淺談水庫壩址選擇的工程地質(zhì)勘察工作

郭紅雨

（新疆水利水電勘測設(shè)計研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

0 前言

水庫作為水利基礎(chǔ)設(shè)施之一，為當?shù)厣鐣a(chǎn)、人民生活提供基本的水資源，在水庫壩址的選擇工程中，要對各種影響后期水庫使用的因素進行必要的勘查，只有全面符合條件的情況下，才能進行壩址的規(guī)劃、設(shè)計和施工，保障水庫更安全、合理地使用。

1 地形地貌勘察

在進行水庫壩址的選擇過程中，要對水庫壩址周圍的地形地貌進行全面的勘察。只有對地形地貌進行全面勘察后，才能選擇出最適合的水庫壩型。在不同的地形地貌特點中，對其進行不同形狀的堤壩建設(shè)，才能最大程度地減少施工的成本投入，提高堤壩的安全使用。比如狹窄、完整地呈現(xiàn)出“V”型的地形地貌，選擇拱壩較為合適；而若寬度和高度的比例大于2的“U”型基巖河地區(qū)，比較適合選擇混凝土為原材料的重力壩或者以石塊為原材料的砌石壩；又比如在寬敞的河谷地區(qū)，巖石的風化情況比較嚴重，或者是當?shù)厮缮⒌某练e巖較多，這種情況下修建土壩較為合適。在進行壩址、壩型的選擇及設(shè)計過程中，地形地貌發(fā)揮著重要的參考價值。

2 穩(wěn)定性勘察

在水庫壩址的選擇過程中，還要對水庫壩址周圍的區(qū)域進行穩(wěn)定性檢測。水庫在使用過程中，在汛期和非汛期會對該區(qū)域的地質(zhì)穩(wěn)定產(chǎn)生一定的影響。尤其是在汛期到來的時候，水庫水位上漲，對于堤壩的安全、穩(wěn)定使用要求很高，因此，一定要對該區(qū)域的穩(wěn)定性進行嚴格地勘察[1]。在區(qū)域穩(wěn)定性勘察的過程中，可以圍繞著即將要開發(fā)的河道或者水庫壩址地段進行，對其地殼和穩(wěn)定性進行分析。尤其是在研究地殼穩(wěn)定性的過程中，要了解當?shù)氐牡卣鹎闆r。地震會對水庫堤壩的選型和選址產(chǎn)生直接影響。因此在進行水庫的堤壩勘察的過程中，要結(jié)合地震分析部門給出的數(shù)據(jù)進行具體分析，在特殊情況下還要舉行專門的專家研討會，從而為堤壩的選型和選址提供最準確的資料支撐。

3 巖土性質(zhì)勘察

在水庫堤壩進行選址勘察的過程中，要對巖土的性質(zhì)進行重點勘察，分析不同類型的巖土對堤壩選型和選址的影響。

3.1 侵入巖層

浸入的塊狀結(jié)晶巖體的巖石相對堅硬，質(zhì)地均勻，巖層比較完整，強度也很大，抗水性很強，而且滲透性很差，這類巖層對于修建大型的混凝土堤壩最為合適。我國現(xiàn)有的大多數(shù)水庫堤壩的壩址都是選擇在這類巖層上，尤其是在以花崗巖為主的巖層上，效果最好。如日照水庫位于西北部低山區(qū)及西南部丘陵地帶，巖性由各期侵入的各類花崗巖、閃長巖組成，巖石多為中細粒或中粗粒結(jié)構(gòu)，全晶質(zhì)塊狀構(gòu)造，巖石致密堅硬，抗風化能力強[2]。但是在這種巖層上修建水庫堤壩，也要注意這些巖層與周圍其他巖層的接觸地帶的地質(zhì)特點，如果出現(xiàn)比較平緩的原生節(jié)理，如存在風化現(xiàn)象或者是有風化夾層、風化地殼的情況，一定要在進行水庫堤壩設(shè)計時進行規(guī)避，盡量減少在這些巖層上修建堤壩。

3.2 噴出巖層

在水庫壩址的勘察過程中，巖層還存在噴出巖的情況。這種巖層的強度很高，抗水性很強，也是水庫堤壩比較適合的壩基巖層。我國的東南沿海地區(qū)、華北地區(qū)和東北地區(qū)的一些水庫堤壩都是修建在這種巖層上的，在長期的使用過程中，發(fā)揮出了強大的優(yōu)勢，如冊田水庫位于大同縣境內(nèi)，是桑干河中上游的一座大（二）型水庫，水庫壩址處于第四紀噴出巖的上部，水庫防洪標準為100年一遇設(shè)計，2000年一遇校核，最大壩高42 m，總庫容5.8億m，擔負著向首都北京防洪、輸水、灌溉、和城市供水等任務(wù)[3]。但在這種巖層修建堤壩時，一定要考慮巖層的噴發(fā)斷面。一般情況下，這些斷面存在著風化夾層、夾泥層或者是相對松散的砂礫石層，這些現(xiàn)象會對堤壩后期在使用時的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。又比如在凝灰?guī)r的巖層中，還會存在泥化和軟化的情況，對壩基的安全穩(wěn)定會產(chǎn)生影響。除此之外，玄武巖的巖層特點中，節(jié)理呈現(xiàn)柱狀形狀，透水性強，在這種巖層的堤壩壩基設(shè)計中，要進行相應(yīng)的防范設(shè)計，否則將產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象，影響堤壩的安全使用。

3.3 變質(zhì)巖層

在水庫壩址的選擇勘察過程中，如果遇到變質(zhì)巖層，需要結(jié)合巖層的實際情況進行相應(yīng)的規(guī)劃設(shè)計。一般情況下，變質(zhì)巖層中存在片麻巖層、變粒巖層、混合巖層和石英巖層等，呈現(xiàn)出巖層強度大、抗水性強、滲透性差等特點。雖然這些巖層在整體性能上表現(xiàn)突出，可以選為水庫堤壩的壩址，但是在具體規(guī)劃設(shè)計中，應(yīng)對片理面的異性以及夾層顯現(xiàn)進行防范設(shè)計，以保證水庫堤壩可以在后期穩(wěn)定地使用。面對變質(zhì)巖層，還要在進行規(guī)劃設(shè)計時注意有效地避開礦物質(zhì)富足的片巖巖層。這些巖層礦物質(zhì)富足，在長期的演變過程中，容易發(fā)生各種物理、化學(xué)反應(yīng)，影響水庫壩基的安全。還要在淺變質(zhì)巖的巖層中，注意巖石的軟化和泥化問題，進行合理地規(guī)劃和設(shè)計。

3.4 沉積巖層

在進行水庫堤壩壩址的選擇過程中，還存在沉積巖的巖層問題。對于沉積巖巖層，一般在砂巖和碳酸鹽巖的巖層中進行堤壩的選址。但是這種巖層相對前幾種巖層來講，并不是最適合的水庫堤壩選址類型。因為這種類型的巖層地質(zhì)條件相對復(fù)雜，在較厚的砂巖層中，會存在軟弱夾層。而這些夾層抗水能力非常差，很容易形成滑移控制面，對堤壩的安全使用造成威脅。除此之外，碎屑巖層的強度一般與膠類物質(zhì)有關(guān)，而這些物質(zhì)在與水發(fā)生反應(yīng)之后，很容易溶解、軟化或膨脹，會威脅壩基的安全穩(wěn)定。碳酸鹽在長期地使用中容易形成巖溶洞穴或裂隙，會產(chǎn)生滲漏，影響堤壩安全。

4 其他勘察內(nèi)容

4.1 地質(zhì)構(gòu)造勘察

地質(zhì)構(gòu)造對于水庫堤壩的壩基穩(wěn)定、壩肩巖體的穩(wěn)定都有一定的影響。對于地質(zhì)構(gòu)造的勘察應(yīng)該和區(qū)域穩(wěn)定性的勘察一起進行，盡量將水庫的壩址選擇在遠離斷層、穩(wěn)定性較好的地方。還要注意堤壩的選擇是否會誘發(fā)地震。在不同的地質(zhì)構(gòu)造中，結(jié)合不同的巖層特點，采用不同的堤壩設(shè)計，盡可能的將水庫的堤壩建立在完整性較好的地段。

4.2 水文條件勘察

為防止堤壩在后期使用過程中產(chǎn)生滲漏問題需對其進行水文條件勘察。在巖溶區(qū)域盡量選擇有隔水層的橫谷區(qū)域，且?guī)r層盡量是傾向上游的河段?？傊?，一定要對水庫區(qū)域的水文條件進行全面的勘察，以保證堤壩在后期使用中更加安全。

4.3 天然建材勘察

在進行水庫堤壩的選擇過程中，還要對當?shù)氐奶烊唤ㄖ牧线M行勘察。水庫堤壩的設(shè)計施工需要使用大量施工材料，如果在堤壩的附近存在充足的施工原材料，會大大減少水庫堤壩的成本。

5 結(jié)論

在水庫壩址的選擇時，需要勘察的因素很多。本文對其影響因素進行分析，提出水庫壩址的選擇是一項重要的工作，一定要進行嚴密的規(guī)劃和設(shè)計，才能真正發(fā)揮其使用價值。