，導(dǎo)致工程建設(shè)工作的效率低，整個(gè)建設(shè)過(guò)程難以把控，勘察工作難以準(zhǔn)確的進(jìn)行等工程建設(shè)問(wèn)題。

針對(duì)于這樣的工程建設(shè)問(wèn)題， 現(xiàn)在一般是采用的超前的探測(cè)以及超前的預(yù)報(bào)來(lái)進(jìn)行對(duì)地質(zhì)環(huán)境的掌握。 根據(jù)西部地區(qū)的地質(zhì)特點(diǎn)以及西部水工程建設(shè)的特點(diǎn)，需要進(jìn)行超前探測(cè)的研究工作， 對(duì)于長(zhǎng)隧洞深埋的地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行基礎(chǔ)理論研究、超前探測(cè)技術(shù)的深化和完善， 以及超前預(yù)報(bào)方法等進(jìn)行研究，以此來(lái)有效的減少地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題對(duì)于西部水工程的長(zhǎng)隧洞深埋帶來(lái)危害。

3 總結(jié)

在西部水工程的建設(shè)過(guò)程中， 受西部特有的地質(zhì)環(huán)境的影響，勢(shì)必會(huì)遇到像黃土工程問(wèn)題、凍土工程問(wèn)題以及長(zhǎng)隧道深埋工程問(wèn)題等的影響。 為了保證西部水工程能夠有效和安全的建設(shè)， 則必然要清晰化西部水工程中所遇到的巖土工程問(wèn)題，并對(duì)于巖土工程問(wèn)題進(jìn)行深入系統(tǒng)的研究，并做到能夠從深層次的角度來(lái)解決這些問(wèn)題，保證西部水工程的建設(shè)，從而產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1]王春，蔡惠榮.工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)問(wèn)題的探討[J].西部探礦工程，2013(2)

[2]左緒宏.試析巖土工程勘察中存在的問(wèn)題與措施[J].建筑知識(shí)，2013(1)