時(shí)間:2022-07-16 04:50:52
導(dǎo)語:在水利工程壩址選擇中工程地質(zhì)勘察的運(yùn)用的撰寫旅程中,學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了一篇優(yōu)秀范文,愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感,引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
【摘要】本文結(jié)合工程施工實(shí)踐,對(duì)工程地質(zhì)的勘察工作實(shí)施中的前期準(zhǔn)備工作,還應(yīng)當(dāng)對(duì)工程地質(zhì)的相關(guān)問題提出有效的分析,結(jié)合水利工程的實(shí)際情況來選擇合適的壩址,都進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。
【關(guān)鍵詞】工程地質(zhì)勘察;水利工程;壩址選取
引言
水利建筑物不同于其他的建筑物,還存在著其自身的特點(diǎn),因水工建筑物的建成以及控制,而使廣大的范圍內(nèi)的水文和水文地質(zhì)條件也相應(yīng)的發(fā)生了一些變化。這種變化就可能引起水庫(kù)岸坡再造、水庫(kù)滲漏、水庫(kù)淤積和壩下游河床沖刷等作用。因此,必須重視勘察、設(shè)計(jì)、施工全過程,否則,后果極其嚴(yán)重。在壩址選擇時(shí)除了考慮主體建筑物攔水壩的地質(zhì)條件外,還應(yīng)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(shè)計(jì)和施工提供可靠依據(jù)。
在自然界當(dāng)中,選擇地質(zhì)條件好的壩址很少,尤其是大型的水利樞紐建設(shè),對(duì)地質(zhì)條件的要求相對(duì)較高,更不能完全滿足建筑物建設(shè)的要求。所謂的最優(yōu)方案也是相比較而言的,而最優(yōu)的壩址在比較中也會(huì)相對(duì)的存在缺陷。所以在壩址的選擇上,還應(yīng)考慮到不同的方案才行。并采取改善不良地質(zhì)條件的處理措施。壩址選擇時(shí),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(yù)計(jì)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。
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(shè)中具有特別重要的意義。圍繞壩址或要開發(fā)的河段,對(duì)區(qū)域地殼穩(wěn)定性和區(qū)域場(chǎng)地穩(wěn)定性進(jìn)行深入研究是一項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù)。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(duì)于重大的水利樞紐工程要進(jìn)行地震危險(xiǎn)性分析和地震安全性評(píng)價(jià)。因此,對(duì)于大型水電工程,在可行性研究階段,應(yīng)組織專門力量解決區(qū)域穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。
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(shí),它對(duì)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(fēng)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(diǎn),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(shí)要充分考慮地形、地貌條件。
3.巖土性質(zhì)
巖土性質(zhì)對(duì)建筑物的穩(wěn)定來說十分重要,對(duì)壩址的比選具有決定性意義。因此,在壩址比選時(shí),首先要考慮巖土性質(zhì)。修建高壩,特別是混凝土壩,應(yīng)選擇堅(jiān)硬、完整、新鮮均勻、透水性差而抗水性強(qiáng)的巖石作為壩址。我國(guó)已建和正在施工的70余座高壩中,有半數(shù)建于強(qiáng)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(qiáng)度低易變形的頁巖、千枚巖上的極少。通過結(jié)合工程實(shí)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(jiǎn)要概述。
(1)侵入的塊狀結(jié)晶巖體,一般致密堅(jiān)硬、均一、完整、強(qiáng)度大、抗水性強(qiáng)、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(fēng)化殼和風(fēng)化夾層的分布,選壩時(shí)避開這些不利因素。
(2)噴出巖類強(qiáng)度較高、抗水性強(qiáng),也是較理想的壩基。我國(guó)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(fēng)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(duì)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(qiáng),在選壩時(shí)也須注意研究。例如:桑干河干流上的山西省冊(cè)田水庫(kù)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(yán)重,影響著水庫(kù)效益。
(3)深變質(zhì)的片麻巖、變粒巖、混合巖、石英巖等,強(qiáng)度高、抗水性強(qiáng)、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(shí),應(yīng)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(yīng)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(fù)雜。這是因?yàn)樵诤駥佑矌r層中常夾有軟弱巖層,這些夾層力學(xué)強(qiáng)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(qiáng)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(dòng)下往往發(fā)生層間錯(cuò)動(dòng),經(jīng)過次生作用易于發(fā)生泥化。在壩址比選時(shí)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(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的滲漏。
4.地質(zhì)構(gòu)造
地質(zhì)構(gòu)造情況在壩址選擇上占有同等重要的地位,而且對(duì)于較為敏感的剛性壩來說還是更重要些,而且在地震活動(dòng)區(qū)的強(qiáng)烈活動(dòng)或者是活動(dòng)性斷裂發(fā)育的地區(qū),選擇壩址的時(shí)候還應(yīng)盡量的避開活斷層,而位于區(qū)域穩(wěn)定條件相對(duì)較好的地塊上。在選壩前還應(yīng)進(jìn)行可行性研究,對(duì)地域的地質(zhì)情況的研究,以及區(qū)域構(gòu)造的結(jié)構(gòu)性格局,尤其要查明目前仍持續(xù)進(jìn)行活動(dòng)的可能斷裂的活動(dòng)分布、類型、規(guī)律以及錯(cuò)動(dòng)的速率,并預(yù)測(cè)發(fā)生水庫(kù)誘發(fā)地震的可能及震級(jí)。
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(shí),水文地質(zhì)條件應(yīng)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(yīng)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(shí)還要考慮水庫(kù)有否嚴(yán)重的滲漏問題,庫(kù)區(qū)最好是強(qiáng)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(dāng)巖溶區(qū)無隔水層可以利用的情況下,壩址應(yīng)盡可能選在弱巖溶化地段。這就要求仔細(xì)分析研究巖層結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造和地貌條件。
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(fēng)化、巖溶、滑坡、崩塌、泥石流等,但從一些水庫(kù)失事實(shí)例來看,滑坡對(duì)選擇壩址的影響較大。
7.天然建筑材料
天然的建筑材料是壩址選擇所要考慮的一個(gè)重要的因素,壩體施工常常需要當(dāng)?shù)夭牧?,壩址附近是否有質(zhì)量合乎要求,儲(chǔ)量滿足建壩需要的建材,如砂石、黏土等,是壩址選擇應(yīng)考慮的。針對(duì)天然建筑材料的種類、數(shù)量、質(zhì)量開關(guān)以及開采條件運(yùn)輸條件等都會(huì)對(duì)工程的質(zhì)量、投資有一定的影響,因此,在選擇壩址上還應(yīng)及時(shí)的進(jìn)行勘察。
8.結(jié)語
綜上所述,從實(shí)踐情況中也表明,選擇合適的壩址是建設(shè)水利水電工程中的一項(xiàng)具有戰(zhàn)略性意義的工作,他不僅直接關(guān)系著水工建筑物的安全、經(jīng)濟(jì)和正常使用,而且工程地質(zhì)條件在選址的過程中也占著重要的地位,因此,在水利工程建設(shè)錢選擇一個(gè)合適的地質(zhì)條件優(yōu)良的壩址,并據(jù)此合理配置水利樞紐的各個(gè)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。
摘要:通過結(jié)合工程實(shí)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(shè)計(jì),同時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)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(shí)際情況而選取合適的壩址。
關(guān)鍵詞:水利工程;壩址選擇
1.引言
水工建筑物不同于其他建筑物,有其自身的特點(diǎn)。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(kù)岸坡再造、水庫(kù)滲漏、水庫(kù)淤積和壩下游河床沖刷等作用。因此,必須重視勘察、設(shè)計(jì)、施工全過程,否則,后果極其嚴(yán)重。在壩址選擇時(shí)除了考慮主體建筑物攔水壩的地質(zhì)條件外,還應(yīng)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(shè)計(jì)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(duì)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(huì)存在缺陷。所以在壩址選擇時(shí),應(yīng)當(dāng)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(yù)計(jì)處理困難,投資高昂的方案,應(yīng)首先被否定。壩址選擇時(shí),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(yù)計(jì)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(shè)中具有特別重要的意義。圍繞壩址或要開發(fā)的河段,對(duì)區(qū)域地殼穩(wěn)定性和區(qū)域場(chǎng)地穩(wěn)定性進(jìn)行深入研究是一項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù)。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(duì)于重大的水利樞紐工程要進(jìn)行地震危險(xiǎn)性分析和地震安全性評(píng)價(jià)。因此,對(duì)于大型水電工程,在可行性研究階段,應(yīng)組織專門力量解決區(qū)域穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。
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(shí),它對(duì)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(fēng)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(diǎn),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(shí)要充分考慮地形、地貌條件。
2.3 巖土性質(zhì)
巖土性質(zhì)對(duì)建筑物的穩(wěn)定來說十分重要,對(duì)壩址的比選具有決定性意義。因此,在壩址比選時(shí),首先要考慮巖土性質(zhì)。修建高壩,特別是混凝土壩,應(yīng)選擇堅(jiān)硬、完整、新鮮均勻、透水性差而抗水性強(qiáng)的巖石作為壩址。我國(guó)已建和正在施工的70余座高壩中,有半數(shù)建于強(qiáng)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(qiáng)度低易變形的頁巖、千枚巖上的極少。通過結(jié)合工程實(shí)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(jiǎn)要概述。
(1)侵入的塊狀結(jié)晶巖體,一般致密堅(jiān)硬、均一、完整、強(qiáng)度大、抗水性強(qiáng)、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(fēng)化殼和風(fēng)化夾層的分布,選壩時(shí)避開這些不利因素。
(2)噴出巖類強(qiáng)度較高、抗水性強(qiáng),也是較理想的壩基。我國(guó)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(fēng)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(duì)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(qiáng),在選壩時(shí)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(qiáng)度高、抗水性強(qiáng)、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(shí),應(yīng)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(yīng)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(fù)雜。這是因?yàn)樵诤駥佑矌r層中常夾有軟弱巖層,這些夾層力學(xué)強(qiáng)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(qiáng)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(dòng)下往往發(fā)生層間錯(cuò)動(dòng),經(jīng)過次生作用易于發(fā)生泥化。在壩址比選時(shí)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(huì)產(chǎn)生嚴(yán)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(huì)增加壩基的開挖工程量,使施工條件復(fù)雜化。所以當(dāng)其他條件大致相同時(shí),應(yīng)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(shí),須研究滲漏、滲透變形和振動(dòng)液化等問題,而且應(yīng)避開如淤泥類土等軟弱、易變形土層。
(5)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(duì)變形較為敏感的剛性壩來說更為重要。在地震強(qiáng)烈活動(dòng)或活動(dòng)性斷裂發(fā)育的地區(qū),選壩時(shí)應(yīng)盡量避開或遠(yuǎn)離活斷層,而位于區(qū)域穩(wěn)定條件相對(duì)較好的地塊上。在選壩前的可行性研究時(shí),應(yīng)進(jìn)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(dòng)或可能活動(dòng)斷裂的分布、類型、規(guī)模和錯(cuò)動(dòng)速率,并預(yù)測(cè)發(fā)生水庫(kù)誘發(fā)地震的可能及震級(jí)。國(guó)外有些水壩就因橫跨活斷層而壩體被錯(cuò)開或致垮壩。地質(zhì)構(gòu)造也經(jīng)??刂茐位渭鐜r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(cuò)動(dòng)帶時(shí),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(duì)壩基抗滑穩(wěn)定極為不利,在選壩時(shí)應(yīng)特別注意。因?yàn)榫弮A巖層的構(gòu)造變動(dòng)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(qiáng)烈,巖石完整性受到強(qiáng)烈破壞,在選壩時(shí)更要特別注意查清壩基內(nèi)緩傾角的壓性斷裂
3.結(jié)語
從實(shí)踐表明,選擇壩址是水利水電建設(shè)中一項(xiàng)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(jì)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(gè)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(gè)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。
摘要:通過結(jié)合工程實(shí)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(shè)計(jì)。同時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)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(shí)際情況而選取合適的壩址。
關(guān)鍵詞:水利工程;壩址選擇
1、引言
水工建筑物不同于其他建筑物,有其自身的特點(diǎn)。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(kù)岸坡再造、水庫(kù)滲漏、水庫(kù)淤積和壩下游河床沖刷等作用。因此,必須重視勘察、設(shè)計(jì)、施工全過程,否則,后果極其嚴(yán)重。在壩址選擇時(shí)除了考慮主體建筑物攔水壩的地質(zhì)條件外,還應(yīng)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(shè)計(jì)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(duì)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(huì)存在缺陷。所以在壩址選擇時(shí),應(yīng)當(dāng)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(yù)計(jì)處理困難,投資高昂的方案,應(yīng)首先被否定。壩址選擇時(shí),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(yù)計(jì)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(shè)中具有特別重要的意義。圍繞壩址或要開發(fā)的河段,對(duì)區(qū)域地殼穩(wěn)定性和區(qū)域場(chǎng)地穩(wěn)定性進(jìn)行深入研究是一項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù)。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(duì)于重大的水利樞紐工程要進(jìn)行地震危險(xiǎn)性分析和地震安全性評(píng)價(jià)。因此,對(duì)于大型水電工程,在可行性研究階段,應(yīng)組織專門力量解決區(qū)域穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。
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(shí),它對(duì)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(fēng)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(diǎn),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(shí)要充分考慮地形、地貌條件。
2.3 巖土性質(zhì)
巖土性質(zhì)對(duì)建筑物的穩(wěn)定來說十分重要,對(duì)壩址的比選具有決定性意義。因此,在壩址比選時(shí),首先要考慮巖土性質(zhì)。修建高壩,特別是混凝土壩,應(yīng)選擇堅(jiān)硬、完整、新鮮均勻、透水性差而抗水性強(qiáng)的巖石作為壩址。我國(guó)已建和正在施工的70余座高壩中,有半數(shù)建于強(qiáng)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(qiáng)度低易變形的頁巖、千枚巖上的極少。通過結(jié)合工程實(shí)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(jiǎn)要概述。
(1)侵入的塊狀結(jié)晶巖體,一般致密堅(jiān)硬、均一、完整、強(qiáng)度大、抗水性強(qiáng)、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(fēng)化殼和風(fēng)化夾層的分布,選壩時(shí)避開這些不利因素。
(2)噴出巖類強(qiáng)度較高、抗水性強(qiáng),也是較理想的壩基。我國(guó)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(fēng)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(duì)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(qiáng),在選壩時(shí)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(qiáng)度高、抗水性強(qiáng)、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(shí),應(yīng)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(yīng)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(fù)雜。這是因?yàn)樵诤駥佑矌r層中常夾有軟弱巖層,這些夾層力學(xué)強(qiáng)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(qiáng)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(dòng)下往往發(fā)生層間錯(cuò)動(dòng),經(jīng)過次生作用易于發(fā)生泥化。在壩址比選時(shí)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(huì)產(chǎn)生嚴(yán)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(huì)增加壩基的開挖工程量,使施工條件復(fù)雜化。所以當(dāng)其他條件大致相同時(shí),應(yīng)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(shí),須研究滲漏、滲透變形和振動(dòng)液化等問題,而且應(yīng)避開如淤泥類土等軟弱、易變形土層。
(5)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(duì)變形較為敏感的剛性壩來說更為重要。在地震強(qiáng)烈活動(dòng)或活動(dòng)性斷裂發(fā)育的地區(qū),選壩時(shí)應(yīng)盡量避開或遠(yuǎn)離活斷層,而位于區(qū)域穩(wěn)定條件相對(duì)較好的地塊上。在選壩前的可行性研究時(shí),應(yīng)進(jìn)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(dòng)或可能活動(dòng)斷裂的分布、類型、規(guī)模和錯(cuò)動(dòng)速率,并預(yù)測(cè)發(fā)生水庫(kù)誘發(fā)地震的可能及震級(jí)。國(guó)外有些水壩就因橫跨活斷層而壩體被錯(cuò)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(cuò)動(dòng)帶時(shí),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(duì)壩基抗滑穩(wěn)定極為不利,在選壩時(shí)應(yīng)特別注意。因?yàn)榫弮A巖層的構(gòu)造變動(dòng)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(qiáng)烈,巖石完整性受到強(qiáng)烈破壞,在選壩時(shí)更要特別注意查清壩基內(nèi)緩傾角的壓性斷裂
3、結(jié)語
從實(shí)踐表明,選擇壩址是水利水電建設(shè)中一項(xiàng)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(jì)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(gè)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(gè)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。
【摘要】通過結(jié)合工程實(shí)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(shè)計(jì),同時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)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(shí)際情況而選取合適的壩址。
【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(diǎn)。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(kù)岸坡再造、水庫(kù)滲漏、水庫(kù)淤積和壩下游河床沖刷等作用。因此,必須重視勘察、設(shè)計(jì)、施工全過程,否則,后果極其嚴(yán)重。在壩址選擇時(shí)除了考慮主體建筑物攔水壩的地質(zhì)條件外,還應(yīng)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(shè)計(jì)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(duì)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(huì)存在缺陷。所以在壩址選擇時(shí),應(yīng)當(dāng)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(yù)計(jì)處理困難,投資高昂的方案,應(yīng)首先被否定。壩址選擇時(shí),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(yù)計(jì)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(shè)中具有特別重要的意義。圍繞壩址或要開發(fā)的河段,對(duì)區(qū)域地殼穩(wěn)定性和區(qū)域場(chǎng)地穩(wěn)定性進(jìn)行深入研究是一項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù)。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(duì)于重大的水利樞紐工程要進(jìn)行地震危險(xiǎn)性分析和地震安全性評(píng)價(jià)。因此,對(duì)于大型水電工程,在可行性研究階段,應(yīng)組織專門力量解決區(qū)域穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。
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(shí),它對(duì)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(fēng)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(diǎn),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(shí)要充分考慮地形、地貌條件。
2.3巖土性質(zhì)。 巖土性質(zhì)對(duì)建筑物的穩(wěn)定來說十分重要,對(duì)壩址的比選具有決定性意義。因此,在壩址比選時(shí),首先要考慮巖土性質(zhì)。修建高壩,特別是混凝土壩,應(yīng)選擇堅(jiān)硬、完整、新鮮均勻、透水性差而抗水性強(qiáng)的巖石作為壩址。我國(guó)已建和正在施工的70余座高壩中,有半數(shù)建于強(qiáng)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(qiáng)度低易變形的頁巖、千枚巖上的極少。通過結(jié)合工程實(shí)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(jiǎn)要概述。
(1)侵入的塊狀結(jié)晶巖體,一般致密堅(jiān)硬、均一、完整、強(qiáng)度大、抗水性強(qiáng)、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(fēng)化殼和風(fēng)化夾層的分布,選壩時(shí)避開這些不利因素。
(2)噴出巖類強(qiáng)度較高、抗水性強(qiáng),也是較理想的壩基。我國(guó)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(fēng)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(duì)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(qiáng),在選壩時(shí)也須注意研究。例如:桑干河干流上的山西省冊(cè)田水庫(kù)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(yán)重,影響著水庫(kù)效益。
(3)深變質(zhì)的片麻巖、變粒巖、混合巖、石英巖等,強(qiáng)度高、抗水性強(qiáng)、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(shí),應(yīng)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(yīng)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(fù)雜。這是因?yàn)樵诤駥佑矌r層中常夾有軟弱巖層,這些夾層力學(xué)強(qiáng)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(qiáng)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(dòng)下往往發(fā)生層間錯(cuò)動(dòng),經(jīng)過次生作用易于發(fā)生泥化。在壩址比選時(shí)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(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的滲漏。
(5)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(huì)增加壩基的開挖工程量,使施工條件復(fù)雜化。所以當(dāng)其他條件大致相同時(shí),應(yīng)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(shí),須研究滲漏、滲透變形和振動(dòng)液化等問題,而且應(yīng)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(duì)變形較為敏感的剛性壩來說更為重要。在地震強(qiáng)烈活動(dòng)或活動(dòng)性斷裂發(fā)育的地區(qū),選壩時(shí)應(yīng)盡量避開或遠(yuǎn)離活斷層,而位于區(qū)域穩(wěn)定條件相對(duì)
較好的地塊上。在選壩前的可行性研究時(shí),應(yīng)進(jìn)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(dòng)或可能活動(dòng)斷裂的分布、類型、規(guī)模和錯(cuò)動(dòng)速率,并預(yù)測(cè)發(fā)生水庫(kù)誘發(fā)地震的可能及震級(jí)。國(guó)外有些水壩就因橫跨活斷層而壩體被錯(cuò)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(cuò)動(dòng)帶時(shí),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(duì)壩基抗滑穩(wěn)定極為不利,在選壩時(shí)應(yīng)特別注意。因?yàn)榫弮A巖層的構(gòu)造變動(dòng)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(qiáng)烈,巖石完整性受到強(qiáng)烈破壞,在選壩時(shí)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(qiáng)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(shí),水文地質(zhì)條件應(yīng)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(yīng)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(shí)還要考慮水庫(kù)有否嚴(yán)重的滲漏問題,庫(kù)區(qū)最好是強(qiáng)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(dāng)巖溶區(qū)無隔水層可以利用的情況下,壩址應(yīng)盡可能選在弱巖溶化地段。這就要求仔細(xì)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(fēng)化、巖溶、滑坡、崩塌、泥石流等,但從一些水庫(kù)失事實(shí)例來看,滑坡對(duì)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(shí)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(guó)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(jì)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(gè)重要因素。壩體施工常常需要當(dāng)?shù)夭牧?,壩址附近是否有質(zhì)量合乎要求,儲(chǔ)量滿足建壩需要的建材,如砂石、黏土等,是壩址選擇應(yīng)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(yùn)輸條件對(duì)工程的質(zhì)量、投資影響很大,在選擇壩址時(shí)應(yīng)進(jìn)行勘察。
3. 結(jié)語
從實(shí)踐表明,選擇壩址是水利水電建設(shè)中一項(xiàng)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(jì)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(gè)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(gè)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。
摘 要在現(xiàn)代化的水利工程壩址選擇工作當(dāng)中,工程地質(zhì)勘察可謂是最為關(guān)鍵性的工作環(huán)節(jié),需要以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和積極的工作來對(duì)待。文章將針對(duì)這一方面的內(nèi)容展開論述,詳細(xì)的分析了水利工程壩址選擇之中的地質(zhì)勘察,同時(shí)對(duì)地質(zhì)勘察的要點(diǎn)、地質(zhì)勘察的關(guān)鍵點(diǎn)以及工作的難點(diǎn)等進(jìn)行了綜合性的探討,旨在不斷的促進(jìn)現(xiàn)代化水利工程建設(shè)施工項(xiàng)目水準(zhǔn)的提高,為工作的發(fā)展做出更加積極的貢獻(xiàn)。
關(guān)鍵詞水利工程;壩址選擇;研究分析;地質(zhì)勘察
引言
水利工程的相關(guān)建筑與其他類型的建筑之間存在有本質(zhì)上的差別,并且加上其自身的多種原因,所以需要以不同的設(shè)計(jì)方案和不同的設(shè)計(jì)形式來進(jìn)行研究和加強(qiáng)。由于水文地質(zhì)條件和相關(guān)因素的影響,會(huì)導(dǎo)致水利工程項(xiàng)目在長(zhǎng)期的使用過程當(dāng)中出現(xiàn)水庫(kù)滲漏、河壩的下游河床部位出現(xiàn)大面積的沖刷以及水庫(kù)淤積等情況。所以,在整個(gè)水利工程的建設(shè)施工之中還需要加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)的勘察,重視整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、研究和施工,從動(dòng)態(tài)化的角度入手,增強(qiáng)壩址選擇工作的實(shí)踐性和操作性。另外,在相關(guān)工作當(dāng)中還需要針對(duì)周邊地質(zhì)條件,諸如電廠、引水、溢洪等狀況進(jìn)行分析,為更進(jìn)一步的提升設(shè)計(jì)和規(guī)劃工作的水準(zhǔn)提供堅(jiān)實(shí)的依據(jù)和基礎(chǔ)條件。
1.水利工程壩址選擇之中的地質(zhì)勘察分析
在自然界當(dāng)中要想選擇完美的、合適的、可靠的地質(zhì)環(huán)境作為水利工程的建設(shè)地點(diǎn)往往存在有多方面的影響因素,所以難度較大。尤其是一些大型的建設(shè)施工項(xiàng)目,大型的水利樞紐等等,對(duì)于地質(zhì)環(huán)境和周邊的地質(zhì)條件有著極為嚴(yán)格的要求,所以不能夠很好的滿足現(xiàn)代化建筑的根本需求。所以,還應(yīng)當(dāng)盡量的避免不合理情況的出現(xiàn),在壩址的選擇過程之中應(yīng)當(dāng)考慮不同的設(shè)計(jì)形式和不同的設(shè)計(jì)方案,積極的對(duì)地質(zhì)條件進(jìn)行改善,對(duì)不良的地質(zhì)狀況進(jìn)行恰當(dāng)?shù)奶幚?,?dāng)?shù)刭|(zhì)條件較差之時(shí),往往預(yù)處理工作難度也會(huì)隨之而增加,并且投資也較高,所以上述情況應(yīng)當(dāng)予以否定。另外,在水利工程建設(shè)施工項(xiàng)目的壩址選擇過程之中相關(guān)的考察項(xiàng)目還應(yīng)當(dāng)包含有周邊地形地貌條件、區(qū)域的穩(wěn)定性、周邊巖土和地質(zhì)的特性、水文地質(zhì)狀況、物理?xiàng)l件的影響和周邊建筑的影響等等,綜合性的分析到工程地質(zhì)處理的難度和工程地質(zhì)的基本情況,對(duì)高質(zhì)量的大小進(jìn)行分析,進(jìn)而確保方案制定的科學(xué)性與合理性。
1.1水利工程壩址選擇區(qū)域穩(wěn)定性
首先需要分析的是區(qū)域的穩(wěn)定性,其對(duì)于建設(shè)出高質(zhì)量的水利工程項(xiàng)目有著直接的影響。相關(guān)工作應(yīng)當(dāng)緊密的圍繞壩址的選擇和相關(guān)河段的開發(fā)等工作來開展,同時(shí)還需要對(duì)區(qū)域內(nèi)部的場(chǎng)地穩(wěn)定性、地殼的穩(wěn)定性等等項(xiàng)目進(jìn)行深入的、具體的、系統(tǒng)化的研究。尤其是對(duì)不良地質(zhì)狀況可能會(huì)產(chǎn)生的影響,諸如地震等,對(duì)于壩址選擇過程當(dāng)中的類型確定,也有著巨大的意義。在通常的情況之下地震的強(qiáng)度、地震所產(chǎn)生的影響可以由相關(guān)部門來提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和資料信息,但是重大的建設(shè)項(xiàng)目在,諸如大型的水利樞紐,則應(yīng)當(dāng)結(jié)合地震的安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)和地震的危險(xiǎn)性等,來制定出不同的應(yīng)對(duì)策略。所以對(duì)于水利工程建設(shè)項(xiàng)目來講在可行性研究的階段當(dāng)中還應(yīng)當(dāng)為區(qū)域的穩(wěn)定性做出評(píng)價(jià)。
1.2水利工程壩址選擇地形地貌的因素
除了上述分析的水利工程壩址選擇區(qū)域穩(wěn)定性之外,在實(shí)踐當(dāng)中還需要考慮到的因素包含有地形的特征和地貌特征。上述的特征是壩址選擇的重要參考依據(jù)之一,并且對(duì)于整個(gè)施工條件的制約以及工程施工的布置有著巨大的影響。完整并且狹窄的巖石比較適合修建拱壩,而一些寬度和高度比例較大的巖石則較為適合修建大型的水壩或者是重力壩等等。另外,一些巖層較為松散的部位或者是由積淀層的巖土部位,則較為適合來進(jìn)行土壩的修建。不同類型的巖石和地貌特征、地形的特征、不同的地貌單元等等,在結(jié)構(gòu)性方面都有各自的特征和優(yōu)勢(shì),諸如二元結(jié)構(gòu)或者是較為開闊的地段,往往都存在有滲漏或者是變形等嚴(yán)重情況。所以在地形地貌的分析過程之中需要充分的考慮到上述的影響因素,充分的結(jié)合地形的情況來提升壩址選擇的準(zhǔn)確性。
1.3巖土的特征影響因素
巖土的性質(zhì),對(duì)于建筑物的施工來講極為關(guān)鍵,同時(shí)往往對(duì)于壩址的選擇具有決定性的影響。所以在選擇地點(diǎn)的過程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)首先分析和考慮到巖土的特性,高度的確定,尤其是混凝土類型的土壩,需要選擇均勻、新鮮、完整并且硬度較高、透水性較差的巖石作為壩址選擇地點(diǎn)。另外,結(jié)合實(shí)踐的分析和實(shí)地的勘察,有一大部分的土壩都修建在巖漿類型的地基之上,這一點(diǎn)不容忽視,而一些強(qiáng)度較低、偏酸性的熔巖地帶當(dāng)中,則不適合修建水利工程項(xiàng)目。
1.4水利工程地質(zhì)構(gòu)造情況分析
地質(zhì)構(gòu)造也是整個(gè)水利工程施工建設(shè)過程當(dāng)中需要考慮到的一個(gè)重要因素,在實(shí)踐的操作當(dāng)中占據(jù)了主導(dǎo)的地位。對(duì)于一些較為敏感的、剛性較強(qiáng)的水利工程項(xiàng)目來講關(guān)鍵性更是不言而喻。在一些地震活動(dòng)較為頻繁和強(qiáng)烈的地帶當(dāng)中,應(yīng)當(dāng)盡可能的避開活斷層等地段,壩址的選擇需要在地質(zhì)條件相對(duì)較好的地塊區(qū)域之內(nèi)。另外在壩址選擇工作當(dāng)中還需要進(jìn)行充分的可行性研究,根據(jù)資料的查閱以及相關(guān)地質(zhì)信息的研究分析,充分的明確地質(zhì)構(gòu)造的基本格局和周邊的地質(zhì)環(huán)境,查明相關(guān)斷裂層的類型、分布狀況和錯(cuò)動(dòng)的速率等等,并且還需要對(duì)可能出現(xiàn)的地震情況進(jìn)行細(xì)致的分析和預(yù)測(cè)研究。在壩址選擇的過程之中還需要全面的避免出現(xiàn)不良地質(zhì)情況,避免基本的土質(zhì)構(gòu)造類型對(duì)于巖石的完整性而產(chǎn)生的影響。所以,綜合上述的分析,在壩址選擇工作當(dāng)中需要合理的避開一些裂隙較為強(qiáng)烈和斷裂的地帶,選擇良好的地質(zhì)條件區(qū)域作為壩址選擇地點(diǎn)。
1.5水文地質(zhì)條件分析
水文地質(zhì)條件是整個(gè)水利工程施工建設(shè)項(xiàng)目地質(zhì)勘察工作的重點(diǎn),同時(shí)也是一大難點(diǎn)項(xiàng)目。由于水分的滲漏等條件因素的影響,所以在壩址選擇的地質(zhì)勘察工作之中還需要從防滲漏的角度著手,盡可能的選擇一些有隔水層的衡谷地帶作為水利工程施工建設(shè)項(xiàng)目的地點(diǎn),同時(shí)還需要充分的考慮到巖溶化的地段特征和選擇的影響條件,全面的分析周邊的地質(zhì)構(gòu)造、層次結(jié)構(gòu)的特性以及地貌的基本條件等因素,選擇出最佳的地點(diǎn)作為水利工程建設(shè)的區(qū)域。
1.6水利工程建筑材料分析
最后在壩址的選擇過程之中還需要對(duì)材料和建筑方面的因素進(jìn)行充分的考慮,諸如天然的建筑材料和施工常用材料的選擇,通常情況之下需要結(jié)合水利工程項(xiàng)目建設(shè)的使用情況和周邊的環(huán)境等,對(duì)黏土的選擇、砂石的選擇情況進(jìn)行分析,明確開采的數(shù)量、開采的質(zhì)量和開采的種類等等,對(duì)運(yùn)輸?shù)臈l件進(jìn)行綜合性的分析,結(jié)合投資的狀況以及建設(shè)施工的狀況等,在具體的選擇過程當(dāng)中加以觀察和分析,明確選擇的要點(diǎn)和難點(diǎn)。
2.結(jié)束語
綜上所述,根據(jù)上文針對(duì)水利工程建設(shè)項(xiàng)目地質(zhì)工程勘察工作進(jìn)行全方位的研究與綜合性的探討,旨在通過對(duì)工作的分析,促進(jìn)地質(zhì)勘察工作效益的改進(jìn),進(jìn)而選擇最佳的地段作為水利工程項(xiàng)目的施工地點(diǎn)。在實(shí)踐的工作之中還需要注重的是對(duì)不利地質(zhì)條件和不利因素的改造,合理的避開不利因素,促進(jìn)施工水準(zhǔn)的提升。
通過結(jié)合工程實(shí)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(shè)計(jì),同時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)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(shí)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(diǎn)。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(kù)岸坡再造、水庫(kù)滲漏、水庫(kù)淤積和壩下游河床沖刷等作用。因此,必須重視勘察、設(shè)計(jì)、施工全過程,否則,后果極其嚴(yán)重。在壩址選擇時(shí)除了考慮主體建筑物攔水壩的地質(zhì)條件外,還應(yīng)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(shè)計(jì)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(duì)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(huì)存在缺陷。所以在壩址選擇時(shí),應(yīng)當(dāng)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(yù)計(jì)處理困難,投資高昂的方案,應(yīng)首先被否定。壩址選擇時(shí),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(yù)計(jì)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(shè)中具有特別重要的意義。圍繞壩址或要開發(fā)的河段,對(duì)區(qū)域地殼穩(wěn)定性和區(qū)域場(chǎng)地穩(wěn)定性進(jìn)行深入研究是一項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù)。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(duì)于重大的水利樞紐工程要進(jìn)行地震危險(xiǎn)性分析和地震安全性評(píng)價(jià)。因此,對(duì)于大型水電工程,在可行性研究階段,應(yīng)組織專門力量解決區(qū)域穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。
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(shí),它對(duì)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(fēng)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(diǎn),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(shí)要充分考慮地形、地貌條件。
2.3 巖土性質(zhì)
巖土性質(zhì)對(duì)建筑物的穩(wěn)定來說十分重要,對(duì)壩址的比選具有決定性意義。因此,在壩址比選時(shí),首先要考慮巖土性質(zhì)。修建高壩,特別是混凝土壩,應(yīng)選擇堅(jiān)硬、完整、新鮮均勻、透水性差而抗水性強(qiáng)的巖石作為壩址。我國(guó)已建和正在施工的70余座高壩中,有半數(shù)建于強(qiáng)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(qiáng)度低易變形的頁巖、千枚巖上的極少。通過結(jié)合工程實(shí)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(jiǎn)要概述。
(1)侵入的塊狀結(jié)晶巖體,一般致密堅(jiān)硬、均一、完整、強(qiáng)度大、抗水性強(qiáng)、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(fēng)化殼和風(fēng)化夾層的分布,選壩時(shí)避開這些不利因素。
(2)噴出巖類強(qiáng)度較高、抗水性強(qiáng),也是較理想的壩基。我國(guó)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(fēng)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(duì)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(qiáng),在選壩時(shí)也須注意研究。例如:桑干河干流上的山西省冊(cè)田水庫(kù)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(yán)重,影響著水庫(kù)效益
(3)深變質(zhì)的片麻巖、變粒巖、混合巖、石英巖等,強(qiáng)度高、抗水性強(qiáng)、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(shí),應(yīng)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(yīng)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(fù)雜。這是因?yàn)樵诤駥佑矌r層中常夾有軟弱巖層,這些夾層力學(xué)強(qiáng)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(qiáng)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(dòng)下往往發(fā)生層間錯(cuò)動(dòng),經(jīng)過次生作用易于發(fā)生泥化。在壩址比選時(shí)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(huì)產(chǎn)生嚴(yán)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(huì)增加壩基的開挖工程量,使施工條件復(fù)雜化。所以當(dāng)其他條件大致相同時(shí),應(yīng)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(shí),須研究滲漏、滲透變形和振動(dòng)液化等問題,而且應(yīng)避開如淤泥類土等軟弱、易變形土層。
3.結(jié)語
從實(shí)踐表明,選擇壩址是水利水電建設(shè)中一項(xiàng)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(jì)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(gè)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(gè)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。
(作者單位:156300黑龍江省農(nóng)墾建三江管理局水務(wù)局)