水利工程大壩選址的地質(zhì)勘察技術(shù)

【摘要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，新型高效的水利工程建設(shè)面臨著巨大的考驗(yàn)。如何科學(xué)的進(jìn)行大壩選址，是部分水利工程中非常重要的環(huán)節(jié)。大壩選址的影響因素多種多樣，本文主要對(duì)其中的地質(zhì)勘察工作進(jìn)行研究討論，目的是為水利工程大壩的基礎(chǔ)條件提供合理的依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】地質(zhì)勘察；大壩選址；水利工程

中國(guó)西北部氣候干燥少雨，水土資源極不匹配，時(shí)空分布極不均衡，水資源供需矛盾極為突出。建國(guó)以來(lái)，結(jié)合生產(chǎn)建設(shè)需求，興建了許多重要的水利樞紐，為工農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了保障。但自20世紀(jì)90年代后，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，一二三產(chǎn)業(yè)比例逐漸調(diào)整，用水模式復(fù)雜多樣，以及長(zhǎng)期大規(guī)模水土開(kāi)發(fā)的后遺癥，已有的水利工程面領(lǐng)著新的考驗(yàn)，更加科學(xué)的建設(shè)水利基礎(chǔ)設(shè)施顯得尤為重要。水利工程建設(shè)的可行性、必要性及可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略思想值得所有水利人深思，而前期大壩的選址對(duì)后期一系列的配套水利工程建設(shè)都有著指導(dǎo)作用，其中壩址區(qū)的地質(zhì)條件是影響大壩選址的重要影響因素。以下就大壩選址的部分地質(zhì)問(wèn)題及常用的技術(shù)方法做歸納總結(jié)。

（一）工程地質(zhì)條件

地質(zhì)勘察是水利工程大壩選址的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，其主要任務(wù)是通過(guò)一系列的地質(zhì)手段分析判斷地質(zhì)環(huán)境，為水利工程的設(shè)計(jì)施工提供依據(jù)，其中尤以工程地質(zhì)條件最為重要。工程地質(zhì)條件的內(nèi)容主要包括壩址區(qū)的地形地貌條件，巖土類型及其工程地質(zhì)性質(zhì)，地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及存在的工程地質(zhì)問(wèn)題等等。就如世界上沒(méi)有兩片相同的葉子，不同地區(qū)，不同地貌單元其巖土的工程地質(zhì)性質(zhì)也各不相同。同時(shí)，不同時(shí)期其地層形成的原因又十分相似。在大壩選址的地質(zhì)勘察工作中主要圍繞以下幾點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行勘察。

首先，著重分析擬選壩址區(qū)的區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性。壩址區(qū)區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性對(duì)后期工程運(yùn)行至關(guān)重要。應(yīng)避開(kāi)近期有活動(dòng)的構(gòu)造斷層，選擇地殼穩(wěn)定性相對(duì)較高的位置，地震災(zāi)害直接威脅著工程的質(zhì)量及運(yùn)行，同時(shí)大型的水利工程同樣亦可誘發(fā)地震，給人民生產(chǎn)生活帶來(lái)非常大的災(zāi)難。

其次，對(duì)擬選壩址區(qū)的地形地貌要有充分的認(rèn)識(shí)。經(jīng)過(guò)水利工程漫長(zhǎng)的大壩建造史，產(chǎn)生了許多優(yōu)秀的大壩類型，如：拱壩、土石壩、重力壩等等。然而同樣的壩型在不同的地區(qū)，其適用指數(shù)也不盡相同。拱壩適宜建在狹窄而又完整的基巖V型谷上，重力壩適宜建在寬高比大于2的U型基巖河谷區(qū)，因此大壩選址的地質(zhì)勘察工作，因充分查清擬選壩址區(qū)的地形地貌，為選取大壩類型提供合理的依據(jù)。

再次，大壩選址地質(zhì)勘察工作因著重?cái)M選壩址區(qū)的巖土工程性質(zhì)。不同類型的巖土，其物理力學(xué)性質(zhì)各不相同。地質(zhì)勘察工作應(yīng)通過(guò)大量的野外地質(zhì)試驗(yàn)、室內(nèi)試驗(yàn)等地質(zhì)手段辨別巖土類型，查清其分布范圍，分析可能造成的不良地質(zhì)作用，提供可靠的物理力學(xué)參數(shù)，為大壩選址提供重要的依據(jù)。

（二）水文地質(zhì)條件

擬選壩址區(qū)的水文地質(zhì)條件是影響選址的重要因素，其涉及到的主要內(nèi)容有：地下水位埋深和多年水位變動(dòng)幅度，含水層、隔水層的分布、厚度、組合關(guān)系及滲透性，地下水的類型等。在水利工程大壩選址的地質(zhì)勘察工作中水文地質(zhì)條件的研究是十分必要的，科學(xué)的選址應(yīng)加強(qiáng)水文地質(zhì)問(wèn)題的研究，分析評(píng)價(jià)其對(duì)大壩基礎(chǔ)和建設(shè)施工過(guò)程中可能產(chǎn)生的作用及影響，提出合理的基礎(chǔ)地質(zhì)資料以及預(yù)防治理措施。

水利工程建成運(yùn)行后，往往會(huì)改變區(qū)域內(nèi)的水文地質(zhì)條件，影響到工程的正常運(yùn)行，威脅到工程質(zhì)量。例如：在庫(kù)區(qū)大壩建成蓄水后，庫(kù)區(qū)地表水位抬高，滲透作用加強(qiáng)，區(qū)域內(nèi)水文地質(zhì)條件改變，地下水位抬升，徑流模式改變，水庫(kù)侵沒(méi)，邊坡穩(wěn)定降低，地下水甚至溢出地表，造成農(nóng)田沼澤化，鹽漬化等等問(wèn)題。

因此大壩選址地質(zhì)勘察工作中應(yīng)加大水文地質(zhì)條件的勘察力度，不僅要為設(shè)計(jì)施工階段提供依據(jù)，更要為建成運(yùn)行后造成的影響進(jìn)行分析，保證人民的生活生產(chǎn)安全，保護(hù)區(qū)域內(nèi)的生態(tài)平衡。

（三）地質(zhì)勘察工作主要技術(shù)方法

1）地質(zhì)測(cè)繪

地質(zhì)測(cè)繪工作應(yīng)圍繞壩址區(qū)的地形、地貌及其成因類型，各地貌單元的界線及相互關(guān)系，地質(zhì)構(gòu)造的特征、類型及分布，以及泉水的類型、流量及分布特征進(jìn)行。地質(zhì)測(cè)繪工作往往作為大壩選址的第一步進(jìn)行，對(duì)擬選壩址區(qū)基本條件達(dá)到一定的認(rèn)識(shí)，為后續(xù)工作提供依據(jù)。

2）鉆探

在水利工程地質(zhì)勘察工作中鉆探是廣泛采用的一種勘探手段。通過(guò)鉆孔鉆進(jìn)、取樣能夠直觀的接近實(shí)際的觀察原狀地層結(jié)構(gòu)，通過(guò)配套的試驗(yàn)（如：壓水試驗(yàn)、抽水試驗(yàn)、動(dòng)力觸探試驗(yàn)等）可以定量分析巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)。

3）物探

在水利工程中常利用地球物理的方法來(lái)探測(cè)地層、巖性、構(gòu)造等地質(zhì)問(wèn)題。主要的物探方法有電法勘探、電磁法勘探、地震勘探、聲波勘探、層析成像等，主要的工作原理是根據(jù)巖土種類、成分、結(jié)構(gòu)、濕度、導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性、彈性等性質(zhì)分析判斷地層性質(zhì)，不同地區(qū)以及不同的工程應(yīng)選擇適宜的物探方法。

4）野外試驗(yàn)及室內(nèi)試驗(yàn)

野外試驗(yàn)及室內(nèi)試驗(yàn)是通過(guò)一些試驗(yàn)方法，來(lái)定量的分析地質(zhì)勘察工作中巖土體、水體的性質(zhì)，涉及面非常廣。常用的試驗(yàn)方法有水土的化學(xué)分析試驗(yàn)、鉆孔壓水試驗(yàn)、鉆孔抽水試驗(yàn)、原狀土體的剪切壓縮固結(jié)試驗(yàn)、顆粒分析試驗(yàn)等。通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接取得巖土體、水體的物理、化學(xué)性質(zhì)，為大壩選址設(shè)計(jì)及施工提供合理依據(jù)。

結(jié)語(yǔ)

社會(huì)經(jīng)濟(jì)在高速發(fā)展，面對(duì)更加快速高效的發(fā)展模式，水利工程作為基礎(chǔ)保障措施一直接受著巨大的考驗(yàn)。與時(shí)俱進(jìn)，改革創(chuàng)新，節(jié)能高效的利用水資源，走可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略路線都需要更加科學(xué)的建設(shè)水利工程。地質(zhì)勘察工作是水利工程中最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，但確也是非常重要的環(huán)節(jié)，在大壩工程中常常左右著大壩的選址、規(guī)模、建設(shè)等問(wèn)題。只有系統(tǒng)全面的制定勘察工作方案，一絲不茍的完成工作任務(wù)，“瞻前顧后”的分析工程的可行性及影響性，更加真實(shí)、可靠的取得地質(zhì)基礎(chǔ)資料，才能為大壩選址，為水利工程，為祖國(guó)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)添磚加瓦。

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