淺析水利工程中的工程地質和水文地質勘查工作

崔愛長/江西澤雨鑫建設工程有限公司

淺析水利工程中的工程地質和水文地質勘查工作

崔愛長/江西澤雨鑫建設工程有限公司

水文地質與工程地質的關系非常密切，兩者是相互聯系，相互作用的，地下水是巖土體的重要組成部分，巖土體的工程特性受其直接影響，是基礎工程項目的環境，影響建設物的穩定性和耐用性。本文介紹了常見水利工程的工程地質和水文地質條件，分析了常見水利工程的地質問題，并以西北地區的工程地質和水文地質問題為例進行的分析，闡述了地質勘測工作在水利工程建設中的重要性，有一定的借鑒意義。

水利工程；工程地質；水文地質；勘測

前言

我國面積廣闊，地形復雜多樣，氣候條件地區差異明顯，與之對應的工程地質和水文地質情況亦是復雜多變，水利工程一般投資較大，稍不注意就將影響工程質量，造成巨大的經濟損失。工程地質勘察為工程建設的質量以及運行期的安全提供了重要基礎資料，水利工程地質勘察基本上保證了水利工程建設的順利進行。為了提高工程調查質量，加強水文地質研究是必要的，在工程勘察中不僅需要確定與巖土工程相關的巖土體地下水的水文地質問題，更要提出預防和治理的建議，為設計和施工提供必要的水文地質資料，以消除或減少地下水對巖土工程的危害。

1.常見水利工程的工程地質和水文地質條件

工程地質和水文地質條件，可理解為與水利工程建筑物有關的各種地質因素的綜合，主要包括：①土石類型及其性質；②地質結構；③地形地貌；④水文地質；⑤天然建筑材料等方面。

1.1 土石類型及其性質土和巖石是水利工程建筑物的地基、建筑材料或建筑介質。它們的類型和性質對建筑物得穩定性、安全性、技術上的可行性、經濟上的合理性都有著極為重要的影響。

1.2 地質結構地質結構包括地質構造和巖體結構。地質構造按構造形態可分為傾斜構造、褶皺構造和斷裂構造三種類型。巖體結構是指未固結成巖的第四紀土層的結構，包括各種成因類型土層的成層特征、巖相變化和空間分布規律。

1.3 地形地貌地形一般指地表形態、高程、山勢高低、山脈水系、自然景物、森林植被，以及建筑物分布等，常以地形圖的形式予以綜合反映；地貌主要指地表形態的成因、類型，以及發育程度等。

1.4 水文地質水文地質條件一般包括：①地下水類型，如上層滯水、潛水、承壓水等；②含水層與隔水層的埋藏深度、厚度、組合關系、空間分布規律及特征；③巖層的水理性質，包括溶水性、給水性、透水性等；④地下水的運動特征，包括流向、流速、流量、補給關系等；⑤地下水的動態特征，包括水位、水溫、水質隨時間的變化規律；⑥地下水的水質，包括水的物理性質、化學性質、水質評價標準等。水文地質條件的好壞直接關系到水庫是否漏水，壩基是否穩定，地下水資源評價是否可靠等一系列工程建設問題。

1.5 天然建筑材料天然建筑材料勘查應查明工程所需的各類天然建筑材料料場的分布、位置、儲量、質量、開采和運輸條件等，為工程設計和施工提供依據。

2.水利地質分析

2.1 地下洞室圍巖穩定性的工程地質分析理想的建洞山體應具備的條件:建洞區的地質構造簡單，巖層厚，間距大，沒有斷裂帶影響整個山體的穩定性，堅硬完整的巖體，地形完整，沒有山體滑坡、泥石流等早期和近期破壞的地形，無巖溶或巖溶不發育，地下水影響不大，沒有有害氣體和異常地熱。巖石變形和破壞的幾種類型:脆性斷裂，斷層和山體滑坡，層狀彎折和拱曲，塑性變形和膨脹。

2.2 壩基巖體工程地質分析不同壩型，其工作有不同特點，所以對地質條件的要求是不同。因此，在除了各類壩型的工作特點應該了解外，特別要了解不同類型的壩對地質條件的適應性和工程地質條件的要求。由于壩區巖體存在一定的地質缺陷，可能導致重大的工程事故，如:壩基穩定問題和壩區滲漏問題。

2.3 邊坡工程地質分析常見的邊坡主要有松弛張裂，蠕動變形，山體滑坡和崩塌4種類型。此外，還有泥石流滑坡，傾倒等其他過渡類型。泥石流是一種常見的邊坡失穩的類型。影響邊坡穩定的因素有:地形條件的影響，巖石類型和性質的影響，地質構造和巖體結構的影響，地下水和地表水及降雨的影響，其他因素如風力、日照、溫度因素，人工開挖，振動和地震等。

2.4 水庫工程地質問題水庫有2類:①由在河流上筑壩形成的人工湖，即地面水庫;②利用地下蓄水結構，由人工控制形成的地下水庫。蓄水后，水文地質條件，水庫周圍的水文條件都會發生相對劇烈的變化，從而影響庫區及鄰近地段的地質環境。例如，水庫水升高浸潤庫岸，風浪對庫岸的侵蝕，地下水上升浸沒洼地。因此產生了各種不同的工程地質問題，如水庫滲漏、水庫浸沒、庫岸坍塌、水庫淤積和水庫誘發地震等問題。

2.5 軟土路基工程地質問題軟土基坑工程地質問題主要包括兩個方面:邊坡的穩定性和基坑的降排水。在軟土基坑的建設中，要防止邊坡失穩，確保施工安全，因此應采取的措施有:設置一個合理的坡度，建立邊坡防護設施，基坑支護，降低地下水位等。軟土基坑降排水的目的是增加邊坡的穩定性。對于細砂和粉砂土質邊坡，防止發生流砂和管涌。對于下臥承壓含水層黏土基坑，防止坑底隆起，保持基坑土壤干燥，方便施工。軟土基坑開挖的降排水也有兩種方式:明排法和人工降水，人工降水一般采用輕型井點或管井井點降水方式。

3.西北地區的工程地質及水文地質問題

西北地區面積廣闊，含昆侖山和秦嶺以北、賀蘭山以西的大面積區域，涉及新疆、寧夏、甘肅、青海、陜西以及內蒙古六省區。該區域地形十分復雜，地貌多樣，山地、高原、沙漠、盆地均有分布。

3.1 山區泥石流、滑坡、崩塌災害西北地區地處印度板塊和西伯利亞板塊活動區，該區域發育了大量的斷裂帶，這對水利工程的實施帶來很多不利因素。由于構造活動頻繁，西北地區也是我國的五個地震多發區之一，地震引發的活動斷裂為山區泥石流、滑坡、崩塌等地質災害創造了條件。舟曲泥石流災害、玉樹地震災害，無一不是例證。

3.2 地面沉降及地裂縫災害地面沉降和地裂縫的成因機理和沿途破壞機制比較復雜，但產生這些災害的重要原因是過分開采地下水。西部地區社會經濟的飛速發展，使得城市膨脹、人口增長，工礦企業迅速發展，當地表水資源已遠遠跟不上社會經濟的發展腳步時，只能通過過量抽取地下水的方法彌補。過量開采地下水直接導致地下水位快速下降，進而地面沉降、地裂縫災害不斷加劇。如西北地區的古城西安，地面沉降、地裂縫問題已經比較嚴重，好在近年來已經引起重視，各種如地下水回灌等措施正在實施，情況有所好轉。

3.3 水土流失問題水土流失問題是困擾西北地區經濟社會發展的一個大問題。西北地區屬大陸性季風氣候區，降水時間比較集中，雨季多發暴雨，再加上該地區稀薄的植被，這直接導致了水土流失問題的發生。除了該地區的自然氣象因素外，由于濫砍濫伐、超載放牧、過渡開墾等歷史原因，西北地區水土流失問題相當嚴峻，自然條件十分惡劣。個別地區為了眼前利益，置大局于不顧，不僅不嚴格執行治理保護政策，反而大搞開發，破壞了大量的地貌和植被，更加加劇了水土流失問題。

4.結語

水利工程地質勘察是各行業中涉及面最廣泛，問題最復雜，任務最困難，最負盛名和最權威的主導產業，它有其自身的特殊性和復雜性。實踐證明，作為，一個優秀的水利工程勘測人員，不僅要了解工程地質和水文地質方面的專業知識，還要了解工程設計的原理和方法，因為工程地質問題的提出與解決均須與設計、施工單位共同協作才能完成。因此，需要不斷總結經驗，交流推廣、提高水利工程地質勘察的技術水平。

[1]周地．城市工程地質環境評價與區劃[M].北京:地質出版社，2001:8991.

[2]馬均安.淺析水利工程中的工程地質和水文地質[J].陜西水利，2011(05):127－128.