□何輝建 □肖東旭

（1貴州梵水工程建設(shè)有限公司 2貴州中金水利水電工程建設(shè)有限公司）

0 引言

我國幅員遼闊，地質(zhì)、地貌差異很大，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，因此，在進(jìn)行水利工程施工時(shí)，一旦對其有所忽視，即會導(dǎo)致質(zhì)量、安全問題。在水利工程施工之前，必須做好巖土地質(zhì)的勘察，全面掌握工程地質(zhì)概況，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行水利工程的設(shè)計(jì)與施工，保證其施工質(zhì)量。

1 巖土勘察概述

在工程地質(zhì)中，地質(zhì)性質(zhì)和巖體類別是其基本的構(gòu)成要素，建筑物是無法離開巖體或是土體單獨(dú)存在的。通常，在工程規(guī)劃階段主要是根據(jù)成因?qū)r土的類別進(jìn)行劃分；在后期的詳細(xì)勘察階段，則是根據(jù)其物理學(xué)性質(zhì)對巖土進(jìn)行劃分。下圖1即為水利工程細(xì)粒土劃分示意圖。

圖1 水利工程細(xì)粒土劃分示意圖

地基的穩(wěn)定性主要受到巖體破碎、軟巖與軟土的影響，軟夾層可能產(chǎn)生洞室塌落、邊坡滑移，應(yīng)在勘察中重視。另外，特殊土(膨脹土、黃土)與破碎巖石也是重點(diǎn)的勘察注意對象。破碎巖體、巖溶巖體、砂礫巖層等土層的滲漏機(jī)率大，也要重點(diǎn)關(guān)注。地質(zhì)勘察中要對巖土的厚度、分布做仔細(xì)勘探并實(shí)驗(yàn)，滿足工程建設(shè)對物理學(xué)性質(zhì)數(shù)據(jù)的需要。

2 巖土勘察分析

2.1 水文地質(zhì)評價(jià)

發(fā)現(xiàn)并處理不良地基，為工程提供承載力與穩(wěn)定性強(qiáng)的地基是水利工程地質(zhì)勘察工作的出發(fā)點(diǎn)。評價(jià)水文地質(zhì)是地質(zhì)勘察的首要任務(wù)，以防后期出現(xiàn)設(shè)計(jì)失誤或重大事故。其主要包括水質(zhì)的查明、水文地質(zhì)數(shù)據(jù)的詳細(xì)制作、有效預(yù)測水利工程受到地下水的何種影響、周圍建筑以及工程受到地下水的何種影響等。

在工程施工環(huán)節(jié)，地質(zhì)勘察院也要準(zhǔn)確分析巖土體，確定巖土體有何危害，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證地下水的滲透性以及富水性等，防止工程因人工沉降而出現(xiàn)事故。

2.2 巖土水理性

巖土水理性質(zhì)以及巖土的物理性質(zhì)是巖土的主要工程性質(zhì)，巖土與地下水的作用關(guān)系即巖土的水理性。巖土體中的地下水賦存形式多樣，比如：上層滯水、承壓水、孔隙水、裂隙水、巖溶水、潛水等。巖土強(qiáng)度及巖土變形度，以及工程使用期限與穩(wěn)定性能都受到水理性的制約。

在地質(zhì)勘察時(shí)，水體的崩解性、脹縮性、透水性、軟化性等是水體測試對象，另外還應(yīng)對巖土耐風(fēng)化強(qiáng)度與耐水浸強(qiáng)度進(jìn)行試驗(yàn)。溶水性、可塑性以及持水性也是勘察人員研究的對象。

2.3 巖土測試

室內(nèi)測試與原位測試是地質(zhì)勘察測試的主要方式，室內(nèi)測試主要針對普通的黏性土，而現(xiàn)場測試對象則是無黏性的沉積土與高飽和度的沉積土，測試內(nèi)容為密實(shí)度、強(qiáng)度、壓縮性等。測試的方式有研究波速控制、研究十字板剪切、研究圓錐動力、研究標(biāo)準(zhǔn)貫入等。

在土中置入圓錐的探頭，分層分析地基的方法為圓錐動力研究，該操作方法比較便捷、所需實(shí)驗(yàn)設(shè)施很少，但存在研究結(jié)果準(zhǔn)確性較低的現(xiàn)象。把套管清理干凈，通過套管的方式把十字板壓進(jìn)土里，并對地質(zhì)受力做測試的方式為十字板剪切分析法。在分布較廣的土層，且為沙土或沙份的地質(zhì)中，標(biāo)準(zhǔn)貫入法比較適用，但具有很大的離散型。所以，選用何種方式做巖土性質(zhì)的研究要根據(jù)實(shí)驗(yàn)所需結(jié)果準(zhǔn)確度以及現(xiàn)場地貌、地質(zhì)做決定。

3 工程實(shí)例

3.1 工程概況

擬建水庫位于雷山縣腳堯村，工程地理坐標(biāo)：東經(jīng)108°11’，北緯26°25’。水庫、壩段位于長江流域Ⅴ級支流，沅江Ⅳ級支流，清水江Ⅲ級支流，巴拉河Ⅱ級支流，南堯河Ⅰ級支流，距雷山縣城26 km，距凱里市45 km，有公路直達(dá)腳堯村，腳堯村至壩址左壩肩有簡易公路，交通條件較好。

水庫正常蓄水位為1333m，總庫容78萬m3，興利庫容為72萬m3，死水位1310m，年供水量229萬m3。擬建大壩為混凝土面板堆石壩，最大壩高44m。水庫主要任務(wù)是向下游營上集鎮(zhèn)及沿途村寨供水，同時(shí)兼顧部分農(nóng)田灌溉。

3.2 巖土地質(zhì)勘察工作概況

本工程巖土地質(zhì)勘察要點(diǎn)如下所示：

收集、分析整理相關(guān)地質(zhì)資料，對水庫的區(qū)域地質(zhì)、構(gòu)造地質(zhì)和樞紐區(qū)工程地質(zhì)條件進(jìn)行分析評價(jià)。通過地質(zhì)調(diào)繪、鉆孔探查、物探等技術(shù)手段及相關(guān)試驗(yàn)，對水庫成庫條件進(jìn)行分析論證，并對滲漏帶及可疑滲漏帶提出防滲處理措施的方案和建議。初步查明壩址區(qū)河床及兩岸覆蓋層厚度、成因、組成物質(zhì)及分布情況，查明壩址區(qū)的地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造，巖體的風(fēng)化深度及結(jié)構(gòu)特征、巖體完整性及滲透性，提出基礎(chǔ)開挖深度和防滲方案的意見和建議。查明壩址區(qū)和庫區(qū)的物理地質(zhì)現(xiàn)象和不良地質(zhì)現(xiàn)象，查明壩址區(qū)開挖邊坡的巖體結(jié)構(gòu)特征，評價(jià)邊坡巖體的穩(wěn)定性，查明主要樞紐建筑物的工程地質(zhì)條件，并進(jìn)行初步評價(jià)，對工程所需天然建筑材料進(jìn)行初查。

3.3 水庫區(qū)工程地質(zhì)條件及其評價(jià)

3.3.1 基本地質(zhì)條件

3.3.1.1 地形地貌

水庫位于大河右岸支流腳堯河河段，腳堯河與大河的交匯處為水庫區(qū)地表水、地下水最低排泄點(diǎn)，高程為814m。腳堯河河床高程814～1520m，河谷兩岸坡分水嶺高程為1060～1984m，地形切割較深，最大高差逾1000m，總體屬高中山侵蝕峽谷地貌。區(qū)內(nèi)無可溶巖地層，巖溶不發(fā)育，水庫區(qū)總體地貌形態(tài)以侵蝕中山峽谷地貌為主。擬建水庫處于侵蝕峽谷內(nèi)，為峽谷型水庫，兩岸坡度為30～50°，山高谷深，地形條件適宜建庫。

3.3.1.2 地層巖性

水庫區(qū)主要出露地層為下江群番召組第一段（Pt3f1）淺灰色、灰色變余粉—細(xì)砂巖、變余粘土質(zhì)粉砂巖夾粉砂質(zhì)板巖、含粉砂質(zhì)絹云母板巖、絹云母板巖。第四系（Q）殘坡積黃色、黃褐色粘土，夾碎石，厚0～5m，分布于庫盆及庫岸。

3.3.1.3 地質(zhì)構(gòu)造

水庫區(qū)位于南西向構(gòu)造帶內(nèi)，庫區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造不發(fā)育，地層出露連續(xù)性較好。在壩址下游沿河流流向約1km處發(fā)育有F1壓扭性斷層，斷層產(chǎn)狀S44°W/NW∠60°，破碎帶較寬，斷層延伸>30 km。斷層與庫區(qū)最短距離約600m，地表出露位置在水庫地表分水嶺以外，且斷層往深部發(fā)育趨勢遠(yuǎn)離庫區(qū)。因此該斷層對水庫不會造成影響。

3.3.1.4 水文地質(zhì)

測區(qū)出露地層為下江群番召組（Pt3f1）淺灰色、灰色變余粉—細(xì)砂巖、變余粘土質(zhì)粉砂巖夾粉砂質(zhì)板巖、含粉砂質(zhì)絹云母板巖、絹云母板巖，屬非可溶巖。水庫地表分水嶺雄厚，地表水排泄暢通，大氣降水多以明流方式補(bǔ)給河水，腳堯河為區(qū)域最低排泄基準(zhǔn)面。地下分水嶺與地表分水嶺基本一致，地下水為基巖裂隙水，一般以卸荷、風(fēng)化裂隙為滲透通道向坡外排泄，總體趨勢為橫向補(bǔ)給河水。第四系松散堆積體中，河流沖洪積砂礫石、碎塊石土一般具中～強(qiáng)透水性，孔隙水以潛水滲流形式向溝谷排泄，最終匯集于腳堯河。

庫區(qū)降水量豐富，植被茂密，地下水接受大氣降水補(bǔ)給，地下水動態(tài)特征與大氣降水關(guān)系密切，流量與降雨量相適應(yīng)，滯后時(shí)間較長，地下水位較高。

3.3.1.5 物理地質(zhì)現(xiàn)象

測區(qū)地貌類型以中山和河谷盆地為主，由于河谷深切，河流兩岸地形起伏大，坡度較陡，一般在30～50°。庫區(qū)巖層傾角35°，巖體中未發(fā)現(xiàn)有連續(xù)的軟弱結(jié)構(gòu)面分布，庫區(qū)無大規(guī)?；麓嬖冢畮煨钏罂赡艹霈F(xiàn)小規(guī)?；隆⒈浪F(xiàn)象?？傊?，水庫區(qū)不良地質(zhì)現(xiàn)象不發(fā)育。

3.3.2 水庫工程地質(zhì)評價(jià)

3.3.2.1 水庫水源補(bǔ)給

水庫補(bǔ)給水源主要為壩址以上地表分水嶺以內(nèi)集雨區(qū)。水庫地表分水嶺以內(nèi)腳堯河的大氣降水主要通過地表沖、溪溝直接進(jìn)入水庫主河道，部分滲入地下成為地下水，地下水通過風(fēng)化、卸荷裂隙等對水庫進(jìn)行補(bǔ)給。

3.3.2.2 水庫滲漏

水庫區(qū)為狹長條帶狀溝谷，水庫四周山脊一般高程在1367～1824m，高山環(huán)繞，分水嶺雄厚，無低鄰谷存在，無通往庫外的斷裂構(gòu)造發(fā)育，水庫處于非可溶巖分布區(qū)，地層封閉性較好，水庫蓄水條件良好。

3.3.2.3 庫岸穩(wěn)定

雀鳥水庫正常蓄水位1333m，回水長度0.71 km，整個(gè)庫區(qū)屬于不對稱和基本對稱的“V”型谷，庫岸主要為第四系（Q）殘坡積亞粘土、砂土、碎石，基巖出露較少，巖性為下江群番召組（Pt3f1）淺灰色、灰色變余粉—細(xì)砂巖、變余粘土質(zhì)粉砂巖夾粉砂質(zhì)板巖、含粉砂質(zhì)絹云母板巖、絹云母板巖。岸坡坡度30～50°，無岸邊再造。

水庫兩岸植被良好，未見滑坡及坍塌等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象存在，自然坡體穩(wěn)定，由于水庫兩岸覆蓋層及強(qiáng)風(fēng)化巖體較厚，水庫蓄水后，局部被人工開挖的邊坡（如庫腰右岸）可能存在小范圍的滑坡和崩塌體失穩(wěn)，滑坡、崩塌體附近均無居民居住，整體影響小。近壩庫岸均為逆向坡，未見滑坡及坍塌等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象存在。

庫岸總體穩(wěn)定性較好，下階段宜通過必要的勘探手段進(jìn)一步核查不穩(wěn)定邊坡的存在和對工程運(yùn)行的影響及工程區(qū)的影響評價(jià)，確保水庫大壩運(yùn)行安全和工程安全。

4 結(jié)語

綜上，本階段基本查明樞紐區(qū)水文、工程地質(zhì)條件，并對其進(jìn)行了科學(xué)評價(jià)。該工程中，庫盆無滲漏問題，庫岸邊坡有一定的塌岸及滑坡等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象存在，邊坡較為穩(wěn)定，成庫條件較好。

[1]虞磊,萬力.巖土常見地質(zhì)問題及勘察分析[J].黑龍江水利科技,2013(9):65-67.

[2]唐超民.有關(guān)工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)問題的分析[J].建材發(fā)展導(dǎo)向,2012(13):129-130.

[3]付大慶.水利水電工程地質(zhì)勘察與建筑巖土工程勘察比較[J].巖土工程界,2006(1):32-35.