水利工程壩址選擇的工程地質(zhì)勘察探析

陳若民

摘 要：文章以項(xiàng)目實(shí)際為要點(diǎn)，闡述了地質(zhì)勘查工作者不但要深入的分析地質(zhì)要素，同時(shí)還要懂得設(shè)計(jì)的內(nèi)容，還要對(duì)地質(zhì)的有關(guān)要素展開詳細(xì)的探索，然后通過(guò)分析項(xiàng)目的具體狀態(tài)來(lái)選擇優(yōu)秀的壩址。

關(guān)鍵詞：工程地質(zhì)勘察；水利工程；壩址選取

1 概述

水利項(xiàng)目和一般意義上的建筑體有著非常大的區(qū)別。由于它們的存在，其附近區(qū)域中的水文等要素就會(huì)出現(xiàn)一定的改變。而這個(gè)改變就有潛在的可能性，會(huì)導(dǎo)致滲漏以及沖刷等等的一些現(xiàn)象出現(xiàn)。所以，要做好勘察以及設(shè)計(jì)等活動(dòng)，要不然的話會(huì)引起非常惡劣的問(wèn)題。在選取壩址的時(shí)候，不僅要分析其地質(zhì)要素，還要展開和電廠等相關(guān)建筑的地質(zhì)要素的分析，進(jìn)而確保后續(xù)的規(guī)劃以及建設(shè)等有參考信息。

2 在選擇壩址的時(shí)候要遵守的地質(zhì)勘查內(nèi)容

通過(guò)分析實(shí)際狀態(tài)，我們發(fā)現(xiàn)，那些有著非常優(yōu)秀地質(zhì)狀況的壩址是幾乎不存在的，特別是大規(guī)模的項(xiàng)目，它們對(duì)于地質(zhì)要素有著非常嚴(yán)苛的規(guī)定，更無(wú)法合乎建筑的規(guī)定。我們這里說(shuō)的合理的的規(guī)劃是比對(duì)來(lái)說(shuō)的，即使是最優(yōu)秀的壩址也是有不利現(xiàn)象存在的。因此在選取的時(shí)候，要分析多個(gè)方案內(nèi)容，而且要針對(duì)情況制定應(yīng)對(duì)方法。所以，那些地質(zhì)狀況不是很好，應(yīng)對(duì)繁瑣，花費(fèi)的資金高的規(guī)劃，都不能選用。在選擇的時(shí)候，主要分析如下的一些地質(zhì)要素，即區(qū)域穩(wěn)定性、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，還應(yīng)該預(yù)想到其或許會(huì)出現(xiàn)的不利現(xiàn)象，并且估計(jì)它們的難度以及活動(dòng)規(guī)模等，接下來(lái)具體的論述。

2.1 區(qū)域穩(wěn)定性

該項(xiàng)要素的探索在整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)中起到非常關(guān)鍵的作用。針對(duì)壩址等開展該項(xiàng)要素的探索是一項(xiàng)非常艱巨的活動(dòng)，尤其是地震作用會(huì)對(duì)壩址等相關(guān)要素的分析起到一定的影響，在通常狀況中，地震的烈度等是相關(guān)機(jī)構(gòu)來(lái)明確的，不過(guò)對(duì)于那些關(guān)鍵意義的項(xiàng)目要開展地震嚴(yán)重性等的探索活動(dòng)。所以，針對(duì)大規(guī)模的項(xiàng)目來(lái)講，在分析其是否可行的時(shí)候，要成立一個(gè)專門的隊(duì)伍來(lái)進(jìn)行該項(xiàng)活動(dòng)。

2.2 分析其地形要素

這項(xiàng)要素是明確壩形的關(guān)鍵要素，而且其對(duì)項(xiàng)目的布局以及建設(shè)等有著一定的影響。狹窄、完整的基巖“V”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。所以，在選擇的時(shí)候要充分的分析這項(xiàng)內(nèi)容。

2.3 關(guān)于巖土特性的分析

通常來(lái)講，巖土的特性會(huì)對(duì)建筑體的安穩(wěn)等有著非常嚴(yán)格的意義，其關(guān)乎到選址。所以，在比對(duì)方案的時(shí)候，第一要考慮的是巖性。建筑高壩，尤其是混凝土材料的，要選取那種非常硬實(shí)，而且有著優(yōu)秀的抗水性，不易透水，非常勻稱的。目前我們國(guó)家已經(jīng)形成的和正在開展的此類項(xiàng)目中，一般是在那些有著高強(qiáng)度的區(qū)域中進(jìn)行的。結(jié)合項(xiàng)目具體特征，根據(jù)不同成因類型巖土的建壩適宜性及其主要問(wèn)題作簡(jiǎn)要概述。

2.3.1 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，其中尤以花崗巖類為最佳。這類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，在選取的時(shí)候，要考慮好此類問(wèn)題。

2.3.2 噴出巖類強(qiáng)度較高、抗水性強(qiáng)，亦是非常優(yōu)秀的基礎(chǔ)。在沿海區(qū)域以及廣大的北方很多項(xiàng)目都是處在這種區(qū)域的。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。除此之外，像是玄武巖，其有著非常高的透水性，在選擇的時(shí)候亦要關(guān)注。

2.3.3 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，同樣非常優(yōu)秀。但是在這類巖體中選壩址，必須注意片理面的各向異性及軟弱夾層的存在，選壩時(shí)，應(yīng)避開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)，必須認(rèn)真地分析軟化等的事項(xiàng)。

2.3.4 沉積巖中，以厚層的砂巖和碳酸鹽巖為較好的壩基。它們比巖漿巖等來(lái)講，更加的繁瑣。主要是由于在較厚的巖層中有軟弱的存在，它們的強(qiáng)度不是很好，而且沒有抗水性，容易導(dǎo)致滑坡等。碎屑巖類如礫巖、砂巖等，強(qiáng)度與膠結(jié)物類型有關(guān)，一些膠結(jié)物在水的作用下可能產(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。

2.4 關(guān)于地質(zhì)結(jié)構(gòu)

該項(xiàng)要素在選擇的時(shí)候，也占據(jù)非常關(guān)鍵的位置。在地震多發(fā)區(qū)域等，在選取的時(shí)候，最好是離開活斷層一定的距離。在選擇之前的時(shí)候，要分析其是不是可行，要開展所在地區(qū)的地質(zhì)探索活動(dòng)，分析構(gòu)造布局，特別要分析現(xiàn)在還存在的斷裂的區(qū)域以及面積等，而且分析項(xiàng)目引發(fā)地震的幾率。在外國(guó)一些地方，就存在過(guò)因?yàn)檫@種情況導(dǎo)致問(wèn)題的案例。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，干擾到壩基的穩(wěn)定，在選擇的時(shí)候要認(rèn)真的關(guān)注。由于緩傾巖層本身的結(jié)構(gòu)變化不是很厲害，所以一般不關(guān)注。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?？傊?，要盡可能選擇巖體完整性較好的構(gòu)造部位作壩址，避開斷裂、裂隙強(qiáng)烈發(fā)育的地段。

2.5 關(guān)于水文地質(zhì)要素

在以滲漏問(wèn)題為主的巖溶區(qū)和深厚河床覆蓋層上選壩時(shí)，這項(xiàng)要素是最要分析的事項(xiàng)。站在防滲的層次上來(lái)看，巖溶區(qū)的壩址應(yīng)盡量選在有隔水層的橫谷、且陡傾巖層傾向上游的河段上。同時(shí)還要考慮水庫(kù)有否嚴(yán)重的滲漏問(wèn)題，庫(kù)區(qū)最好是強(qiáng)透水層底部有隔水巖層的縱谷，且兩岸的地下分水嶺較高。當(dāng)巖溶區(qū)無(wú)隔水層可以利用的情況下，壩址應(yīng)盡可能選在弱巖溶化地段。這就要求仔細(xì)分析研究巖層結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造和地貌條件。

2.6 關(guān)于物理地質(zhì)要素

關(guān)乎到地址選取的該項(xiàng)要素非常多，像是崩塌以及滑坡等等的，不過(guò)通過(guò)分析項(xiàng)目的具體狀態(tài)，明確在眾多的要素中，滑坡是最為厲害的。在較為窄小的河谷區(qū)域進(jìn)行建設(shè)，能節(jié)省資金以及建設(shè)量，因此在選擇的時(shí)候總是想要找這種區(qū)域。不過(guò)，它也有不利現(xiàn)象，比如不是很穩(wěn)定，所以要認(rèn)真的分析。如法國(guó)羅曼什河上游一壩址，它就是屬于這種區(qū)域，河谷左岸由花崗巖和三疊紀(jì)砂巖及石灰?guī)r構(gòu)成。右岸是里亞斯頁(yè)巖，從外在上非常的完整，可是通過(guò)勘察才得知其是沙礫巖，不穩(wěn)定，所以，只能棄用。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)分析具體情況，我們明確對(duì)于壩址展開的選取活動(dòng)，是當(dāng)前水利項(xiàng)目開展的時(shí)候要認(rèn)真關(guān)注的一項(xiàng)活動(dòng)，其關(guān)乎到水利項(xiàng)目的穩(wěn)定性以及是否可以合理的運(yùn)行。其地質(zhì)要素在選取的時(shí)候占據(jù)非常關(guān)鍵的位置，只有確保地質(zhì)優(yōu)秀，才可以確保壩址合理，然后才可以進(jìn)行相關(guān)的配談建設(shè)，應(yīng)對(duì)存在的不利現(xiàn)象。

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