摘要:隨著社會(huì)的發(fā)展,建設(shè)水利工程的規(guī)模和數(shù)量日益增加,因此水利工程的質(zhì)量安全問(wèn)題也被提到了日程上來(lái)。在水利工程中,作為巖土體的重要組成部分,地下水對(duì)水利工程建筑的地基有很大的影響。因此在工程建設(shè)中,常常會(huì)發(fā)生由于地下水引起的各種危害。筆者根據(jù)自身多年的工作經(jīng)驗(yàn),通過(guò)分析水利工程地質(zhì)問(wèn)題,再深入闡述水文地質(zhì)引起的危害,望能給勘查人員一些警示。
關(guān)鍵詞:水利工程;工程地質(zhì);水文地質(zhì)
前言
水文地質(zhì)是勘查水利工程地質(zhì)的重要組成部分,它對(duì)建設(shè)場(chǎng)地地基巖土體的特性有很大影響,特別是對(duì)水利工程地基的穩(wěn)定性及耐用性的作用,更為突出。在水利工程地質(zhì)勘查中,主要是對(duì)工程建設(shè)相關(guān)的地質(zhì)因素進(jìn)行勘探,然而勘查人員一般都只注重對(duì)巖土類型、地質(zhì)性質(zhì)及結(jié)構(gòu)的研究,很少會(huì)將注意力放在水文地質(zhì)上,水文地質(zhì)成了可有可無(wú)的勘查因素。然而在勘查工作中,工作人員常常將水文地質(zhì)勘查放在一個(gè)無(wú)不起眼的位置,在勘查報(bào)告上只是做了一般性的評(píng)價(jià),特別是在一些水文地質(zhì)條件較復(fù)雜的地區(qū),沒(méi)有進(jìn)行深入研究,常因沒(méi)有意識(shí)到水文地質(zhì)對(duì)整個(gè)工程的影響而導(dǎo)致由此引發(fā)的各種巖土工程危害問(wèn)題,進(jìn)而威脅到整個(gè)工程的質(zhì)量安全。筆者基于此,分析了水利工程地質(zhì)問(wèn)題及水文地質(zhì)危害,望能夠相關(guān)工作人員一些啟示。
一、水利工程地質(zhì)情況
1、關(guān)于壩基巖體
不同的壩型具有自己的工作特點(diǎn),也決定了其對(duì)地質(zhì)條件要求的差異。由此可知,要做好壩基巖體的地質(zhì)工作,在了解不同類型壩體的工作特點(diǎn)的同時(shí),還應(yīng)掌握每種壩型對(duì)地質(zhì)條件的適應(yīng)性及對(duì)工程地質(zhì)條件的要求。另外,還應(yīng)注意研究壩區(qū)巖體本身存在的地質(zhì)缺陷,防止因缺陷而引起的壩基不穩(wěn)和壩區(qū)滲漏情況。
2、關(guān)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(zhì)、水等,此外還有風(fēng)化因素、人工挖掘、振動(dòng)、地震等。邊坡不穩(wěn)的類型主要包括四種:松弛張裂、蠕動(dòng)變形、崩塌、滑坡。
3、關(guān)于地下洞室圍巖穩(wěn)定性
圍巖變形的類型有以下幾種:脆性破裂、塊體滑動(dòng)和塌方、層狀彎折和拱曲、塑性變形和膨脹。一般對(duì)于工作人員來(lái)說(shuō),洞室地質(zhì)較簡(jiǎn)單、巖層厚、具有一定的間距,不存在影響洞室穩(wěn)定性的斷裂帶,整體的巖體具有較強(qiáng)的硬度及完整性、整個(gè)地形沒(méi)有滑坡及塌方等的趨勢(shì)、地形完整、地下水其地基基礎(chǔ)影響小、環(huán)境好、無(wú)異常地?zé)岬?,具備這些條件的建洞山體是比較理想的。
4、關(guān)于水庫(kù)工程
水庫(kù)包括兩類:地面水庫(kù)和地下水庫(kù)。前者即人工湖泊,是通過(guò)筑壩在河流上攔水形成的;后者則是通過(guò)地下蓄水構(gòu)造,然后進(jìn)行人為的控制所形成的。水庫(kù)蓄水雖然能夠造福于人類,然而庫(kù)區(qū)及庫(kù)周的水文條件都會(huì)發(fā)生較大的變化,從而影響周圍的地質(zhì)情況,如庫(kù)水升高浸潤(rùn)庫(kù)岸,風(fēng)浪作用沖蝕庫(kù)岸及地下水位上升浸沒(méi)洼地等,這些情況都會(huì)影響工程地質(zhì),從而影響工程的施工、質(zhì)量。
5、關(guān)于軟土基坑
軟土基坑的地質(zhì)問(wèn)題主要涉及到土質(zhì)邊坡穩(wěn)定和基坑降排水兩個(gè)方面。為了保證邊坡穩(wěn)定,在施工中常會(huì)采取坡度及邊坡護(hù)面的合理設(shè)置、基坑支護(hù)、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(diǎn)或管井井點(diǎn)的降水方式。進(jìn)行軟土基坑降排水有很多好處,不僅保證了邊坡的穩(wěn)定,防止了流砂和管涌的發(fā)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(guān)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(guò)地下水位升降變化和地下水動(dòng)水壓力作用來(lái)引起巖土工程危害的。一般來(lái)說(shuō),地下水位變化引起的危害可分為三種:
1、關(guān)于潛水位上升
在附近修建水庫(kù),導(dǎo)致河流、湖泊、水庫(kù)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(yè)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(gè)方面。潛水位上升對(duì)建筑物的安全穩(wěn)定性構(gòu)成了巨大的威脅:
(1)地下水滲入地基,導(dǎo)致粘性土含水率增高、整體強(qiáng)度下降、可壓縮性大大增加,長(zhǎng)此以往,建筑物很容易發(fā)生沉降變形;
(2)地基無(wú)法保持穩(wěn)定,出現(xiàn)隆起,或產(chǎn)生側(cè)向位移,地基不穩(wěn),引起上浮,最終導(dǎo)致建筑物不穩(wěn)定,更甚者發(fā)生位移;
(3)砂土及粉土出現(xiàn)含水量飽和,引發(fā)砂土地震液化問(wèn)題,或者引發(fā)流砂、管涌等現(xiàn)象;
(4)斜坡、河岸臨空面的巖土體力學(xué)性能降低,引發(fā)滑移、崩塌等危害,使得其失去原有的功能;
(5)沒(méi)有進(jìn)行防護(hù)的地下室出現(xiàn)浸水而無(wú)法使用;
(6)土壤沼澤化、鹽漬化嚴(yán)重,對(duì)建筑物的腐蝕性大大增強(qiáng)。
2、關(guān)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(méi)有節(jié)制、采礦活動(dòng)中的礦床疏干以及上游筑壩、修建水庫(kù)截奪下游地下水的補(bǔ)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(duì)地質(zhì)災(zāi)害及自然環(huán)境都造成很大的影響,前者主要表現(xiàn)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(zhì)污染等,嚴(yán)重的地區(qū)還會(huì)出現(xiàn)沙漠化或海水倒灌現(xiàn)象。因此其嚴(yán)重影響了建筑物的穩(wěn)定安全及人類的居住環(huán)境。
3、關(guān)于地下水位升降
氣候、季節(jié)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(huì)影響地下水位波動(dòng)。此類危害對(duì)工程建設(shè)的影響也很大:
(1)地下水位波動(dòng),引起土體卸載再加載,而加載后的土體密度比原來(lái)的大,因此導(dǎo)致土壓密;
(2)建筑基礎(chǔ)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(fā)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(xiàn)溶解現(xiàn)象,進(jìn)而導(dǎo)致建筑物發(fā)生位移。
三、結(jié)語(yǔ)
綜上所述,水利工程的地質(zhì)問(wèn)題分析可以讓我們了解到在勘查過(guò)程中,應(yīng)注意哪些問(wèn)題,防止一些小的問(wèn)題引起大的危害,而水文地質(zhì)因其常被勘查人員所忽略,在工程中引發(fā)較多的危害,因此本文重點(diǎn)介紹其引起的各類巖石危害,望能給相關(guān)工作人員一些思考。
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