摘 要:近年來,我國(guó)水利水電工程地質(zhì)勘測(cè)方面取得了巨大的進(jìn)步,無論是在勘測(cè)方法上還是在方法運(yùn)用上都有創(chuàng)新性的突破。文章將結(jié)合地質(zhì)勘測(cè)的具體方法和技術(shù)措施,進(jìn)一步分析地質(zhì)勘測(cè)方法的可行性和科學(xué)性。
關(guān)鍵詞:工程地質(zhì);水利水電;應(yīng)用分析
工程地質(zhì)的目的是查明各類工程場(chǎng)區(qū)的地質(zhì)條件,對(duì)場(chǎng)區(qū)及其有關(guān)的各種地質(zhì)問題進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),并分析、預(yù)測(cè)在工程建筑作用下,地質(zhì)條件可能出現(xiàn)的變化和作用,進(jìn)而選擇最優(yōu)場(chǎng)地,并提出解決不良地質(zhì)問題的工程措施,為保證工程的合理設(shè)計(jì)、順利施工及正常使用提供了可靠的科學(xué)依據(jù)。
1 水利水電工程中工程地質(zhì)的重要性
工程地質(zhì)學(xué)是一門應(yīng)用地質(zhì)學(xué)的原理為工程應(yīng)用服務(wù)的學(xué)科,主要研究?jī)?nèi)容涉及地質(zhì)災(zāi)害,巖石與第四紀(jì)沉積物巖體穩(wěn)定性地震等。工程地質(zhì)學(xué)廣泛應(yīng)用于工程規(guī)劃、勘察、設(shè)計(jì)、施工與維護(hù)等各個(gè)階段。
在水利水電工程的建設(shè)過程中,工程地質(zhì)有著重要的作用,大量的實(shí)踐都指出建設(shè)之前重視地質(zhì)工作,即在水利水電工程建設(shè)前對(duì)建設(shè)區(qū)域進(jìn)行仔細(xì)的調(diào)差研究,從而掌握所在地區(qū)地質(zhì)條件規(guī)律性,是成功建設(shè)水電工程的重要保障。也有一些地區(qū)通過對(duì)工程地質(zhì)的應(yīng)用,將當(dāng)?shù)氐牟涣紬l件變?yōu)橛幸鏃l件——利用石灰?guī)r溶洞的分布發(fā)育規(guī)律,建成了經(jīng)濟(jì)、安全,既能蓄水灌溉又能發(fā)電的地下水庫(kù)。
相對(duì)地,也有一些水利水電建設(shè)工程并沒有對(duì)地質(zhì)工作形成足夠的重視,以致于在后期甚至在建設(shè)過程中出現(xiàn)問題的概率都很大,由此便可看出工程地質(zhì)不僅能對(duì)場(chǎng)區(qū)及其有關(guān)的各種地質(zhì)問題進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),進(jìn)而選擇最優(yōu)場(chǎng)地,并提出解決不良地質(zhì)問題的工程措施;還能為保證工程的合理設(shè)計(jì)、順利施工及正常使用提供可靠的科學(xué)依據(jù)。
2 水利水電工程地質(zhì)勘察的特點(diǎn)和方法
2.1 水利水電工程地質(zhì)勘查的特點(diǎn)
水利水電工程地質(zhì)勘查具有實(shí)踐性與經(jīng)驗(yàn)性、非凡性與復(fù)雜性、工程地質(zhì)問題的長(zhǎng)期性與隱伏性等主要特點(diǎn)。
2.2 水利水電工程地質(zhì)勘查的方法
2.2.1 工程地質(zhì)測(cè)繪:工程地質(zhì)測(cè)繪是水利水電工程地質(zhì)勘查中的基礎(chǔ)工作,要求地質(zhì)人員在工程設(shè)計(jì)之前要詳細(xì)查明計(jì)劃建筑區(qū)域的地質(zhì)條件及其空間分布規(guī)律,并將測(cè)繪結(jié)果反映在地形底圖上,為設(shè)計(jì)部門的工程地質(zhì)預(yù)測(cè)提供基礎(chǔ)條件。
2.2.2 工程地質(zhì)勘探:工程地質(zhì)勘探工作貫穿于整個(gè)水利水電工程的建設(shè)。從地表的研究到地下的研究,從定性的評(píng)價(jià)到定量的評(píng)價(jià),都能應(yīng)用到勘探工作。水利水電工程的地質(zhì)勘探種類主要包括物探、鉆探和坑探等。
2.2.3 工程地質(zhì)野外試驗(yàn):野外試驗(yàn)作為水利水電工程地質(zhì)勘查中一項(xiàng)常用的、重要的勘查方法,是獲得水利水電工程的工程地質(zhì)問題定量評(píng)價(jià)和施工所需參數(shù)的重要手段。水利水電工程的工程地質(zhì)野外試驗(yàn)包括鉆孔壓水試驗(yàn)、灌漿試驗(yàn)和荷載試驗(yàn)觸探試驗(yàn)等。而工程地質(zhì)野外試驗(yàn)的水平主要決定于試驗(yàn)設(shè)備和儀器的發(fā)展。
2.2.4 3S技術(shù)應(yīng)用:3S技術(shù)指的是全球定位系統(tǒng)、遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng),即GPS、RS和GIS三大技術(shù)系統(tǒng)的集成和總稱。其中遙感技術(shù)負(fù)責(zé)提供主要的遙感信息,是3S技術(shù)的基礎(chǔ)。而GPS技術(shù)和GIS技術(shù)則分別用于對(duì)于遙感信息的準(zhǔn)確定位和為獲取的遙感信息提供輔助信息及專家思維,進(jìn)而對(duì)所提取的信息進(jìn)行管理、分析和制圖的工作。最近幾年間我國(guó)的很多大型水利水電工程的工程地質(zhì)工作都是采用了這種技術(shù),并取得了滿意的效果。
3 水利水電工程存在的工程地質(zhì)問題和條件
3.1 水利水電工程建設(shè)中存在的工程地質(zhì)問題
由于在水利水電工程的建設(shè)過程中會(huì)造成原有地質(zhì)環(huán)境的改變,因此就可能會(huì)發(fā)生諸如斜坡滑動(dòng)、斜坡崩塌、泥石流、洞室圍巖坍塌、溶洞、地質(zhì)缺陷等各種工程地質(zhì)問題。
3.2 庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)問題
水庫(kù)在蓄水后,水位會(huì)上升,水深加大而流速減緩,在靠近壩體的一帶的水會(huì)形成一個(gè)近似的靜水體,而這種廣闊人工湖的形成會(huì)給水庫(kù)區(qū)域周邊地帶的地質(zhì)環(huán)境帶來一定程度的影響,庫(kù)區(qū)很可能會(huì)發(fā)生滲漏、淤積、浸沒、坍岸,甚至可能會(huì)誘發(fā)地震。
3.3 水利水電工程地質(zhì)條件
水利水電工程地質(zhì)問題的發(fā)生與建設(shè)區(qū)域的自然條件和環(huán)境有著脫不開的關(guān)系,其形成、發(fā)展、變化情況都是自然地質(zhì)條件對(duì)于工程建設(shè)活動(dòng)的反饋。而這種對(duì)工程建筑物的設(shè)計(jì)規(guī)劃、施工和使用都有著不同程度影響的地質(zhì)條件就是所謂的工程地質(zhì)條件。地質(zhì)條件主要包括地形地貌、地層巖性、物理地質(zhì)現(xiàn)象、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)特征等。
4 水利水電工程中典型工程地質(zhì)問題形成條件及對(duì)策
4.1 斜坡滑動(dòng)
斜坡滑動(dòng)是由于原有的斜坡結(jié)構(gòu)被破壞或者斜坡外部載荷大于其承受能力而產(chǎn)生的。為了防止斜坡滑動(dòng)可以采取以下幾種措施:排水、消坡、抗滑樁、抗滑擋土墻、預(yù)應(yīng)力鋼索錨固措施、焙燒法、灌漿法、砂井砂樁加固法等。
4.2 斜坡崩塌
斜坡崩塌的原因主要來自坡度在55到75度之間,表面凹凸不平的山坡上,與巖石的性質(zhì)和節(jié)理程度、地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)。針對(duì)斜坡崩塌的防止措施有:爆破或打楔、灌漿、坡面噴漿、調(diào)整地表水流、鋪砌覆蓋等。
4.3 泥石流
泥石流的形成條件有很多,其中應(yīng)滿足流域內(nèi)有足夠的、并能隨時(shí)對(duì)泥石流進(jìn)行補(bǔ)充的固體物質(zhì),要有較大的溝床縱坡和陡峭的地形,流域的中上游也要有能充分進(jìn)行補(bǔ)給的水源。對(duì)于泥石流的防治要將重點(diǎn)放在“防”上,并兼設(shè)工程措施。可以采用的防范措施有預(yù)防、攔截和排導(dǎo)。其中預(yù)防指的是在上游匯水區(qū)域,做好水土保持工作,調(diào)整地表徑流,對(duì)岸堤進(jìn)行加固;攔截指的是在中游流通區(qū)設(shè)置攔截物;排導(dǎo)則是在泥石流下游設(shè)置排導(dǎo)的設(shè)施使泥石流能被順利排出。
4.4 水庫(kù)地震
水庫(kù)地震指的是由水庫(kù)蓄水后誘發(fā)的地震,其發(fā)生條件有:地質(zhì)條件、激發(fā)條件。激發(fā)條件包含直接效應(yīng)和間接效應(yīng)。水庫(kù)地震一般都在3級(jí)左右,震級(jí)較小,振源較淺。防治方面可以盡量減少其地質(zhì)條件方面的破壞,并采用有效的方法預(yù)測(cè)水庫(kù)地震的發(fā)生級(jí)別和頻率,做好應(yīng)急預(yù)案等。
5 結(jié)束語
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,工程建設(shè)項(xiàng)目從深度、廣度及精度上對(duì)工程地質(zhì)勘測(cè)提出了更高的要求。這對(duì)我國(guó)的地質(zhì)勘探技術(shù)是一個(gè)挑戰(zhàn),水利水電工程關(guān)系著我國(guó)的民生,因此,加強(qiáng)水利水電工程地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)的發(fā)展顯得尤為重要。
作者簡(jiǎn)介:伍劍波(1978-),男,漢族,四川省瀘州市瀘縣人,工程師,研究方向:工程地質(zhì),農(nóng)村供水。