可溶巖壩基工程地質(zhì)勘察方法分析

周中成

【摘要】本文由可溶巖壩基工程地質(zhì)勘察的特點(diǎn)入手，分析地質(zhì)勘察過(guò)程中的基本工作要求；再總結(jié)相關(guān)資料，對(duì)可溶巖壩基工程的地質(zhì)勘察方法進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，并提出壩址選址、物探、鉆探等幾種常見(jiàn)地質(zhì)勘察方法；最后，結(jié)合相關(guān)實(shí)例，對(duì)本文分析方法的適用性進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，旨在明確可溶巖壩基地質(zhì)勘察內(nèi)容，不斷提高地質(zhì)勘探能力，最終實(shí)現(xiàn)水利工程建設(shè)的現(xiàn)代化管理。

【關(guān)鍵詞】可溶巖壩基；地質(zhì)勘察

水利工程建設(shè)一直是我國(guó)現(xiàn)代化管理中的重要內(nèi)容，近幾年隨著綠色經(jīng)濟(jì)理念的進(jìn)一步實(shí)施與推廣，水利工程建設(shè)得到大部分的關(guān)注?？扇軒r壩基工程建設(shè)是一種常見(jiàn)于我國(guó)南方的水利工程，與其他地質(zhì)條件相比，可溶巖地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境具有明顯特點(diǎn)，對(duì)施工技術(shù)、勘察方法提出更高的要求，本文以此為基礎(chǔ)，對(duì)可溶巖壩基工程地質(zhì)勘察方法做進(jìn)一步分析。

一、可溶巖壩基地質(zhì)勘察的特點(diǎn)

在可溶巖壩基地質(zhì)勘察過(guò)程中，除要對(duì)工程地區(qū)的各種基本地質(zhì)條件進(jìn)行勘察外，還要進(jìn)行圍繞巖溶發(fā)育、巖溶水文的地質(zhì)勘察，只有充分掌握施工地區(qū)的基本地質(zhì)條件，才能為工程建設(shè)提供數(shù)據(jù)支撐。同時(shí)，與傳統(tǒng)施工條件相比，巖溶地區(qū)地質(zhì)條件更為復(fù)雜，為保證在施工過(guò)程中能有效分析特殊的水文地質(zhì)現(xiàn)象，就必須要采用新的方式與方法進(jìn)行分析。

就現(xiàn)階段可溶巖壩基施工要求來(lái)看，地質(zhì)勘察不僅要解決常規(guī)性工程勘察問(wèn)題，更要保證施工建設(shè)過(guò)程中能有效解決巖溶滲漏的問(wèn)題。因此，勘察范圍能大于非巖溶壩區(qū)（應(yīng)包含一個(gè)完整的巖溶水文地質(zhì)單元），才能保證地質(zhì)勘察的科學(xué)性、有效性。

二、可溶巖壩基工程地質(zhì)勘察的基本內(nèi)容

1.壩址選擇

（1）在壩址選擇過(guò)程中，應(yīng)注意地形條件與地貌部位兩方面要素，認(rèn)識(shí)到不同巖溶地貌組合對(duì)巖溶形態(tài)、巖溶水補(bǔ)給、巖溶水排泄的不同影響。在選擇壩址過(guò)程中，要盡量選擇深切河谷的位置，避開(kāi)低鄰谷、地裂等位置。

（2）壩址以選擇在隔水層之上為最佳，相對(duì)隔水層或與隔水層相距不遠(yuǎn)的巖溶含水層也可以用于建立壩基，但其隔水效果會(huì)被降低。若在地質(zhì)勘察過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)合適的隔水層、相對(duì)隔水層時(shí)，應(yīng)選擇選擇巖溶“相對(duì)微弱”的地帶。這種“相對(duì)微弱”主要指巖組條件、石灰石雜質(zhì)比例、巖層透水率等，只要上述數(shù)據(jù)滿(mǎn)足工程需要時(shí)，也可以用于壩基工程建設(shè)。

（3）在選擇壩址過(guò)程中，要切記選擇巖溶斷層谷與巖溶縱向谷，避免出現(xiàn)大規(guī)模的滲漏。以龍江拔貢電站為例，廣西龍江拔貢電站壩址位于巖溶縱向谷中，其滲漏量達(dá)（20±3）m?/s[4]。

2.物探

由于可溶巖壩區(qū)的地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，導(dǎo)致其地質(zhì)勘探存在較高難度。尹國(guó)榮指出，物探是一種常用于巖溶位置探測(cè)、巖溶規(guī)模分析的輕型勘測(cè)方法，具有較高的實(shí)用性[3]。現(xiàn)階段常見(jiàn)的物探檢測(cè)方法是CT層析成相法、地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)、地震淺層折射等。在上述檢測(cè)方法中，CT層析成相法是應(yīng)用范圍最廣的檢測(cè)方法。

但由于這些物探檢測(cè)方法需要進(jìn)行鉆孔驗(yàn)證，且相關(guān)儀器價(jià)格昂貴，因此，在沒(méi)有相關(guān)專(zhuān)業(yè)人才與檢測(cè)設(shè)備的情況下，中小型可溶巖壩基地質(zhì)勘查中是較少使用物探檢測(cè)方法的，但若地質(zhì)環(huán)境較為惡劣、需要進(jìn)行嚴(yán)密的綜合測(cè)試，則必須要進(jìn)行物探檢測(cè)。

3.鉆探

鉆探是一種常見(jiàn)的可溶壩基工程地質(zhì)勘察方法?，F(xiàn)階段許多勘察單位表明，在應(yīng)用鉆探勘察方法中，若想查明壩區(qū)巖溶發(fā)育情況，在不結(jié)合物探勘測(cè)方法的前提下，單方面沿壩軸線按30-50 m的間距添加鉆孔，難以有效判斷巖溶的位置、分布情況及巖溶模塊大小，也難以有效分析壩區(qū)內(nèi)對(duì)工程的影響。因此，在鉆探勘察中，除在巖溶發(fā)育區(qū)加密鉆孔外，可適當(dāng)擴(kuò)大孔間范圍，擴(kuò)大距離為（20±5）m。

工程實(shí)例表明，巖溶發(fā)育具有明顯的水平分布特點(diǎn)及垂直分帶特性，因此勘探孔深度不宜統(tǒng)一，必須要充分考慮其的特性，有效應(yīng)用一般性鉆孔與控制性鉆孔兩種方式。在巖溶發(fā)育不明顯地段，鉆孔深度不應(yīng)過(guò)深（3-6m即可）；在巖溶發(fā)育明顯地段，其鉆孔深度要符合巖溶發(fā)育程度。在岸坡部位采用一般性鉆孔方法時(shí)，要保證鉆孔可鉆到位于河床底面下的基巖上；若采用控制性鉆孔法，則要保證鉆孔深度大于10m；河床部位控制性鉆孔應(yīng)深入到相對(duì)隔水層或當(dāng)?shù)貜?qiáng)巖溶發(fā)育帶下限。

4.平面地質(zhì)測(cè)繪

目前，地質(zhì)測(cè)繪的比例通常為1：1000或1：2000，但在一些特殊區(qū)域（如地下河發(fā)育區(qū)或峽谷地帶），測(cè)繪比例會(huì)達(dá)到1：500或更大。

除上述方法外，施工單位在進(jìn)行可溶巖壩基地質(zhì)勘測(cè)工作中，還可進(jìn)行硐探，用于分析隱伏巖溶洞穴，但由于該技術(shù)多見(jiàn)于平原區(qū)中小型水電工程，因此本文不做過(guò)多分析[5]。

三、實(shí)例分析

本文以A工程為例，對(duì)可溶巖壩基地質(zhì)勘查方法進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

A工程是一座修建在巖溶發(fā)育地區(qū)的中型水電站，該地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，廣西水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)中心為有效解決A工程在施工建設(shè)過(guò)程中的問(wèn)題，根據(jù)下壩線僅設(shè)置8個(gè)勘察孔的實(shí)際情況進(jìn)行合理分析。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，A工程的巖溶發(fā)育情況不對(duì)工程實(shí)際工程建設(shè)產(chǎn)生決定性影響，并根據(jù)該地區(qū)的地貌特征、水文條件等信息，推斷出區(qū)域和壩區(qū)的巖溶發(fā)育特點(diǎn)及規(guī)律，并初步判斷壩址巖溶發(fā)育情況（實(shí)際影響范圍）、巖溶規(guī)模、常見(jiàn)滲漏形式與可能遇到的滲漏形式等。經(jīng)分析后總結(jié)認(rèn)為，該地區(qū)的下壩址表層巖溶發(fā)育較好，但與普通巖溶相比，強(qiáng)巖溶發(fā)育下限不深，巖溶主要的發(fā)育部位集中在兩壩肩岸坡；熔巖滲漏多表現(xiàn)為溶蝕裂隙，具有貫通性差等問(wèn)題，因此在施工與后期運(yùn)行過(guò)程中基本不存在管道型滲漏，因此不需要在防滲處理中進(jìn)行過(guò)多投入。

廣西水電院在對(duì)下壩線進(jìn)行補(bǔ)充勘察工作中，重視平面地質(zhì)測(cè)繪，并詳細(xì)統(tǒng)計(jì)該地區(qū)地表各種巖溶地質(zhì)的基本現(xiàn)象；根據(jù)分析及推測(cè)結(jié)果，判斷壩址巖溶發(fā)育規(guī)律與基本趨勢(shì)，同時(shí)布設(shè)一定的鉆孔，用于查清樞紐部位巖溶發(fā)育情況、基本范圍與巖溶的空間展布情況；查明壩址巖溶滲漏形式與滲漏途徑后，及時(shí)總結(jié)水力聯(lián)系等巖溶水文地質(zhì)條件，對(duì)主要工程地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行正確評(píng)價(jià)，提出一定的處理措施與應(yīng)對(duì)方案。最后，根據(jù)以上分析結(jié)果，補(bǔ)充初設(shè)報(bào)告論據(jù)，經(jīng)模擬分析發(fā)現(xiàn)，結(jié)論正確無(wú)誤，相應(yīng)的處理措施具有可行性，為最終選擇下壩線起了決定性作用。

該工程經(jīng)過(guò)上述分析處理后，運(yùn)行效果良好，未發(fā)生大規(guī)模滲漏現(xiàn)象。

結(jié)束語(yǔ)：

水利工程建設(shè)是我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)中的重點(diǎn)，其施工、管理質(zhì)量直接影響未來(lái)施工建設(shè)，因此，必須要做好地質(zhì)勘察、施工技術(shù)管理的多種工作，為不斷提高工程質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。本文簡(jiǎn)單分析可溶巖壩基工程地質(zhì)勘察方法，并結(jié)合相關(guān)材料，討論壩址選擇、物探、鉆探、平面地質(zhì)測(cè)繪的基本方法，最后根據(jù)工程實(shí)例對(duì)本文的結(jié)論進(jìn)行論證，從工程建設(shè)的實(shí)際情況來(lái)看，本文所分析的勘察方法為工程建設(shè)提供真實(shí)的數(shù)據(jù)支撐，成為影響工程建設(shè)的關(guān)鍵，因此，本文的分析結(jié)果具有可行性，可以在可溶巖壩基地質(zhì)勘察中做進(jìn)一步推廣。

參考文獻(xiàn)：

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[2]屈志勇，屈儒，方海艷.某雙曲拱壩壩基工程地質(zhì)評(píng)價(jià)及勘察方法初探[J].水利水電工程設(shè)計(jì)，2012，31（03）：53-55.

[3]尹國(guó)榮.巖溶區(qū)勘察方法及橋梁樁基施工技術(shù)[D].中南大學(xué)地質(zhì)工程碩士學(xué)位論文，2010，5：12-16.

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[5]梁明海.工程地質(zhì)勘察中控制質(zhì)量的幾個(gè)因素[J].工程質(zhì)量與管理，2013，4（01）：63-64.