關于西藏水利水電工程地質勘察的經驗簡述及問題思考

摘" 要：西藏地區區域構造發育，地質條件復雜，根據西藏多座水庫的地質勘察實踐，對西藏水庫地質勘察的重點和難點進行歸納總結和思考。地質測繪是工程地質勘察的主要手段，可以在項目建議書階段根據河谷的地形地貌、基本工程地質條件分析出主要的工程地質問題，可通過地質點法和無人機航拍相結合的測繪方式，有效提高工作效率和測繪成果準確性。深厚覆蓋層和古河槽的勘察是西藏水庫工程地質勘察的重點和難點，需要采用多種勘察手段相結合共同分析相關工程地質問題。總結的相關經驗可為西藏類似工程項目的地質勘察提供參考。

關鍵詞：水庫工程；地質勘察；地質測繪；深厚覆蓋層；古河槽

中圖分類號：TV221" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2025）06-0137-05

Abstract： The regional structure in Xizang region is developed and the geological conditions are complex. Based on the geological survey practice of many reservoirs in Xizang， the key points and difficulties in the geological survey of reservoirs in Xizang are summarized and considered. Geological surveying and mapping is the main means of engineering geological survey. The main engineering geological problems can be analyzed according to the topography and basic engineering geological conditions of the river valley at the project proposal stage. A surveying and mapping method combining the geological point method and drone aerial photography can be used to effectively improve work efficiency and the accuracy of surveying and mapping results. The survey of deep overburden layers and ancient river troughs is the key and difficult point of engineering geological survey of the Xizang Reservoir. It is necessary to use a combination of multiple survey methods to jointly analyze relevant engineering geological issues. The relevant experience summarized can provide reference for geological surveys of similar engineering projects in Xizang.

Keywords： reservoir engineering; geological survey; geological mapping; deep overburden; ancient river trough

西藏作為“亞洲水塔”和全國重要水資源戰略儲備基地，其水利發展規劃具有重要意義。“十四五”期間，加快推進水利基礎設施建設、優化水資源配置、建立現代化水利支撐保障體系是西藏水利發展的重要戰略舉措。青藏高原是地球上海拔最高、面積最大、最年輕且仍在隆升的一個高原，區內構造發育、地質條件復雜，在青藏高原建設工程會遇到多種地質問題。

1" 西藏主要的地形特征及區域概況

西藏作為青藏高原的主體部分，其平均海拔超過4 000 m，總體地勢由西北向東南傾斜。西藏的地貌類型十分豐富，按其地貌特點可以劃分為喜馬拉雅高山區、藏南河谷、藏北高原以及藏東高山峽谷區。喜馬拉雅高山區以青藏高原南部為界，與尼泊爾、不丹及印度等國交界，多為近東西向的多條山地，平均海拔6 000 m左右；藏南河谷以雅魯藏布江及其支流為主，地處岡底斯山地與喜馬拉雅山地之間，地勢平坦，土壤肥沃，是西藏的重要產糧區；藏東高山峽谷區即著名的橫斷山脈，是一系列東西走向逐漸轉為南北走向的高山峽谷，其間發育著怒江、瀾滄江和金沙江3條大江，地勢北高南低，山勢陡峭，山頂終年不化的白雪、山腰茂密森林和山麓四季常青，構成峽谷區三江并流的壯麗景觀；藏北高原主要位于昆侖山、唐古拉山和岡底斯山、念青唐古拉山之間，分布著眾多渾圓而平緩的山丘，山丘間夾著盆地，是西藏的牧業重地。

西藏位于南北2個大陸的交界處，阿爾卑斯-喜馬拉雅造山帶的東端，是世界上最著名的特提斯地區之一，其地質構造特征與長期的活動演化特征密切相關，并以巨厚的地殼、巖石圈為特征，形成了特殊的地質構造[1]。整個藏區由北向南包括祁連－柴達木、昆侖、巴顏喀拉、羌塘－昌都、岡底斯和喜馬拉雅6個構造帶，它們由多條深槽或縫合線或它們的一端的相關活動區隔開。斷裂構造以走滑斷裂和正斷裂為主。走滑斷裂多表現為近東西向或北西向的右旋走滑斷裂，而正斷裂則多呈近南北向分布。區內地質構造背景復雜，地震活動非常活躍，但多為淺源地震，據中國地震信息網和相關文獻統計，西藏歷次共發生過8級及以上地震5次，8級以上地震數居全國地區之首[2]。

2" 西藏水庫地質勘察重點

西藏水利建設項目主要分布在藏南谷地和藏東高山峽谷地區。通過對西藏多個水庫工程地質勘察經驗的總結并結合水利相關規程規范[3]，歸納出西藏水庫地質勘察重點主要包括以下幾個方面。

2.1" 區域構造穩定

區域構造穩定性是決定項目能否立項的關鍵性地質問題。首先查明近場及壩址區是否有長大斷裂帶分布，特別是斷層活動性的評價；其次，通過對不同范圍內區域地質構造、主斷裂活動性、地震活動性等調查研究，確定潛在震源區及其參數，評價工程場地地震安全性。結合區域構造研究、活動斷層等完成工程的區域構造穩定性評價。

2.2" 庫壩區可能存在的地質災害

水庫選壩位置多分布在河道狹窄的高山峽谷地帶，河谷兩岸山坡在地質構造運動和常年凍融、風化作用下而形成滑坡體、泥石流、危巖體和崩塌體等不良物理地質現象。需要查明此類不良物理地質現象并對其危險性進行評估，特別是查明對工程的影響程度。

2.3" 古河槽或深厚覆蓋層

西藏深層覆蓋物的形成主要有河流沖洪積、堰塞湖積、泥石流堆積、冰川堆積和冰水堆積[4]，此外，在活動頻繁的區域，河道下方也有可能形成古老的河道。同一塊土地上覆巖層的形成具有不同的可能性，其巖層構造也是十分復雜的，常見的有漂卵礫石和碎礫；在礫土和砂土中都有一定的分布，并且大部分具有不連續的層理，厚度變化很大，并且具有非均質的物理力學性質。工程建設中普遍面臨著承載能力不足、差異沉降變形、壩基滲透穩定性差和易發生地震液化等問題。為此，對該地區深層上覆地層和古河道的成因、物質成分和物理機械特性等進行細致的研究，是水利水電勘查的重要內容。

2.4" 邊坡穩定

西藏大部分的水利水電工程位于山勢陡峻、大部分巖石風化卸荷作用強烈的高山峽谷地區，其邊坡穩定性問題顯得尤其突出。在此基礎上，開展水庫庫區、壩址區及重點建設區域的擬建建筑物及隧道進出口邊坡的穩定性研究，水利規劃和建筑物布局、加固措施等方面的研究工作，并給出相應的防治措施。在選擇隧洞位置時，隧洞進出口地段的邊坡應下陡上緩，無滑坡、崩塌或較大的沖溝泥石流等存在。邊坡按其成分可分為土質邊坡、巖質邊坡及土石混合體邊坡，其中土質邊坡須探明其成因、分布規律、地下水發育狀況及土壤的基礎物理力學特性，邊坡則需詳細調查巖石屬性、構造裂縫發育情況及風化卸荷特性。

2.5" 隧洞位置選取

西藏水利水電項目中土石壩非常常見，一般導流或輸水采用隧洞形式。隧洞圍堰等級情況對工程的整體造價、施工難易及工期安排均有較大影響。因此，隧洞位置選取過程中需要對隧洞沿線主要地層巖性、巖層產狀及結構類型、地下水分布情況和邊坡現狀等進行地質勘察，分析研判隧洞圍巖的成洞條件和穩定性，為隧洞的布置、軸向選擇提供地質依據。

2.6" 天然建材

水電工程的建設離不開建筑材料。天然建筑材料的勘察關系到壩址、壩型的選擇，施工布置和施工方案的確定。西藏水電項目中，絕大多數的混凝土集料來自漫灘和階地上，少數為洞穴開挖，故需探明其可挖掘范圍、質量、儲量及開采困難程度。在不影響工程安全和施工開采方便的情況下，盡可能縮短運距，具有巨大的社會效益和經濟效益。

3" 水電勘察地質測繪工作簡述

在西藏水電地質勘察過程中常用到的技術手段有地質測繪、地質鉆探及孔內原位試驗、室內試驗及工程物探。地質測繪是目前應用最為廣泛的一種地質勘查方法，它能夠對工程區周圍的地形地貌和潛在的不良地質現象進行填圖表述，并對其可能出現的重大工程地質問題進行分析和評估。文章簡述了西藏水利水電工程地質測繪過程中經常遇到的一些地質現象、測繪重點和工作方法。

3.1" 地質測繪中常見的地質現象

1）凍融破壞（圖1）。西藏地處青藏高原，平均海拔在4 000 m以上，這里的氣溫低，晝夜溫差大，尤其是冬季氣溫極低，最低可達-36～-45 ℃。永久凍土分布面積較小，季節性凍土的分布范圍較廣，季節凍結層一般出現在每年11月至次年3月，暖季融化，平均凍脹率一般小于1，具備不凍脹性或弱凍脹性，且隨著高程增高深度不斷變大。季節性凍土的凍脹與消融，致使工程區內基巖區凍融裂隙發育，對工程建筑物具有一定程度的影響。

2）滑坡體（圖2）。區域內滑坡現象較發育，主要為中小型土質滑坡，多分布于山體中下部，沿覆蓋層與基巖接觸面滑動，變形時段多集中在7—8月（雨季）。滑坡體后緣會形成高低不一的陡壁，平面上呈現圈椅狀（環谷狀、馬蹄狀），滑帶內土層混雜錯亂、土層結構破壞，一般黏土礦物含量較高，呈泥狀或碎石土狀。

3）風化卸荷（圖3）。受海拔高度、氣候特征、基巖巖體性質等的綜合作用，區內板巖、頁巖區域巖體物理風化強烈，物理風化主要表現為巖體受冰雪、凍融、冰劈等影響，巖體中的裂縫多呈微張狀，寬達十幾公分，卸載深度為20～40 m。

4）冰川、冰水堆積階地。受第四紀冰川作用，高海拔地區山區河谷過殘留冰積、冰水積堆積階地。地層一般結構混雜，孤石、漂石多有分布，部分區域有架空等現象。

5）沖溝泥石流。西藏地區凍融風化作用強烈，山谷兩岸沖溝多有發育，但西部和北部全年雨水不多，一般多在雨季會形成泥石流火水石流，且規模一般不大。東南部植被覆蓋好，雨季持續時間長，山體易發生滑移或變形，有可能會引發較大規模泥石流。

3.2" 地質測繪工作重點

水庫地質勘察主要在庫壩區、主要建筑物等重點部位，對西藏水利建設工程地區的勘查工作，各地區的工作重點如下。

1）對水庫及附近水庫大壩的繪制，主要是找出對大壩形成有制約作用的制約性因素。測繪范圍應擴大至分水嶺及鄰谷，著重調查區域性斷層、活斷層、順河向大斷層、緩傾角斷層和斷層交匯帶情況，對潛在的滲漏、塌岸、滑坡和泥石流要做細致的研究。

2）在對重要建筑地段進行勘察時，應著重找出可能對房屋結構產生危害的地質問題。尤其要對建設區域周圍是否存在大面積的沖溝泥石流、風化卸荷危巖以及邊坡的穩定性進行研究。重點關注壩址兩岸的邊坡現狀，調查清楚土質邊坡、巖質邊坡邊界條件及現狀穩定性，根據巖土層結構初步判定土體的滲透特性和巖體的結構特征、風化卸荷程度，同時應關注基巖岸坡可能發育的小型斷層。壩址區出露基巖的巖層產狀、緩傾角結構面一定要重視，這會關系到后續施工壩基的抗滑穩定。

3）地下隧洞沿線的測繪重點主要在隧洞的進出口位置。首先，要根據進出口邊坡的地貌和地層巖性、風化卸荷特征，分析成洞條件，其次，要對隧洞沿線通過地形地貌進行調查，是否有穿越滑坡體、大型深切沖溝、大的突（涌）水（泥）的匯水構造。若隧洞沿線存在大的滑坡體，需要通過鉆孔、物探等手段確定滑坡體的物質組成、厚度、邊界和滑移面，分析判斷隧洞的開挖對滑坡體穩定的影響，而深切沖溝削弱了隧洞上覆巖層厚度，在研究深切沖溝成因的基礎上還要判斷突水突泥的可能性。

3.3" 野外地質測繪的方法

工程地質測繪的基本方法有遙感影像解譯法和地質點法[4]。遙感影像解譯法主要用于中小比例尺工程地質測繪，水庫的地質測繪精度一般要求1∶1 000～1∶5 000，因此，地質點法是水利水電工程地質測繪的主要方法。

地質點的主要工作是野外地質點的布置、定位和觀察[4]。野外通常利用“勘察三大件”地質羅盤、地質錘和放大鏡對地質點進行測繪分析，該方法可以采用目視或羅盤交匯的方法確定地質點，也可以采用手持 GPS或手機奧維互動地圖等軟件來確定，最終根據大量的地質點構成觀測線，再根據觀察線構成測繪平面。

西藏水利水電工程多選擇在山勢陡峭、地形陡峭的高山峽谷區，水利工程涉及面廣；簡單應用“地質點”方法，不僅效率不高，而且在計算過程中容易出現混亂。本人根據多個水庫地質測繪的工作經驗，初步總結出地質測繪簡便好用方法。先根據選定壩址位置，在高清的衛星地圖軟件（BIGEMAP、奧維等）上找到壩址、庫區范圍等，結合區域地質資料，初步判斷區域斷層跟庫壩區的相對位置關系，再根據河谷、兩岸邊坡大范圍的地形地貌特征，分析判斷可能存在的主要工程地質問題，最后有針對性地布置地質點進行現場復核，這樣既提高了工作效率又不會造成遺漏，尤其是對大規模滑坡體、泥石流沖溝等識別判斷，高視角更具有優勢。

4" 深厚覆蓋層勘察簡述

深厚覆蓋層一直是西藏水利水電項目的勘察重點。據建設項目的大小及建筑對地基的需求，覆蓋層調查的重要性略有差異，但其關鍵在于確定覆蓋層的厚度、成因類型、物質成分、各巖層的物理力學特性以及軟弱夾層的分布情況[5]。

西藏水電站工程中的深厚蓋層，其形成的原因有冰川堆積型、冰河型堆積型和河洪型。不同成因地層在物質成分、磨圓度、分選程度及地層構造等方面均存在顯著差異。如冰積、冰水積堆積體表層地形多半起伏較大，表層殘留有大的孤石，地層物質混雜、分選性差，內部粗顆粒石塊可能出現架空現象；河流相階地漫灘等覆蓋層地表多較平坦，坡度較緩，粗顆粒多成磨圓、次磨圓狀，地層分選性好，內部密實度多好于表層密實度。

覆蓋層的勘察一般需要查明基巖面起伏變化情況，河床深槽、古河槽等具體范圍、深度及形態，鉆探、坑探和物探及相關水文、鉆孔原位試驗和室內取樣試驗是常用的地勘方法和手段。

對于覆蓋層的勘察，首先需要進行踏勘地質測繪，基本了解覆蓋層的成因類型，從大的區域構造特征和山川河流走勢判斷覆蓋層是否存在深厚覆蓋層或者古河槽的可能。根據初步判斷和擬建建筑物位置，有針對性地布置地質鉆探工作和物探布置，物探剖面結合鉆孔揭露地層結構信息，研究蓋層的厚度、地質分層、邊界范圍、地質成因、物質組成、密實程度、地下水分布和下伏基巖的巖性、風化卸荷、完整程度和透水率等因素對地下水的影響。

對于選取覆蓋層作為壩基，需要確定開挖深度的工程，覆蓋層不同深度的密實度、滲透特性、軟弱夾層的分布和砂層的震動液化就是勘察的重點。要求鉆探取芯必須保證取芯率的同時，原位試驗應嚴格按照試驗任務書執行，一般覆蓋層做重型或超重型動力觸探試驗，試驗段長一般為30 cm，每隔3 m進行一次動力觸探試驗，遇砂層應做標準貫入試驗，以進行液化判別；要求覆蓋層一般做常水頭注水試驗，注水試驗孔與動力觸探試驗孔分開布置，試驗段應清水鉆進，段長控制在2～5 m，必要時河床鉆孔可進行抽水試驗。鉆孔鉆進過程中需要對初見水位和終孔水位進行觀測記錄，終孔水位應在鉆孔完成24 h后進行測量，連續2次水位差值小于2 cm可終止測量。

5" 西藏水利水電工程地質勘察的幾點思考

隨著西藏經濟的快速發展和各種基礎設施建設的不斷推進，水利基礎設施建設也迎來了發展黃金期，對工程地質勘察技術的需要也日益增加。但整個藏區內勘察技術能力和人才儲備卻難以跟上工程需求。

5.1" 存在的問題

1）高級專業勘察技術人才隊伍的培養和引進存在困難。西藏地處高原地區，海拔高、氣候惡劣，地質構造活躍、地質條件復雜，勘察工作面臨較大的挑戰，因此，難以吸引高端專業技術人才和隊伍落戶西藏，加之區內針對勘察專業技術人才培養能力較弱，難以短時間內提高新進職工的專業技術能力，造成了勘察技術人才的嚴重短缺。

2）西藏水利水電勘察項目招投標程序越來越正規，內地勘察設計院大量參與西藏水利水電項目的投標，隨著工程建設的不斷發展，在工程建設過程中，往往會有多家單位同時進行勘察方案的編制，而業主們往往會以較低的價格中標，這也導致了勘察單位不斷地壓縮勘察工作量來降低勘察費用支出，進而影響勘察質量和出現不可避免的返工補勘現象。

3）對水利水電工程地質勘察工作的重視程度不夠。一方面，有些專業技術人員對項目各個階段勘察主要內容和重點沒有清晰的認識，對勘察工作的重要性缺乏足夠的重視，勘察綱要的編制存在針對性不強、重點把握不準，對地質勘察指導性不強；另一方面，可能因為時間、成本因素的限制，不能對整個勘察范圍區進行細致充分的勘察，造成后期室內整理資料的時候才發現某些重要問題沒有查清或者遺漏。

5.2" 地勘工作的建議

1）加強勘察市場的規范化監督和管理。加強對勘察合同、勘測大綱的校核審查和管理，防止盲目或過度的勘察，同時，加強地勘現場工作的監督和指導，防止勘察造價和試驗成果偏差較大，最后加強勘察報告的校核審查，對照規范嚴格把控勘察工作量、勘察數據處理及成果分析和結論建議[6]。其中，重點把關基礎選型論證、工程地質問題評價和措施建議等，防止報告只重問題而缺乏措施建議，此外，還應加強政府部門和社會相關監督機構對勘察市場的監督和管理，形成規范化標準化良性競爭。

2）重視對工程地質勘察技術人員的培訓[7]。隨著時代發展，勘探、試驗和地質分析的手段和方法也在不斷進步，但水利水電工程地質勘察工作的開展還是不能與人相分離，人的經驗分析和判斷仍是地質勘察的核心。同時，新設備、新技術的引進培訓也是提高地質勘察工作效率的重要保障，例如理正工程地質勘察軟件可以更快幫助技術人員處理鉆孔資料和原位試驗計算并初步生成地質剖面信息等，大大節省了室內資料整理的時間，而BIM模型軟件作為一個信息交換和共享的平臺，可以在不同專業間協同操作，大大節省了專業間的溝通修改時間，提高了整體項目推進效率。

參考文獻：

[1] 潘桂棠，李興振，王立全，等.青藏高原及鄰區大地構造單元初步劃分[J].地質通報，2002，21（11）：701-707.

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[3] 中國人民共和國水利部.水利水電工程地質勘察規范：GB 50487—2008[S].北京：地質出版社，2015

[4] 彭土標.水力發電工程地質手冊[M].1版.北京：中國水利水電出版社，2011：261.

[5] 丁斌，裴曉東，許凱凱.尼泊爾水電站地質勘察經驗綜述[J].人民珠江，2021，42（2）：34-35.

[6] 李乾.工程地質勘察的問題與對策分析[J].科技創新與應用，2016（32）：296.

[7] 劉廷建.巖土工程地質勘察存在問題及措施[J].能源地礦，

2015（28）：139-140.

作者簡介：張永奇（1988-），男，碩士，工程師。研究方向為水利水電工程地質、水文地質勘察。