水利工程地質(zhì)勘測(cè)及工程地質(zhì)環(huán)境的分析

李圣凡

摘 要：水利工程地質(zhì)勘測(cè)的目的在于合理地調(diào)查并實(shí)際評(píng)價(jià)與工程建設(shè)相關(guān)的地質(zhì)條件，并且有效地預(yù)測(cè)潛在的工程地質(zhì)問題，提出針對(duì)性的防治措施加以治理和防范。水利工程地質(zhì)勘測(cè)與工程地質(zhì)環(huán)境的分析，決定著水利工程的建設(shè)質(zhì)量。本文主要闡述了水利工程中地質(zhì)勘查的概念與方法，并對(duì)工程地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)分析，以期能對(duì)進(jìn)一步提高水利工程建設(shè)質(zhì)量有所幫助。

關(guān)鍵詞：水利工程 地質(zhì)勘測(cè) 地質(zhì)環(huán)境

1.引言

水利工程中的地下水與巖土體緊密相關(guān)，地下水不僅僅會(huì)影響建筑工程地基的工程特性，同時(shí)也會(huì)對(duì)建筑物與水利工程地基的穩(wěn)定性以及耐用性造成一定的影響。在水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜的一些地區(qū)，如果工程勘察不做深入徹底的研究，同時(shí)在設(shè)計(jì)中也沒有重視水文地質(zhì)，則會(huì)引發(fā)各種危害巖土工程的嚴(yán)重問題。加強(qiáng)對(duì)水文地質(zhì)方面的研究是非常有必要的，在水利工程勘察過程中，既要明確巖土體地下水的水文地質(zhì)問題，還要提出有效的預(yù)防措施和修改意見，從而降低地下水對(duì)巖土工程的危害。

2.地質(zhì)勘察的概念及其意義

2.1水利工程地質(zhì)勘測(cè)的簡(jiǎn)要介紹

地質(zhì)勘察在我國(guó)有著較為深遠(yuǎn)的發(fā)展歷史，在我國(guó)社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的情況下，水利工程地質(zhì)勘察在實(shí)驗(yàn)方法和測(cè)試設(shè)備等很多方面都取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。不得不承認(rèn)，興建水利工程確實(shí)是一項(xiàng)專業(yè)性極其強(qiáng)的復(fù)雜工作。水利工程地質(zhì)勘探的定義是結(jié)合巖土力學(xué)、地質(zhì)學(xué)和工程地質(zhì)學(xué)等理論，對(duì)水利工程的地質(zhì)條件進(jìn)行科學(xué)合理的評(píng)價(jià)與分析，為水利工程的選址、方案設(shè)計(jì)和施工措施提供合理的參考系數(shù)，提高水利工程運(yùn)行的可靠性和可行性。水利工程地質(zhì)勘察是由很多關(guān)系密切的關(guān)節(jié)組成的，例如現(xiàn)場(chǎng)鉆探、取樣原狀土和室內(nèi)試驗(yàn)等，它所勘察的對(duì)象是水利施工場(chǎng)地的巖土體，直接影響著設(shè)計(jì)質(zhì)量和施工質(zhì)量。

2.2水利工程地質(zhì)勘測(cè)的意義

在水利工程正式建設(shè)前，對(duì)水利工程環(huán)境中進(jìn)行地質(zhì)勘察意義非凡。對(duì)水利工程進(jìn)行地質(zhì)勘察，除了能夠有效避免和降低水利工程在施工時(shí)的突發(fā)狀況，比如地質(zhì)滑坡以及坍塌等狀況，還有助于保持自然環(huán)境的平衡穩(wěn)定。湖北省三峽大壩的順利建成，就很直觀地表現(xiàn)出了地質(zhì)勘察的重要性。三峽大壩工程在正式施工以前，水利工程師就對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境作了非常細(xì)致和認(rèn)真的勘察，所以在三峽大壩正式施工時(shí)，建筑工程師們便能夠合理地使用新型材料和施工技術(shù)，很大程度上避免了混凝土開裂等問題，從而大大提高了三峽工程的安全系數(shù)，同時(shí)也為中國(guó)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。總而言之，水利工程地質(zhì)勘察對(duì)于水利工程的建設(shè)是極其必要的，它能夠在分析工程施工可行性的基礎(chǔ)上，幫助建筑人員科學(xué)地設(shè)計(jì)和管理水利工程的設(shè)計(jì)方案與具體的施工措施，最終保證水利工程的環(huán)境能夠得以完善的設(shè)計(jì)，同時(shí)又可以兼顧施工方面存在的特殊需求，從而建設(shè)出高質(zhì)量的水利工程。

3.地質(zhì)環(huán)境對(duì)水利工程的影響

地下水對(duì)水利工程的影響主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：首先，由于巖土體與地下水的相互作用，會(huì)導(dǎo)致巖土的穩(wěn)定性與強(qiáng)度降低，并且進(jìn)一步引發(fā)多種地質(zhì)災(zāi)害，如水壩滲漏，巖溶以及滑坡等，而這些災(zāi)害一般都會(huì)給建筑工程的施工和后期使用造成很大的影響，甚至引發(fā)安全事故。其次，因?yàn)榈叵滤懈缓罅康挠泻瘜W(xué)成分，容易破壞和侵蝕水位下的鋼結(jié)構(gòu)和混泥土結(jié)構(gòu)，從而降低了建筑物的使用期。從地基和基礎(chǔ)的層面來(lái)說(shuō)，地下水水位的變化也會(huì)在對(duì)建筑工程造成不同程度的影響。如果地下水水位的變化在基礎(chǔ)面之上，不會(huì)對(duì)建筑基礎(chǔ)造成太大的損害；如果地下水水位變化在基礎(chǔ)面以下，就會(huì)對(duì)建筑基礎(chǔ)造成非常重大的損失。若是地下水水位上升，巖土體會(huì)軟化，進(jìn)而削弱建筑地基的強(qiáng)度。尤其當(dāng)巖土體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定時(shí)，出現(xiàn)的軟化現(xiàn)象會(huì)更加嚴(yán)重，而引發(fā)建筑物破壞、變形等后果。

4.水利工程地質(zhì)勘測(cè)的主要手段

4.1山地勘探

山地勘探，是一種通過人工或機(jī)械剝土，開挖探坑、探槽、探井等，從而展示出地表淺層地質(zhì)狀況的勘探地質(zhì)方法。山地勘探一方面可以直接有效地對(duì)地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行試驗(yàn)、取樣和觀察，另一方面由于這種方法在使用的工具和技術(shù)方面不需要太高的要求，所以它大多數(shù)情況下是用來(lái)勘察地表淺層地質(zhì)。由于它的勘探工具和技術(shù)簡(jiǎn)單，使得勘測(cè)的深度也有所限制，這也是山地勘探的缺點(diǎn)所在。

4.2工程物探

工程物探，它不同于山地勘探，它主要是用觀測(cè)儀器對(duì)被勘探區(qū)的地球物理場(chǎng)進(jìn)行直接精確的測(cè)量，然后對(duì)測(cè)量地球物理場(chǎng)所得的數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理來(lái)推斷并預(yù)測(cè)地下可能存在的局部地質(zhì)體、地質(zhì)構(gòu)造的位置等其他具體屬性的科學(xué)。工程物探方法主要包括重力場(chǎng)勘探、磁場(chǎng)勘探、直流電場(chǎng)勘探等等，以及地震波勘探、電滋波勘探等。

4.3鉆探

鉆探，同山地勘探和工程物探一樣，是一種勘察水利水電工程地質(zhì)的重要方法。因?yàn)楣こ探ㄔO(shè)的地基條件和要求都變得越來(lái)越復(fù)雜，而且還出現(xiàn)了許多地質(zhì)問題，比如軟弱夾層的層位確定和取樣，砂層取原狀樣，以及特硬地層的鉆進(jìn)等問題，如果只依靠常規(guī)的鉆探方法，并不能得到理想的結(jié)果。我國(guó)的工程師為解決這些難題不斷地鉆研工作，最終取得一批效果良好的成果，如金剛石套鉆取芯技術(shù)以及各種類型的砂層和軟土層鉆進(jìn)及取樣技術(shù)等。而且有很多技術(shù)都已達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。

5.水利工程建設(shè)的工程地質(zhì)環(huán)境分析

5.1地殼穩(wěn)定性

地殼穩(wěn)定性是指受到地球內(nèi)因外因和工程共同作用下的斷層移位，坡體的崩塌、滑坡、泥石流等。在水利工程地質(zhì)勘察過程中主要對(duì)區(qū)域的地形地貌和地質(zhì)構(gòu)造等進(jìn)行全面調(diào)查，分析制約系統(tǒng)應(yīng)力場(chǎng)以及滲力場(chǎng)的規(guī)模以及強(qiáng)度的因素，最后獲得這些工程地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)展的預(yù)測(cè)信息，從而可以提醒我們提前做準(zhǔn)備，在最大程度上降低經(jīng)濟(jì)損失。除此之外，還要求對(duì)遭到破壞的現(xiàn)象進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變反演算反分析，分析并找到影響穩(wěn)定性的重要影響因素，然后盡可能地采取針對(duì)性的技術(shù)措施進(jìn)行協(xié)調(diào)，從而達(dá)到系統(tǒng)的穩(wěn)定。

5.2地基穩(wěn)定性

水利工程中所指的地基穩(wěn)定性指的不僅僅是水工構(gòu)筑物的地基穩(wěn)定性。壩基的穩(wěn)定性所涉及的不僅僅是承載能力和變形問題，同時(shí)還涉及了壩體的抗滑移問題和壩基巖層的產(chǎn)狀對(duì)壩基所產(chǎn)生的影響。由于水利工程的地基不僅要承受自身自重和水自重，同時(shí)還要承受水的作用所形成的各種荷載作用。地基在承受這些荷載之后，將會(huì)產(chǎn)生一定的變形，并且把應(yīng)力能轉(zhuǎn)化為應(yīng)變能。尤其是巖基，在各種荷載作用之下，不僅是巖石的彈性發(fā)生變形，而且還會(huì)由于巖石的塑性變形或沿某節(jié)理裂隙發(fā)生剪切破壞引起基礎(chǔ)沉降。5.3地表穩(wěn)定性

地表穩(wěn)定性涉及的主要是地表層面的變形問題，它一般體現(xiàn)在動(dòng)力工程地質(zhì)現(xiàn)象中，各種地表變形破壞的情況中，以及地表巖土體的性質(zhì)變化。仔細(xì)研究與勘測(cè)地表的穩(wěn)定性會(huì)對(duì)這些工程地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)育規(guī)模、發(fā)展速度及趨勢(shì)的進(jìn)一步預(yù)測(cè)帶來(lái)便利。在研究地表穩(wěn)定性的同時(shí)，還應(yīng)該積極地提出工程技術(shù)措施來(lái)減弱這些變形破壞現(xiàn)象的發(fā)生?？偠灾趯?duì)地表穩(wěn)定性進(jìn)行分析時(shí)，要著重分析這些工程地質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)巖土體的性質(zhì)和這些巖土體在水作用前后性質(zhì)的差異，而且要及時(shí)且科學(xué)地預(yù)測(cè)這些工程地質(zhì)現(xiàn)象的規(guī)模、強(qiáng)度及發(fā)展趨勢(shì)。

6.結(jié)束語(yǔ)

水利建設(shè)事業(yè)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)是工程地質(zhì)勘察，它與水利工程特別是大型工程建設(shè)的好壞，有著密切的關(guān)系。因此在建設(shè)水利工程的時(shí)候，認(rèn)真審視我國(guó)水利工程的各種勘測(cè)手段及其應(yīng)用水平是很有必要的，只有這樣，才能夠積極推動(dòng)各種水利工程地質(zhì)勘察的勘測(cè)方法的進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)用。水利工程本身就是一項(xiàng)造福于民的重大福祉，在水利工程正式開工之前，有關(guān)負(fù)責(zé)人員一定要充分意識(shí)到地質(zhì)勘察的重要意義，并且一定要認(rèn)真地對(duì)工程地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)格地考察，除此之外，還要積極地把當(dāng)?shù)貙?shí)際情況充分考慮在內(nèi)，提高地質(zhì)勘察工作的預(yù)見性和實(shí)用性，從而為我國(guó)水利工程的發(fā)展和建設(shè)奠定更好的基礎(chǔ)，同時(shí)也為我國(guó)社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造動(dòng)力。

參考文獻(xiàn)：

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