水利工程壩址選擇的工程地質勘察

李啟磊

摘要：本文針對水利工程壩址選擇工程地質勘察的重要性進行分析，包括論證設計方案的可行性、預測可能對施工產生影響的工程地質問題、保證水利工程使用壽命等，通過對區(qū)域穩(wěn)定性、地形地貌條件、巖土工程性質、地質構造、水文地質條件、物理地質現(xiàn)象、天然建筑材料分布等工程地質勘察要點的研究，提高水利工程壩址選擇的科學性，保證水庫工程設計、施工的進度和質量。

關鍵詞：水利工程壩址;工程地質勘察;天然建筑材料

在建設項目中，水庫工程屬于復雜程度較高的建設項目，該項目具備建設周期長、整體應用成本高、涉及項目多等應用特點。且在建設過程中和建成運營后，易對周圍地質環(huán)境及水文環(huán)境造成重大影響，因此在建設前期需要做好綜合勘察工作，選擇恰當的建壩位置，在確保工程順利推進的基礎上，減少工程對周圍環(huán)境所造成的負面影響。

一、水利工程壩址選擇工程地質勘察的重要性

（一）論證設計方案的可行性

水庫工程的建設規(guī)模普遍較大，所在的區(qū)域地質環(huán)境復雜程度相對較高，對工程可能產生不利影響的工程地質問題突出，增加了工程建設難度和工作量。在壩址選擇過程中，可以通過合理選用各類勘察手段對各比選壩址進行地質論證，如借助物探、鉆探、原位測試、室內試驗等方法來完成地層地質結構數據信息的采集，結合數據分析結果來科學的選擇壩址位置，盡量避開古河道、構造破碎帶、地質災害影響強烈河段等不利位置，選擇工程地質條件較優(yōu)的位置作為工程建設場地。設計方案也應結合地質條件進行優(yōu)化，從而提高設計方案的可行性，加快水利工程 的施工速度。

（二）預測施工期間可能出現(xiàn)的問題

與大多數工程項目類似，在實際施工過程中，受到不確定因素的影響，有時會出現(xiàn)一些施工問題，如混凝土結構裂縫、地基不規(guī)則沉陷等，這些問題的出現(xiàn)不僅會影響到整個水利工程的施工速度，而且還有可能機會會威脅到施工人員的生命財產安全。工程地質勘察工作在壩址選擇過程中，會優(yōu)先選擇地質結構穩(wěn)定的區(qū)域作為建設場地，即使區(qū)域整體情況較差，也可以選擇穩(wěn)定性相對較高的區(qū)域作為建設用地。其次，借助采集到的相關數據信息，分析在施工過程中可能遇到的施工風險，提前制定預防措施與應急措施，確保施工活動開展的安全性。最后，做好相應的施工地質記錄工作，再遇到同類型或相似類型問題時，可以為其提供相應的數據參考^[1]。

（三）保證水利工程使用壽命

水利工程作為事關廣大人民利益和安全的基礎建設工程，在設計年限上一般都會超過一百年，一些規(guī)模更大的水利工程，其設計年限時間也會更久^[2]。除了外部影響因素外，如當地氣候條件、地表徑流條件、工程地質條件等，影響水利工程使用壽命的內在因素在于前期施工質量、地質結構處理質量等，部分水利工程的建設區(qū)域工程地質條件較差，對該地質結構的處理效果也決定了水利工程的使用壽命，通過做好工程地質勘察工作，可以對壩址所處環(huán)境的基本情況進行綜合評估，在前期施工的過程中選擇恰當的技術對區(qū)域地質情況進行處理，從而提高壩址基礎施工質量，延長整體水利工程的使用壽命^[3]。

二、水利工程壩址選擇工程地質勘察要點分析

（一）區(qū)域穩(wěn)定性

壩址選選擇時，其首要任務便是需要確保區(qū)域基礎結構的穩(wěn)定性，若選擇在構造活躍或構造影響范圍內的區(qū)域，不僅會增加水利工程的施工成本，而且還會增加后續(xù)維護成本的投入，影響結構的使用壽命^[4]。在對區(qū)域展開工程地質勘察時，應做好詳細調查的工作，結合采集到數據信息來判斷該區(qū)域作為壩址的可行性。如可以借助高密度電法與剖面法來分析區(qū)域內是否存在破碎帶，同時借助大地電磁測探法來完成覆蓋層參數的采集，從而提高數據信息采集的完整性，為壩址選擇方案的制定提供科學性依據。

（二）地形地貌情況

地形地貌條件是確定壩型的主要依據之一，同時，它對工程布置和施工條件有制約作用。狹窄、完整的基巖“V”型谷適合修建拱壩，寬高比大于 2 的“U”型基巖河谷區(qū)宜修建混凝土重力壩或砌石壩。寬敞河谷地區(qū)巖石風化較深或有較厚的松散沉積層，一般適于修建土壩。不同地貌單元，其巖性、結構有其自身的特點，如河谷開闊地段，其階地發(fā)育，二元結構和多元結構往往存在滲漏和滲透變形問題。古河道往往控制著滲漏途徑和滲漏量等。因此，在壩址比選時要充分考慮地形、地貌條件。

（三）巖土工程性質勘察

一般情況下，水利工程中壩址選擇的地質條件都比較惡劣，不僅提高了設計難度，在施工時也具有極強的挑戰(zhàn)性。巖土性質是壩址選擇時的關鍵要素，根據巖土性質的不同，大壩的修建形式也不相同。正常情況下，混凝土壩一般都是修建在堅硬、完整、透水性差及透水性低的巖石地質中，可以保證大壩的穩(wěn)定性和低變形性。所以我國建成的高壩中多數在強度較高、完整性較好的巖基上，軟巖、構造發(fā)育等地質條件中相對較少。

（四）地質構造分析

在壩址選擇的過程中，地質構造屬于非常核心的勘察內容，目前所建設的水庫工程壩體結構、筑壩材料各不相同，因地制宜，但若遇到地質活動比較活躍的區(qū)域，很容易出現(xiàn)壩體結構裂縫，影響到壩體的使用壽命。因此在工程地質勘察過程中，需要避開此類區(qū)域，選擇地質活動較少、斷層區(qū)域較少和規(guī)模較小的區(qū)域來作為壩體的建設用地，從而提高水壩本身的穩(wěn)定性，降低垮壩安全事故的發(fā)生幾率。

（五）水文地質條件

在壩址選擇的過程中，水文地質條件也屬于重點考量的內容之一，很多修建水利工程的地區(qū)存在巖溶問題，對此在實際施工的過程中，滲漏問題屬于壩址選擇過程中需要重點考量的問題。因此，在工程地質勘察過程中，需要對區(qū)域地表水和地下水分布情況進行了解，確定隔水層的所在位置及相關參數信息，選擇位于隔水層上方的橫谷或距離上游較近的巖層，這些都是非常不錯的選擇。若區(qū)域內沒有隔水層，那么為了提高水利工程施工的安全性，可以選擇區(qū)域內弱巖溶化地段。

（六）物理地質現(xiàn)象勘察

所謂物理地質是指一些可能對工程產生不良影響的的物理地質現(xiàn)象，如滑坡、泥石流等問題，在選擇壩址時，需要選擇恰當的位置來修建壩址，從而提高壩址選擇的科學性。例如，在一些河谷地區(qū)進行大壩修建時，不能只考慮經濟性因素，將大壩修建在河谷最窄的區(qū)域，這樣在出現(xiàn)泥石流、洪水等自然災害時，大壩起不到任何防護作用，反而會成為自然災害的助推劑，擴大影響規(guī)模。

（七）天然建筑材料分布

除了上述的工程勘察要點外，天然建筑材料分布情況也是壩址選擇中需要重點考量的問題。若壩址選擇在距離天然建筑材料較近的區(qū)域，那么在修建大壩的過程中，可以就地取材，減少額外采購成本的支出，同時還可以為施工活動的順利開展提供物質保障。在實際選擇過程中，需要對區(qū)域內天然材料的相關參數做好統(tǒng)計，將其添加到設計方案當中，提高材料的應用價值。

三、結語

綜上所述，水利工程作為一項惠民的基礎工程，壩址作為工程的基礎建設項目，其選擇的科學性也將直接影響到整個工程的使用壽命。通過將工程地質勘察應用到水利工程地質勘察過程中，不僅可以提高水利工程施工活動開展的有序性，而且對于保證水利工程使用壽命也有著積極地作用。

參考文獻：

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[4]余灝.水利工程中壩址選擇的地質勘察要點分析[J].黑龍江水利科技，2018，46（11）：67-69.