水文地質與工程地質相結合的應用

何國亮

【摘要】從工程設計到施工都離不開對水文地質和工程地質條件的科學分析。明確建筑區的水文地質和工程地質是確保優質工程的基礎。

【關鍵詞】水文地質；工程地質；水利工程

前言：

我國幅員遼闊，地形和氣候地區差異較大，相應的工程地質與水文地質也區別甚大。對于水利工程來說，稍微的疏忽都會影響到水利工程的質量，進而產生巨大的經濟損失。水文地質和工程地質二者密不可分，只有對其進行細致勘查才能基本保障水利工程的順利建設。正是因為水文地質和工程地質如此重要，我們要加強二者相結合的應用研究，為水利工程的順利運行提供更多的支持。

一 水文地質和工程地質勘查的目的

水文地質與工程地質勘查是水利工程建設中不可或缺的必要工作，地質勘查工作的認真進行直接關系著水利工程方案的事實。在具體的實踐中，水利工程事故常由地質問題引起，這些地質問題會導致工延長工期，甚至造成嚴重的生命財產損失。

1.1 水文地質勘查的目的

水文地質條件的研究主要依靠水文地質勘查，水文地質勘查主要是為了查明地下水的形成和分布規律，進而分析和評價地下水水量和水質，為國民經濟的發展提供一定的水文地質依據。水文地質勘查通過多樣的測繪、勘探、觀測等方法，查明水文地質條件，解決一些水文地質問題。

1.2 工程地質勘查的目的

工程地質勘查主要是為了查明工程建筑物地區的工程地質條件，進而分析可能出現的工程地質問題，趨利避害，利用有利地質地形，為水利工程的設計規劃和施工管理提供可靠的資料。通常來說，工程地質勘查包括以下四個階段：規劃勘查、可行性研究、初步設計和技術施工設計。規劃勘查是為了給水利工程選址提供依據，此階段中主要是搜集和整理編制區域的地質、地形等資料，分析建設水利工程的可能性以及對水利建筑材料進行普查。可行性研究勘查則是為了選定壩址，壩型和引水線路等所進行的地質論證，進一步提供有用的水利工程地質資料。可行性研究勘查完成以后，則是初步設計勘查，是為了查明水庫區和建筑物地區的工程地質條件進行的地質論證，據以給有關建筑物提供可靠的地質信息。最后一個階段則是技術施工設計勘查，勘查的目的是為了提供優化建筑物的設計的地質資料。

二 常見的水文地質和工程地質條件

既然水文地質和工程地質的勘查如此重要，勘查之前應當先明確常見的水文地質和工程地質條件。水文地質和工程地質條件，綜合了水利工程建筑物相關的各項地質因素。因此水文地質條件和工程地質包括：土石類型及其性質、地形地貌、地質結構、水文地質等。

2.1 土石類型及其性質

水利工程的建筑物離不開土和巖石，圖和巖石構成了建筑物的地基、或是建筑材料和介質，土石的性質直接關系著建筑物的安全性和穩定性，以及影響著建筑施工的技術性和經濟性。

2.2 地形地貌

地形地貌包括地形和地貌兩大方面。地形指地表的形態、山勢高低、山脈、水系、自然的植被等，這些常在地圖上被反應出來。地貌則反映的主要是地表形態形成的原因、類型和發育的程度等。

2.3 地質結構

地質結構由于地質構造和巖體結構。地質構造包括褶皺構造、傾斜構造和斷裂構造這三種。而巖體結構則涵蓋了諸多成因類型的土層的巖相變化和空間分布的情況等。

2.4 水文地質條件

水文地質條件包括地下水類型、含水層與隔水層之間的組合和空間分布、地下水的運動特征以及地下水的水質等。地下水類型包括上層滯水、潛水和承壓水等；含水層與隔水層的深度、厚度和彼此之間的組合以及空間分布等也是水文地質條件的內容；同時水文地質條件還包括巖層的溶水性、透水性等特征；地下水的動態特征包括了時間變化所造成的水位、水溫和水質的差別；地下水的水質則不僅僅包括水的物理性質，還包括其化學性質和水質評價等。水文地質條件的好壞會直接關系到水庫漏水與否、大壩的壩基是否穩定等重大問題。

2.5 天然建筑材料

在勘查天然建筑材料時要查明水利工程所必要的各種天然建筑材料地區的分布、儲量和質量，是否便于開采和運輸，進而為水利工程的設計和施工提供合理的依據。

三 水文地質與工程地質在水利工程中相結合的應用

3.1 水文地質測繪和工程地質測繪

水文地質測繪是認識和掌握水利工程區域地質構造和地貌以及水文地質條件的不可或缺的調查研究放大。水文地質測繪需要查明以下的內容：與地下水形成相關的水利工程區域的水文和氣象因素；地下水如何得到補給，排泄條件如何已經含水層的埋藏條件和含水層的分布情況。而工程地質測繪的比例尺選取因設計階段的不同而有所差別。當設計階段相同時，工程地質測繪的比例尺選取要綜合考慮建筑物的類型、規模以及工程地質條件的復雜程度等而定。

3.2 大壩壩基巖體和邊坡的工程地質分析

由于工作特征的差異，不同壩型對地質條件的要求也各不相同，因此在施工之前要特別了解不同的壩型對地質條件的適用與否以及對工程條件有無特殊要求。有的壩區巖體可能有一些地質缺陷，這些缺陷很有可能會導致水利工程出現問題，比如壩基不穩和壩區滲透等。

邊坡的工程地質分析也是水文地質和工程地質相結合的應用之一。邊坡變形破壞主要包括了松弛張烈、崩塌、滑坡和蠕動變形等四種。除了這四種主要的變形破壞之外，中間還存在錯落、傾倒等過渡的類型。泥石流也是邊坡破壞的一種。邊坡的穩定情況受到以下因素的影響：巖石類型和巖石性質、地質構造和巖體結構、風化和水的作用等、以及人工挖掘和地震等因素。

3.3 水庫工程地質問題的分析

水庫包括地面水庫和地下水庫兩種。地面水庫是在河流上筑壩攔水而形成的人工湖泊；地下水庫則是通過對地下蓄水構造狀況的利用，用人力而形成的水庫。水庫裝了水之后，水文條件和水庫周圍的水文地質條件都將有不小的變化，甚至會影響到水庫周邊地區的水文地質條件。比如說，水庫水位升高，浸濕了水庫的岸邊，在風力和水浪的沖擊下水庫兩岸被洗刷沖蝕，地下水位的上升導致洼地被淹沒等。在此基礎上會出現不少的工程地質問題，比如水庫滲透、水庫塌岸、淤積以及水庫所誘發的地震等。

3.4 軟土基坑工程地質問題

軟土基坑的工程地質問題有土質邊坡穩定和基坑降排水等兩種。我們在軟土基坑施工的過程中，要想防止邊坡失穩，進而確保軟土基坑施工的安全可以合理設置有關的坡度、建立基坑支護進而降低地下水水位等。軟土基坑抗降排水可以在一定程度上增強邊坡的穩定性，對于細砂的邊坡則可以防止出現流沙和管涌的現象。一般而言，軟土基坑開挖的降排水可以通過明排法和人工降水來實現，二公降水通常用的是輕型井點或管井井點降水的方式。

四 結束語

水文地質與工程地質條件是否符合相關的水利建設工程的要求是直接影響水利工程質量和效應的重要方面。在施工之前，應當對施工區的水文地質和工程地質的具體情形有詳細的了解，要能夠將水文地質與工程地質相結合，靈活運用上述提到的水文地質和工程地質勘查的方法，要準確抓住和把握水文地質勘查和工程地質之間的主要問題，在實事求是的基礎上作出詳細的、周密的經濟和技術評價分析，為水利工程設計和施工提供更多合理有效的地質依據，進一步優化水利工程建設。

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