淺析水利工程中的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)勘查工作

崔愛(ài)長(zhǎng)

【摘 要】水文地質(zhì)與工程地質(zhì)的關(guān)系非常密切，兩者是相互聯(lián)系，相互作用的，地下水是巖土體的重要組成部分，巖土體的工程特性受其直接影響，是基礎(chǔ)工程項(xiàng)目的環(huán)境，影響建設(shè)物的穩(wěn)定性和耐用性。本文介紹了常見(jiàn)水利工程的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，分析了常見(jiàn)水利工程的地質(zhì)問(wèn)題，并以西北地區(qū)的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)問(wèn)題為例進(jìn)行的分析，闡述了地質(zhì)勘測(cè)工作在水利工程建設(shè)中的重要性，有一定的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】水利工程；工程地質(zhì)；水文地質(zhì)；勘測(cè)

前言

我國(guó)面積廣闊，地形復(fù)雜多樣，氣候條件地區(qū)差異明顯，與之對(duì)應(yīng)的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況亦是復(fù)雜多變，水利工程一般投資較大，稍不注意就將影響工程質(zhì)量，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。工程地質(zhì)勘察為工程建設(shè)的質(zhì)量以及運(yùn)行期的安全提供了重要基礎(chǔ)資料，水利工程地質(zhì)勘察基本上保證了水利工程建設(shè)的順利進(jìn)行。為了提高工程調(diào)查質(zhì)量，加強(qiáng)水文地質(zhì)研究是必要的，在工程勘察中不僅需要確定與巖土工程相關(guān)的巖土體地下水的水文地質(zhì)問(wèn)題，更要提出預(yù)防和治理的建議，為設(shè)計(jì)和施工提供必要的水文地質(zhì)資料，以消除或減少地下水對(duì)巖土工程的危害。

1.常見(jiàn)水利工程的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件

工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，可理解為與水利工程建筑物有關(guān)的各種地質(zhì)因素的綜合，主要包括：①土石類型及其性質(zhì)；②地質(zhì)結(jié)構(gòu)；③地形地貌；④水文地質(zhì)；⑤天然建筑材料等方面。

1.1土石類型及其性質(zhì)土和巖石是水利工程建筑物的地基、建筑材料或建筑介質(zhì)。它們的類型和性質(zhì)對(duì)建筑物得穩(wěn)定性、安全性、技術(shù)上的可行性、經(jīng)濟(jì)上的合理性都有著極為重要的影響。

1.2地質(zhì)結(jié)構(gòu)地質(zhì)結(jié)構(gòu)包括地質(zhì)構(gòu)造和巖體結(jié)構(gòu)。地質(zhì)構(gòu)造按構(gòu)造形態(tài)可分為傾斜構(gòu)造、褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造三種類型。巖體結(jié)構(gòu)是指未固結(jié)成巖的第四紀(jì)土層的結(jié)構(gòu)，包括各種成因類型土層的成層特征、巖相變化和空間分布規(guī)律。

1.3地形地貌地形一般指地表形態(tài)、高程、山勢(shì)高低、山脈水系、自然景物、森林植被，以及建筑物分布等，常以地形圖的形式予以綜合反映；地貌主要指地表形態(tài)的成因、類型，以及發(fā)育程度等。

1.4水文地質(zhì)水文地質(zhì)條件一般包括：①地下水類型，如上層滯水、潛水、承壓水等；②含水層與隔水層的埋藏深度、厚度、組合關(guān)系、空間分布規(guī)律及特征；③巖層的水理性質(zhì)，包括溶水性、給水性、透水性等；④地下水的運(yùn)動(dòng)特征，包括流向、流速、流量、補(bǔ)給關(guān)系等；⑤地下水的動(dòng)態(tài)特征，包括水位、水溫、水質(zhì)隨時(shí)間的變化規(guī)律；⑥地下水的水質(zhì)，包括水的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等。水文地質(zhì)條件的好壞直接關(guān)系到水庫(kù)是否漏水，壩基是否穩(wěn)定，地下水資源評(píng)價(jià)是否可靠等一系列工程建設(shè)問(wèn)題。

1.5天然建筑材料天然建筑材料勘查應(yīng)查明工程所需的各類天然建筑材料料場(chǎng)的分布、位置、儲(chǔ)量、質(zhì)量、開(kāi)采和運(yùn)輸條件等，為工程設(shè)計(jì)和施工提供依據(jù)。

2.水利地質(zhì)分析

2.1地下洞室圍巖穩(wěn)定性的工程地質(zhì)分析理想的建洞山體應(yīng)具備的條件：建洞區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，巖層厚，間距大，沒(méi)有斷裂帶影響整個(gè)山體的穩(wěn)定性，堅(jiān)硬完整的巖體，地形完整，沒(méi)有山體滑坡、泥石流等早期和近期破壞的地形，無(wú)巖溶或巖溶不發(fā)育，地下水影響不大，沒(méi)有有害氣體和異常地?zé)?。巖石變形和破壞的幾種類型：脆性斷裂，斷層和山體滑坡，層狀彎折和拱曲，塑性變形和膨脹。

2.2壩基巖體工程地質(zhì)分析不同壩型，其工作有不同特點(diǎn)，所以對(duì)地質(zhì)條件的要求是不同。因此，在除了各類壩型的工作特點(diǎn)應(yīng)該了解外，特別要了解不同類型的壩對(duì)地質(zhì)條件的適應(yīng)性和工程地質(zhì)條件的要求。由于壩區(qū)巖體存在一定的地質(zhì)缺陷，可能導(dǎo)致重大的工程事故，如：壩基穩(wěn)定問(wèn)題和壩區(qū)滲漏問(wèn)題。

2.3邊坡工程地質(zhì)分析常見(jiàn)的邊坡主要有松弛張裂，蠕動(dòng)變形，山體滑坡和崩塌4種類型。此外，還有泥石流滑坡，傾倒等其他過(guò)渡類型。泥石流是一種常見(jiàn)的邊坡失穩(wěn)的類型。影響邊坡穩(wěn)定的因素有：地形條件的影響，巖石類型和性質(zhì)的影響，地質(zhì)構(gòu)造和巖體結(jié)構(gòu)的影響，地下水和地表水及降雨的影響，其他因素如風(fēng)力、日照、溫度因素，人工開(kāi)挖，振動(dòng)和地震等。

2.4水庫(kù)工程地質(zhì)問(wèn)題水庫(kù)有2類：①由在河流上筑壩形成的人工湖，即地面水庫(kù)；②利用地下蓄水結(jié)構(gòu)，由人工控制形成的地下水庫(kù)。蓄水后，水文地質(zhì)條件，水庫(kù)周圍的水文條件都會(huì)發(fā)生相對(duì)劇烈的變化，從而影響庫(kù)區(qū)及鄰近地段的地質(zhì)環(huán)境。例如，水庫(kù)水升高浸潤(rùn)庫(kù)岸，風(fēng)浪對(duì)庫(kù)岸的侵蝕，地下水上升浸沒(méi)洼地。因此產(chǎn)生了各種不同的工程地質(zhì)問(wèn)題，如水庫(kù)滲漏、水庫(kù)浸沒(méi)、庫(kù)岸坍塌、水庫(kù)淤積和水庫(kù)誘發(fā)地震等問(wèn)題。

2.5軟土路基工程地質(zhì)問(wèn)題軟土基坑工程地質(zhì)問(wèn)題主要包括兩個(gè)方面：邊坡的穩(wěn)定性和基坑的降排水。在軟土基坑的建設(shè)中，要防止邊坡失穩(wěn)，確保施工安全，因此應(yīng)采取的措施有：設(shè)置一個(gè)合理的坡度，建立邊坡防護(hù)設(shè)施，基坑支護(hù)，降低地下水位等。軟土基坑降排水的目的是增加邊坡的穩(wěn)定性。對(duì)于細(xì)砂和粉砂土質(zhì)邊坡，防止發(fā)生流砂和管涌。對(duì)于下臥承壓含水層黏土基坑，防止坑底隆起，保持基坑土壤干燥，方便施工。軟土基坑開(kāi)挖的降排水也有兩種方式：明排法和人工降水，人工降水一般采用輕型井點(diǎn)或管井井點(diǎn)降水方式。

3.西北地區(qū)的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)問(wèn)題

西北地區(qū)面積廣闊，含昆侖山和秦嶺以北、賀蘭山以西的大面積區(qū)域，涉及新疆、寧夏、甘肅、青海、陜西以及內(nèi)蒙古六省區(qū)。該區(qū)域地形十分復(fù)雜，地貌多樣，山地、高原、沙漠、盆地均有分布。

3.1山區(qū)泥石流、滑坡、崩塌災(zāi)害西北地區(qū)地處印度板塊和西伯利亞板塊活動(dòng)區(qū)，該區(qū)域發(fā)育了大量的斷裂帶，這對(duì)水利工程的實(shí)施帶來(lái)很多不利因素。由于構(gòu)造活動(dòng)頻繁，西北地區(qū)也是我國(guó)的五個(gè)地震多發(fā)區(qū)之一，地震引發(fā)的活動(dòng)斷裂為山區(qū)泥石流、滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害創(chuàng)造了條件。舟曲泥石流災(zāi)害、玉樹地震災(zāi)害，無(wú)一不是例證。

3.2地面沉降及地裂縫災(zāi)害地面沉降和地裂縫的成因機(jī)理和沿途破壞機(jī)制比較復(fù)雜，但產(chǎn)生這些災(zāi)害的重要原因是過(guò)分開(kāi)采地下水。西部地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，使得城市膨脹、人口增長(zhǎng)，工礦企業(yè)迅速發(fā)展，當(dāng)?shù)乇硭Y源已遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展腳步時(shí)，只能通過(guò)過(guò)量抽取地下水的方法彌補(bǔ)。過(guò)量開(kāi)采地下水直接導(dǎo)致地下水位快速下降，進(jìn)而地面沉降、地裂縫災(zāi)害不斷加劇。如西北地區(qū)的古城西安，地面沉降、地裂縫問(wèn)題已經(jīng)比較嚴(yán)重，好在近年來(lái)已經(jīng)引起重視，各種如地下水回灌等措施正在實(shí)施，情況有所好轉(zhuǎn)。

3.3水土流失問(wèn)題水土流失問(wèn)題是困擾西北地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的一個(gè)大問(wèn)題。西北地區(qū)屬大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，降水時(shí)間比較集中，雨季多發(fā)暴雨，再加上該地區(qū)稀薄的植被，這直接導(dǎo)致了水土流失問(wèn)題的發(fā)生。除了該地區(qū)的自然氣象因素外，由于濫砍濫伐、超載放牧、過(guò)渡開(kāi)墾等歷史原因，西北地區(qū)水土流失問(wèn)題相當(dāng)嚴(yán)峻，自然條件十分惡劣。個(gè)別地區(qū)為了眼前利益，置大局于不顧，不僅不嚴(yán)格執(zhí)行治理保護(hù)政策，反而大搞開(kāi)發(fā)，破壞了大量的地貌和植被，更加加劇了水土流失問(wèn)題。

4.結(jié)語(yǔ)

水利工程地質(zhì)勘察是各行業(yè)中涉及面最廣泛，問(wèn)題最復(fù)雜，任務(wù)最困難，最負(fù)盛名和最權(quán)威的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，它有其自身的特殊性和復(fù)雜性。實(shí)踐證明，作為，一個(gè)優(yōu)秀的水利工程勘測(cè)人員，不僅要了解工程地質(zhì)和水文地質(zhì)方面的專業(yè)知識(shí)，還要了解工程設(shè)計(jì)的原理和方法，因?yàn)楣こ痰刭|(zhì)問(wèn)題的提出與解決均須與設(shè)計(jì)、施工單位共同協(xié)作才能完成。因此，需要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，交流推廣、提高水利工程地質(zhì)勘察的技術(shù)水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]周地.城市工程地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)與區(qū)劃[M].北京：地質(zhì)出版社，2001：8991.

[2]馬均安.淺析水利工程中的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)[J].陜西水利，2011（05）：127-128.endprint