水利工程壩址選擇的工程地質(zhì)勘察

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一、引言

水工建筑物不同于其他建筑物，有其自身的特點(diǎn)。因水工建筑物的建成，而使宏大范圍內(nèi)的水文和水文地質(zhì)條件發(fā)生變化。這種變化就可能引起水庫岸坡再造、水庫滲漏、水庫淤積和壩下游河床沖刷等作用。因此，務(wù)必重視勘察、設(shè)計(jì)、施工全過程，否那么，后果極其嚴(yán)重。在壩址選擇時除了考慮主體建筑物攔水壩的地質(zhì)條件外，還應(yīng)研究包括溢洪、引水、電廠、航閘等建筑物的地質(zhì)條件，為規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工供給穩(wěn)當(dāng)依據(jù)。

二、壩址選取的工程地質(zhì)勘察

在自然界中，地質(zhì)條件完備的壩址很少，尤其是大型的水利樞紐，對地質(zhì)條件的要求很高，更不能完全得志建筑物的要求。所謂“最優(yōu)方案”是對比而言的，最優(yōu)壩址在地質(zhì)上也會存在缺陷。所以在壩址選擇時，應(yīng)當(dāng)考慮不同方案，并采取改善不良地質(zhì)條件的處理措施。因此，地質(zhì)條件較差，預(yù)計(jì)處理困難，投資振奮的方案，應(yīng)首先被否決。壩址選擇時，工程地質(zhì)論證的主要內(nèi)容包括區(qū)域穩(wěn)定性、地形地貌、巖土性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件和物理地質(zhì)作用以及建筑材料等，還要預(yù)計(jì)到可能產(chǎn)生的工程地質(zhì)問題和處理這些問題的難易程度，工作量大小等，下面分別論述。

1、區(qū)域穩(wěn)定性

區(qū)域穩(wěn)定性問題的研究在水利水電創(chuàng)辦中具有更加重要的意義。圍繞壩址或要開發(fā)的河段，對區(qū)域地殼穩(wěn)定性和區(qū)域場地穩(wěn)定性舉行深入研究是一項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù)。更加是地震的影響直接關(guān)系著壩址和壩型的選擇，一般處境下，地震烈度由地震部門供給，但對于重大的水利樞紐工程要舉行地震危害性分析和地震安好性評價。因此，對于大型水電工程，在可行性研究階段，應(yīng)組織特意氣力解決區(qū)域穩(wěn)定性評價。

2、地形地貌

地形地貌條件是確定壩型的主要依據(jù)之一，同時，它對工程布置和施工條件有制約作用。狹窄、完整的基巖“V”型谷適合修建拱壩，寬高比大于2的“U”型基巖河谷區(qū)宜修建混凝土重力壩或砌石壩。寬大河谷地區(qū)巖石風(fēng)化較深或有較厚的松散沉積層，一般適于修建土壩。不同地貌單元，其巖性、布局有其自身的特點(diǎn)，如河谷開闊地段，其階地發(fā)育，二元布局和多元布局往往存在滲漏和滲透變形問題。古河道往往操縱著滲漏途徑和滲漏量等。因此，在壩址比選時要充分考慮地形、地貌條件。

3、巖土性質(zhì)

巖土性質(zhì)對建筑物的穩(wěn)定來說特別重要，對壩址的比選具有抉擇性意義。因此，在壩址比選時，首先要考慮巖土性質(zhì)。修建高壩，更加是混凝土壩，應(yīng)選擇堅(jiān)硬、完整、嶄新平勻、透水性差而抗水性強(qiáng)的巖石作為壩址。我國已建和正在施工的70余座高壩中，有半數(shù)建于強(qiáng)度較高的巖漿巖地基上，其余的絕大多數(shù)建于片麻巖、石英巖和砂巖上，而建于可溶性碳酸鹽巖、強(qiáng)度低易變形的頁巖、千枚巖上的極少。

4、地質(zhì)構(gòu)造

地質(zhì)構(gòu)造在壩址選擇中同樣占有重要地位，對變形較為敏感的剛性壩來說更為重要。在地震猛烈活動或活動性斷裂發(fā)育的地區(qū)，選壩時應(yīng)盡量避開或遠(yuǎn)離活斷層，而位于區(qū)域穩(wěn)定條件相對較好的地塊上。在選壩前的可行性研究時，應(yīng)舉行區(qū)域地質(zhì)研究，查明區(qū)域構(gòu)造格局，尤其要查明目前仍持續(xù)活動或可能活動斷裂的分布、類型、規(guī)模和錯動速率，并預(yù)料發(fā)生水庫誘發(fā)地震的可能及震級。國外有些水壩就因橫跨活斷層而壩體被錯開或致垮壩。地質(zhì)構(gòu)造也經(jīng)常操縱壩基、壩肩巖體的穩(wěn)定。在層狀巖體分布地區(qū)，傾向上游或下游的緩傾巖層中存在層間錯動帶時，在后期次生作用下往往演化為泥化夾層，若有其他構(gòu)造布局面切割的話，對壩基抗滑穩(wěn)定極為不利，在選壩時應(yīng)更加留神。由于緩傾巖層的構(gòu)造變動一般較微弱，輕易被忽略。陡傾甚至倒轉(zhuǎn)巖層，由于構(gòu)造形變猛烈，巖石完整性受到猛烈破壞，在選壩時更要更加留神查清壩基內(nèi)緩傾角的壓性斷裂?？傊M可能選擇巖體完整性較好的構(gòu)造部位作壩址，避開斷裂、裂隙猛烈發(fā)育的地段。

5、水文地質(zhì)條件

在以滲漏問題為主的巖溶區(qū)和深厚河床籠罩層上選壩時，水文地質(zhì)條件應(yīng)作為主要考慮的因素。從防滲角度啟程，巖溶區(qū)的壩址應(yīng)盡量選在有隔水層的橫谷、且陡傾巖層傾向上游的河段上。同時還要考慮水庫有否嚴(yán)重的滲漏問題，庫區(qū)最好是強(qiáng)透水層底部有隔水巖層的縱谷，且兩岸的地下分水嶺較高。當(dāng)巖溶區(qū)無隔水層可以利用的處境下，壩址應(yīng)盡可能選在弱巖溶化地段。這就要求留心分析研究巖層布局、地質(zhì)構(gòu)造和地貌條件。

6、物理地質(zhì)作用

影響地址選擇的物理地質(zhì)作用較多，諸如巖石風(fēng)化、巖溶、滑坡、崩塌、泥石流等，但從一些水庫失事實(shí)例來看，滑坡對選擇壩址的影響較大。在河谷狹窄的河段上建壩可節(jié)省工程量和投資，所以選擇壩址時總夢想找最窄的峽谷段。但是，峽谷地段往往存在岸坡穩(wěn)定問題，確定要慎重研究。如法國羅曼什河上游一壩址，地形上系狹窄河段，河谷左岸由花崗巖和三疊紀(jì)砂巖及石灰?guī)r構(gòu)成。右岸是里亞斯頁巖，外觀上看來巖體較完整，后經(jīng)鉆探察覺頁巖下面為古河床相的砂礫石層，說明了頁巖是古滑坡體物質(zhì)，滑坡作用將河槽向左岸推移了70m。因而只得放棄該壩址而另選新址。

7、自然建筑材料

自然建筑材料也是壩址選擇的一個重要因素。壩體施工往往需要當(dāng)?shù)夭牧?，壩址鄰近是否有質(zhì)量符合要求，儲量得志建壩需要的建材，如砂石、黏土等，是壩址選擇應(yīng)考慮的。自然建筑材料的種類、數(shù)量、質(zhì)量及開采條件及運(yùn)輸條件對工程的質(zhì)量、投資影響很大，在選擇壩址時應(yīng)舉行勘察。

三、結(jié)語

從實(shí)踐說明，選擇壩址是水利水電創(chuàng)辦中一項(xiàng)具有戰(zhàn)