水利工程岩土地质勘察问题探索

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摘要：近年来，随着我国水利建设项目的蓬勃发展，国内已经建设完成了许多水利建设项目。水利工程不仅技术进步，而且工程项目的规模也大大增加，由过去的小型水库转为目前的中、大型多功能水利工程，在水利工程建设项目的施工过程中地质勘察工作是其主要的环节。因此，本文将以实际的水利工程建设项目作为分析案例，对水利工程项目中地质勘察工作的重要影响进行分析，探讨现今地质勘察工作存在的问题，从而突出地质勘察工作对水利工程的重要性。

关键词：地质勘察；水利工程；坝基问题分析；重要影响

水利工程对社会的发展具有重大意义，在水利工程项目中，地质勘察工作是确保水利工程建设的科学性和合理性的基础，从而保证水利工程建设的稳定性、坚固性、安全性、耐用性等特性。高泉水库地理位置重要，其下游有5.3万人口、2.6万亩耕地及武九铁路和九江至武宁公路等重要交通设施，工程失事，将给下游人民生命财产造成巨大损失，为确保水库运行安全，必须要重视地质勘察工作对其的重要影响，及时的发现水利工程建设中地质勘察工作所存在的一些不足与问题，并在第一时间采取有效的措施，从而保证水利工程项目的可建设性。

1.工程概况

1.1地形地貌

某水利工程位于瑞昌市范镇高泉村，它是一个中型水库，主要用于灌溉，并考虑了防洪，发电和养殖的综合利益。坝址地区以喀斯特地貌为主，库区所在余家桥盆地，盆底高程200m。地表见有溶沟、溶槽、溶洞，左坝肩见有石笋、石芽，东西分水岭由可溶性岩层组成，所以地下、地面分水岭不相同。

1.2地质构造

褶皱构造与北东向断裂构造是工程区地质构造的两大主要特征。高泉水库处于北屏~塘山向斜的东端，此段向斜地层呈弧形弯曲状态，向斜轴翘起向西倾斜，使南北两翼之距离由5km缩小为1.2km。向斜北翼倾角45度左右，变化不大。南翼变化很大，岩层水平、直立、倒转等，一般倾角也在60度左右，构成南陡北缓两翼不对称向斜。非溶性岩层为砂页岩（S3x）和泥页岩夹煤层（P2l+c），本是连续的相对隔水层，受北东向断裂而破坏。

1.3地层岩性

坝址区地层主要为残坡积层含砾、砾质壤土和灰岩。（1）残坡积层：第四纪覆盖层除河岸部位有表层褐色壤土（耕殖土）厚0.3m左右，大部分为残坡积土，黄色褐黄色含砾、砾质壤土，厚3~17.5m。建坝时大量取土，将天然覆盖层破坏掉，对坝基防渗极为不利。（2）坝基岩层:为可溶性岩层（P1m，厚180m），库盆地层为（P1m2、T1dy）可溶性灰岩地层，仅在近坝有薄煤层和灰白色粘土岩层（P2l和P2c，厚1.8~3.5m）作为相对隔水层，所以库水仍有可能通过坝基岩层向下游外渗。

2.水利工程地质勘察工作存在的地质问题

2.1水文地质方面存在的问题

我们都知道，水利工程建设中水文地质是一个重要影响部分，因此在地质勘察工作中也是一个重点勘察对象。水利工程中，水文一方面主要依靠自然降水，另外一方面依靠地下水和江河湖泊的水流汇集，而建设水利工程会打破这种自然规律，对周边的水文带来一定的影响，使上游水位大幅度提升。高泉水库地表汇水面积6.94Km2；而由于地下水补充，实际汇水面积估算为18.736Km2。库区水文地质条件较为复杂，以岩溶地下水为特点，地下水以泉的形式出露：如水库内的芙蓉洞、高泉洞、百人洞等。地下水受地表水补给，也受基岩裂隙水、其它岩溶水补给。向斜盆地中若干消水洞，如观音洞、塘背洞、石头洞等泄水洞排泄，这些地下水排泄到库内。

2.2坝体质量问题分析

大坝质量（rQ）：大坝为土石混合拱坝形式，大坝上游是均质土，下游是堆石。根据大坝填土的颗粒组成统计，坝体的渗流变形破坏为流土型。根据土壤类型Jcr=（Gs-1）（1-n）的临界水力斜率，可以计算出坝壳土壤的临界水力斜率为0.862。由于流土破坏是整体破坏，因此对大坝的危害更大。上游土坝体干密度小，空隙率大，可压缩性高，坝体渗透性中等，压实性差，填筑质量差，坝体的压实性和渗透性破坏均未满足《滚动土石坝设计规范》。下游坝脚堆石体：从一开始施工的时候就没有重视它的质量，连反滤层都没有做。后来虽进行了补做，但质量差。从深3m的探坑开挖的情况看，堆石体的石块大小不一，有些已经破碎，未能按照规范的标准选取石块。土体与堆石体间无合格的砂砾反滤料层，依据施工资料，坝体反滤层材料来自河沟里的砂和料场的碎石，质量未达到要求，施工也未按要求进行，而且由于长期的渗流，渗水将坝体的细颗粒逐渐带入堆石体中，堵塞了石块间的空隙，致使堆石体淤塞较严重。因此起不到很好的反滤作用。堆石体表面较平整，说明该处尚未出现不均匀沉降，未受到坝坡塌洞的影响。据施工员回忆，离现下游坝脚70m的194m高程的堆石体内，原有一砼堰，堰脚有“泉水”出露，目前所见堰脚漏水是堆石体中渗水在下游汇集所致。依据类比经验，堆石体密度为1.785g/cm3，渗透性为强透水，K=1.0E-2cm/s，摩擦角Φ=40°。（2）坝基岩层：坝址下游地层为二叠系下统茅口组下段上部（P1m1-3），中厚-薄层扁豆状、眼球状灰岩，夹灰质页岩；坝址上游地层为二叠系上统长兴组灰黑色硅质页岩夹煤线，下部灰色厚层状含燧石结核灰岩，同样岩溶发育。右坝端的F2断层破碎带，岩性较破碎，地下水活动较强烈，岩溶较左侧发育，并产生多处塌洞。岩溶渗漏带走大量坝身填土和坝基土颗粒，在坝身产生塌陷和塌洞，严重威胁大坝安全，成为坝基最主要的工程地质问题。

3.水利工程中地质勘察工作问题的解决对策研究

3.1强化工程项目区域水文地质的调研和检测

为了能够有效的进行水利工程地质勘察工作，在进行具体的勘察工作前期需要对其进行一系列的相关调查和检测。在对其进行调查和检测的过程中，充分全面了解水利工程项目区域的地质、环境以及水文方面的实际状况，从而选择合适的场地。对水文地质的调查和检测主要有几点：第一，合理的划分水利工程现场勘查区域，从不同的区域中进行抽水作为检测的样品，并且对其检测结果进行记录，以作为后期分析评价的依据；第二，选择不同的合适方法对不同区域的地质环境状况进行勘察，并进行对比分析；第三，将所有的检测结果进行汇总，并且综合多种因素影响进行考虑，确定合适的水利工程建设地点。本次勘察取库水地表水样1组和坝脚渗水地下水样1组进行水质简分析，分析结果表明：水库地表水、地下水均为HCO3－Ca型水，属中性淡水，按总硬度判为硬水。据有关规程、规范判定标准，水库地表水及地下水对混凝土均具分解类碳酸型弱腐蚀，两者对钢结构均具有弱腐蚀。

3.2强化水利工程现场地质勘察工作

在水文地质的调查和检测完成之后则是地质勘察工作的开始，地质勘察人员需要对勘察区域进行有针对性的细致合理深入的勘察，从而提升后期水利工程建设的科学性、规范性以及合理性。如今，地质勘察的方法一般包括工程地质实验、工程地质勘探和工程地质探测。在实际工程过程中，应根据当地地质情况，科学选择勘探方法，以提高地质调查工作结果的准确性。基于水利工程建设项目会对周围环境有一定的影响，因此，在进行地质勘察工作中需要做好对其周边建筑物的各方面性能的检测工作，其主要包括建筑物的稳定性、边坡稳定性以及其承受力，为水利工程的安全提供更高的保障，此方面的重要影响在对文中所提到的水库改造工程中有着重要体现，在实施改造的前期，地质勘察工作人员对周边居民的建筑以及各方面建筑物都进行了详细全面的勘察，并建立分析模型，在得到科学合理的验证之后才进行后期改造施工。

4.结论

水利工程地质勘察具有很强的综合性和系统性，需要综合考虑多方面因素，从而保证坝址选择的科学性。为水利工程坝址选择提供真实有效的数据支持，同时也是提高坝址选择科学性和合理性的主要途径，需要高度重视工程地质勘察的真实性和全面性，做好降水措施，可避免水位过高对施工的影响，提升施工质量和效率，充分发挥出水利工程的价值和作用。

参考文献：

[1]王海清.水库大坝渗流及稳定分析实例综述[j].黑龙江水利科技.2012.

[2]何勇军,向衍.蔡家沟水库病险成因分析.[A]第五届全国水利工程渗流学术研讨会.2006.

作者：高鸿 单位：九江市水利电力规划设计院