水文地質(zhì)與工程地質(zhì)相結(jié)合的應(yīng)用

何國亮

【摘要】從工程設(shè)計到施工都離不開對水文地質(zhì)和工程地質(zhì)條件的科學(xué)分析。明確建筑區(qū)的水文地質(zhì)和工程地質(zhì)是確保優(yōu)質(zhì)工程的基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】水文地質(zhì)；工程地質(zhì)；水利工程

前言：

我國幅員遼闊，地形和氣候地區(qū)差異較大，相應(yīng)的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)也區(qū)別甚大。對于水利工程來說，稍微的疏忽都會影響到水利工程的質(zhì)量，進而產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟損失。水文地質(zhì)和工程地質(zhì)二者密不可分，只有對其進行細(xì)致勘查才能基本保障水利工程的順利建設(shè)。正是因為水文地質(zhì)和工程地質(zhì)如此重要，我們要加強二者相結(jié)合的應(yīng)用研究，為水利工程的順利運行提供更多的支持。

一 水文地質(zhì)和工程地質(zhì)勘查的目的

水文地質(zhì)與工程地質(zhì)勘查是水利工程建設(shè)中不可或缺的必要工作，地質(zhì)勘查工作的認(rèn)真進行直接關(guān)系著水利工程方案的事實。在具體的實踐中，水利工程事故常由地質(zhì)問題引起，這些地質(zhì)問題會導(dǎo)致工延長工期，甚至造成嚴(yán)重的生命財產(chǎn)損失。

1.1 水文地質(zhì)勘查的目的

水文地質(zhì)條件的研究主要依靠水文地質(zhì)勘查，水文地質(zhì)勘查主要是為了查明地下水的形成和分布規(guī)律，進而分析和評價地下水水量和水質(zhì)，為國民經(jīng)濟的發(fā)展提供一定的水文地質(zhì)依據(jù)。水文地質(zhì)勘查通過多樣的測繪、勘探、觀測等方法，查明水文地質(zhì)條件，解決一些水文地質(zhì)問題。

1.2 工程地質(zhì)勘查的目的

工程地質(zhì)勘查主要是為了查明工程建筑物地區(qū)的工程地質(zhì)條件，進而分析可能出現(xiàn)的工程地質(zhì)問題，趨利避害，利用有利地質(zhì)地形，為水利工程的設(shè)計規(guī)劃和施工管理提供可靠的資料。通常來說，工程地質(zhì)勘查包括以下四個階段：規(guī)劃勘查、可行性研究、初步設(shè)計和技術(shù)施工設(shè)計。規(guī)劃勘查是為了給水利工程選址提供依據(jù)，此階段中主要是搜集和整理編制區(qū)域的地質(zhì)、地形等資料，分析建設(shè)水利工程的可能性以及對水利建筑材料進行普查?？尚行匝芯靠辈閯t是為了選定壩址，壩型和引水線路等所進行的地質(zhì)論證，進一步提供有用的水利工程地質(zhì)資料?？尚行匝芯靠辈橥瓿梢院螅瑒t是初步設(shè)計勘查，是為了查明水庫區(qū)和建筑物地區(qū)的工程地質(zhì)條件進行的地質(zhì)論證，據(jù)以給有關(guān)建筑物提供可靠的地質(zhì)信息。最后一個階段則是技術(shù)施工設(shè)計勘查，勘查的目的是為了提供優(yōu)化建筑物的設(shè)計的地質(zhì)資料。

二 常見的水文地質(zhì)和工程地質(zhì)條件

既然水文地質(zhì)和工程地質(zhì)的勘查如此重要，勘查之前應(yīng)當(dāng)先明確常見的水文地質(zhì)和工程地質(zhì)條件。水文地質(zhì)和工程地質(zhì)條件，綜合了水利工程建筑物相關(guān)的各項地質(zhì)因素。因此水文地質(zhì)條件和工程地質(zhì)包括：土石類型及其性質(zhì)、地形地貌、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)等。

2.1 土石類型及其性質(zhì)

水利工程的建筑物離不開土和巖石，圖和巖石構(gòu)成了建筑物的地基、或是建筑材料和介質(zhì)，土石的性質(zhì)直接關(guān)系著建筑物的安全性和穩(wěn)定性，以及影響著建筑施工的技術(shù)性和經(jīng)濟性。

2.2 地形地貌

地形地貌包括地形和地貌兩大方面。地形指地表的形態(tài)、山勢高低、山脈、水系、自然的植被等，這些常在地圖上被反應(yīng)出來。地貌則反映的主要是地表形態(tài)形成的原因、類型和發(fā)育的程度等。

2.3 地質(zhì)結(jié)構(gòu)

地質(zhì)結(jié)構(gòu)由于地質(zhì)構(gòu)造和巖體結(jié)構(gòu)。地質(zhì)構(gòu)造包括褶皺構(gòu)造、傾斜構(gòu)造和斷裂構(gòu)造這三種。而巖體結(jié)構(gòu)則涵蓋了諸多成因類型的土層的巖相變化和空間分布的情況等。

2.4 水文地質(zhì)條件

水文地質(zhì)條件包括地下水類型、含水層與隔水層之間的組合和空間分布、地下水的運動特征以及地下水的水質(zhì)等。地下水類型包括上層滯水、潛水和承壓水等；含水層與隔水層的深度、厚度和彼此之間的組合以及空間分布等也是水文地質(zhì)條件的內(nèi)容；同時水文地質(zhì)條件還包括巖層的溶水性、透水性等特征；地下水的動態(tài)特征包括了時間變化所造成的水位、水溫和水質(zhì)的差別；地下水的水質(zhì)則不僅僅包括水的物理性質(zhì)，還包括其化學(xué)性質(zhì)和水質(zhì)評價等。水文地質(zhì)條件的好壞會直接關(guān)系到水庫漏水與否、大壩的壩基是否穩(wěn)定等重大問題。

2.5 天然建筑材料

在勘查天然建筑材料時要查明水利工程所必要的各種天然建筑材料地區(qū)的分布、儲量和質(zhì)量，是否便于開采和運輸，進而為水利工程的設(shè)計和施工提供合理的依據(jù)。

三 水文地質(zhì)與工程地質(zhì)在水利工程中相結(jié)合的應(yīng)用

3.1 水文地質(zhì)測繪和工程地質(zhì)測繪

水文地質(zhì)測繪是認(rèn)識和掌握水利工程區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造和地貌以及水文地質(zhì)條件的不可或缺的調(diào)查研究放大。水文地質(zhì)測繪需要查明以下的內(nèi)容：與地下水形成相關(guān)的水利工程區(qū)域的水文和氣象因素；地下水如何得到補給，排泄條件如何已經(jīng)含水層的埋藏條件和含水層的分布情況。而工程地質(zhì)測繪的比例尺選取因設(shè)計階段的不同而有所差別。當(dāng)設(shè)計階段相同時，工程地質(zhì)測繪的比例尺選取要綜合考慮建筑物的類型、規(guī)模以及工程地質(zhì)條件的復(fù)雜程度等而定。

3.2 大壩壩基巖體和邊坡的工程地質(zhì)分析

由于工作特征的差異，不同壩型對地質(zhì)條件的要求也各不相同，因此在施工之前要特別了解不同的壩型對地質(zhì)條件的適用與否以及對工程條件有無特殊要求。有的壩區(qū)巖體可能有一些地質(zhì)缺陷，這些缺陷很有可能會導(dǎo)致水利工程出現(xiàn)問題，比如壩基不穩(wěn)和壩區(qū)滲透等。

邊坡的工程地質(zhì)分析也是水文地質(zhì)和工程地質(zhì)相結(jié)合的應(yīng)用之一。邊坡變形破壞主要包括了松弛張烈、崩塌、滑坡和蠕動變形等四種。除了這四種主要的變形破壞之外，中間還存在錯落、傾倒等過渡的類型。泥石流也是邊坡破壞的一種。邊坡的穩(wěn)定情況受到以下因素的影響：巖石類型和巖石性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造和巖體結(jié)構(gòu)、風(fēng)化和水的作用等、以及人工挖掘和地震等因素。

3.3 水庫工程地質(zhì)問題的分析

水庫包括地面水庫和地下水庫兩種。地面水庫是在河流上筑壩攔水而形成的人工湖泊；地下水庫則是通過對地下蓄水構(gòu)造狀況的利用，用人力而形成的水庫。水庫裝了水之后，水文條件和水庫周圍的水文地質(zhì)條件都將有不小的變化，甚至?xí)绊懙剿畮熘苓叺貐^(qū)的水文地質(zhì)條件。比如說，水庫水位升高，浸濕了水庫的岸邊，在風(fēng)力和水浪的沖擊下水庫兩岸被洗刷沖蝕，地下水位的上升導(dǎo)致洼地被淹沒等。在此基礎(chǔ)上會出現(xiàn)不少的工程地質(zhì)問題，比如水庫滲透、水庫塌岸、淤積以及水庫所誘發(fā)的地震等。

3.4 軟土基坑工程地質(zhì)問題

軟土基坑的工程地質(zhì)問題有土質(zhì)邊坡穩(wěn)定和基坑降排水等兩種。我們在軟土基坑施工的過程中，要想防止邊坡失穩(wěn)，進而確保軟土基坑施工的安全可以合理設(shè)置有關(guān)的坡度、建立基坑支護進而降低地下水水位等。軟土基坑抗降排水可以在一定程度上增強邊坡的穩(wěn)定性，對于細(xì)砂的邊坡則可以防止出現(xiàn)流沙和管涌的現(xiàn)象。一般而言，軟土基坑開挖的降排水可以通過明排法和人工降水來實現(xiàn)，二公降水通常用的是輕型井點或管井井點降水的方式。

四 結(jié)束語

水文地質(zhì)與工程地質(zhì)條件是否符合相關(guān)的水利建設(shè)工程的要求是直接影響水利工程質(zhì)量和效應(yīng)的重要方面。在施工之前，應(yīng)當(dāng)對施工區(qū)的水文地質(zhì)和工程地質(zhì)的具體情形有詳細(xì)的了解，要能夠?qū)⑺牡刭|(zhì)與工程地質(zhì)相結(jié)合，靈活運用上述提到的水文地質(zhì)和工程地質(zhì)勘查的方法，要準(zhǔn)確抓住和把握水文地質(zhì)勘查和工程地質(zhì)之間的主要問題，在實事求是的基礎(chǔ)上作出詳細(xì)的、周密的經(jīng)濟和技術(shù)評價分析，為水利工程設(shè)計和施工提供更多合理有效的地質(zhì)依據(jù)，進一步優(yōu)化水利工程建設(shè)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]樂安祺.工程勘察中的水文地質(zhì)問題不容忽視[J].科技咨詢導(dǎo)報，2007（19）

[2]曹豐.建筑施工技術(shù).鄭州：鄭州大學(xué)出版社

[3]李寧新.工程地質(zhì)勘查學(xué)若干理論問題探討[J].人民珠江，2005（01）