水利工程勘察范文
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篇1
【關(guān)鍵詞】水利工程 勘察選址
1 引言
隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展和社會的進步,水利工程作為一個重要的公共基礎設施,在一定程度上與經(jīng)濟的發(fā)展和社會穩(wěn)定有著密不可分的聯(lián)系。近年來,雖然我國水利水電工程選址勘測技術(shù)越來越成熟,提高了水利工程勘察選址的工作效率,但是從當前水利水電工程選址勘察現(xiàn)狀來看,還存在著諸多的問題,對工程選址的分析不夠深入和具體,甚至還出現(xiàn)了選址錯誤等問題,不僅不利于水利水電工程建設的順利進行,還無法保障工程質(zhì)量。因此,深入探討水利工程勘察選址,與水利工程建設質(zhì)量的提高有著極其重要的意義。
2 水利工程選址中需要注意的問題
2.1環(huán)境問題
一直以來,水利工程勘察選址都比較重視工程對周圍環(huán)境帶來的巨大影響,并且在選址的過程中,就運用科學的手段對水利工程建設可能產(chǎn)生的弊端進行預測和分析,然后由于不同地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境存在著一定的差異性,并且有明顯的區(qū)域性特征,所以,不同工程條件、不同水利工程以及不同地區(qū)都有明顯區(qū)別。同時,由于修建大型水利工程,可能會改變周圍的局部小氣候,使該地區(qū)的水流量和氣候發(fā)生改變,而且還會影響周圍的生態(tài)環(huán)境,所以環(huán)境問題是水利工程勘察選址需要注意的一個問題。
2.2水文問題
水利水電工程會影響該地區(qū)的水文情況,一般來說,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:(1)汛期時,水利工程往往會儲存大量的水資源,并且在非汛期時,也會對河流的水進行截留,這就容易降低周圍的地下水位,從而對生態(tài)環(huán)境造成一系列破壞;(2)由于減少了河流水流量,會減弱河流的自凈能力,使水質(zhì)明顯惡化。
2.3質(zhì)量問題
通常情況下,水利工程勘察選址的質(zhì)量問題主要體現(xiàn)在以下幾個方面:(1)水利工程勘察選址過程中用到的計算方式、理論、想法以及數(shù)據(jù)往往會和實際情況產(chǎn)生出入,不能對理論公式進行靈活運用,無法實現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合;(2)水利工程勘察選址報告的內(nèi)容比較空泛,缺乏具體內(nèi)容,不能將選址地點的諸多利弊準確的說出來,考察不全面,缺乏充分的論證;(3)部分選址報告沒有對該地區(qū)的整體可行性進行分析,不能一次性通過審查,浪費人力、財力和物力資源,并且容易造成工程延誤。
2.4技術(shù)問題
由于不同地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境、氣候條件等都存在著個體差異性,所以水利水電工程的勘察選址具有一定的難度,并且還容易受到當?shù)禺數(shù)貤l件的影響,雖然我國的水利水電工程勘察技術(shù)得到了進一步發(fā)展,但是依然不夠先進,所以在水利工程勘察選址的過程中,不僅要將科學技術(shù)作為指導,還應該與當?shù)氐膶嶋H情況相結(jié)合,運用各種方法,做到因地制宜,并對選址地點的環(huán)境、地質(zhì)、人口以及水文等因素進行科學分析,盡量實現(xiàn)勘察選址報告的科學性、有效性和合理性。
3 各種方法對水利工程勘察選址的影響
3.1運用全球定位系統(tǒng)(GPS)
隨著全球定位系統(tǒng)的進一步發(fā)展,該技術(shù)在現(xiàn)代社會中被得到廣泛運用,并且也逐漸運用在各種水利工程勘察選址的分析中,該技術(shù)可以很好地解決跨越溝渠山澗、遠距離建設水利工程等問題。此外,即使在人工勘察無法到達的地區(qū),也可以運用天空優(yōu)勢,將現(xiàn)有的各種數(shù)據(jù)綜合起來,對人口、水文、環(huán)境以及地質(zhì)等各方面情況進行全面分析,不僅可以使勘察選址時間縮短,在一定程度上還能增強勘察選址的可行性和精確度。
3.2運用遙感技術(shù)
遙感技術(shù)是比較常用的一種技術(shù),將遙感平臺的高度作為基本依據(jù),通??梢詫⑦b感分為3大類,分別是地面遙感、航空遙感以及航天遙感。遙感技術(shù)具有立體成像感、視野遼闊、全景覆蓋以及收集信息豐富和快等優(yōu)點。并且操作比較簡單,所以在水利水電工程中有關(guān)相關(guān)環(huán)境以及工程地質(zhì)問題的研究與調(diào)查中被得到廣泛運用。一般來說,遙感技術(shù)的優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下2個方面:(1)由于遙感圖形擁有立體模式,可以提供地質(zhì)構(gòu)造的大量宏觀信息,并且能夠?qū)⒃搮^(qū)域的地貌地形、水資源分布情況以及地質(zhì)條件特征反應出來,有助于了解該地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造的穩(wěn)定性;(2)通過遙感圖像,尤其是紅外彩色影像,可以判斷某一區(qū)域巖溶水文條件的好壞,與其它探測技術(shù)相比,遙感技術(shù)的優(yōu)勢比較明顯,并且通過紅外光的差異性,還能對該區(qū)域的植被分布情況、地下泉水以及地下水情況進行判斷,有助于施工建設。比如黃河萬家寨、高壩洲以及清江招來河等水利水電工程都是通過遙感技術(shù)的彩紅外航片解譯來對巖溶的滲漏問題進行研究,并且獲得較好了勘察效果。
3.3地理信息系統(tǒng)(GIS)
地理信息系統(tǒng)也是比較常用的一種水利水電工程勘察選址技術(shù)。這一技術(shù)具有較多的優(yōu)點,能夠自動制作勘察過程中需要的柱狀圖、坡面圖以及平面圖等,此外,還可以對遙感技術(shù)拍攝的數(shù)據(jù)、影像、圖片以及空間立體分析、數(shù)據(jù)管理等進行綜合處理。隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的不斷發(fā)展,地理信息系統(tǒng)的發(fā)展也越來越成熟,并且在水利工程勘察選址中發(fā)揮著極其重要的作用。所以,在水利水電工程的勘察選址中,運用好地理信息系統(tǒng),在一定程度上可以確保水利水電勘察選址工作的順利有序進行。
4 結(jié)語
綜上所述,水利水電勘察具有時間長、工作復雜、難度大等特點,是水利水電工程建設順利進行的一個重要保證。因此,一定要充分認識到水利水電勘察選址的重要性,在實際的工作中,對工程建設的利弊進行全面分析,并且運用好全球定位系統(tǒng)、遙感技術(shù)以及地理信息系統(tǒng)等多種現(xiàn)代勘測技術(shù),盡量實現(xiàn)水利工程勘察選址的科學化、現(xiàn)代化和合理化,為水利工程建設質(zhì)量的提高提供有效保障。
參考文獻:
[1]肖正岐.有關(guān)水利工程勘察中地質(zhì)問題的分析[J].黑龍江科技信息,2012,32(9):278.
篇2
【關(guān)鍵詞】地質(zhì)勘察;勘察設計;問題處理
引言
近幾年,隨著我國國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展,水利項目作為事關(guān)國計民生的基礎設施項目,投入逐年加大,水利項目無論是數(shù)量、還是廣度難度都日益增加,對項目的前期策劃、論證和決策,從勘測、設計及施工運營都提出了新的要求。水利工程的工作重點之一是勘察設計工作,倘若勘察設計中出現(xiàn)問題,就難以保證整體項目的進度和工程質(zhì)量。在水利工程實踐過程中,由于地質(zhì)問題引起的工程事故時有發(fā)生,輕則修改設計方案,增加投資,延誤工期,嚴重時造成工程失事給人民生命財產(chǎn)帶來重大損失。筆者在長期從事水利工程地質(zhì)勘察工作中,發(fā)現(xiàn)并思考了幾個常見問題,在此拋磚引玉地幾點體會簡述如下:
1 水利工程勘察設計中存在的主要問題
1.1 勘察設計單位資質(zhì)應嚴格把關(guān)
在水利工程項目管理逐步發(fā)展過程中,很多工程放寬了勘察設計單位的資質(zhì)范圍,勘察設計單位正邁向開放型、競爭型、公平型的全新自主發(fā)展模式。近年來,水利工程勘察設計單位逐年增多,水利勘察設計市場也日趨活躍。長期以來,我國政府對水利工程察設計單位實行準入制度,但部分地區(qū)相關(guān)職能部門專業(yè)人員相對缺乏,管理工作的相對滯后,最終導致我國部分地區(qū),不同程度地出現(xiàn)了無證、越級承攬勘察設計業(yè)務、粗制濫造勘察設計文件等情況,近年來,水利工程勘察設計尤其是中小型工程的勘察設計工作整體質(zhì)量有所下降,有造成重大工程質(zhì)量和人員傷亡等事故的隱患。
1.2 勘察設計工作缺乏完善的行業(yè)管理體制
水利工程勘察設計主要是服務于水利工程、樞紐工程建設的,勘察設計的結(jié)果將直接決定水利工程項目的規(guī)模、整體建筑形式以及工程項目資金總量等問題,在水利工程前期準備階段和工程預算工作中占有極為重要的地位和作用。由于缺乏完善的管理體制,水利工程管理部門判斷勘察設計結(jié)果和方案的準確性、真實性和可行性可能出現(xiàn)偏差,甚至在某些方面影響到水利工程設計圖的繪畫,最終制約工程項目整體工作的進度和質(zhì)量。另外,很多勘察設計單位還沒有完全建立企業(yè)化的管理體系,較大程度上存在著以收入和利潤為單一考核衡量指標的現(xiàn)象,缺乏科學、完善的考核評價機制和激勵導向,與行業(yè)發(fā)展相比在管理水平方面還存在較大差距。
1.3 勘察設計相關(guān)專業(yè)的理解問題
一方面,設計施工等相關(guān)專業(yè)對工程地質(zhì)了解不夠,另一方面,相關(guān)專業(yè)之間相互學習相互溝通不夠,實際工作中往往出現(xiàn)這樣那樣的問題。有些設計人員提出一些不切實際的勘察技術(shù)要求,有些工程設計人員直接布置地質(zhì)勘探工作;有的設計人員對地質(zhì)專業(yè)知其然,不知其所以然,不結(jié)合地質(zhì)條件設計不當;也有的是不尊重自然地質(zhì)規(guī)律,野蠻施工,嚴重破壞地質(zhì)體的自然結(jié)構(gòu),造成重大工程事故。
1.4 技術(shù)標準管理和質(zhì)量安全管理問題
工程勘察設計行業(yè)是技術(shù)密集型行業(yè),推動行業(yè)技術(shù)進步是實現(xiàn)行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。我國工程勘察設計行業(yè)的技術(shù)標準管理工作還存在一定的問題,例如:標準規(guī)范的編制政出多門、缺乏協(xié)調(diào)、難以統(tǒng)一;標準規(guī)范的修訂滯后于新技術(shù)發(fā)展及國際水平,且新老標準銜接交替期過短;勘察設計標準規(guī)范的國際化水平不高,影響我國工程企業(yè)在國際市場中的競爭。
勘察設計工作作為工程建設中的重要環(huán)節(jié),對建設工程的質(zhì)量和安全起著至關(guān)重要的作用,而工程建設標準規(guī)范則是確保工程質(zhì)量和安全的技術(shù)準繩。這幾年,我國工程建設突飛猛進,新開工工程數(shù)量持續(xù)快速增長,但工程質(zhì)量和安全仍然是我國工程建設領(lǐng)域中的一個相對薄弱的環(huán)節(jié)。如何健全法規(guī)標準體系、提高勘察設計的質(zhì)量水準、進而從勘察設計的角度促進建設工程整體質(zhì)量水平和安全水平的提升,仍然是需要持續(xù)探討的命題。
1.5 勘測設計周期不合理的問題
從工程地質(zhì)勘察到地質(zhì)報告的提交需要一定的工作周期,這是再簡單不過的道理。但有些項目業(yè)主沒有基礎性的前期投入,一旦要報項目,立即就要求提交地質(zhì)報告;還有些工程是提交了可研報告,馬上就要求提交初設報告。沒有合理的勘測周期所造成的后果是嚴重的,地質(zhì)條件不清楚,造成工程投資控制不住,設計方案修改,或由于地質(zhì)問題造成承包商巨額索賠等。更嚴重的是留下了工程隱患,可能造成重大工程事故。
2 幾點對策
2.1 加強水利水電勘察標準化作業(yè)
水利工程勘察工作標準化作業(yè)的加強,主要體現(xiàn)在勘察任務目標的明確、勘察材料的記錄和整理、勘察結(jié)果的具體分析和驗證等方面。在進行水利工程勘察工作時,一定要嚴格按照工程相關(guān)管理文件和條例的要求來展開工作。水利工程勘察中,可以適當?shù)卦黾又虚g檢查環(huán)節(jié)的次數(shù),確保勘察資料的質(zhì)量和完整性,堅決杜絕“敷衍了事”的現(xiàn)象。同時,水利工程勘察單位要做好勘察資料的驗收和總結(jié)評價工作,對不足或不準確部分要及時補充或返工,確保資料可以有效服務于工程設計工作的整體需求。
2.2 水利工程地質(zhì)勘察設計標準化作業(yè)的加強
水利工程地質(zhì)勘察設計工作標準化作業(yè)的加強,主要表現(xiàn)在設計圖紙的清晰、合理、可行程度、設計工作與實際施工情況的相符程度、設計中關(guān)于工程預算的審核等方面。水利工程地質(zhì)勘察設計的標準化作業(yè),要求設計工作要對水利工程項目的施工工藝、技術(shù)應用、建筑模式、環(huán)境保護等問題進行系統(tǒng)分析與綜合策劃、論證,以確保設計方案具備較為豐富的科技元素、現(xiàn)代元素。水利工程的設計方案應充分體現(xiàn)“因地制宜”的工程項目建設原則 在保證工程施工成本最低化的基礎上,還應盡量保證設計中技術(shù)方案的合理性,并具備一定的先進性。水利工程設計方案應符合水利工程的基本設計原則、技術(shù)標準和規(guī)范要求,保證工程的實際效果和滿足使用功能方面的要求。
2.3加強室內(nèi)、外測試新技術(shù)和施工檢測、監(jiān)測新技術(shù)的使用,通過其所獲得的數(shù)據(jù)和資料,經(jīng)過分析、對比,建立它們之間的經(jīng)驗關(guān)系,并通過工程施工檢測、監(jiān)測所獲取的實測資料反算得到的參數(shù)作為對比依據(jù),確保所提供的巖土工程設計參數(shù)的可靠性。并達到解決那些采用傳統(tǒng)勘探手段難于獲取可靠的巖土工程設計參等問題。
2.4 加強管理,提高勘察設計標準規(guī)范的水平
篇3
近年來,隨著我國經(jīng)濟發(fā)展速度的不斷提高,我國水利工程的建設取得很大程度上的進步,水利工程建設要注重引進國外先進技術(shù)和管理經(jīng)驗,使我國也逐漸走向發(fā)達國家行列。但是,很多建設單位在水利工程建設前沒有制訂一整套科學合理的工程地質(zhì)勘查方案,在后期的建設過程中難免會遇到各種突況,以至于超出預算成本,不能按期竣工,帶來巨大的經(jīng)濟損失。由此可見,工程地質(zhì)勘察對水利工程的建設具有非常重要的作用,需要引起有關(guān)部門的高度重視。
一、 水利工程地質(zhì)勘察分析
水利工程地質(zhì)勘察是指對水利工程建設地區(qū)的地質(zhì)條件或者場地水平所做的地質(zhì)考察與勘察。通過對當?shù)氐膶嵉卣{(diào)查與勘測,詳細了解當?shù)氐牡刭|(zhì)條件,土壤情況以及水位高低等,以便為水利工程建設方案的制訂做好充分的準備。工程地質(zhì)勘察針對不同的地質(zhì)條件,需要采取不同的勘察方法。由于各種不利因素的綜合影響,給工程地質(zhì)勘察增加難度,這時就需要選擇合適的勘察方法。我國在水利工程地質(zhì)勘察中采用較多的方法有工程地質(zhì)檢測、工程地質(zhì)測繪、工程地質(zhì)試驗、工程地質(zhì)勘探等。不同的方法都有自己的優(yōu)缺點,科學合理地選擇勘察方法,有利于提高工作效率,獲得工程地質(zhì)勘測的成果,為水利工程建設提供有用的地質(zhì)資料,取得事半功倍的效果。由此可見,水利工程勘察是一項艱巨的任務,需要選擇合理的勘察方法。只有這樣,才能避免不必要的繁瑣的工作,為水利工程的建設提供詳細的資料,為水利工程的建設使用奠定堅實的基礎。
(一) 工程地質(zhì)測繪
工程地質(zhì)測繪是指勘察和分析水利工程建設地區(qū)的地質(zhì)條件,編制成一定比例尺的工程地質(zhì)圖,為工程地質(zhì)勘探,工程地質(zhì)試驗提供依據(jù)。工程地質(zhì)測繪是工程地質(zhì)勘察的一項基礎性工作,是走在其他勘察工作前面的勘察工作。工程地質(zhì)測繪可以對地面地質(zhì)條件進行深入了解,同時對地下地質(zhì)情況準確判斷,掌握地質(zhì)條件的詳細資料,從而為其他的勘察工作奠定基礎,減少勘察的工作量,提高工作效率??梢姡こ痰刭|(zhì)測繪是一項非常重要的基礎性工作。
(二) 工程地質(zhì)勘探
工程地質(zhì)勘探是指借助一定的機械工具深入地下對地下的地質(zhì)條件進行勘探的方法。這種方法適用于地面露頭較少、地質(zhì)條件比較復雜的地質(zhì)條件的勘察,通常在我國應用比較廣泛的工程地質(zhì)勘探方法是工程地球物理勘探、 鉆探和坑探工程等。不同的勘探方法有自己的優(yōu)缺點,針對不同的地質(zhì)條件,需要合理選擇合適的地質(zhì)勘探方法。
(三) 工程地質(zhì)試驗
工程地質(zhì)試驗是指各種地質(zhì)條件、工程設計以及施工提供參數(shù)而進行的試驗的總稱,對巖石的物理性質(zhì)、力學性質(zhì)、強度結(jié)構(gòu)進行有效的試驗,可以幫助我們更加深入準確地了解認識地質(zhì)條件以及巖石的性質(zhì),有利于我們進行工程布置、降低建筑成本、確定工程工期和工程方案的研究與規(guī)劃。
二、 水利工程中工程地質(zhì)勘察的作用
隨著我國水利工程建設的不斷發(fā)展、規(guī)模不斷擴大,工程地質(zhì)勘察的作用顯得尤為重要。雖然工程地質(zhì)勘察是一項非常艱難的工作,但是在水利工程建設中的作用不可忽視。只有對水利工程周邊的地質(zhì)條件進行細致的勘察,才能制訂詳細、科學、合理的施工方案,提高工程建設的安全性,減低建筑成本,順利、高效地開展水利工程的施工工作。下面詳細的介紹了水利工程中工程地質(zhì)勘察的作用。
(一) 提高工程建設的安全性
水利工程在建設的各個階段都存在一定的安全風險,而安全風險大部分是源于對周圍地質(zhì)環(huán)境的不熟悉,缺乏前期的地質(zhì)勘察所造成的,由此可見,工程地質(zhì)勘察可以提高工程建設的安全性。通過工程地質(zhì)勘察,可以準確的獲得建設施工地區(qū)的地質(zhì)條件,分析所存在的安全隱患,可以在后期的建設中避開惡劣的地質(zhì)環(huán)境,降低安全事故的發(fā)生。
(二) 提高建設方案的科學性
水利工程方案的制訂是工程建設成功與否的關(guān)鍵。建筑方案的規(guī)劃需要詳細掌握水利工程建設場地的地質(zhì)條件、水文情況以及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,而這些資料的獲取正是通過工程地質(zhì)勘察所獲得的。只有科學、有效的進行地質(zhì)勘察,才能合理的研究與制定科學的建設方案。所以,工程地質(zhì)勘察工作在水利工程中是必不可少的。
(三) 降低建設成本
水利工程是一項龐大的工程,從工程的提出到最終的建設運營需要大量的資金作支持,同時也需要各種繁瑣,復雜的工作才能完成。然而,通過地質(zhì)勘察工作,可以對工程建設地區(qū)的地質(zhì)條件和環(huán)境、水文情況、地質(zhì)結(jié)構(gòu)有深入的調(diào)查和分析,從而組織建設工作合理、有序的進行,保證工程按期完成,降低了水利工程的工程造價。由此可見,做好準確的工程地質(zhì)勘察工作可以有效的降低建設成本。
三、 水利工程中工程地質(zhì)勘察的意義
工程地質(zhì)勘察是水利工程建設的一項基礎工作,是工程質(zhì)量的決定因素,所以,在水利工程建設中要做好工程地質(zhì)勘察工作,促進水利工程建設有序、高效的完成,滿足人類生存與發(fā)展的需要,推動經(jīng)濟的發(fā)展。我國是世界上人口最多的國家,同時也是世界上的農(nóng)業(yè)大國。農(nóng)業(yè)的發(fā)展離不開水,中國古代有句諺語是“靠天吃飯”是指我國廣大的農(nóng)民大多依靠雨水來灌溉,農(nóng)業(yè)的發(fā)展受到氣候環(huán)境的制約。時至今日,隨著我國水利工程的不斷發(fā)展,“靠天吃飯”的現(xiàn)狀已逐漸被打破,利用水利工程對農(nóng)田進行灌溉,有利于農(nóng)作物更好的生長。在水利工程建設中,工程地質(zhì)勘察是非常重要的工作。通過工程地質(zhì)勘察可以準確掌握水利工程建設地區(qū)的地質(zhì)條件、水文情況和地質(zhì)結(jié)構(gòu)的資料,有利于科學、合理的規(guī)劃工程建設方案,保證工程建設工作有序、高效的開展。綜上所述,工程地質(zhì)勘察對水利工程建設具有非常重要的意義。
篇4
在黨提出“三農(nóng)”政策以后,農(nóng)村的建設速度加快,以農(nóng)田水利為代表的新農(nóng)村建設正在普及和推廣,加快農(nóng)田水利建設,建設精品農(nóng)田水利工程成為社會和農(nóng)村的共同要求??辈旃こ淌寝r(nóng)田水利建設的前期工作和初始環(huán)節(jié),要把握勘察工程的技術(shù)核心,在充分認知勘察工程價值的基礎上,從勘察工程的過程和要點出發(fā),構(gòu)筑具有系統(tǒng)性、科學的勘察工程工作的體系,為提高勘察工程質(zhì)量打下基礎,做到對農(nóng)田水利建設和新農(nóng)村建設更為有效地保障與支持。
2勘察工程的重要價值
2.1掌握農(nóng)田水利的地質(zhì)信息
農(nóng)作物種植必須保持良好的生態(tài)環(huán)境,作物對地質(zhì)條件的要求比較嚴格,不同地區(qū)都有其事宜的農(nóng)作物。通過前期勘察可以熟悉地區(qū)的生態(tài)地質(zhì)情況,弄清農(nóng)田區(qū)適合種植哪些品種的作物,幫助農(nóng)民選擇最佳物種以創(chuàng)造預期的收益。水利工程勘察掌握地質(zhì)條件之后,向施工單位反映農(nóng)田區(qū)存在的地質(zhì)問題,擬定水利建造方案時可避免地質(zhì)造成的危害,特別是地質(zhì)災害引起的水利病害。
2.2輔助農(nóng)田水利工程建設
勘察工程是農(nóng)田水利建設的組成部分和前期工作,其不僅是對原種植區(qū)實施系統(tǒng)性地勘探,更是為了指導水利項目作業(yè),幫助施工人員控制好農(nóng)田水利的施工質(zhì)量,保證水工建筑物輸水、排水等功能的正常發(fā)揮。例如,勘探工程收集了大量與農(nóng)田建設相關(guān)的數(shù)據(jù),提供給施工單位后編制出與農(nóng)田區(qū)相配套的建造方案。經(jīng)勘查數(shù)據(jù)分析,綜合地指導了農(nóng)田灌溉區(qū)設施的改造,有助于農(nóng)田水利工程組成為整體,更好地發(fā)揮綜合性的功能。
2.3協(xié)調(diào)農(nóng)田水利建設資源
水資源是農(nóng)田種植的必備條件,持續(xù)供應水資源有助于提高種植區(qū)作物的產(chǎn)量、質(zhì)量,協(xié)調(diào)了周邊農(nóng)業(yè)用水地高效分配??辈旃こ汤矛F(xiàn)代勘測科技,對農(nóng)田各方面條件實施詳細地勘察評估,以效益優(yōu)先為原則提出可行的設計方案。例如,渠道是灌溉區(qū)輸送水資源的關(guān)鍵設施,勘測工程對水利渠道的分布、線路、位置等都進行了詳細地規(guī)劃,正式運行后提高了水資源調(diào)度的效率,協(xié)調(diào)了農(nóng)業(yè)用水的科學分配。
3做好農(nóng)田水利勘察工程的措施
3.1做好勘察數(shù)據(jù)的收集和整理
勘察工程中應該結(jié)合地質(zhì)勘探、工程測量等現(xiàn)代科學儀器,做到對農(nóng)田水利工程相關(guān)信息與數(shù)據(jù)的準確收集與科學整理。要利用GPS、RTK等硬件設備,正確使用MAPGIS、AOTUCAD等軟件系統(tǒng)形成綜合數(shù)據(jù)的收集與整理能力,確??辈旃こ绦畔⒌木_度和系統(tǒng)性,形成支撐勘察工程和農(nóng)田水利施工的信息系統(tǒng),在提升勘察工程準確性和完整性的同時,使其更好地為農(nóng)田水利建設服務。
3.2做好勘察信息的篩選和分類
當前勘察工程中存在大量的數(shù)據(jù)加工和圖像信息處理,這需要以勘察工程信息的篩選和分類作為基礎,這樣才能使數(shù)據(jù)和圖像相互統(tǒng)一,更加適用于信息化和網(wǎng)絡化的勘察工程需要。要建立勘察工程信息和數(shù)據(jù)的處理平臺,對勘察工程取得的原始數(shù)據(jù)進行分檢和篩選,通過挖掘內(nèi)容之間相互的聯(lián)系構(gòu)成對勘察工程更為準確的描述。同時,要建設信息和數(shù)據(jù)處理平臺的兼容性,使歷史數(shù)據(jù)、其他行業(yè)信息得以在平臺上進行科學分類和有效篩選,以備勘察工程的應用,這樣不但可以擴大勘察工程的范圍,更可以加深勘察工程的內(nèi)涵,通過流程化、過程化的操作,建立起勘察工程的信息與數(shù)據(jù)基礎。
3.3做好勘察信息的自動處理
勘察工程中過程復雜、儀器眾多、設備多樣,如果單純依靠手工記錄和計算將會大大增加工程時間,并會增加工程成本。新時期,應該在網(wǎng)絡和計算機平臺上建立勘察工程信息自動處理系統(tǒng),整合工程行業(yè)、勘探行業(yè)、設計行業(yè)的軟硬件體系,實現(xiàn)對勘察工程信息的程序化和規(guī)范化處理,制作出清晰、準確的勘察工程信息報表和圖紙。在自動處理勘察工程信息時應該建立相關(guān)的數(shù)字模型,通過對農(nóng)田水利施工的合理預期做到對勘察工程的有效覆蓋,真正提升信息自動化處理的水平,在降低勘察工程分析、處理工作失誤的前提下,創(chuàng)建勘察工程信息處理的新方法。
3.4做好勘察信息存儲
勘察工程得到的信息在設計環(huán)節(jié)、施工環(huán)節(jié)和驗收環(huán)節(jié)有著廣泛地應用,因此,必須做好勘察工程信息的存儲工作,以此來避免勘察工程信息的流失和信息錯誤,使勘察工程信息更好地指導農(nóng)田水利施工與建設工作。要建立勘察工程各儀器設備互聯(lián)互通的體系,做到對勘察工程信息的順利交換與交叉互用,同時,要建立勘察工程中心數(shù)據(jù)庫,方便設計單位、施工單位、建立單位對勘察工程信息更好地使用,通過及時調(diào)用和分析勘察工程信息做到對設計、施工、驗收工作的有效支持,達到提升農(nóng)田水利整體施工質(zhì)量的目標。
4結(jié)語
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[關(guān)鍵詞]水利工程;工程地質(zhì);水文地質(zhì);勘察方法;問題研究
[DOI]1013939/jcnkizgsc201703233
1水利工程的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)概述
隨著水利工程的不斷建設和發(fā)展,其不僅極大地促進了社會經(jīng)濟的發(fā)展,同時也對大自然起到了一定的改造作用。因此在建設水利工程的過程中,必須對大自然進行深入的了解,這樣建設工作才能順利地展開。水利工程主要涉及兩種地質(zhì)條件,即工程地質(zhì)和水文地質(zhì),這兩種地質(zhì)條件具有相對綜合的性質(zhì)和概念,同時也包含了非常廣泛的內(nèi)容。而在建設水利工程的過程中,如果工程地質(zhì)和水文地質(zhì)等兩種條件存在不足,就會增大工程建設的難度,從而增加工程建設中地基處理的成本投入。另外,水利工程的建筑物在使用過程中,其安全性以及穩(wěn)定性也會受到一定的影響。因此為了確保水利工程施工建設能夠正常順利的進行,就需要采用科學的方法對工程地質(zhì)以及水文地質(zhì)進行勘察。
2水利工程的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)勘察的方法
21地理信息系統(tǒng)
在水利工程的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)勘察方法中,GIS技術(shù)獲得了廣泛的應用。這種技術(shù)能夠?qū)?shù)據(jù)進行剖析,并通過信息系統(tǒng)剖析制動工程圖片,如制動平面圖、柱狀圖,以及等值線圖上的數(shù)據(jù)。
22全球定位系統(tǒng)
目前,國內(nèi)已經(jīng)廣泛應用到了全球定位系統(tǒng)來勘察水利工程的工程地質(zhì)和水文地質(zhì),且應用的時間也相對較久。并且在水利工程建設發(fā)展的過程中,全球定位系統(tǒng)是其最重要的保障,在測量以及定位水利工程的過程中,對于特殊的地理環(huán)境存在的無法正常傳遞信息等問題,全球定位系統(tǒng)都能有效解決,同時還能確保測量結(jié)果具有較高的精度,從而有效地提升水利工程工程地質(zhì)和水文地質(zhì)的勘察質(zhì)量和水平。
23工程物探技術(shù)
目前在國內(nèi)的工程物探技術(shù)中,主要應用的有地球?qū)游鑫锢沓上窦夹g(shù)以及彩色鉆孔電視體系等。其中,彩色鉆孔電視體系在應用的過程中,不僅具有較高的集成度,同時還具有功能穩(wěn)定以及設計電路合理等特點。而這種技術(shù)的優(yōu)勢在于攜帶方便、清晰度高、工作時間長、能源消耗較低以及能夠還原場景等,因此在工程物探中得到了極大的應用和推廣。同時在水利工程勘察地質(zhì)的方法中,電磁勘探也得到了越來越廣泛的應用,它包括了電波勘探天然場源在內(nèi)的多種方法。例如,多場源、天然與人工場源、音頻大的可控源電磁法以及二維、三維等成像電阻等。在勘察水利工程地質(zhì)條件的過程中,這種勘察技術(shù)能夠用于推測長隧洞下深埋的介質(zhì)圍巖的破碎帶、結(jié)構(gòu)特征、反常區(qū),以及隱伏斷層等可能對水利工程施工建設產(chǎn)生影響的各種要素,從而獲得較大的經(jīng)濟效益。
24遙感技術(shù)
(1)區(qū)域結(jié)構(gòu)穩(wěn)定程度。在水利工程施工建設的過程中,區(qū)域結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定程度對其具有重要的作用。而為了保證水利工程施工的安全性以及穩(wěn)定性,就要利用遙感技術(shù)探測和分析區(qū)域的結(jié)構(gòu)和地質(zhì)情況,這樣才能將區(qū)域內(nèi)的水利工程的地貌、地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及特征情況等精準地反映出來,以便于施工人員針對實際情況對施工的方案進行適當?shù)恼{(diào)整。
(2)調(diào)查水庫區(qū)的泥石流、崩塌以及滑坡等。在水利工程發(fā)展的過程中,水庫區(qū)域的各種問題日益凸顯,如泥石流、崩塌以及滑坡等。為了能有效地評估和調(diào)查各種事故,就需要應用遙感技術(shù)對水庫區(qū)進行細致的勘察,從而確保水庫區(qū)具有較高的安全水平。
3水利工程的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)的問題及應對措施31地質(zhì)測繪
在水利工程的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)的問題中,地質(zhì)測繪問題對于工程建設具有很大的影響。由于地質(zhì)測繪涉及很多的專業(yè)領(lǐng)域,因而必須結(jié)合水利工程所處地域的實際情況進行分析,同r測繪的比例也會由于不同的情況而得到不同的比例。在進行地質(zhì)測繪的過程中,必須理論聯(lián)系實際,科學分析,并嚴格按照有關(guān)的標準要求做好測繪工作,從而為水利工程的后期施工建設提供有效的基礎依據(jù)。
32巖體壩基
在水利工程的工程地質(zhì)中,如果巖體壩基出現(xiàn)問題,則會對整個水利工程的施工流程產(chǎn)生非常嚴重的影響,甚至還有可能引發(fā)非常嚴重的安全事故以及泄露問題。因此在勘察巖體壩基的過程中,對于其地質(zhì)的實際情況一定要進行細致的、科學的分析,從而保證勘察工作能夠具有較高的準確性。
33邊坡工程
邊坡工程是水利工程中的重要組成部分,因而如果邊坡工程出現(xiàn)問題,也會導致水利工程出現(xiàn)較大的問題。在水利工程施工中,要對邊坡工程中存在的問題予以嚴格考慮,并且要采取有效的措施防止邊坡工程出現(xiàn)損壞而對施工的質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。在水利工程中,由于某些地質(zhì)問題,會造成施工過程中存在邊坡滲漏以及邊坡不穩(wěn)等,因此必須采取有效的勘察手段細致地、科學地分析邊坡問題,從而避免邊坡工程出現(xiàn)問題。一般情況下,邊坡工程的破壞變形主要包括四種,即蠕動變形、滑坡變形、坍塌變形以及松懈張裂等。除此之外,還存在傾倒、過渡等過度的破壞類型,例如泥石流。而影響其穩(wěn)定情況的因素主要有巖石性質(zhì)和類型、巖體結(jié)構(gòu)和地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水文和風化的作用以及地震和人工發(fā)掘等。
34地下圍巖洞室的穩(wěn)定程度
地下圍巖洞室的穩(wěn)定程度對于建設水利工程也具有十分重要的作用,為了提高水利工程施工的安全性和質(zhì)量,地下圍巖洞室必須具有較高的穩(wěn)定性,即巖層必須堅硬完整,具有一定的厚度,同時不會影響到地下水,也不會破壞地形的情況,這樣才能確保地下洞室的穩(wěn)定性以及安全性,從而使得水利工程施工能夠正常地進行。
35水庫工程
在水利工程的組成中,地面以及地下水庫等都是重要的組成。而在水利工程施工的過程中,水庫工程是保障其順利展開的關(guān)鍵。要想降低水庫工程對工程地質(zhì)以及水文地質(zhì)等的影響,就必須將其蓄水量嚴格控制在要求的水位以下,這樣不僅能有效地避免出現(xiàn)滲漏問題,同時還能有效地防止出現(xiàn)崩塌、淤泥堆積以及大面積的滲漏等問題,從而確保水利工程施工的順利進行。
4結(jié)論
綜上所述,隨著國內(nèi)水利工程發(fā)展規(guī)模的不斷壯大,為了對水利工程的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)進行有效、科學的勘察,提升其現(xiàn)代化的建設水平,就必須采用現(xiàn)代化的勘察方法和技術(shù),并對各種地質(zhì)問題進行深入的分析和研究,同時采取有效的措施和方案對問題加以應對和解決,這樣才能有效地確保水利工程施工建設獲得較高的質(zhì)量。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:水利工程壩址;地質(zhì)勘察;問題;措施
中圖分類號: TV 文獻標識碼: A
1 前言
水工建筑物不同于其他建筑物,有其自身的特點。因水工建筑物的建成,會使廣大范圍內(nèi)的水文和水文地質(zhì)條件發(fā)生變化。這種變化、可能引起水庫岸坡再造、水庫滲漏、水庫淤積和壩下游河床沖刷等。因此,必須重視勘察、設計、施工全過程,否則,后果極其嚴重。在壩址選擇時除了考慮主體建筑物攔水壩的地質(zhì)條件外,還應研究包括溢洪、引水、電廠、航閘等建筑物的地質(zhì)條件,為規(guī)劃、設計和施工提供可靠依據(jù)。
2 壩址選取的工程地質(zhì)勘察
在自然界中,地質(zhì)條件完美的壩址很少,尤其是大型的水利樞紐,對地質(zhì)條件的要求很高,更不能完全滿足建筑物的要求。所謂“最優(yōu)方案”是比較而言的,最優(yōu)壩址在地質(zhì)上也會存在缺陷。所以在壩址選擇時,應當考慮不同方案,并采取改善不良地質(zhì)條件的處理措施。因此,地質(zhì)條件較差,預計處理困難,投資高昂的方案,應首先被否定。壩址選擇時,工程地質(zhì)論證的主要內(nèi)容包括區(qū)域穩(wěn)定性、地形地貌、巖土性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件和物理地質(zhì)作用以及建筑材料等,還要預計到可能產(chǎn)生的工程地質(zhì)問題和處理這些問題的難易程度,工作量大小等,下面分別論述。
(一)區(qū)域穩(wěn)定性
區(qū)域穩(wěn)定性問題的研究在水利水電建設中具有特別重要的意義。圍繞壩址或要開發(fā)的河段,對區(qū)域地殼穩(wěn)定性和區(qū)域場地穩(wěn)定性進行深入研究是一項戰(zhàn)略任務。特別是地震的影響直接關(guān)系著壩址和壩型的選擇,一般情況下.地震烈度由地震部門提供,但對于重大的水利樞紐工程要進行地震危險性分析和地震安全性評價。因此,對于大型水電工程,在可行性研究階段,應組織專門力量解決區(qū)域穩(wěn)定性評價。
(二)地形地貌
地形地貌條件是確定壩型的主要依據(jù)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(jié)構(gòu)有其自身的特點,如河谷開闊地段,其階地發(fā)育,二元結(jié)構(gòu)和多元結(jié)構(gòu)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)巖土性質(zhì)
巖土性質(zhì)對建筑物的穩(wěn)定來說十分重要,對壩址的比選具有決定性意義。因此,在壩址比選時,首先要考慮巖土性質(zhì)。修建高壩,特別是混凝土壩,應選擇堅硬、完整、新鮮均勻、透水性差而抗水性強的巖石作為壩址。我國已建和正在施工的7O余座高壩中,有半數(shù)建于強度較高的巖漿巖地基上,其余的絕大多數(shù)建于片麻巖、石英巖和砂巖上,而建于可溶性碳酸鹽巖、強度低易變形的頁巖、千枚巖上的極少。通過結(jié)合工程實踐,根據(jù)不同成因類型巖土的建壩適宜性及其主要問題作簡要概述。
1.侵入的塊狀結(jié)晶巖體,一般致密堅硬、均一、完整、強度大、抗水性強、滲透性弱,是修建高混凝土壩最理想的地基,其中尤以花崗巖類為最佳。這類巖石需注意它們與圍巖以及不同侵入期的邊緣接觸面,平緩的原生節(jié)理,風化殼和風化夾層的分布,選壩時應避開這些不利因素。
2.噴出巖類強度較高、抗水性強,也是較理想的壩基。我國東南沿海、華北和東北有不少大壩坐落在這類巖石上。噴出巖的噴發(fā)間斷面往往是弱面,存在風化夾層、夾泥層及松散的砂礫石層,還有凝灰?guī)r的泥化和軟化等,對壩基抗滑穩(wěn)定性的影響不可忽視。此外,玄武巖中的柱狀節(jié)理,透水性很強,在選壩時也須注意研究。
3.深變質(zhì)的片麻巖、變粒巖、混合巖、石英巖等,強度高、抗水性強、滲透性差,也是較理想的壩基。但是在這類巖體中選壩址,必須注意片理面的各向異性及軟弱夾層的存在,選壩時,應避開軟弱礦物富集的片巖(如云母片巖、石墨片巖、綠泥石片巖、滑石片巖)。在淺變質(zhì)巖的板巖、千枚巖區(qū),應特別注意巖石的軟化和泥化問題。
4.沉積巖中,以厚層的砂巖和碳酸鹽巖為較好的壩基。這類巖石壩基較巖漿巖、變質(zhì)巖的條件復雜。這是因為在厚層硬巖層中常夾有軟弱巖層,這些夾層力學強度低,抗水能力差,易構(gòu)成滑移控制面。碎屑巖類如礫巖、砂巖等,強度與膠結(jié)物類型有關(guān),一些膠結(jié)物在水的作用下可能產(chǎn)生溶解、軟化、崩解、膨脹等。在構(gòu)造變動下往往發(fā)生層間錯動,經(jīng)過次生作用易于發(fā)生泥化。在壩址比選時必須十分注意這一問題。此外,碳酸鹽巖的巖溶洞穴和裂隙的發(fā)育,可能會產(chǎn)生嚴重的滲漏。
另外,在壩址比選中,河床松散覆蓋層具有重要意義。修建高混凝土壩,壩體必須座落在基巖之上,若河床覆蓋層過厚,就會增加壩基的開挖工程量,使施工條件復雜化。所以當其他條件大致相同時,應將壩址選擇在覆蓋層較薄的地段。有的河段因覆蓋層過厚,只得采用土石壩型。比選松散土體壩基的壩址時,須研究滲漏、滲透變形和振動液化等問題,而且應避開如淤泥類土等軟弱、易變形土層。
(四)地質(zhì)構(gòu)造
地質(zhì)構(gòu)造在壩址選擇中同樣占有重要地位,對變形較為敏感的剛性壩來說更為重要。在地震強烈活動或活動性斷裂發(fā)育的地區(qū),選壩時應盡量避開或遠離活斷層。而位于區(qū)域穩(wěn)定條件相對較好的地塊上。在選壩前的可行性研究時,應進行區(qū)域地質(zhì)研究,查明區(qū)域構(gòu)造格局,尤其要查明目前仍持續(xù)活動或可能活動斷裂的分布、類型、規(guī)模和錯動速率,并預測發(fā)生水庫誘發(fā)地震的可能及震級。國外有些水壩就因橫跨活斷層而壩體被錯開或致垮壩。地質(zhì)構(gòu)造也經(jīng)常控制壩基、壩肩巖體的穩(wěn)定。在層狀巖體分布地區(qū),傾向上游或下游的緩傾巖層中存在層間錯動帶時,在后期次生作用下往往演化為泥化夾層,若有其他構(gòu)造結(jié)構(gòu)面切割的話,對壩基抗滑穩(wěn)定極為不利,在選壩時應特別注意。因為緩傾巖層的構(gòu)造變動一般較輕微,容易被忽視。陡傾甚至倒轉(zhuǎn)巖層,由于構(gòu)造形變強烈,巖石完整性受到強烈破壞,在選壩時更要特別注意查清壩基內(nèi)緩傾角的壓性斷裂??傊?,要盡可能選擇巖體完整性較好的構(gòu)造部位作壩址,避開斷裂、裂隙強烈發(fā)育的地段。
(五)水文地質(zhì)條件
在以滲漏問題為主的巖溶區(qū)和深厚河床覆蓋層上選壩時,水文地質(zhì)條件應作為主要考慮的因素。從防滲角度出發(fā),巖溶區(qū)的壩址應盡量選在有隔水層的橫谷、且陡傾巖層傾向上游的河段上。同時還要考慮水庫有否嚴重的滲漏問題,庫區(qū)最好是強透水層底部有隔水巖層的縱谷,且兩岸的地下分水嶺較高。當巖溶區(qū)無隔水層可以利用的情況下,壩址應盡可能選在弱巖溶化地段。這就要求仔細分析研究巖層結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造和地貌條件。
(六)物理地質(zhì)作用
影響地址選擇的物理地質(zhì)作用較多,諸如巖石風化、巖溶、滑坡、崩塌、泥石流等,但從一些水庫失事實例來看,滑坡對選擇壩址的影響較大。在河谷狹窄的河段上建壩可節(jié)省工程量和投資,所以選擇壩址時總希望找最窄的峽谷段。但是,峽谷地段往往存在岸坡穩(wěn)定問題,一定要慎重研究。如法國羅曼什河上游一壩址,地形上系狹窄河段,河谷左岸由花崗巖和三疊紀砂巖及石灰?guī)r構(gòu)成。右岸是里亞斯頁巖,表面上看來巖體較完整,后經(jīng)鉆探發(fā)現(xiàn)頁巖下面為古河床相的砂礫石層,表明了頁巖是古滑坡體物質(zhì),滑坡作用將河槽向左岸推移了70m。因而只得放棄該壩址而另選新址。
(七)天然建筑材料
天然建筑材料也是壩址選擇的一個重要因素。壩體施工常常需要當?shù)夭牧希瑝沃犯浇欠裼匈|(zhì)量合乎要求,儲量滿足建壩需要的建材,如砂石、黏土等,是壩址選擇應考慮的。天然建筑材料的種類、數(shù)量、質(zhì)量及開采條件及運輸條件對工程的質(zhì)量、投資影響很大,在選擇壩址時應進行勘察。
3 地下水引起的巖土工程危害
地下水引起的巖土工程危害,主要是由于地下水位升降變化和地下水動水壓力作用兩個方面的原因造成的。
3.1地下水升降變化引起的巖土工程危害
在工程勘察中要注意調(diào)查了解地下水位條件及其升降變化。在天然條件下地下水位一般是季節(jié)性變化雨季水位水位上升旱季水位下降。地下水位的天然變化是區(qū)域性。漸變的。而且變幅較小但是,人為因素引起的局部性地下水為升降變化的幅度往往大于天然變化所引起的巖土工程危害更為嚴重。(1)水位上升引起的巖土工程危害。潛水位上升的原因是多種多樣的.其主要受地質(zhì)因素如含水層結(jié)構(gòu)、總體巖性產(chǎn)狀;水文氣象因素如降雨量、氣溫等及人為因素如灌溉、施工等的影響,有時往往是幾種因素的綜合結(jié)果。由于潛水面上升對巖土工程可能造成如下影響;土壤沼澤化、鹽漬化,巖土及地下水對建筑物腐蝕性增強:斜坡、河岸等巖土體巖產(chǎn)生滑移、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象:一些具特殊性的巖土體結(jié)構(gòu)破壞、強度降低、軟化:引起粉細砂及粉土飽和液化、出現(xiàn)流砂、管涌等現(xiàn)象;地下洞室充水淹沒,基礎上浮、建筑物失穩(wěn)。(2)地下水位下降引起的巖土工程危害。地下水位的降低多是由于人為因素造成的,如集中大量抽取地下水、采礦活動中的礦床疏干以及上游筑壩、修建水庫截奪下游地下水的補給等。地下水的過大下降,常常誘發(fā)地裂、地面沉降、地面塌陷等地質(zhì)災害以及地下水源枯竭、水質(zhì)惡化等環(huán)境問題.對巖土體、建筑物的穩(wěn)定性和人類自身的居住環(huán)境造成很大威脅。
3.2地下水位對巖土物理力學性質(zhì)的影響
地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產(chǎn)生不均勻的脹縮變形,嚴重若形成地裂,引起建筑物特別是低層或輕型建筑物的破壞。當?shù)叵滤殿l繁時或變化幅度大時。不僅使巖土的膨脹收縮變形往復。而且會導致巖土的膨脹收縮幅度加大。因此,在膨脹性巖土地區(qū)進行工程勘察時應特別注意對場地水文地質(zhì)條件的研究 特別地下水往往升降變化中高度和變化規(guī)律這對地基基礎深度的選擇(宜選在第下水位以上或地下水位以下,不宜選在地下水位變動帶內(nèi))有主要的參考價值。
在建筑工程的地基內(nèi),當?shù)叵滤辉诨A底面以下壓縮層范圍內(nèi)發(fā)生變化時,就能直接影響建筑物的穩(wěn)定性。若水位在壓縮層范圍內(nèi)上升時,軟化地基土,使其強度降低、壓縮性增大,建筑物可能產(chǎn)生較大的沉降變形若水位在壓縮層范圍下降時,巖土的自重應力增加,可能引起地基基礎的附加沉降,如果土質(zhì)不均勻或地下水位的突然下降也可能使建筑物發(fā)生變形破壞
在地下水位以上、地下水位變動帶和地下水位以下,具有明顯的變化規(guī)律土體從上到下,有天然含水量、孔隙比由小大一小,壓縮模盆、承載力由大一小一大的變化規(guī)律。這是由于地下水位以上部位,經(jīng)長期淋濾作用 鐵鋁富集,并對土顆粒起膠結(jié)和充填作用,增大了土拉間連接力,往往形成“硬殼層”.因而含水、孔隙比小而壓縮模和承載力增高而位于地下水位變動帶的土層,由于地下水積極交替,土中的鐵鋁成分流失,土質(zhì)變松,因而含水量、 L隙比增大,壓縮模量、承載力降低位于地下水位以下的土層,由于地下水交替緩慢,氧化、水解作用減弱,加之上覆土層的自重壓力作用。土質(zhì)比較密實。因而含水貧、孔隙比減小,壓縮模、承載力增巖土特別是各類軟質(zhì)巖石、風化殘積土、不同成因的粘性土等,其物理力學性質(zhì)的變化規(guī)律 與地下水位有著密切的聯(lián)系。因此,在分析研究巖土物理力學的變化規(guī)律時。應充分重視地下水位這一重要影響因素。
3.3地下水動水壓力作用引起的巖土工程危害
地下水在天然狀態(tài)下動水壓力作用比較微弱,但是在人為工程活動中由于改變了地下水天然動力平衡條件,在一定的動水壓力作用下,往往會引起一些嚴重的巖土工程危害。如流砂、管涌、基坑突涌等。
4水文地質(zhì)試驗和地下水監(jiān)測
水文地質(zhì)試驗是水利水電工程地質(zhì)勘察中的一個重要環(huán)節(jié)。通過水文地質(zhì)試驗,求取巖土層的水文地質(zhì)參數(shù),可以判定巖土層的透水性,評價工程的滲透穩(wěn)定性。
水文地質(zhì)試驗包括抽水試驗、壓水試驗、注水試驗、滲水試驗以及水位阪復試驗等等。不同的地層條件下,選用適宜的試驗項目和計算公式。一般地,砂礫(卵)石層和河邊地層中適宜做抽水試驗和提水后的水位恢復試驗,基巖做壓水試驗,填土、含泥砂土和粘性土層適宜做注水、滲水試驗。文獻對每一種水文地質(zhì)試驗的操作規(guī)程都有明確而詳細的規(guī)定。必須按規(guī)程的規(guī)定連接設備和進行操作,使用合格的水表、秒表、水位儀、壓力表等,觀測足夠長的時間,確保每— 個試驗觀測數(shù)據(jù)的準確性,減少誤差。一般晴況下,應查明地下水位的初見水位、穩(wěn)定水位、地下水的水質(zhì)、地下水的補給條件等,對地下水實行動態(tài)監(jiān)測。為此,鉆探時不要使用泥漿,保證水位和水質(zhì)測量真實;監(jiān)測各孔的日期要盡量統(tǒng)一,以便于比對;要在不同深度取水樣做水質(zhì)分析,評價地下水的腐蝕性;要收集當?shù)厮?、氣象資料,分析地下水與地表水體的補排關(guān)系;要論述地下水對巖土工程的不良現(xiàn)象、危害程度,提出防治措施。
篇7
【論文摘要】通過結(jié)合工程實踐表明,工程地質(zhì)勘察人員不僅要了解地質(zhì)也要了解設計,同時應當對工程地質(zhì)的相關(guān)問題提出分析,并結(jié)合水利工程的實際情況而選取合適的壩址。
1.引言
水工建筑物不同于其他建筑物,有其自身的特點。因水工建筑物的建成,而使廣大范圍內(nèi)的水文和水文地質(zhì)條件發(fā)生變化。這種變化就可能引起水庫岸坡再造、水庫滲漏、水庫淤積和壩下游河床沖刷等作用。因此,必須重視勘察、設計、施工全過程,否則,后果極其嚴重。在壩址選擇時除了考慮主體建筑物攔水壩的地質(zhì)條件外,還應研究包括溢洪、引水、電廠、航閘等建筑物的地質(zhì)條件,為規(guī)劃、設計和施工提供可靠依據(jù)。
2.壩址選取的工程地質(zhì)勘察
在自然界中,地質(zhì)條件完美的壩址很少,尤其是大型的水利樞紐,對地質(zhì)條件的要求很高,更不能完全滿足建筑物的要求。所謂“最優(yōu)方案”是比較而言的,最優(yōu)壩址在地質(zhì)上也會存在缺陷。所以在壩址選擇時,應當考慮不同方案,并采取改善不良地質(zhì)條件的處理措施。因此,地質(zhì)條件較差,預計處理困難,投資高昂的方案,應首先被否定。壩址選擇時,工程地質(zhì)論證的主要內(nèi)容包括區(qū)域穩(wěn)定性、地形地貌、巖土性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件和物理地質(zhì)作用以及建筑材料等,還要預計到可能產(chǎn)生的工程地質(zhì)問題和處理這些問題的難易程度,工作量大小等,下面分別論述。
2.1 區(qū)域穩(wěn)定性
區(qū)域穩(wěn)定性問題的研究在水利水電建設中具有特別重要的意義。圍繞壩址或要開發(fā)的河段,對區(qū)域地殼穩(wěn)定性和區(qū)域場地穩(wěn)定性進行深入研究是一項戰(zhàn)略任務。特別是地震的影響直接關(guān)系著壩址和壩型的選擇,一般情況下,地震烈度由地震部門提供,但對于重大的水利樞紐工程要進行地震危險性分析和地震安全性評價。因此,對于大型水電工程,在可行性研究階段,應組織專門力量解決區(qū)域穩(wěn)定性評價。
2.2 地形地貌
地形地貌條件是確定壩型的主要依據(jù)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(jié)構(gòu)有其自身的特點,如河谷開闊地段,其階地發(fā)育,二元結(jié)構(gòu)和多元結(jié)構(gòu)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。
2.3 巖土性質(zhì)
巖土性質(zhì)對建筑物的穩(wěn)定來說十分重要,對壩址的比選具有決定性意義。因此,在壩址比選時,首先要考慮巖土性質(zhì)。修建高壩,特別是混凝土壩,應選擇堅硬、完整、新鮮均勻、透水性差而抗水性強的巖石作為壩址。我國已建和正在施工的70余座高壩中,有半數(shù)建于強度較高的巖漿巖地基上,其余的絕大多數(shù)建于片麻巖、石英巖和砂巖上,而建于可溶性碳酸鹽巖、強度低易變形的頁巖、千枚巖上的極少。通過結(jié)合工程實踐,根據(jù)不同成因類型巖土的建壩適宜性及其主要問題作簡要概述。
(1)侵入的塊狀結(jié)晶巖體,一般致密堅硬、均一、完整、強度大、抗水性強、滲透性弱,是修建高混凝土壩最理想的地基,其中尤以花崗巖類為最佳。這類巖石需注意它們與圍巖以及不同侵入期的邊緣接觸面,平緩的原生節(jié)理,風化殼和風化夾層的分布,選壩時避開這些不利因素。
(2)噴出巖類強度較高、抗水性強,也是較理想的壩基。我國東南沿海、華北和東北有不少大壩坐落在這類巖石上。噴出巖的噴發(fā)間斷面往往是弱面,存在風化夾層、夾泥層及松散的砂礫石層,還有凝灰?guī)r的泥化和軟化等,對壩基抗滑穩(wěn)定性的影響不可忽視。此外,玄武巖中的柱狀節(jié)理,透水性很強,在選壩時也須注意研究。例如:桑干河干流上的山西省冊田水庫大壩壩基為新生代的玄武巖,柱狀節(jié)理極發(fā)育,壩基及繞壩滲漏嚴重,影響著水庫效益。
(3)深變質(zhì)的片麻巖、變粒巖、混合巖、石英巖等,強度高、抗水性強、滲透性差,也是較理想的壩基。但是在這類巖體中選壩址,必須注意片理面的各向異性及軟弱夾層的存在,選壩時,應避開軟弱礦物富集的片巖(如云母片巖、石墨片巖、綠泥石片巖、滑石片巖)。在淺變質(zhì)巖的板巖、千枚巖區(qū),應特別注意巖石的軟化和泥化問題。
(4)沉積巖中,以厚層的砂巖和碳酸鹽巖為較好的壩基。這類巖石壩基較巖漿巖、變質(zhì)巖的條件復雜。這是因為在厚層硬巖層中常夾有軟弱巖層,這些夾層力學強度低,抗水能力差,易構(gòu)成滑移控制面。碎屑巖類如礫巖、砂巖等,強度與膠結(jié)物類型有關(guān),一些膠結(jié)物在水的作用下可能產(chǎn)生溶解、軟化、崩解、膨脹等。在構(gòu)造變動下往往發(fā)生層間錯動,經(jīng)過次生作用易于發(fā)生泥化。在壩址比選時必須十分注意這一問題。此外,碳酸鹽巖的巖溶洞穴和裂隙的發(fā)育,可能會產(chǎn)生嚴重的滲漏。
另外,在壩址比選中,河床松散覆蓋層具有重要意義。修建高混凝土壩,壩體必須座落在基巖之上,若河床覆蓋層過厚,就會增加壩基的開挖工程量,使施工條件復雜化。所以當其他條件大致相同時,應將壩址選擇在覆蓋層較薄的地段。有的河段因覆蓋層過厚,只得采用土石壩型。比選松散土體壩基的壩址時,須研究滲漏、滲透變形和振動液化等問題,而且應避開如淤泥類土等軟弱、易變形土層。
2.4 地質(zhì)構(gòu)造
地質(zhì)構(gòu)造在壩址選擇中同樣占有重要地位,對變形較為敏感的剛性壩來說更為重要。在地震強烈活動或活動性斷裂發(fā)育的地區(qū),選壩時應盡量避開或遠離活斷層,而位于區(qū)域穩(wěn)定條件相對較好的地塊上。在選壩前的可行性研究時,應進行區(qū)域地質(zhì)研究,查明區(qū)域構(gòu)造格局,尤其要查明目前仍持續(xù)活動或可能活動斷裂的分布、類型、規(guī)模和錯動速率,并預測發(fā)生水庫誘發(fā)地震的可能及震級。國外有些水壩就因橫跨活斷層而壩體被錯開或致垮壩。地質(zhì)構(gòu)造也經(jīng)??刂茐位?、壩肩巖體的穩(wěn)定。在層狀巖體分布地區(qū),傾向上游或下游的緩傾巖層中存在層間錯動帶時,在后期次生作用下往往演化為泥化夾層,若有其他構(gòu)造結(jié)構(gòu)面切割的話,對壩基抗滑穩(wěn)定極為不利,在選壩時應特別注意。因為緩傾巖層的構(gòu)造變動一般較輕微,容易被忽視。陡傾甚至倒轉(zhuǎn)巖層,由于構(gòu)造形變強烈,巖石完整性受到強烈破壞,在選壩時更要特別注意查清壩基內(nèi)緩傾角的壓性斷裂??傊?要盡可能選擇巖體完整性較好的構(gòu)造部位作壩址,避開斷裂、裂隙強烈發(fā)育的地段。
2.5 水文地質(zhì)條件
在以滲漏問題為主的巖溶區(qū)和深厚河床覆蓋層上選壩時,水文地質(zhì)條件應作為主要考慮的因素。從防滲角度出發(fā),巖溶區(qū)的壩址應盡量選在有隔水層的橫谷、且陡傾巖層傾向上游的河段上。同時還要考慮水庫有否嚴重的滲漏問題,庫區(qū)最好是強透水層底部有隔水巖層的縱谷,且兩岸的地下分水嶺較高。當巖溶區(qū)無隔水層可以利用的情況下,壩址應盡可能選在弱巖溶化地段。這就要求仔細分析研究巖層結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造和地貌條件。
2.6 物理地質(zhì)作用
影響地址選擇的物理地質(zhì)作用較多,諸如巖石風化、巖溶、滑坡、崩塌、泥石流等,但從一些水庫失事實例來看,滑坡對選擇壩址的影響較大。在河谷狹窄的河段上建壩可節(jié)省工程量和投資,所以選擇壩址時總希望找最窄的峽谷段。但是,峽谷地段往往存在岸坡穩(wěn)定問題,一定要慎重研究。如法國羅曼什河上游一壩址,地形上系狹窄河段,河谷左岸由花崗巖和三疊紀砂巖及石灰?guī)r構(gòu)成。右岸是里亞斯頁巖,表面上看來巖體較完整,后經(jīng)鉆探發(fā)現(xiàn)頁巖下面為古河床相的砂礫石層,表明了頁巖是古滑坡體物質(zhì),滑坡作用將河槽向左岸推移了70m。因而只得放棄該壩址而另選新址。
2.7 天然建筑材料
天然建筑材料也是壩址選擇的一個重要因素。壩體施工常常需要當?shù)夭牧?壩址附近是否有質(zhì)量合乎要求,儲量滿足建壩需要的建材,如砂石、黏土等,是壩址選擇應考慮的。天然建筑材料的種類、數(shù)量、質(zhì)量及開采條件及運輸條件對工程的質(zhì)量、投資影響很大,在選擇壩址時應進行勘察。
3.結(jié)語
從實踐表明,選擇壩址是水利水電建設中一項具有戰(zhàn)略意義的工作,它直接關(guān)系到水工建筑物的安全、經(jīng)濟和正常使用。工程地質(zhì)條件在選壩中占有極其重要的地位,選擇一個地質(zhì)條件優(yōu)良的壩址,并據(jù)此合理配置水利樞紐的各個建筑物,以便充分利用有利的地質(zhì)因素、避開或改造不利的地質(zhì)因素。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:水利水電工程地質(zhì)勘察勘察技術(shù)
中圖分類號:TV文獻標識碼: A
水電工程地質(zhì)勘察作為水電建設的基礎和前提,對工程設計起著重要的作用。
隨著我國的經(jīng)濟快速發(fā)展,各項工程建設快速發(fā)展。近年來,由于地質(zhì)問題引起的水利水電工程事故時有發(fā)生,給人民生命財產(chǎn)帶來重大損失。在日新月異的高科技的帶動下,我國水利水電工程的地質(zhì)勘測技術(shù)雖然日益成熟,使得我們的水利水電工程的地質(zhì)勘測效率都有極大的提高。然而,近年來,我國水利水電工程地質(zhì)勘察質(zhì)量有下滑趨勢,工程地質(zhì)分析不夠深入,有時甚至出現(xiàn)工程地質(zhì)評價結(jié)論性錯誤這樣嚴重的問題,這些問題不少都跟勘察技術(shù)有關(guān)。因此,總結(jié)分析水利水電工程地質(zhì)勘察技術(shù),具有十分重要的現(xiàn)實意義。
水利水電工程常見地質(zhì)問題有壩基巖體的工程地質(zhì)問題、邊坡的工程地質(zhì)問題、地下洞室圍巖穩(wěn)定性的工程地質(zhì)問題、水庫工程地質(zhì)問題以及軟土基坑工程地質(zhì)問題。這些問題歸結(jié)起來不外乎環(huán)境問題、水文問題和質(zhì)量問題。
由于地質(zhì)環(huán)境的區(qū)域性及水庫工程條件的差異性,不同地區(qū)、不同類型的水庫,環(huán)境工程地質(zhì)問題各具特色。一般情況下,區(qū)域性氣候狀況受大氣環(huán)流和水體分布所控制。與環(huán)境有關(guān)的水利水電工程問題也時有發(fā)生。
水利水電工程對水文的影響不容忽視。具體體現(xiàn)在:大壩水庫不僅存蓄了汛期洪水,而且還截流了非汛期的基流,往往會引起周圍地下水位下降,從而帶來一系列的環(huán)境生態(tài)問題;入海口因河水流量減少引起河口淤積,造成海水倒灌。
水利水電工程勘查是一項長遠的任務,是水利水電工程順利進行的重要保證之一。保護和改善工程勘查質(zhì)量是現(xiàn)代化大生產(chǎn)和保證工程質(zhì)量的客觀要求,是保證工程永久利益的必須條件。
水利水電工程地質(zhì)勘察應分為可行性研究、初步設計和技術(shù)和施工設計四個勘察階段。各勘察階段工作應與相應階段設計工作深度相適應??辈旒夹g(shù)的應用也應與相應階段相一致,以為水利水電工程勘察的每一步提供好物質(zhì)的奠定。
水利水電工程勘察常用測量儀器有水準儀、經(jīng)緯儀、電磁波測距儀、全站儀、全球定位系統(tǒng)以及水準尺等。國產(chǎn)水準儀按精度分為:DS05、 DS1 、 DS3 、 DS10。D表示:大地測量;S表示:水準儀。數(shù)字表示儀器精度。經(jīng)緯儀按精度不同可分為DJ07、DJ1、DJ2、DJ6和DJl0等,D、J分別為“大地測量”和“經(jīng)緯儀”的漢語拼音第一個字母,數(shù)字07、1、2、6、10表示該儀器精度。工程地質(zhì)測繪比例尺可選用1∶10000~1∶2000。精密水準測量尺面每隔lcm涂有黑白或紅白相間的分格,每分米有數(shù)字注記。為倒像望遠鏡觀測方便,注字常倒寫。這些儀器的使用規(guī)范為:水準儀:安置儀器、粗略整平、調(diào)焦和照準、精確整平、讀數(shù)。經(jīng)緯儀:對中、整平、照準、讀數(shù)。
通常情況下,先進技術(shù)的推廣是保證地質(zhì)工程勘察高效運行的基礎和前提。先進技術(shù)在施工和設計等方面的應用,大大提高了水利水電工程地質(zhì)勘察的效率。隨著科學技術(shù)的進步,越來越多的新興技術(shù)應用于水利水電工程地質(zhì)勘察,如GPS、遙感技術(shù)以及地球信息系統(tǒng)、工程物探技術(shù)等。
GPS在高程控制方面能較好地解決跨河、跨溝水準難以傳遞的問題,以及在勘察區(qū)控制點較少,或在山區(qū)、林區(qū)等通視條件較差、觀測條件受限的區(qū)域進行工程地質(zhì)勘察時,運用GPS可大大減少作業(yè)時間,提高測量精度。
遙感技術(shù)由于視域廣闊、信息豐富、具立體感、衛(wèi)星影像成周期性重現(xiàn)以及獲取資料快速等特點,被廣泛應用于水利水電工程中有關(guān)重大工程地質(zhì)問題及相關(guān)的環(huán)境等問題的調(diào)查與研究。按照遙感平臺的高度不同, 遙感技術(shù)一般分為航天遙感、航空遙感和地面遙感共三大類。
遙感技術(shù)主要應用于區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性研究、水庫區(qū)塌、滑坡、泥石流調(diào)查以及巖溶調(diào)查、中小比例尺地質(zhì)測繪填圖、巖土工程開挖面地質(zhì)編錄和水土保持、防洪與移民安置容量研究。
由于遙感圖像能提供大量宏觀的線性構(gòu)造信息,較好地反映區(qū)域地質(zhì)特征、水系分布特征和地貌形態(tài),所以對研究區(qū)域構(gòu)造格架,確定斷裂體系及活動性以及評價工程及其周緣地區(qū)的構(gòu)造穩(wěn)定性有重大作用。
在大型水利水電工程庫區(qū)岸坡的滑坡、崩塌、泥石流以及某些松散堆積體的調(diào)查中,有一些工程應用遙感技術(shù)利用航衛(wèi)片或彩紅外片進行地質(zhì)解譯,結(jié)合野外現(xiàn)場觀察、復查和檢查查明了許多久拖不決的影響庫岸穩(wěn)定性評價的大型或較大型、塌滑體的數(shù)量,分布及其穩(wěn)定狀態(tài)。
利用遙感影像,特別是彩紅外影像進行巖溶及巖溶水文地質(zhì)調(diào)查有其特殊的優(yōu)勢,像片解譯不僅能很好地判讀各種巖溶地貌現(xiàn)象,而且還可以充分利用和其它介質(zhì)紅外光譜的差異,判斷地下水的分布和泉水分布等。
為適應大型水利水電工程施工中進行反饋設計、安全預報和存檔備查的需在人工開挖高邊坡、大型地下建筑物和大壩基坑的開挖中采用地面遙感技術(shù),進行地質(zhì)編錄,并為有關(guān)的穩(wěn)定分析和現(xiàn)場預報提供翔實的地質(zhì)資料和數(shù)據(jù)是很必要的。利用遙感技術(shù)采用數(shù)碼像機攝影、微機現(xiàn)場采集及預處理、自主開發(fā)的軟件處理可隨時提供巖質(zhì)高邊坡的連續(xù)彩色影像圖和地質(zhì)所需的將邊坡開挖面置于任意方位的線劃圖。遙感技術(shù)提供的航衛(wèi)片,尤其是彩紅外航片經(jīng)移民安置容量研究,以其對土地利用類型的可判讀性和現(xiàn)實性,為移民安置容量分析確定提供了新手段。
地理信息系統(tǒng)即GIS技術(shù)。GIS技術(shù)可自動制作平面圖、柱狀圖、剖面圖和等值線圖等工程地質(zhì)圖件,還能處理圖形、圖像、空間數(shù)據(jù)及相應的屬性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫管理、空間分析等問題,將GIS技術(shù)應用于工程地質(zhì)信息管理和制圖輸出是近幾年工程地質(zhì)勘察行業(yè)的熱點和發(fā)展趨勢。可能發(fā)生滲漏或浸沒的地段應利用已有鉆孔和水井進行地下水位觀測。
我國工程物探雖然起步較晚,但在水利水電工程勘測方面發(fā)揮著很重要的作用。物探儀器大大地提高了數(shù)據(jù)采集精度和野外工作效率。 其中地球物理層析成像技術(shù)(CT)是利用已有的平洞或鉆孔,通過對采用一定發(fā)射和一定接收方式產(chǎn)生的透射波的采集與處理,反演孔洞間巖體的波速值,并對區(qū)間巖體進行判斷、評價的一種技術(shù)方法。當前CT技術(shù)不失為是一個查明孔洞間巖體總體完整性程度的好方法。做得好,不僅能節(jié)約一定的勘探工作量而且還會對巖體物理力學性的整評價質(zhì)量的提高有所促進。此外,鉆孔彩色電視系統(tǒng)為適應水利水電工程勘察的大多數(shù)鉆孔都是a56mm的金剛石鉆孔而設計制造50mm的鉆孔彩色電視,它的特點是電路設計合理,集成度高,性能穩(wěn)定,與傳統(tǒng)的攝像管探頭相比,具有彩色圖像重現(xiàn)性好、幾何失真小、壽命長、耐沖擊、體積小、重量輕、功耗低等特點,是一個更新?lián)Q代產(chǎn)品。使用儀器開展物探應符合下列規(guī)定:物探方法應根據(jù)壩址區(qū)的地形、地質(zhì)條件等確定;物探剖面線應結(jié)合勘探剖面線布置,并應充分利用勘探鉆孔進行綜合測井;這些儀器的使用和推廣為水利水電工程的勘察做出了很大的貢獻。
總之,水電工程地質(zhì)勘察作為水電建設的基礎和前提,對工程設計起著重要的作用??辈旒夹g(shù)對水利水電工程的成功與否起著重要作用。水利水電工程勘察常用測量儀器有水準儀、經(jīng)緯儀、電磁波測距儀、全站儀、全球定位系統(tǒng)以及水準尺等。隨著科學技術(shù)的進步,越來越多的新興技術(shù)應用于水利水電工程地質(zhì)勘察,如GPS、遙感技術(shù)以及地球信息系統(tǒng)、工程物探技術(shù)等。這些儀器的使用為水利水電工程的勘察做出了很大的貢獻。
參考文獻:
[1]段曹斌 黃婧.談水利水電工程勘察設計費計算過程中常見問題.中國科技信息.2007.24期
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【關(guān)鍵詞】工程地質(zhì)勘察;水利工程;壩址選取
1. 引言
水工建筑物不同于其他建筑物,有其自身的特點。因水工建筑物的建成,而使廣大范圍內(nèi)的水文和水文地質(zhì)條件發(fā)生變化。這種變化就可能引起水庫岸坡再造、水庫滲漏、水庫淤積和壩下游河床沖刷等作用。因此,必須重視勘察、設計、施工全過程,否則,后果極其嚴重。在壩址選擇時除了考慮主體建筑物攔水壩的地質(zhì)條件外,還應研究包括溢洪、引水、電廠、航閘等建筑物的地質(zhì)條件,為規(guī)劃、設計和施工提供可靠依據(jù)。
2. 壩址選取的工程地質(zhì)勘察
在自然界中,地質(zhì)條件完美的壩址很少,尤其是大型的水利樞紐,對地質(zhì)條件的要求很高,更不能完全滿足建筑物的要求。所謂“最優(yōu)方案”是比較而言的,最優(yōu)壩址在地質(zhì)上也會存在缺陷。所以在壩址選擇時,應當考慮不同方案,并采取改善不良地質(zhì)條件的處理措施。因此,地質(zhì)條件較差,預計處理困難,投資高昂的方案,應首先被否定。壩址選擇時,工程地質(zhì)論證的主要內(nèi)容包括區(qū)域穩(wěn)定性、地形地貌、巖土性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件和物理地質(zhì)作用以及建筑材料等,還要預計到可能產(chǎn)生的工程地質(zhì)問題和處理這些問題的難易程度,工作量大小等,下面分別論述。
2.1區(qū)域穩(wěn)定性。
區(qū)域穩(wěn)定性問題的研究在水利水電建設中具有特別重要的意義。圍繞壩址或要開發(fā)的河段,對區(qū)域地殼穩(wěn)定性和區(qū)域場地穩(wěn)定性進行深入研究是一項戰(zhàn)略任務。特別是地震的影響直接關(guān)系著壩址和壩型的選擇,一般情況下,地震烈度由地震部門提供,但對于重大的水利樞紐工程要進行地震危險性分析和地震安全性評價。因此,對于大型水電工程,在可行性研究階段,應組織專門力量解決區(qū)域穩(wěn)定性評價。
2.2地形地貌。
地形地貌條件是確定壩型的主要依據(jù)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(jié)構(gòu)有其自身的特點,如河谷開闊地段,其階地發(fā)育,二元結(jié)構(gòu)和多元結(jié)構(gòu)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。
2.3巖土性質(zhì)。
巖土性質(zhì)對建筑物的穩(wěn)定來說十分重要,對壩址的比選具有決定性意義。因此,在壩址比選時,首先要考慮巖土性質(zhì)。修建高壩,特別是混凝土壩,應選擇堅硬、完整、新鮮均勻、透水性差而抗水性強的巖石作為壩址。我國已建和正在施工的70余座高壩中,有半數(shù)建于強度較高的巖漿巖地基上,其余的絕大多數(shù)建于片麻巖、石英巖和砂巖上,而建于可溶性碳酸鹽巖、強度低易變形的頁巖、千枚巖上的極少。通過結(jié)合工程實踐,根據(jù)不同成因類型巖土的建壩適宜性及其主要問題作簡要概述。
(1)侵入的塊狀結(jié)晶巖體,一般致密堅硬、均一、完整、強度大、抗水性強、滲透性弱,是修建高混凝土壩最理想的地基,其中尤以花崗巖類為最佳。這類巖石需注意它們與圍巖以及不同侵入期的邊緣接觸面,平緩的原生節(jié)理,風化殼和風化夾層的分布,選壩時避開這些不利因素。
(2)噴出巖類強度較高、抗水性強,也是較理想的壩基。我國東南沿海、華北和東北有不少大壩坐落在這類巖石上。噴出巖的噴發(fā)間斷面往往是弱面,存在風化夾層、夾泥層及松散的砂礫石層,還有凝灰?guī)r的泥化和軟化等,對壩基抗滑穩(wěn)定性的影響不可忽視。此外,玄武巖中的柱狀節(jié)理,透水性很強,在選壩時也須注意研究。例如:桑干河干流上的山西省冊田水庫大壩壩基為新生代的玄武巖,柱狀節(jié)理極發(fā)育,壩基及繞壩滲漏嚴重,影響著水庫效益。
(3)深變質(zhì)的片麻巖、變粒巖、混合巖、石英巖等,強度高、抗水性強、滲透性差,也是較理想的壩基。但是在這類巖體中選壩址,必須注意片理面的各向異性及軟弱夾層的存在,選壩時,應避開軟弱礦物富集的片巖(如云母片巖、石墨片巖、綠泥石片巖、滑石片巖)。在淺變質(zhì)巖的板巖、千枚巖區(qū),應特別注意巖石的軟化和泥化問題。
(4)沉積巖中,以厚層的砂巖和碳酸鹽巖為較好的壩基。這類巖石壩基較巖漿巖、變質(zhì)巖的條件復雜。這是因為在厚層硬巖層中常夾有軟弱巖層,這些夾層力學強度低,抗水能力差,易構(gòu)成滑移控制面。碎屑巖類如礫巖、砂巖等,強度與膠結(jié)物類型有關(guān),一些膠結(jié)物在水的作用下可能產(chǎn)生溶解、軟化、崩解、膨脹等。在構(gòu)造變動下往往發(fā)生層間錯動,經(jīng)過次生作用易于發(fā)生泥化。在壩址比選時必須十分注意這一問題。此外,碳酸鹽巖的巖溶洞穴和裂隙的發(fā)育,可能會產(chǎn)生嚴重的滲漏。
另外,在壩址比選中,河床松散覆蓋層具有重要意義。修建高混凝土壩,壩體必須座落在基巖之上,若河床覆蓋層過厚,就會增加壩基的開挖工程量,使施工條件復雜化。所以當其他條件大致相同時,應將壩址選擇在覆蓋層較薄的地段。有的河段因覆蓋層過厚,只得采用土石壩型。比選松散土體壩基的壩址時,須研究滲漏、滲透變形和振動液化等問題,而且應避開如淤泥類土等軟弱、易變形土層。
2.4地質(zhì)構(gòu)造。
地質(zhì)構(gòu)造在壩址選擇中同樣占有重要地位,對變形較為敏感的剛性壩來說更為重要。在地震強烈活動或活動性斷裂發(fā)育的地區(qū),選壩時應盡量避開或遠離活斷層,而位于區(qū)域穩(wěn)定條件相對較好的地塊上。在選壩前的可行性研究時,應進行區(qū)域地質(zhì)研究,查明區(qū)域構(gòu)造格局,尤其要查明目前仍持續(xù)活動或可能活動斷裂的分布、類型、規(guī)模和錯動速率,并預測發(fā)生水庫誘發(fā)地震的可能及震級。國外有些水壩就因橫跨活斷層而壩體被錯開或致垮壩。地質(zhì)構(gòu)造也經(jīng)??刂茐位?、壩肩巖體的穩(wěn)定。在層狀巖體分布地區(qū),傾向上游或下游的緩傾巖層中存在層間錯動帶時,在后期次生作用下往往演化為泥化夾層,若有其他構(gòu)造結(jié)構(gòu)面切割的話,對壩基抗滑穩(wěn)定極為不利,在選壩時應特別注意。因為緩傾巖層的構(gòu)造變動一般較輕微,容易被忽視。陡傾甚至倒轉(zhuǎn)巖層,由于構(gòu)造形變強烈,巖石完整性受到強烈破壞,在選壩時更要特別注意查清壩基內(nèi)緩傾角的壓性斷裂。總之,要盡可能選擇巖體完整性較好的構(gòu)造部位作壩址,避開斷裂、裂隙強烈發(fā)育的地段。
2.5水文地質(zhì)條件。
在以滲漏問題為主的巖溶區(qū)和深厚河床覆蓋層上選壩時,水文地質(zhì)條件應作為主要考慮的因素。從防滲角度出發(fā),巖溶區(qū)的壩址應盡量選在有隔水層的橫谷、且陡傾巖層傾向上游的河段上。同時還要考慮水庫有否嚴重的滲漏問題,庫區(qū)最好是強透水層底部有隔水巖層的縱谷,且兩岸的地下分水嶺較高。當巖溶區(qū)無隔水層可以利用的情況下,壩址應盡可能選在弱巖溶化地段。這就要求仔細分析研究巖層結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造和地貌條件。
2.6物理地質(zhì)作用。
影響地址選擇的物理地質(zhì)作用較多,諸如巖石風化、巖溶、滑坡、崩塌、泥石流等,但從一些水庫失事實例來看,滑坡對選擇壩址的影響較大。在河谷狹窄的河段上建壩可節(jié)省工程量和投資,所以選擇壩址時總希望找最窄的峽谷段。但是,峽谷地段往往存在岸坡穩(wěn)定問題,一定要慎重研究。如法國羅曼什河上游一壩址,地形上系狹窄河段,河谷左岸由花崗巖和三疊紀砂巖及石灰?guī)r構(gòu)成。右岸是里亞斯頁巖,表面上看來巖體較完整,后經(jīng)鉆探發(fā)現(xiàn)頁巖下面為古河床相的砂礫石層,表明了頁巖是古滑坡體物質(zhì),滑坡作用將河槽向左岸推移了70m。因而只得放棄該壩址而另選新址。
2.7天然建筑材料。
天然建筑材料也是壩址選擇的一個重要因素。壩體施工常常需要當?shù)夭牧?,壩址附近是否有質(zhì)量合乎要求,儲量滿足建壩需要的建材,如砂石、黏土等,是壩址選擇應考慮的。天然建筑材料的種類、數(shù)量、質(zhì)量及開采條件及運輸條件對工程的質(zhì)量、投資影響很大,在選擇壩址時應進行勘察。
3. 結(jié)語
從實踐表明,選擇壩址是水利水電建設中一項具有戰(zhàn)略意義的工作,它直接關(guān)系到水工建筑物的安全、經(jīng)濟和正常使用。工程地質(zhì)條件在選壩中占有極其重要的地位,選擇一個地質(zhì)條件優(yōu)良的壩址,并據(jù)此合理配置水利樞紐的各個建筑物,以便充分利用有利的地質(zhì)因素、避開或改造不利的地質(zhì)因素。
參考文獻
[1]盧元靜.水利工程中的地質(zhì)勘察[J].中小企業(yè)管理與科技(上旬刊),2010,28(10):118~119.
篇10
改革開放以來,我國水利工程越來越多,且規(guī)模不斷擴大,水利工程與國計民生有直接關(guān)系,要求其具備較高的質(zhì)量。而通過地質(zhì)勘察工作的開展,獲取相應的資料,可以更加順利的開展工程設計、施工及后期維護工作。我國有著較大的面積,存在著地理氣候差異,也有不同的地質(zhì)構(gòu)造體系,那么容易出現(xiàn)多樣化的工程地質(zhì)問題。而不同的水利工程,也有著差異化的要求,因此,需要科學開展地質(zhì)勘察工作,獲得詳細的資料,積極配合設計、施工人員,保證水利工程的順利建設。
1.水利工程地質(zhì)勘察的定義、方法以及內(nèi)容闡述
1. 1定義
具體來講,水利工程地質(zhì)勘察指的是調(diào)查與研究水利工程建設場地和水利相關(guān)地區(qū)的地質(zhì)情況,評估建設區(qū)域的地質(zhì)條件,預測施工過程中可能會出現(xiàn)的各類工程地質(zhì)問題,及時制定相應的處理預案,將相應的資料提供給設計和施工人員。在水利工程建設中,工程地質(zhì)勘察發(fā)揮著十分重要的作用,其直接關(guān)系到工程建設的順利開展及施工成本和安全。以三峽工程為例,在施工之前,水利工程詳細勘察了當?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境,獲取到了豐富的地質(zhì)參數(shù)資料,這樣在施工過程中,將針對性的材料及施工技術(shù)運用過來,避免質(zhì)量問題的出現(xiàn),三峽工程安全性也得到了提升。
1.2方法
工程地質(zhì)勘察工作質(zhì)量會直接受到勘察方法的影響,因此在具體實踐中,需要科學選擇。現(xiàn)階段出現(xiàn)了多樣化的地質(zhì)勘察方法和手段,包括工程地質(zhì)試驗、工程地質(zhì)測繪、工程地質(zhì)監(jiān)測等。要結(jié)合具體任務,將地質(zhì)條件及各種勘察手段的優(yōu)缺點充分納入考慮范圍,對勘察方法合理選擇。在勘察工作布置中,將相應的次序規(guī)律貫徹下去,如從面到點、宏觀到微觀、地表到地下等,以便有序開展勘探工作,避免部分重要地質(zhì)現(xiàn)象遭到遺漏,同時,也可以有效節(jié)約人力資源和物力資源。
1.3內(nèi)容
地質(zhì)勘察涵蓋了較多方面的內(nèi)容,如測試地下水、評價水質(zhì)、調(diào)查建筑材料、研究建筑物地基穩(wěn)定性和區(qū)域穩(wěn)定性、調(diào)查渠道及水庫的滲漏等;根據(jù)工程具體情況,如規(guī)模、地質(zhì)條件、重要性等因素,可以將水利工程地質(zhì)勘察劃分為規(guī)劃、可行性研究、初步設計、技術(shù)設施設計等四個階段;對于小型工程,可以適當簡略一些。
在規(guī)劃階段內(nèi),主要是對河流地質(zhì)情況及地震發(fā)生概率等進行了解,對工程建設可能性進行研究,調(diào)查天然建筑材料儲存情況;可行性研究則是研究本區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性,初步評價水利工程地質(zhì)問題;初步設計則是將本地區(qū)水文地質(zhì)、工程地質(zhì)查明之后,對蓄水變化進行預測,評價工程地質(zhì)條件等;最后一個階段則是根據(jù)施工方案提供建議,對地質(zhì)監(jiān)測資料科學分析等。一般在山區(qū)建設水利工程,很難選擇到理想的建筑環(huán)境,那么就需要采取相應的補救措施:如對建筑物的設計適當改變,包括結(jié)構(gòu)形式的改變、建筑物規(guī)模的減小等;將工程地質(zhì)措施給運用過來,如土石性質(zhì)的改良、地質(zhì)問題的處理等,也可以綜合運用多種措施,促使建筑物安全得到保證,工程需求得到滿足。
2.地質(zhì)勘察對水利工程的基礎性作用
一般情況下,在比較復雜的地質(zhì)條件下開展水利工程建設,會有一定的制約及聯(lián)系關(guān)系存在于地質(zhì)環(huán)境及水利工程建筑之間,其互相作用與影響。根據(jù)相關(guān)的研究數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),水利工程的地質(zhì)環(huán)境會在很大程度上決定建筑物的安全與運行,而建筑地質(zhì)環(huán)境也會直接決定到其工程造價成本,同時,水利工程建筑的建設,也可能會改變或者破壞到周圍的地質(zhì)環(huán)境。
因此,在水利工程建設過程中,需要充分結(jié)合建筑周邊的地質(zhì)環(huán)境,將工程建設的類型、規(guī)模及建設方式等納入考慮范圍,對兩者之間的作用及制約情況有機預測,將存在的規(guī)律及形式給找出來,以便更加科學地進行開發(fā),有機保護周圍地質(zhì)環(huán)境。
水利工程建筑的設計、規(guī)劃與施工與水利工程地質(zhì)勘察工作具有十分緊密的聯(lián)系,地質(zhì)勘察學科也有較為悠久的歷史,產(chǎn)生于人類社會早期,經(jīng)過不斷的發(fā)展,日趨成熟,且未來發(fā)展前景較為寬闊。而水利工程工程規(guī)劃、設計及施工,都需要依據(jù)地質(zhì)勘察來進行,如果水利工程地質(zhì)勘察的質(zhì)量得不到保證,就無法有效了解工程所在區(qū)域的地質(zhì)條件,影響到后續(xù)的工程規(guī)劃、設計及施工,造成不利影響;因此,在水利工程建設中,需要對地質(zhì)勘察工作產(chǎn)生足夠的重視;水利工程建筑開工前,需要科學勘察施工地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境,充分了解與熟悉區(qū)域地質(zhì)條件規(guī)律,保證能夠順利開展水利工程。
如果勘察過程中忽視了一些工程地質(zhì)細小問題,很可能會有嚴重工程事故發(fā)生,進而增加工程成本,延長工程工期;嚴重的話,水利工程的功能也得不到充分發(fā)揮,甚至會損害到水利工程建筑,自然災害也會隨之而來,對上下游人民生產(chǎn)生活造成不利影響,制約到國家基礎設施建設的順利開展。因此,水利工程建設中,一項十分重要的基礎工作為地質(zhì)勘察,通過提升地質(zhì)勘察工作質(zhì)量,可以更加科學合理地開展工程規(guī)劃設計,提升施工效率及質(zhì)量,降低工程造價,節(jié)約時間,水利工程建筑的安全性與可靠性也可以得到提升,將水利工程的功能給充分發(fā)揮出來。在具體實踐中,需要從思想層面給予重視,任何一個環(huán)節(jié)都不能忽視,結(jié)合實際情況,選擇科學的勘察方法,嚴格依據(jù)相應的程序和規(guī)定來進行勘察。
3.地質(zhì)勘察工作的經(jīng)驗總結(jié)
經(jīng)過長期的水利工程地質(zhì)勘察工作實踐,積累了較為豐富的經(jīng)驗,可以為后來的工程施工提供指導意見。
首先,工程地質(zhì)、水文地質(zhì)以及原位測試需要多組開展,實時持續(xù)觀測,總結(jié)規(guī)律,將地質(zhì)體和工程建筑之間的互相作用關(guān)系給找出來;在地質(zhì)勘察初期,相關(guān)的工作人員需要采取相應的方法與手段,對地質(zhì)構(gòu)造格局和區(qū)域地質(zhì)特點充分了解,結(jié)合勘察資料,來初步預測和判斷施工過程中容易出現(xiàn)的各類工程地質(zhì)問題;工程設計過程中,需要緊密聯(lián)系地質(zhì)勘察結(jié)果,將經(jīng)濟性、技術(shù)性及其他影響因素充分納入考慮范圍,以便將工程建設地質(zhì)情況最佳地選擇出來;工程施工階段內(nèi),地質(zhì)勘察工作人員需要積極聯(lián)系施工人員,通過雙方的交流和溝通,對施工方法與施工方案合理確定。
長期的工作實踐發(fā)現(xiàn),水利工程地質(zhì)條件會在較大程度上受到水利工程區(qū)域地質(zhì)條件的決定性作用,水利工程地質(zhì)條件從屬于區(qū)域地質(zhì)條件,其地貌形跡將歷史地質(zhì)構(gòu)造運動給有機反映了出來,區(qū)域地質(zhì)條件對其產(chǎn)生直接影響。因此,相關(guān)的地質(zhì)勘察工作人員需要對地面地質(zhì)調(diào)查工作產(chǎn)生足夠的重視,對于各項測繪任務,積極高效完成。
以某工程為例,當?shù)赜兄^多的疊瓦式構(gòu)造,且主要為扭壓應力,因為層間錯動較為明顯地存在于底層之間,那么就會有諸多平緩斷裂存在于基巖中,軟弱地基容易形成,在這樣的情況下,因為局部和整體有相同的受力,那么借助于了解局部形跡,就可以將侵蝕掉的整體形狀給預測出來,這樣整體地質(zhì)構(gòu)造本來面貌也可以有機恢復。
4.總結(jié)
綜上所述,相較于其他工程來講,水利工程建設比較特殊和復雜,較大程度上受到地質(zhì)條件的影響,且涵蓋了較為復雜的內(nèi)容,有較為艱巨的任務,需要較長的工期和較大的投資;工程地質(zhì)勘察工作比較重要,會對工程施工產(chǎn)生直接影響,因此,需要對工程地質(zhì)勘察工作產(chǎn)生足夠的重視,結(jié)合水利工程實際情況,選擇科學的勘察方法和手段,合理制定勘察方案,詳細地獲取地質(zhì)資料,從而順利開展后續(xù)施工;對于水利工程地質(zhì)勘察工作人員來講,則需要從思想產(chǎn)生重視,增強個人責任感,將本職工作切實開展下去,積累實踐經(jīng)驗,有效應對問題,提升地質(zhì)勘察工作質(zhì)量及效果。
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