水利工程大壩選址的地質勘察技術

【摘要】隨著社會經濟的快速發展，新型高效的水利工程建設面臨著巨大的考驗。如何科學的進行大壩選址，是部分水利工程中非常重要的環節。大壩選址的影響因素多種多樣，本文主要對其中的地質勘察工作進行研究討論，目的是為水利工程大壩的基礎條件提供合理的依據。

【關鍵詞】地質勘察；大壩選址；水利工程

中國西北部氣候干燥少雨，水土資源極不匹配，時空分布極不均衡，水資源供需矛盾極為突出。建國以來，結合生產建設需求，興建了許多重要的水利樞紐，為工農業的發展提供了保障。但自20世紀90年代后，社會經濟發展迅速，一二三產業比例逐漸調整，用水模式復雜多樣，以及長期大規模水土開發的后遺癥，已有的水利工程面領著新的考驗，更加科學的建設水利基礎設施顯得尤為重要。水利工程建設的可行性、必要性及可持續發展的戰略思想值得所有水利人深思，而前期大壩的選址對后期一系列的配套水利工程建設都有著指導作用，其中壩址區的地質條件是影響大壩選址的重要影響因素。以下就大壩選址的部分地質問題及常用的技術方法做歸納總結。

（一）工程地質條件

地質勘察是水利工程大壩選址的基礎環節，其主要任務是通過一系列的地質手段分析判斷地質環境，為水利工程的設計施工提供依據，其中尤以工程地質條件最為重要。工程地質條件的內容主要包括壩址區的地形地貌條件，巖土類型及其工程地質性質，地質結構穩定性及存在的工程地質問題等等。就如世界上沒有兩片相同的葉子，不同地區，不同地貌單元其巖土的工程地質性質也各不相同。同時，不同時期其地層形成的原因又十分相似。在大壩選址的地質勘察工作中主要圍繞以下幾點內容進行勘察。

首先，著重分析擬選壩址區的區域構造穩定性。壩址區區域構造穩定性對后期工程運行至關重要。應避開近期有活動的構造斷層，選擇地殼穩定性相對較高的位置，地震災害直接威脅著工程的質量及運行，同時大型的水利工程同樣亦可誘發地震，給人民生產生活帶來非常大的災難。

其次，對擬選壩址區的地形地貌要有充分的認識。經過水利工程漫長的大壩建造史，產生了許多優秀的大壩類型，如：拱壩、土石壩、重力壩等等。然而同樣的壩型在不同的地區，其適用指數也不盡相同。拱壩適宜建在狹窄而又完整的基巖V型谷上，重力壩適宜建在寬高比大于2的U型基巖河谷區，因此大壩選址的地質勘察工作，因充分查清擬選壩址區的地形地貌，為選取大壩類型提供合理的依據。

再次，大壩選址地質勘察工作因著重擬選壩址區的巖土工程性質。不同類型的巖土，其物理力學性質各不相同。地質勘察工作應通過大量的野外地質試驗、室內試驗等地質手段辨別巖土類型，查清其分布范圍，分析可能造成的不良地質作用，提供可靠的物理力學參數，為大壩選址提供重要的依據。

（二）水文地質條件

擬選壩址區的水文地質條件是影響選址的重要因素，其涉及到的主要內容有：地下水位埋深和多年水位變動幅度，含水層、隔水層的分布、厚度、組合關系及滲透性，地下水的類型等。在水利工程大壩選址的地質勘察工作中水文地質條件的研究是十分必要的，科學的選址應加強水文地質問題的研究，分析評價其對大壩基礎和建設施工過程中可能產生的作用及影響，提出合理的基礎地質資料以及預防治理措施。

水利工程建成運行后，往往會改變區域內的水文地質條件，影響到工程的正常運行，威脅到工程質量。例如：在庫區大壩建成蓄水后，庫區地表水位抬高，滲透作用加強，區域內水文地質條件改變，地下水位抬升，徑流模式改變，水庫侵沒，邊坡穩定降低，地下水甚至溢出地表，造成農田沼澤化，鹽漬化等等問題。

因此大壩選址地質勘察工作中應加大水文地質條件的勘察力度，不僅要為設計施工階段提供依據，更要為建成運行后造成的影響進行分析，保證人民的生活生產安全，保護區域內的生態平衡。

（三）地質勘察工作主要技術方法

1）地質測繪

地質測繪工作應圍繞壩址區的地形、地貌及其成因類型，各地貌單元的界線及相互關系，地質構造的特征、類型及分布，以及泉水的類型、流量及分布特征進行。地質測繪工作往往作為大壩選址的第一步進行，對擬選壩址區基本條件達到一定的認識，為后續工作提供依據。

2）鉆探

在水利工程地質勘察工作中鉆探是廣泛采用的一種勘探手段。通過鉆孔鉆進、取樣能夠直觀的接近實際的觀察原狀地層結構，通過配套的試驗（如：壓水試驗、抽水試驗、動力觸探試驗等）可以定量分析巖土體的物理力學性質。

3）物探

在水利工程中常利用地球物理的方法來探測地層、巖性、構造等地質問題。主要的物探方法有電法勘探、電磁法勘探、地震勘探、聲波勘探、層析成像等，主要的工作原理是根據巖土種類、成分、結構、濕度、導電性、導磁性、彈性等性質分析判斷地層性質，不同地區以及不同的工程應選擇適宜的物探方法。

4）野外試驗及室內試驗

野外試驗及室內試驗是通過一些試驗方法，來定量的分析地質勘察工作中巖土體、水體的性質，涉及面非常廣。常用的試驗方法有水土的化學分析試驗、鉆孔壓水試驗、鉆孔抽水試驗、原狀土體的剪切壓縮固結試驗、顆粒分析試驗等。通過實驗直接取得巖土體、水體的物理、化學性質，為大壩選址設計及施工提供合理依據。

結語

社會經濟在高速發展，面對更加快速高效的發展模式，水利工程作為基礎保障措施一直接受著巨大的考驗。與時俱進，改革創新，節能高效的利用水資源，走可持續發展的戰略路線都需要更加科學的建設水利工程。地質勘察工作是水利工程中最基礎的環節，但確也是非常重要的環節，在大壩工程中常常左右著大壩的選址、規模、建設等問題。只有系統全面的制定勘察工作方案，一絲不茍的完成工作任務，“瞻前顧后”的分析工程的可行性及影響性，更加真實、可靠的取得地質基礎資料，才能為大壩選址，為水利工程，為祖國的基礎設施建設添磚加瓦。

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