淺談水利工程地質及水文地質

摘要：隨著社會的發展，建設水利工程的規模和數量日益增加，因此水利工程的質量安全問題也被提到了日程上來。在水利工程中，作為巖土體的重要組成部分，地下水對水利工程建筑的地基有很大的影響。因此在工程建設中，常常會發生由于地下水引起的各種危害。筆者根據自身多年的工作經驗，通過分析水利工程地質問題，再深入闡述水文地質引起的危害，望能給勘查人員一些警示。

關鍵詞：水利工程；工程地質；水文地質

前言

水文地質是勘查水利工程地質的重要組成部分，它對建設場地地基巖土體的特性有很大影響，特別是對水利工程地基的穩定性及耐用性的作用，更為突出。在水利工程地質勘查中，主要是對工程建設相關的地質因素進行勘探，然而勘查人員一般都只注重對巖土類型、地質性質及結構的研究，很少會將注意力放在水文地質上，水文地質成了可有可無的勘查因素。然而在勘查工作中，工作人員常常將水文地質勘查放在一個無不起眼的位置，在勘查報告上只是做了一般性的評價，特別是在一些水文地質條件較復雜的地區，沒有進行深入研究，常因沒有意識到水文地質對整個工程的影響而導致由此引發的各種巖土工程危害問題，進而威脅到整個工程的質量安全。筆者基于此，分析了水利工程地質問題及水文地質危害，望能夠相關工作人員一些啟示。

一、水利工程地質情況

1、關于壩基巖體

不同的壩型具有自己的工作特點，也決定了其對地質條件要求的差異。由此可知，要做好壩基巖體的地質工作，在了解不同類型壩體的工作特點的同時，還應掌握每種壩型對地質條件的適應性及對工程地質條件的要求。另外，還應注意研究壩區巖體本身存在的地質缺陷，防止因缺陷而引起的壩基不穩和壩區滲漏情況。

2、關于邊坡

引起邊坡變形破壞的因素有多種，如地形地貌條件、巖土類型和性質、水等，此外還有風化因素、人工挖掘、振動、地震等。邊坡不穩的類型主要包括四種：松弛張裂、蠕動變形、崩塌、滑坡。

3、關于地下洞室圍巖穩定性

圍巖變形的類型有以下幾種：脆性破裂、塊體滑動和塌方、層狀彎折和拱曲、塑性變形和膨脹。一般對于工作人員來說，洞室地質較簡單、巖層厚、具有一定的間距，不存在影響洞室穩定性的斷裂帶，整體的巖體具有較強的硬度及完整性、整個地形沒有滑坡及塌方等的趨勢、地形完整、地下水其地基基礎影響小、環境好、無異常地熱等，具備這些條件的建洞山體是比較理想的。

4、關于水庫工程

水庫包括兩類：地面水庫和地下水庫。前者即人工湖泊，是通過筑壩在河流上攔水形成的；后者則是通過地下蓄水構造，然后進行人為的控制所形成的。水庫蓄水雖然能夠造福于人類，然而庫區及庫周的水文條件都會發生較大的變化，從而影響周圍的地質情況，如庫水升高浸潤庫岸，風浪作用沖蝕庫岸及地下水位上升浸沒洼地等，這些情況都會影響工程地質，從而影響工程的施工、質量。

5、關于軟土基坑

軟土基坑的地質問題主要涉及到土質邊坡穩定和基坑降排水兩個方面。為了保證邊坡穩定，在施工中常會采取坡度及邊坡護面的合理設置、基坑支護、降低地下水位等措施，確保施工安全。而基坑降排水的途徑主要有兩種：明排法和人工降水，后者常選用輕型井點或管井井點的降水方式。進行軟土基坑降排水有很多好處，不僅保證了邊坡的穩定，防止了流砂和管涌的發生，還在下臥承壓含水層的黏性土基坑中，避免了基坑底部的隆起。另外，軟土基坑降排水后，基坑土體相關干燥，方便了施工。

二、地下水引起的各種巖土工程危害

地下水主要是通過地下水位升降變化和地下水動水壓力作用來引起巖土工程危害的。一般來說，地下水位變化引起的危害可分為三種：

1、關于潛水位上升

在附近修建水庫，導致河流、湖泊、水庫中的水位上升是引起潛水位升高的重要因素，另外灌溉工程（包括引水渠道和水澆地滲漏工程施工、工業廢水和各種地下給排水管道的滲漏等）也是影響潛水位上升的一個方面。潛水位上升對建筑物的安全穩定性構成了巨大的威脅：

（1）地下水滲入地基，導致粘性土含水率增高、整體強度下降、可壓縮性大大增加，長此以往，建筑物很容易發生沉降變形；

（2）地基無法保持穩定，出現隆起，或產生側向位移，地基不穩，引起上浮，最終導致建筑物不穩定，更甚者發生位移；

（3）砂土及粉土出現含水量飽和，引發砂土地震液化問題，或者引發流砂、管涌等現象；

（4）斜坡、河岸臨空面的巖土體力學性能降低，引發滑移、崩塌等危害，使得其失去原有的功能；

（5）沒有進行防護的地下室出現浸水而無法使用；

（6）土壤沼澤化、鹽漬化嚴重，對建筑物的腐蝕性大大增強。

2、關于地下水位下降

此種危害大多由人為因素引起。抽取地下水沒有節制、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人為操作都可引起地下水位下降。地下水位急劇下降對地質災害及自然環境都造成很大的影響，前者主要表現在地裂、地面沉降、地面塌陷等，后者主要是地下水源的缺乏、水質污染等，嚴重的地區還會出現沙漠化或海水倒灌現象。因此其嚴重影響了建筑物的穩定安全及人類的居住環境。

3、關于地下水位升降

氣候、季節的變化，地球與月球引力的變化，河流、湖泊水位的變化，潮汐的變化等都會影響地下水位波動。此類危害對工程建設的影響也很大：

（1）地下水位波動，引起土體卸載再加載，而加載后的土體密度比原來的大，因此導致土壓密；

（2）建筑基礎工程材料的使用期限受到影響，加劇了腐蝕性；

（3）干濕交替較頻繁，誘發木樁腐爛，因此跟埋于水下的地基相比，泥炭土地基的使用年限大大減少；

（4）石膏層和鈉鹽層等含鹽地層出現溶解現象，進而導致建筑物發生位移。

三、結語

綜上所述，水利工程的地質問題分析可以讓我們了解到在勘查過程中，應注意哪些問題，防止一些小的問題引起大的危害，而水文地質因其常被勘查人員所忽略，在工程中引發較多的危害，因此本文重點介紹其引起的各類巖石危害，望能給相關工作人員一些思考。

參考文獻：

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