芻議水文地質(zhì)勘察的內(nèi)容及勘察技術(shù)

汪 祥

(貴州省建維水利水電工程有限責(zé)任公司，貴陽(yáng) 550000)

1 工程概況

高寨水庫(kù)是一座以民灌溉為主小(1)水庫(kù)，大壩距余慶縣61 km，距構(gòu)皮灘鎮(zhèn)14 km。有簡(jiǎn)易公路通過大壩的左壩肩，交通方便。水庫(kù)壩址以上流域面積6.8 km2，水庫(kù)總庫(kù)容240萬(wàn)m2，樞紐建筑物有大壩、溢洪道等為4級(jí)建筑物。水庫(kù)按50 a一遇(P=3%)洪水設(shè)計(jì)，50 a一遇(P=0.3%)洪水校核。工程以灌溉為主，設(shè)計(jì)灌溉面積333.3 hm2。

水庫(kù)建成運(yùn)行至今，存在的問題有:①水庫(kù)經(jīng)過近50 a的運(yùn)行，水庫(kù)設(shè)備、設(shè)施年久失修，處于帶病運(yùn)行狀態(tài);②大壩下游為均質(zhì)土壩，多處滲漏，浸潤(rùn)面積、滲漏量逐年加大;③大壩上游壩面干砌石護(hù)坡，施工資料較差，長(zhǎng)期受庫(kù)水浪蝕、淘蝕作用，護(hù)坡塊石大面積垮塌，壩面剝蝕現(xiàn)象較嚴(yán)重;④高涵位于大壩左壩段壩體內(nèi)，涵洞閘門關(guān)閉不嚴(yán)，壩體與洞體結(jié)合不好，夯壓不實(shí)，未作防滲等止水措施，工程運(yùn)行多年，在一定庫(kù)水壓力下?lián)舸┢鲶w勾縫而產(chǎn)生多出滲漏;⑤涵洞座落在基巖上，運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)有滲漏，其滲漏量逐年增大，多集中在壩軸線以上的側(cè)墻和頂部，以射流狀和滴狀滲漏為主，另外壩軸線以下以浸潤(rùn)滲漏為主。

于該工程出現(xiàn)上述情況，通過對(duì)該水庫(kù)大壩安全各方面綜合評(píng)價(jià)，鑒定高寨水庫(kù)大壩安全類別為三類壩。對(duì)水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固是非常必要的。

2 工程分析

2.1 水文氣象及地質(zhì)條件

2.1.1 水文概況

高寨水庫(kù)位于余慶縣構(gòu)皮灘鎮(zhèn)高寨村境內(nèi)水車河上游小支溝上，流域山頂高程1 256.8 m，根據(jù)1∶10 000地形圖量算，流域面積6.8 km2，主河道長(zhǎng)3.7 km，平均比降48%。

2.1.2 氣象概況

水庫(kù)所在區(qū)域?qū)僦衼啛釒Ъ撅L(fēng)型氣候，四季分明，降水較豐泗，據(jù)鄰近余慶縣氣象臺(tái)資料統(tǒng)計(jì):多年平均降水量995 mm;多年平均氣溫15℃，實(shí)測(cè)最高氣溫37℃，實(shí)測(cè)最低氣溫－4℃;多年平均相對(duì)濕度81%，多年平均日照1 128 h，多年平均無(wú)霜285 d，多年平均最大風(fēng)速9.3 m/s，實(shí)測(cè)最大風(fēng)速16.3 m/s。

2.1.3 地質(zhì)概況

高寨水庫(kù)區(qū)位于銀盤山倒轉(zhuǎn)向斜東南部，距白水破斷層＞1 km，水庫(kù)周邊山體海拔1 000～1 100 m，為中低山谷地貌，巖層倒轉(zhuǎn)，巖層產(chǎn)狀N40—50°E/SE＜55—75°，兩岸坡度10°～35°巖層傾向右岸，庫(kù)區(qū)由庫(kù)尾至壩址岀露地層均為寒武系中上統(tǒng)婁山關(guān)群(∈2～3LS)，為其巖性:灰色厚層白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖組成、厚度約637～927 m，岀露于水庫(kù)區(qū)及大壩右岸。整個(gè)庫(kù)區(qū)內(nèi)工程地質(zhì)條件良好，區(qū)域內(nèi)為遭受較大的斷裂構(gòu)造所破壞，巖溶不發(fā)育，巖性單一，連續(xù)完整。

庫(kù)區(qū)構(gòu)造簡(jiǎn)單，巖性單一，無(wú)斷裂，僅發(fā)育2組裂隙等。

2.2 大壩滲漏現(xiàn)狀及原因分析

水庫(kù)滲漏水庫(kù)離大型構(gòu)造的切割，主要以裂隙切割為主，規(guī)模小，巖溶的發(fā)布高層都較高(高于正常水位以上)，水庫(kù)區(qū)周邊封閉，兩岸山體雄厚，庫(kù)周岀露的穩(wěn)定泉點(diǎn)其岀露高層均高于水庫(kù)正常水位，通過水庫(kù)多年蓄水運(yùn)行觀測(cè)為發(fā)現(xiàn)水庫(kù)滲漏。

2.3 主要施工內(nèi)容

工程建設(shè)內(nèi)容為大壩整治工程:①上游壩坡干漿石護(hù)坡拆除，土方填筑，砂石墊層，C15混凝土預(yù)制塊護(hù)坡，下游為土方填筑，排水棱體修整，下游草皮護(hù)坡;②大壩防滲灌漿:大壩壩體為劈裂灌漿，壩基帷幕灌漿共計(jì)鉆灌進(jìn)尺2 689M;③溢洪道改造工程:C25鋼筋混凝土橋、石方開挖，M7.5漿砌筑，C20混凝土澆注;④新建放水涵洞工程:隧洞石方開挖，C20混凝土襯砌及放水設(shè)施;⑤金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備及安裝工程:Ф500雙向轉(zhuǎn)動(dòng)閘門及啟閉機(jī)安裝。

3 水文地質(zhì)勘察的主要內(nèi)容

水文地質(zhì)勘察內(nèi)容包括:①地下水類型以及含水層的分布，水文地質(zhì)勘察得首先內(nèi)容是，地下水類型，含水層層次、分布以及埋藏深度等信息，參見表1;②地下水靜止水位及其變化幅度;③地下水位的變化受到地形、氣象、水文以及人為等各方面因素的影響;④地下水的補(bǔ)給、徑流以及排泄的條件，主要從地形地貌、氣象、水文、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、含水層分布條件及動(dòng)態(tài)變化等方面進(jìn)行分析;⑤水文地質(zhì)參數(shù)的測(cè)定，根據(jù)工程要求，過過各種水文試驗(yàn)測(cè)定相關(guān)的水文地質(zhì)參數(shù);⑥分析預(yù)測(cè)開采地下水引起的不良影響，以便及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施。

表1 不同巖石所賦存的地下水類型

4 水文地質(zhì)勘察的主要方法和技術(shù)手段

4.1 水文地質(zhì)測(cè)繪

水文地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)主要應(yīng)用于初步設(shè)計(jì)，測(cè)繪的主要包括，勘察分析地下水的類型、分布狀況、確定邊界以及分析水循環(huán)系統(tǒng)。具體是指根據(jù)一定比例尺的地質(zhì)圖或者地形圖，進(jìn)行觀測(cè)和記錄。在現(xiàn)階段，遙感影像技術(shù)廣泛應(yīng)用于測(cè)繪過程，在很大程度上有利于縮短測(cè)繪時(shí)間、提高測(cè)繪的質(zhì)量。需要注意的是，測(cè)繪觀測(cè)點(diǎn)一般選在地質(zhì)地貌界線、地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)等地方。水文地質(zhì)測(cè)繪一般在降水較少的季節(jié)進(jìn)行溪溝測(cè)流，在雨季主要是對(duì)重要井、泉進(jìn)行仔細(xì)的復(fù)查，有利于獲取準(zhǔn)確的地下水的整體變化規(guī)律。

4.2 物探技術(shù)。

在水文地質(zhì)勘察中，物探屬于比較先進(jìn)的技術(shù)手段。通過物探可以查明巖溶發(fā)育段的分布情況、含水層的具體位置，斷裂富水帶的位置、以及咸淡水的分界等情況。在實(shí)際使用中，一般采取多種方法配合使用，以有針對(duì)性的進(jìn)行水文地質(zhì)勘察。物探測(cè)井技術(shù)尤其是數(shù)字測(cè)井技術(shù)的應(yīng)用，大大提高了物探的工作效率。在實(shí)際應(yīng)用中，物探測(cè)井技術(shù)和鉆探技術(shù)結(jié)合起來(lái)，可以更為準(zhǔn)確的確定水文地質(zhì)的情況。

4.3 鉆探技術(shù)

一般來(lái)說(shuō)測(cè)繪和物探是鉆探的基礎(chǔ)，然后再通過鉆孔確定地質(zhì)水文條件的具體信息。勘探線和點(diǎn)的布置要合理，鉆孔結(jié)構(gòu)要和抽水實(shí)驗(yàn)、成井相一致。在含水層邊緣的設(shè)置鉆孔，是為了勘察邊界的具體位置以及其性質(zhì)。鉆孔的布置要和取水工程相協(xié)調(diào)，這樣有利于盡將部分鉆孔孔作為探采結(jié)合孔，有利于節(jié)約成本。

4.4 抽水測(cè)試

鉆孔抽水試驗(yàn)是水文地質(zhì)測(cè)試的重要內(nèi)容，為進(jìn)行地下水水量的計(jì)算提供必要的數(shù)據(jù)支持。抽水測(cè)試一般選擇富水性地帶。在實(shí)際操作中要注意以下方面:抽水試驗(yàn)孔的設(shè)計(jì)要勘探孔的設(shè)計(jì)相一致;抽水井的設(shè)計(jì)要和生產(chǎn)井保持一致性;抽水的強(qiáng)度要以設(shè)計(jì)取水量作為參照標(biāo)準(zhǔn);觀測(cè)孔要分布在整個(gè)觀測(cè)區(qū)域，以增強(qiáng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性;抽水時(shí)間一般選擇枯水季節(jié)，這樣可以獲得較大的降深、準(zhǔn)確分析水位的變化趨勢(shì)，提高計(jì)算的精確度。抽水試驗(yàn)的持續(xù)時(shí)間比較長(zhǎng)，一般需30多天。

4.5 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

對(duì)地下水進(jìn)行動(dòng)態(tài)的檢測(cè)，主要內(nèi)容包括勘察地下水的形成條件、水質(zhì)、水量，分析可能對(duì)地下水動(dòng)態(tài)的產(chǎn)生影響的氣象和人為等因素，分析開采地下水可能帶來(lái)的影響。為施工和建設(shè)提供參考和依據(jù)，以便及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施。

5 結(jié)論

綜上所述，水文地質(zhì)勘察的類型包括綜合水文地質(zhì)勘察、供水水文地質(zhì)勘察、工程水文地質(zhì)勘察、特殊項(xiàng)目水文地質(zhì)勘察四種。水文地質(zhì)勘察的主要內(nèi)容有地下水類型和含水層的分布、埋藏情況、地下水靜止水位及其變化幅度、地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件、測(cè)定水文地質(zhì)參數(shù)等方面。水文地質(zhì)勘察的主要方法和技術(shù)有測(cè)繪、物探、鉆探、測(cè)試、實(shí)驗(yàn)、監(jiān)測(cè)等。

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