水利工程地质论文模板(10篇)

时间:2023-06-18 10:36:52

导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇水利工程地质论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

水利工程地质论文

篇1

一、水利水电工程建设与环境问题

1.1水利水电工程与地震问题水库等水利水电工程建筑物蓄水后,由于地应力的调整或水体下渗等原因,触发了地质断层的复活而诱发地震。研究表明,要触发一个比较大的地震需具备以下三个条件:①水库岩石比较破碎,且处理效果不十分理想;②存在有利于应力集中的地质环境条件;③水库水荷载所产生的超孔隙水压力足够大。关于水库诱发地震的事件国内外均有报道,一般而言,水库的坝址没有较大的断裂带存在,仅仅是水荷载引起的地应力,诱发地震的可能性是很小的。但如果诱发大的地震,那将是灾难性的。从1987年的资料至今,我国已建设的坝高在15米以上的水库共18000多座,已发现水库诱发地震的有13座。

1.2水利水电工程与水文问题水利水电工程建成后改变了下游河道的流量过程或周围环境水域的分布,从而对周围环境造成影响。例如:①大坝水库不仅存蓄了汛期洪水,而且还截流了非汛期的基流,往往会使下游河道水位大幅度下降甚至断流,并引起周围地下水位下降,从而带来一系列的环境生态问题;②下游天然湖泊或池塘因断绝水的来源而干涸;③下游地区的地下水位下降;④入海口因河水流量减少引起河口淤积,造成海水倒灌;⑤因河流流量减少,使得河流自净能力降低;⑥以发电为主的水库,多在电力系统中担任峰荷,下泄流量的日变化幅度较大,致使下游河道水位变化较大,对航运、灌溉引水和养鱼等均有较大影响;⑦当水库下游河道水位大幅度下降以至断流时,势必造成水质的恶化。由此可见,水利水电工程对水文的影响是不容忽视的一个重要问题。

1.3水利水电工程与气候问题一般情况下,区域性气候状况受大气环流和水体分布所控制。如果修建大、中型水库及灌溉工程后,当地水体的分布会发生较大的变化。如原先的陆地变成了水体或湿地。局部地表空气变得较以前更加湿润,形成新的小气候,对当地气候会产生一定的影响。主要表现在对降雨、气温、风和雾等气象因子的影响方面。

1.4水利水电工程与鱼类、生物物种问题①对鱼类的影响:切断了洄游性鱼类的洄游通道;水库深孔下泄的水温较低,影响下游鱼类的生长和繁殖;下泄清水,影响了下游鱼类的饵料,从而影响鱼类的产量;高坝溢流泄洪时,高速水流造成水中氮氧含量过于饱和,致使鱼类产生气泡病。②对植物和动物的影响:库区淹没和永久性的工程建筑物对植物和动物都会造成直接破坏;同时局部气候变化、土壤沼泽化、盐碱化等都会对动植物的种类、结构及生活环境等造成影响。

二、工程地质工作中存在的问题

2.1工程地质勘察的质量问题在工程地质勘察过程中,主要问题有以下几种:①工程概念不清,勘探侧重点不明确,针对性不强,方法不当,手段落后;②工程地质分析工作中所选择的理论、方法、计算公式等与实际情况有较大出入,其适应条件的物理意义混淆不清;③地质报告中基本地质条件不清楚。我们遇到的主要工程地质问题有:①界定不准确或论证不充分,有问题遗漏甚至结论性错误;②有些地质报告没有地质结论,也有些工程没有做多少地质工作就先下结论,极不严肃。此类问题产生往往造成阶段性工程审查不能一次性通过,可能延误开发时机;或者尽管通过了审查,但却给工程留下了隐患,这种情况的危险性极大。

2.2勘测周期不合理的问题从工程地质勘察到地质报告的提交需要一定的工作周期,这是再简单不过的道理,然而有些工程却没有进行基础性的前期投入。主要存在问题有以下几个方面:①一旦需要申报项目,立即就要求提交地质报告;②今天刚刚提交可研报告,明天就要求提交初设报告。此类情况多为地方性工程,一般国家投资的大型工程出现这种局面的不多。没有足够的勘测周期所造成的后果是严重的,由于地质条件不清楚,直接导致投资控制不住,施工后修改设计等情况。更可怕的是留下了工程隐患,可能造成重大的工程事故。

三、结语

工程地质学是20世纪才建立和发展起来的一门地球科学。水利水电工程地质勘察是所有行业中涉及面最广、问题最复杂、任务最艰巨、声望最高、最具权威性的龙头行业,它具有自身的特殊性与复杂性。水利水电工程建设与环境保护是一项长远的任务,是水利水电工程顺利进行的重要保证之一。保护和改善工程环境是保证人们身体健康的需要,是现代化大生产和保证工程质量的客观要求,是保证工程永久利益的必须条件。工程地质工作的质量,对工程方案的决策和工程建设的顺利进行至关重要。由于地质问题引起的工程事故时有发生,轻则修改设计延误工期,严重时造成工程失事,给人民生命财产带来重大损失。近年来,工程地质勘察质量有下滑趋势,工程地质分析不够深入,有时甚至出现工程地质评价结论性错误这样严重的问题。笔者认为,总结分析水利水电工程地质勘察过程中存在的问题,具有重要的现实意义。

参考文献:

[1]林妙月.区域构造稳定性及地震性危险评价问题[M].北京:地震出版社,2008:99-100.

篇2

某坝基夹层双侧的岩体侧向抗滑效应比较大,如果按照既有的规律,不进行考虑的话就不符合坝基的实际。但是,进行绝对地考虑的话,也不一定非常合适。事实上,只要按照正常的办法,将其作为安全储备,而不参与坝基稳定计算就可以了。

1.2整体论观点

每一个工程地质问题都存在一定的系统之中,只有采用系统分析法才能够对其进行客观的分析和判断。系统方法论认为,人们在研究和解决系统问题时,仅仅重视各要素自身的可靠性是不够的,而应当将重点放在如何通过对具有必要可靠性的诸多要素的优化组合,以达到系统的整体效应最佳,而并不追求每个要素自身可靠性都达到最高等级。否则,工程地质决断就必然是偏于保守的。

1.3经验支持论观点

随着工程地质勘察的深入,其经验越来越多,作用也越来越大。工程经验可以帮助人们认识工程地质环境,建立数学模型进行研究[1]。工程地质勘察的经验还能够帮助人们分析地质状况是否适合进行相关的水利水电工程操作,如果能的话,需要在实际的工作中注意哪些问题。

2水利水电工程地质勘察理论现状

随着社会的发展、科学技术的进步,水利水电工程的建设逐渐实现了现代化,水利水电工程地质工作亦是如此。这些先进的技术为水利水电工程地质研究提供了现代化的理论基础与实践水平。实现现代化的操作、运用先进的科学技术也将是水利水电工程地质研究工作的必然途径。近几十年来,水利水电工程的地质研究工作取得了多方面的发展,从勘察技术到测试技术,再到数值分析技术等都获得了迅速的发展。虽然水利水电工程地质在理论、知识上获得了长足的发展,但是由于地质环境的复杂以及地质信息获取难等原因,导致了水利水电地质研究工作无法成为一门精确的学科,在众多方面还存在的缺陷。

3水利水电工程地质勘察主要内容

水利水电工程地质勘察工作是一项复杂的系统工作,应该涵盖到多个方面。但是传统的水利水电工程地质勘察工作由于受到理论以及经验方面的限制,只考虑到地质信息的基本调查工作。在实际工作中,仅对水利水电工程区的地质进行简单的分析,为建设人员提供建设区地形地貌、地层岩性以及地质构造等信息[2]。这样,就使得水利水电工程地质勘察报告不够完善,为工程建设提供的帮助也较为有限。自20世纪70年代,随着技术水平的提高,勘察的工作内容也逐渐丰富起来。当前,水利水电工程地质勘察工作包括多个组成部分。主要包括:基本地质信息的调查;工程地质问题的提出、分析以及判断;对工程地质进行改造的问题分析;对地质信息进行监测以及反馈,并且依据监测反馈内容进行调整。基础信息的调查是勘察工作的基础,然而后3个方面的增加则逐渐完善了勘察工作,将勘察的目标从简单的地质勘察延伸至地质工程方向。这种方向的转变能够有助于水利水电工程的建设,同时也给勘察人员提出了新的要求,他们不仅要是地质专家,也要了解水利水电方面的知识。这样,才能提高地质勘察工作的水平。

4水利水电勘察实物工程量与工程地质问题决断质量的关系

水利工程地质勘察工作中,首先是要进行地质勘察,进而对地质做出决断,这是该项工作的最基本环节,同时也是一项重要的环节,因为决断的质量会直接作为水利水电工程建设时的参考。但是对于这一环节,许多人存在一个误区,主要是关于水利水电勘察实物工程量与工程地质问题决断质量的关系。许多人会认为工程地质问题决断质量完全与勘察实物的工程量成正比,受到勘察实物工程量的直接影响。但是实际上,二者并无如此明显的因果关系。勘察实物工程量会为工程地质问题的决断工作提供基础,但是决断的质量大部分还是取决于勘察人员的专业素养。水利水电工程所面临的地质条件往往较为复杂,这本身就对勘察人员的素质提出了较高的要求。面对这么复杂的地质环境,勘察人员要想进行正确、科学的决断必须要有扎实的专业基础、具有较高的综合决断能力。

5水利水电工程地质决断风险问题

工程地质决断风险(简称地质风险),主要是指因为重要地质信息的遗漏或者工程地质决断失误等原因,为社会、经济以及工程带来危害的事件。所有的工程都想通过建设,在风险降到最低水平的前提下,达到一定的经济、社会效益,水利水电工程也是如此。但是有些人一味地要求工程完全无风险,是不够科学的,是一种理想化的认知,尤其是对于水利水电工程。水利水电工程的选址往往是在河道、山体等地质较为复杂的地区,这些地区所面临的地质风险概率很大。因此,水利水电工程的建设都必备地质勘察流程。通过这一工作来对地质进行分析、决断,指导工程建设,降低地质风险。依据地质风险事件的危害程度,可以将风险事件划分为毁坏型风险事件和损伤型风险事件。从实际而言,损伤性的风险事件是被允许的,但是毁坏型则完全不予允许。虽然地质风险客观存在,但是为了确保水利水电工程能够发挥更大的效果,减少损坏,勘察人员们必须要加强专业知识的学习,利用经验等各种理论,结合实际对地质问题进行正确的决断,确保决断质量,将地质风险控制在最低的状态。

6水利水电岩体工程稳定性地质评价问题

由于水利水电工程必须建立在一定的岩体之上,所以水利水电工程地质勘察工作,还需要对岩体工程进行稳定性分析以及评价。这一工程由坝基工程、地下工程以及边坡工程等构成。实际的分析评价中,要立足工程实际,综合多方面因素来进行。开展岩体工程的稳定性分析首先要为岩体工程确定目标以及预定工程需要达到的可靠度。此外,为整个工程建立一套完善的稳定性评价系统,从整体出发,利用系统将各个单方面因素结合起来进行综合的分析。从而使得稳定性评价工作能够达到应有的效果。这一工作的科学、有效也将为后期的地质决断提供基础。

篇3

2耦合多源数据的水利水电工程地质剖面生成方法

各类地质数据解译分析的目的是为了弄清工程区复杂的地质结构几何形态和空间分布关系,水利水电工程地质研究的主要对象为地形地貌、地层岩性和地质构造三类地质要素。因此,耦合多源地质数据的解译分析结果,对各类地质要素进行综合分析,获得能客观反映其空间构造的剖面数据,将为三维地质数据的集成提供数据源。根据地质结构分析可知,反映工程地质条件的数据多种多样,如地形等高线、钻孔、平硐、实测剖面、遥感解译图、地层柱状图、区域地质图、构造地质图等,由于数据来源、勘测手段、数据精度等方面的不一致,使得这些地质数据不能完全统一地反映实际地质条件,需要进行耦合处理分析,形成一致的解释结果。根据数据的类型和使用方式,可将其分为两大类:①直接可用数据。包括钻孔、平硐及其相关属性数据,这些通过地质勘探得到的原始采样数据,精度很高,利用数据库进行存储管理后,可直接用于剖面解译和集成系统中。②间接图形数据。由不同分辨率不同精度的图形组成,既包含分析处理过的原始信息,如三维地形、剖面数据等,也包括分析得到的数据,如通过地质点、遥感图像解译获得的地层界线、断层、褶皱等构造迹线,以及地层柱状图、构造地质图等,这类数据一般利用AutoCAD平台进行二维存储,需要进行耦合统一分析。在传统剖面形成的基础上,提出改进的耦合多源地质数据的地质剖面生成方法如下:a.将综合反映工程区域地质测绘、勘探和分析成果的工程地质平面图数字化处理,主要包含地形等高线、地表出露的岩层界线和构造轮廓线(断层、褶皱等),以及勘探数据分布,如图1(a)所示。b.结合工程需要在平面图上交互定义剖面位置,如图1(a)中的A—A''''剖面线。c.确定剖面位置后,考虑一定的距离s(0≤s≤r,r定义为研究区域内剖面的缓冲半径)和权重w选择该位置附近的钻孔和平硐,s越小,w越大。d.在平面图的基础上,结合岩层剖面分析图和构造地质图,分别计算剖切面与地形面、岩层界面及断层迹线之间的交点,得到点集Pt、Ps和Pf,连接各点集中的点即可形成相应的地形线、岩层界线和断层线。e.自动导入钻孔、平硐数据并分析各地质结构产状,对上一步得到的结果进行调整修改,使其与实际数据完全吻合;并采用样条曲线技术对每条界线进行平滑处理,获得如图1(b)所示的剖面。该方法基于表格数据、图形数据和相关的地质信息,能够半自动化地完成剖面定义和绘制,依此可形成一系列工程所需要的地质横纵剖面图和轴线剖面图,并可在确定的高程下对这些剖面图进行平切,可获得不同高程下向深部推断分析的地质平切图。

3水利水电工程地质综合数据集成

通过对各种原始勘探资料的整理分析和耦合,获得了一系列与工程相关的、含有地质专家经验知识的二维横纵剖面图和平切图,钻孔、平硐数据可通过数据库直接读入,还需要将所有剖面中的各类岩层界线、构造界线等按照统一的“层(layer)”进行分层归类,其自动分层和集成处理的主要步骤如下:a.定位二维剖面图。收集所有剖面,分别对横纵剖面和平切面进行定位,其中横纵剖面的定位数据包括剖面名称、段数、起始坐标(x1,y1,z)和终点坐标(x2,y2,z),当剖面段数大于1时还有一系列分段坐标;平切面的定位数据为平切面名称和高程。这些定位数据存储于数据库中。b.提取二维剖面线数据并作三维转换。在AutoCAD中自动提取相关的横纵剖面和平切图等二维图形中的地质线条上的点坐标,并依次分类全部存储在数据库中,主要包括地层类、断层类和界限类(主要是划分的风化、卸荷上下限)等。c.剖面线自动分层。必须有一个较完整的细分图层的剖面,才能对所有剖面线进行自动求交判断。两条不同剖面线之间存在交点则表明同属一个图层,据此可将剖面线自动分层,每条剖面线的数据包括图层名、所在剖面名称和一系列构成剖面线的点数据。

4工程实例分析

某水电工程所处地区属扬子板块西缘松潘-甘孜造山带南的木里弧形构造带,坝段及邻近区域地层普遍变质,褶皱强烈,断裂发育,工程地质条件非常复杂。该工程坝址位于雅砻江中下游河段,河流流向约N25°E,河道顺直而狭窄,其工程地质研究区域为一长方形,沿河流方向呈北东向展布,长1700m,宽1560m,面积约2.7km2。该工程地质勘测设计历经10余年,获得了大量工程地质勘察资料和研究成果,基于上述不同阶段的地质勘察数据,针对选定坝址区域进行各种地质解译分析研究,对其地质结构进行空间构造推断分析,按照研究区域和各主体工程设计的需要,获得了一系列的地质分析成果,包括研究区域的工程地质平面图和数字地形,8个从坝址上游到下游展布的横剖面图,5个左右岸分布的纵剖面图,19个不同高程的平切面图,以及其他沿各种建筑物轴线剖切的剖面图等。图2给出了基于坝区5m间距地形等高线建立的数字地形模型,图3为坝轴线附近的横剖面图。所有上述数据三维集成后的成果如图4所示,包括所有钻孔、平硐和剖面数据,并分类得到不同岩层、断层、岩脉、覆盖层、风化卸荷界限等耦合解译数据。基于耦合集成的三维数据可建立相应的三维地质模型,如图5所示,为地质、水工、施工等不同专业工程师设计分析提供地质模型平台。

篇4

2.系统模块基本操作地质信息管理系统由数据库、录入、成果输出、系统、程序等5个模块组成,每个模块内包含数量不等的图标命令,具体功能设计上既服从实际地质工作流程、也打破了专业分工的制约。数据库:包括连接、在线/离线两个图标命令,前者定义登录方式,即在线登录中心数据库还是离线登录本机数据库;后者定义数据传递方式,即在线上传到服务器端、还是离线从其他离线数据库导入。录入:包括工程、工程阶段、和工程部位三个图标,分别用于创建新的工程、选择工程阶段、和创建新的工程部位,构成数据管理器的目录和骨架。成果输出:该系统可以输出常用图件及表格,钻孔柱状图、节理统计图、钻孔平硐坑井统计表格等。系统:包括参数定义、角色管理、用户管理三个图标,其中的参数定义是对每个工程的相关术语进行统一定义与管理,比如,同一地层的名称必须唯一,由授权用户定义,无权限的用户只能选择定义的结果。角色管理包括创建新角色、选择现有角色编辑和删除角色,根据流程创建或选择一个角色并授权其应具备的权限;用户管理包括创建新用户、选择一个用户进行编辑、删除、锁定或者解锁用户以及修改当前用户密码,在编辑一个用户时,可以分配其角色并赋予相应工程的操作权限,一个用户也可以拥有多个不同的“角色”。程序:窗口管理和退出系统,前者通过进行界面右侧浏览器的显示/隐藏设置,顾名思义,后者是退出数据库系统。其中系统模块所包括的角色管理和用户管理是对不同用户数据库操作权限进行管理,该系统在在线工作模式下可以实现角色管理和用户管理两项权限管理功能,对不同用户的操作权限进行控制。

3.角色管理根据实际工程需要由系统管理员创建角色,也可以对已经存在的角色进行编辑或删除等操作,不同角色具有不同数据库操作权限,管理员通过配置这个权限,控制其访问功能菜单的行为。角色管理采用流程式操作,用户根据需要可以勾选任意一个选项,但允许用户(管理员)进行的操作方式存在差别。在对话框中可以对已有的角色名称和描述进行修改,还可以在表单管理界面对访问权限进行设置。目前该信息管理系统包含基本信息、钻孔数据、平硐数据、地质点数据、测试数据物探数据、地应力、文件管理和系统设置共九个表单文件,鉴于数据库涉及到多个专业方向,如物探、地质、测试等,具有角色管理权限的用户可以通过对用户设置专业需要的表单并赋予相应的只读、读写和拒绝访问的权限实现不同专业的不同用户的数据库操作权限。用户管理系统管理员可以在用户管理中创建一个新用户、选择一个用户编辑、删除和锁定/解锁用户以及修改当前用户密码等操作。在用户管理中选择一个用户赋予相应的角色,给予该用户可操作的工程。此外,用户还有一定的工程访问权限,管理员可以通过配置用户的工程控制其访问工程的行为。当用户需要在线使用中心数据库,需要对用户设置一定的权限,程序通过添加和编辑角色等功能实现。

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二、土地价值核算对水利工程项目经济评价影响

通常情况下,水利工程的主导单位都是国家或者政府,并且针对土地资源的利用,能够通过水利工程相关的补偿性措施来进行土地所有权或者使用权的过渡或转让,但是绝大多数情况下,政府对于土地拥有绝对的主宰权,所以并不会对水利工程的整体经济评价造成很大程度的影响。但是在我国水利工程中,多元开发是一种较为常见的形式,这样一来项目产权就呈现出了多元化的特点。针对水电行业我国已经在政策上进行了全面开放,在这种情况下,对相关水利工程项目进行具体收购,就逐渐成了一件司空见惯的事情。在我国现有的国民经济体制下,通常都是通过影子价格来对土地价值进行量化衡量,在这一过程中,使用价值是针对土地资源进行评价的唯一衡量标准,但是却忽视了土地本身价值的存在。在这种情况下,进行土地核算将会对水利工程经济评价,造成很大程度上的影响。如果针对土地本身的资源价值进行具体全面的考虑,将会得出大相径庭甚至截然相反的经济评价结论。所以在针对土地资源进行经济价值核对的过程中,要能够针对不同的情况进行不同形式的工程项目经济评价,只有这样才能够使得经济评价结果更加符合真实情况,并且更加全面系统。否则如果进行片面的土地价值核对,将会对工程项目的经济评价造成强烈的结果冲击,从而不能够对项目进行客观分析。

篇6

中图分类号:P336文献标识码: A

引 言

物探是地球物理勘探的简称,它是根据各种岩石之间的密度、磁性、电性、弹性、放射性等物理性质的差异,利用地球物理的原理,采用不同的物探仪器和物理方法,对工程区的地球物理场进行测量,以解决地质问题的一种物理勘探方法。 当地下单元含有地下水之后,它的含水量将与电导率、渗透率、地层孔隙度、矿化度等诸多因素相关。 此外放射异常、弹性波阻抗异常、磁异常等均可以运用在水文地质实际工作中去。 在实际中,水文地质工作可以采用很多种类的地球物理勘探方法。 本文将对其中几种主要方法进行介绍,如高密度电阻率法、激发极化法、CSAMT、瞬变电磁法和地面核磁共振法等。

1 高密度电阻率法

岩石电阻率是由多种因素共同决定的。 这些因素包括含水量及水的矿化度、孔隙度、颗粒结构、矿物成分等。 在同一层岩石中有没有含水,会在很大的限度上决定电阻率的数值。 运用电阻率物探方法进行水文地质勘查,其实就是通过测定含水层的电阻率在其空间的分布规律,探查和发现含水岩层的储水条件、空间展布,最终进行水文地质勘查,这种方法是一种间接找水的方法。高密度电法实际上是电剖面法和电测深法相结合的产物。其基本原理与普通电阻率法相同, 通过 A、B 电极向地下供电流,然后在 M、N 极间测量电位差,从而可求得该点(M、N 之间)的视电阻率值。 高密度电阻率法原理如图 1 所示。

图1 高密度电阻率法原理图

由于在观实际测中布置了高密度的观测点,所以高密度电阻率法是阵列思想应用于电阻率法的产物。 高密度电阻率法为地下水资源勘查提供了有效、快捷的工具。 它不但可以运用非含水地层和含水介质之间的电性差异,来直观的获取水循环条件、富水特性和含水层位置等方面的信息;还可以通过建立含盐量与电阻率之间的转换关系,从而实现含盐量的动态原位监测。 除此之外,因为含水介质导电特性和导水性之间非常相似,高密度电阻率法便为水文地质参数的校正、确定提供了一种有效的手段。

2 激发极化法

激发极化法(或激电法)就是以岩、矿石激发极化效应的差异为基础来解决地质问题的一类勘探方法。 当对地下地质体供入一直流脉冲 ΔV1,在供电电流不变的情况下,可观测到如下现象:地面上两个测量电极的地位差 ΔV(t)随时间增加而趋于饱和值。 在供电电流断开之后,会发现电极间电位差将快速的衰减,在衰减带一定的数值后,衰减的速度将开始变慢,经过一点时间后,其可衰减为零。 这种在放电和充电过程中会产生的附加电场现象,被称为激发极化效应。在实际地质应用方面,初期的激电法主要用于勘查硫化金

属矿床,后来发展到诸多领域,如氧化矿床、非金属矿床、工程地质问题等。 近年来,激电法找水效果十分显著,被誉为“找水新法”。 利用激电法确定地层的含水性,这种方法最好与高密度电阻率法相结合,这样就可以提高找水的成功率,降低地球物理解释的多解性。

3 (CSAMT)可控源音频大地电磁法

CSAMT 是在(AMT)音频大地电磁和(MT)大地电磁法的基础上发展起来的一种可控源频率测深方法。 可控源音频大地电磁法运用可控制的人工场源来测量从电偶极源到地下的电磁场分量,两个电极的电源距离在 1~2km,测量是在距离场源5~10km 之外的地方进行 。 CSAMT 方法的工作频率一般从10kHz~0.125Hz,因此,勘探深度一般可从地表到地下几千米 。由于该方法运用巨大的人工信号源,能够压制干扰,所以可以采集到高质量的数据。 CSAMT 方法的基本理论是基于电磁波传播理论和麦克斯韦方程组, 导出电场 Hy、ρs磁场与视电阻率的关系式为:

可控源音频大地电磁法的出现展示出了较好的应用前景,其作为激发极化法和普通电阻率法的补充,可以深层次的解决地质问题。 例如地热勘查和水文工程地质勘查、推覆体或火山岩下找煤、油气构造勘查等方面,都取得了良好的地质效果。 在地下水资源中,可控源音频大地电磁法适合寻找深部的基岩裂隙水。

4 (TEM)瞬变电磁法

TEM 是运用接地线或者不接地线源向地下发送一次场 ,在一次场的间歇期间,测量出电磁场随时间的变化,依据二次场的曲线衰弱特征判断出地下不同深度地质体的规模大小及电性特征等。 因为瞬变电磁法是观测纯二次场,消除了由一次场而产生的装置偶合噪音,其有着受旁侧地质体影响小、与探测地质体有最佳偶合、对低阻反映灵敏、探测深度深、横向分辨率高、体积效应小等优点。TEM 与其他测深方法进行比较,它具有探测深度大、工作效率高的优点。 近年来,该方法得到迅速发展,特别是对探测低阻覆盖层下的良导电地质体取得了显著的地质效果。 由于上述特点,针对水文地质问题,TEM 不仅仅可以确定水文地质构造类型和在冲积层地区估算基岩的埋深和地下水位;还可以在滨海含水层中查明绘制人为和自然发生的海水入侵分布图以及咸淡水界面、监测和圈定地下水污染通道。

5 (SNMR)地面核磁共振法

地面核磁共振(SNMR)是近年发展起来的找水方法也是目前世界上唯一的直接找水的地球物理新方法。 通过运用了不同物质原子核弛豫的性质,从而产生了 SNMR 效应。SNMR 效应利用地面核磁共振找到水仪器,研究并观测在地层中水质子产生的核磁共振信号的变化的规律,进而探测地下水的时空赋存和存在性的特征。

地面核磁共振法找水的原理决定了可以找多少水,尤其是淡水。 在 SNMR 方法的探测范围之内,只要有自由水存在,就可以感应到核磁共振信号响应,反之就没有响应。 另外地面核磁共振方法受到地质因素的影响比较小,这样就可以用来区别电磁测深法的电阻率和间接找水法的电阻率的异常地质。 当前, 地面核磁共振法不足之处在于不能用来探测埋藏深度在150m 以下的地下水,并且易受电磁噪声的干扰。

6 结 语

从发展的角度看,从高密度电阻率法、激发极化法到可控源音频大地电磁法(CSAMT)、瞬变电磁法(TEM),再到地面核磁共振法,地球物理勘探方法总体上在不断进步。 尽管如此,在复杂的地质背景下,没有一种方法是万能的,只有根据不同的地质条件和工作要求,针对性地采取某种方法或几种方法的组合,才能提高成果的解译程度,更加精确地完成地球物理勘探工作。 多种方法的结合使用已经开始普遍用于地下水的勘探研究,也取得好的结果。 随着勘探难度的加大,还有更多的问题需要探索和研究。 相信随着人们认识程度的提高,物探在地下水勘察中的作用会越来越明显, 水资源勘察也将进入一个新阶段。

参考文献:

[1] 韦卫明. 高密度电法在工程勘察应用中的体会[J]. 煤炭技术,2011(2).

篇7

随着社会的发展,建设水利工程的规模和数量日益增加,因此水利工程的质量安全问题也被提到了日程上来。在水利工程中,作为岩土体的重要组成部分,地下水对水利工程建筑的地基有很大的影响。然而在勘查工作中,工作人员常常将水文地质勘查放在一个无不起眼的位置,在勘查报告上只是做了一般性的评价,特别是在一些水文地质条件较复杂的地区,没有进行深入研究,常因没有意识到水文地质对整个工程的影响而导致由此引发的各种岩土工程危害问题,进而威胁到整个工程的质量安全。笔者基于此,分析了水利工程地质问题及水文地质危害,望能够相关工作人员一些启示。

一、水利工程地质情况

1、关于坝基岩体

不同的坝型具有自己的工作特点,也决定了其对地质条件要求的差异。由此可知,要做好坝基岩体的地质工作,在了解不同类型坝体的工作特点的同时,还应掌握每种坝型对地质条件的适应性及对工程地质条件的要求。另外,还应注意研究坝区岩体本身存在的地质缺陷,防止因缺陷而引起的坝基不稳和坝区渗漏情况。

2、关于边坡

引起边坡变形破坏的因素有多种,如地形地貌条件、岩土类型和性质、水等,此外还有风化因素、人工挖掘、振动、地震等。边坡不稳的类型主要包括四种:松弛张裂、蠕动变形、崩塌、滑坡,

3、关于地下洞室围岩稳定性

围岩变形的类型有以下几种:脆性破裂、块体滑动和塌方、层状弯折和拱曲、塑性变形和膨胀。一般对于工作人员来说,洞室地质较简单、岩层厚、具有一定的间距,不存在影响洞室稳定性的断裂带,整体的岩体具有较强的硬度及完整性、整个地形没有滑坡及塌方等的趋势、地形完整、地下水其地基基础影响小、环境好、无异常地热等,具备这些条件的建洞山体是比较理想的。

4、关于水库工程

水库包括两类:地面水库和地下水库。前者即人工湖泊,是通过筑坝在河流上拦水形成的;后者则是通过地下蓄水构造,然后进行人为的控制所形成的。水库蓄水虽然能够造福于人类,然而库区及库周的水文条件都会发生较大的变化,从而影响周围的地质情况,如库水升高浸润库岸,风浪作用冲蚀库岸及地下水位上升浸没洼地等,这些情况都会影响工程地质,从而影响工程的施工、质量。

5、关于软土基坑

软土基坑的地质问题主要涉及到土质边坡稳定和基坑降排水两个方面。为了保证边坡稳定,在施工中常会采取坡度及边坡护面的合理设置、基坑支护、降低地下水位等措施,确保施工安全。而基坑降排水的途径主要有两种:明排法和人工降水,后者常选用轻型井点或管井井点的降水方式。进行软土基坑降排水有很多好处,不仅保证了边坡的稳定,防止了流砂和管涌的发生,还在下卧承压含水层的黏性土基坑中,避免了基坑底部的隆起。另外,软土基坑降排水后,基坑土体相关干燥,方便了施工。

二、地下水引起的各种岩土工程危害

地下水主要是通过地下水位升降变化和地下水动水压力作用来引起岩土工程危害的。一般来说,地下水位变化引起的危害可分为三种:

1、关于潜水位上升

在附近修建水库,导致河流、湖泊、水库中的水位上升是引起潜水位升高的重要因素,另外灌溉工程(包括引水渠道和水浇地渗漏工程施工、工业废水和各种地下给排水管道的渗漏等)也是影响潜水位上升的一个方面。潜水位上升对建筑物的安全稳定性构成了巨大的威胁:

(1)地下水渗入地基,导致粘性土含水率增高、整体强度下降、可压缩性大大增加,长此以往,建筑物很容易发生沉降变形;

(2)地基无法保持稳定,出现隆起,或产生侧向位移,地基不稳,引起上浮,最终导致建筑物不稳定,更甚者发生位移;

(3)砂土及粉土出现含水量饱和,引发砂土地震液化问题,或者引发流砂、管涌等现象;

(4)斜坡、河岸临空面的岩土体力学性能降低,引发滑移、崩塌等危害,使得其失去原有的功能;

(5)没有进行防护的地下室出现浸水而无法使用;

(6)土壤沼泽化、盐渍化严重,对建筑物的腐蚀性大大增强。

2、关于地下水位下降

此种危害大多由人为因素引起。抽取地下水没有节制、采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等人为操作都可引起地下水位下降。地下水位急剧下降对地质灾害及自然环境都造成很大的影响,前者主要表现在地裂、地面沉降、地面塌陷等,后者主要是地下水源的缺乏、水质污染等,严重的地区还会出现沙漠化或海水倒灌现象。因此其严重影响了建筑物的稳定安全及人类的居住环境。

3、关于地下水位升降

气候、季节的变化,地球与月球引力的变化,河流、湖泊水位的变化,潮汐的变化等都会影响地下水位波动。此类危害对工程建设的影响也很大:

(1)地下水位波动,引起土体卸载再加载,而加载后的土体密度比原来的大,因此导致土压密;

(2)建筑基础工程材料的使用期限受到影响,加剧了腐蚀性;

(3)干湿交替较频繁,诱发木桩腐烂,因此跟埋于水下的地基相比,泥炭土地基的使用年限大大减少;

(4)石膏层和钠盐层等含盐地层出现溶解现象,进而导致建筑物发生位移。

三、结语

综上所述,水利工程的地质问题分析可以让我们了解到在勘查过程中,应注意哪些问题,防止一些小的问题引起大的危害,而水文地质因其常被勘查人员所忽略,在工程中引发较多的危害,因此本文重点介绍其引起的各类岩石危害,望能给相关工作人员一些思考。

参考文献:

[1]会议论文.水利工程中的工程地质环境分析.中国水利学会勘测专业委员会.2002年学

术研讨会,2002.

篇8

工程地质数据是地质信息最重要和基本的因素之一,因此,对此进行科学合理的管理,更是构建地质信息现代化的重要手段,在工程地质数据管理过程中,我们可以根据工程地域之间的差异,然后将现有的工程地质勘查的资料进行系统的分析和整理,然后通过信息收集的方式,建立相应的当地工程区域地质信息资料库,这样就可以在工程地质管理中形成基本的管理和控制,然后,在进一步的加大勘查和收集信息的力度,将工程地域之间的相关资料进行全面综合的整理和分析,这样就能够实现工程地质数据信息的规范化管理以及信息资源的共享,可以达到综合利用的目的,这样的方式,一方面提高了数据管理系统的效率,一方面还提高了工程地质信息数据的使用价值和利用率,近些年以来,工程地质数据管理的发展十分迅速,在行业之间也受到广泛的利用和普及,传统的GIS工程地质数据管理方式,在当今的工程地质数据管理应用中已经显示了很多不足的之处,已经不能够适应社会的发展和需求了,当今很多的领域都在采用( Geological Data Management, 简称GDM),为工程地质数据管理系统进行管理和应用,已经建设了相对科学合理的应用手段,下面我们就通过分析和论述来对工程地质数据管理系统的应用进行阐述。

一、工程地质数据管理GDM的基本结构

GDM系统在研发和应用过程中,主要的的基本结构大概被分为三个部分,基本体系结构,是使用数据层来支撑平台层和应用层然后实现三层分离的设计模式,从而来实现GSM系统的应用灵活配置,GDM的数据层主要内容包括,空间之内的数据库、工程地质勘查的原始数据库、坐标系统数据库等,支撑的数据库主要包括GDM的操作系统、管理数据库的系统、以及GIS平台、应用层主要的内容包括,对于工程地质数据进行采集,数据存储、数据管理、分析数据、权限管理等等相关的职能,以上所说的三部分就是工程地质数据管理GDM的基本结构。

二、GDM对工程地质数据中地质勘查的影响

GDM系统的不断普及和应用,给工程地质数据管理的科学系统化管理,带来了一个全新的领域,更是将工程地质数据管理提升到了一定的管理水平上来,提供了一个投资少、见效快、实用性的管理系统方案,传统的GIS平台在建设过程中发生的成本非常的大,而且在一定程度上还限制了工程地质数据管理的发展和创新,GDM系统的出现构建了相对经济合理的工程地质数据库,大大改进了工程地质数据建设的脚步,提高了工程地质数据管理的使用效率,实现了工程地质数据管理的数字化和规范化管理模式,GDM系统在工程地质数据管理中,能够有效的对相关工程钻孔数据资料、地质图件资料、勘查结构、进行全面综合的治理和分析,因为其在研发过程中,设置了非常丰富的数据库平台,能够轻松的对采集的数据进行科学合理的分析和应用,它的出现一方面可以进行工程地质数据管理,另一方面还可以进行工程地质勘察的成果分析。

三、GDM系统在工程地质数据管理系统中的应用

GDM系统在工程地质数据管理系统应用的过程中,能够很好的实现,数据采集、数据管理、数据使用、能够将其三个特点共同的融会到实际管理中,在加上GDM系统在设计过程中,还融入了CAD功能,CAD可以采集和分析的数据直接传输到GDM的数据库中,能够轻松的实现管理和应用,GDM中的数据在无法进行分析的过程中,可以讲信息导入到CAD的系统中,然后对其相应的信息进行更加全面和系统的地质数据分析和管理,相关的工程人员可以在对数据库的存储数据来对地质数据进行观察和分析,然后通过观察分析得出来的结果对工程状况进行了了解和分析。

在使用GDM系统进行工程地质数据管理中,GDM能够快速的构建起相关的工程地质数据管理平台和相关的数据库,能够及时的对工程相关的地质信息进行管理和控制,例如:在进行水利工程地质数据管理中,在对水利工程进行地质数据管理,普遍采用的都是以ArcGIS 和Oracle为主要的地质数据管理平台,然后以Microsoft Visual C + + 6. 0 集成开发环境和ArcGIS Engine 开发工具进行开发,GDM以此强大的功能对工程地质数据进行管理,可以说基本上已经实现了全方位的监管模式,特别是在水利工程中使用GDM系统进行工程地质数据管理,可以在很大程度上提高了水利工程地质数据的使用价值和利用率,一方面可以及时的对水利工程的相关地质信息数据进行及时的掌握和控制,另一方面,还为工程地质数据管理积累了一定的数据资料,非常有利于今后GDM的创新和使用,更为GDM数字化现代化的建设,提供了有力的依据。

在对工程地质数据进行管理中,一定要实现地质数据集成化的管理方式,在对工程地质数据管理中一定要做好地质数据信息之间的衔接工作,实现信息资源共享,使其管理系统能够科学合理运行,必须保持系统的整体性,在对地质数据管理中一定要本着工程地质勘查的逻辑结构去看,只要掌握好地质勘查的环节,才能够为工程地质数据管理提供真实可靠的信息,只有真实的可靠的地质数据信息才能够为工程提供一定的参考价值和意义,在工程地质数据管理中必须要保证数据存储有序,避免和杜绝信息错乱的现象发生,如果一旦信息发生混乱的现象就会给工程地质数据管理和地质信息勘查工作带来一定的难度,一定程度上带了很大的麻烦。

结束语:

综上所述,工程地质数据管理系统中GDM的应用,可以说将工程地质数据管理带入到了一个崭新的领域当中来,一方面GDM在投资和使用功能上面占据了一定的有事,其投资非常的小,而且在功能和性能方面还具有非常的灵活性,能够轻松实现工程地质数据的管理,另一方面还为工程地质数据的综合利用起到了一定的推动作用,能够为工程地质勘查提供更多有参考价值的数据信息,即便是GDM在工程地质数据管理中存在很多的优点,但是还是需要我们相关的实践人员,在实践工作中不断的对其进行完善和创新,创造出更多有利发展的方案,实现智能化、现代化、科学化、合理化、全面系统化的管理系统。推动工程地质数据管理的创新。

参考文献:

[1]. 陈飞,刘军旗,黄长青,石林. 建立工程地质勘察数据库的一般性原则与方法探讨[J]. 工程地质计算机应用. 2002.(03) .

[2]. 龙玲,沈智慧.王启才.孙鹏飞. 水文地质数据库管理系统的开发与应用[J]. 河北建筑科技学院学报. 2001.(02) .

[3]. 雷玲玲,谈晓军.丰硕.李爱军. 数字流域建设中若干关键技术的探讨[J]. 计算机与数字工程. 2005.(09) .

篇9

引言

地质的测绘主要是运用地质相关的理论对工程项目的建设及地质进行精密的观测和分析,了解对于建筑区各个工程地质的内在条件和它们之间的密切关系,然后按照测绘比和论文的尺寸把它们更好地绘制在图纸上,并且通过勘测和试验等编制成工程地质图,作为工程勘测的首要的资料,供给对于项目各个部门的参考。对于长期的地质测绘它依靠于经纬仪、平板仪、水准仪这三种较为局限的应用,在未来的发展中,逐渐的采用了相对来说较为先进的技术设备和设计的理念。现代的地质绘图技术主要依赖于卫星导航定位系统、遥感勘测技术和地理信息系统技术。

1、工程地质测绘

工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作,在诸项勘察方法中最先进行。按一般勘察程序,主要是在可行性研究和初步勘察阶段安排此项工作。但在详细勘察阶段为了对某些专门的地质问题作补充调查,也进行工程地质测绘。

工程地质测绘是运用地质、工程地质理论,对与工程建设有关的各种地质现象进行观察和描述,初步查明拟建场地或各建筑地段的工程地质条件。将工程地质条件诸要素采用不同的颜色、符号,按照精度要求标绘在一定比例尺的地形图上,并结合勘探、测试和其他勘察工作的资料,编制成工程地质图。这一重要的勘察成果可对场地或各建筑地段的稳定性和适宜性做出评价。

根据研究内容的不同,工程地质测绘可分为综合性测绘和专门性测绘两种。综合性工程地质测绘是对场地或建筑地段工程地质条件要素的空间分布以及各要素之间的内在联系进行全面综合的研究,为编制综合工程地质图提供资料。在测绘地区如果从未进行过相同的或更大比例尺的地质或水文地质测绘,那就必须进行综合性工程地质测绘。专门性工程地质测绘是对工程地质条件的某一要素进行专门研究,如第四纪地质、地貌、斜坡变形破坏等;研究它们的分布、成因、发展演化规律等。所以专门性测绘是为编制专用工程地质图或工程地质分析图提供资料的。无论何种工程地质测绘,都是为工程的设计、施工服务的,都有其特定的研究目的。

2、现代测绘技术的应用

现代测绘技术作为一门新的信息科学在经济和社会可持续发展的诸多领域正发挥着愈来愈大的作用。在这里主要介绍现代测绘技术在矿山测量方面、湿地方面、水利工程方面和地理信息系统的发展情况。

2.1矿山测量方面

遥感技术在矿山测量中的应用已经历了较长的时间,并积累了丰富的经验。应用遥感资料,可获取矿区实时、动态、综合的信息源,对矿区环境进行监测,为矿区环境保护提供决策支持。遥感资料用于找矿、矿区地质条件研究、煤层顶底板研究等方面都已得到应用,所有这些,都说明遥感技术应用于矿山测量是矿山测量实现其现代任务的重要保证。

2.2湿地方面

利用遥感技术对湿地生物资源的分布、生长状况及其变化进行估测。利用遥感技术多层次、多时相的动态监测功能获得及时可靠的数据,通过地理信息系统技术进行相关数据的实时更新,并对这些数据进行空间分析,可得到湿地的动态变化情况。

2.3水利工程方面

遥感技术能够实时地对大江、大河和湖水水位进行监测,可实时监测洪水灾害面积。RS和GIS集成能及早预报洪水淹没范围和干旱灾情范围,为防灾、抗灾提供准确信息。在水利枢纽工程竣工后,需对水库大坝、大型桥梁等进行连续的、精密的监测。现代测绘技术提供了连续、实时的安全运行监控手段。

2.4地理信息系统的发展

从系统角度看,在未来的几十年内,地理信息系统(GIS)将向着数据标准化(Interoperable GIS)、数据多维化(3D&4D GIS)、系统集成化(Component GIS)、系统智能化(Cyber GIS)、平台网络化(Web GIS)和应用社会化(数字地球DE)的方向发展。Interoperable GIS 互操作地理信息系统(Interoperable GIS)是GIS系统集成平台,它实现在异构环境下多个地理信息的系统或其应用系统之间的互相通信和协作,以完成某一特定任务。Web GIS 基于WWW的地理信息系统(Web GIS)是利用Internet技术在Web上空间信息供用户浏览和使用。Digital Earth 它是对真实地球及其相关现象统一性的数字化重现和认识,其核心思想是用数字化手段统一地处理地球问题和最大限度地利用信息资源,从而完成数字地球的核心功能,光缆、卫星通信技术以及计算机网络等技术则完成海量空章数据的传输任务。

3地质测绘技术发展

3.1大地控制测量。

控制测量是地质测绘的基础,地质矿区布设平面控制的方法,一是在国家一、二等三角控制下进行三、四等三角点的加密,另一是在国家一、二等三角点下不能加密情况下布设独立的三、四等三角或五秒小三角锁网作为矿区基本“平面控制.独立的三角锁网必须测定锁网的起算边长。我单位在上世纪末期引入载波静态相对定位技术即多台套GPS接收机结合后处理软件以来,精密控制测量就不再限制于通视条件、距离条件这些因素,控制测量的工作模式有了很大的改观,对于相对独立断点分布的矿区工程点不再需要长远距离的测三角锁从其他地方引入控制点,只需从起算点采用边点连接跳跃式地可以直接引入到测区,极大地简化了工作步骤,节省了时间和人力。

3.2地形测量技术。

地形测量的加密图根控制,传统的方法是在矿区基本控制点下布设测角图根线形锁及测角交会点,现在则采用导线测量、GPSRTK模式,极大地减少工作量,也提高了精度。

地形测量是地质测绘工作重要的任务,长期以来的测图方法,以大平扳仪测图,至今在大比例尺地形测图中仍然是普遍采用的主要手段之一。但是占主导地位的已经是全野外数字化测量了,采用全站仪、RTK一天的工作量已是大平板仪所不能比拟,完全不可同日而语了。

4、结语

现代科学技术发展的综合化整体方向极大地影响着现代测绘科学的发展趋势,这种趋势表现在现代测绘新理论的概括性增强,测绘新技术的技术综合程度提高,各专业学科之间的相互交叉与渗透,测绘学与其它门类科学的联系增强加大,测绘学吸收和移植其它学科成果的速度加快,这种学科内外的综合化发展,将使现代测绘学不断开拓出新的领域。测绘将成为构建“数字地球”、“数字中国”的主力军。

5、参考文献:

[1]曹幼元,贺跃光. PDA GPS在地质测绘中的应用[J].测绘技术装备,2005,(4).

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1.引言

水工建筑物不同于其他建筑物,有其自身的特点。因水工建筑物的建成,而使广大范围内的水文和水文地质条件发生变化。这种变化就可能引起水库岸坡再造、水库渗漏、水库淤积和坝下游河床冲刷等作用。因此,必须重视勘察、设计、施工全过程,否则,后果极其严重。在坝址选择时除了考虑主体建筑物拦水坝的地质条件外,还应研究包括溢洪、引水、电厂、航闸等建筑物的地质条件,为规划、设计和施工提供可靠依据。

2.坝址选取的工程地质勘察

在自然界中,地质条件完美的坝址很少,尤其是大型的水利枢纽,对地质条件的要求很高,更不能完全满足建筑物的要求。所谓“最优方案”是比较而言的,最优坝址在地质上也会存在缺陷。所以在坝址选择时,应当考虑不同方案,并采取改善不良地质条件的处理措施。因此,地质条件较差,预计处理困难,投资高昂的方案,应首先被否定。坝址选择时,工程地质论证的主要内容包括区域稳定性、地形地貌、岩土性质、地质构造、水文地质条件和物理地质作用以及建筑材料等,还要预计到可能产生的工程地质问题和处理这些问题的难易程度,工作量大小等,下面分别论述。

2.1 区域稳定性

区域稳定性问题的研究在水利水电建设中具有特别重要的意义。围绕坝址或要开发的河段,对区域地壳稳定性和区域场地稳定性进行深入研究是一项战略任务。特别是地震的影响直接关系着坝址和坝型的选择,一般情况下,地震烈度由地震部门提供,但对于重大的水利枢纽工程要进行地震危险性分析和地震安全性评价。因此,对于大型水电工程,在可行性研究阶段,应组织专门力量解决区域稳定性评价。

2.2 地形地貌

地形地貌条件是确定坝型的主要依据之一,同时,它对工程布置和施工条件有制约作用。狭窄、完整的基岩“V”型谷适合修建拱坝,宽高比大于2的“U”型基岩河谷区宜修建混凝土重力坝或砌石坝。宽敞河谷地区岩石风化较深或有较厚的松散沉积层,一般适于修建土坝。不同地貌单元,其岩性、结构有其自身的特点,如河谷开阔地段,其阶地发育,二元结构和多元结构往往存在渗漏和渗透变形问题。古河道往往控制着渗漏途径和渗漏量等。因此,在坝址比选时要充分考虑地形、地貌条件。

2.3 岩土性质

岩土性质对建筑物的稳定来说十分重要,对坝址的比选具有决定性意义。因此,在坝址比选时,首先要考虑岩土性质。修建高坝,特别是混凝土坝,应选择坚硬、完整、新鲜均匀、透水性差而抗水性强的岩石作为坝址。我国已建和正在施工的70余座高坝中,有半数建于强度较高的岩浆岩地基上,其余的绝大多数建于片麻岩、石英岩和砂岩上,而建于可溶性碳酸盐岩、强度低易变形的页岩、千枚岩上的极少。通过结合工程实践,根据不同成因类型岩土的建坝适宜性及其主要问题作简要概述。

(1)侵入的块状结晶岩体,一般致密坚硬、均一、完整、强度大、抗水性强、渗透性弱,是修建高混凝土坝最理想的地基,其中尤以花岗岩类为最佳。这类岩石需注意它们与围岩以及不同侵入期的边缘接触面,平缓的原生节理,风化壳和风化夹层的分布,选坝时避开这些不利因素。

(2)喷出岩类强度较高、抗水性强,也是较理想的坝基。我国东南沿海、华北和东北有不少大坝坐落在这类岩石上。喷出岩的喷发间断面往往是弱面,存在风化夹层、夹泥层及松散的砂砾石层,还有凝灰岩的泥化和软化等,对坝基抗滑稳定性的影响不可忽视。此外,玄武岩中的柱状节理,透水性很强,在选坝时也须注意研究。例如:桑干河干流上的山西省册田水库大坝坝基为新生代的玄武岩,柱状节理极发育,坝基及绕坝渗漏严重,影响着水库效益。

转贴于  (3)深变质的片麻岩、变粒岩、混合岩、石英岩等,强度高、抗水性强、渗透性差,也是较理想的坝基。但是在这类岩体中选坝址,必须注意片理面的各向异性及软弱夹层的存在,选坝时,应避开软弱矿物富集的片岩(如云母片岩、石墨片岩、绿泥石片岩、滑石片岩)。在浅变质岩的板岩、千枚岩区,应特别注意岩石的软化和泥化问题。

(4)沉积岩中,以厚层的砂岩和碳酸盐岩为较好的坝基。这类岩石坝基较岩浆岩、变质岩的条件复杂。这是因为在厚层硬岩层中常夹有软弱岩层,这些夹层力学强度低,抗水能力差,易构成滑移控制面。碎屑岩类如砾岩、砂岩等,强度与胶结物类型有关,一些胶结物在水的作用下可能产生溶解、软化、崩解、膨胀等。在构造变动下往往发生层间错动,经过次生作用易于发生泥化。在坝址比选时必须十分注意这一问题。此外,碳酸盐岩的岩溶洞穴和裂隙的发育,可能会产生严重的渗漏。

另外,在坝址比选中,河床松散覆盖层具有重要意义。修建高混凝土坝,坝体必须座落在基岩之上,若河床覆盖层过厚,就会增加坝基的开挖工程量,使施工条件复杂化。所以当其他条件大致相同时,应将坝址选择在覆盖层较薄的地段。有的河段因覆盖层过厚,只得采用土石坝型。比选松散土体坝基的坝址时,须研究渗漏、渗透变形和振动液化等问题,而且应避开如淤泥类土等软弱、易变形土层。

2.4 地质构造

地质构造在坝址选择中同样占有重要地位,对变形较为敏感的刚性坝来说更为重要。在地震强烈活动或活动性断裂发育的地区,选坝时应尽量避开或远离活断层,而位于区域稳定条件相对较好的地块上。在选坝前的可行性研究时,应进行区域地质研究,查明区域构造格局,尤其要查明目前仍持续活动或可能活动断裂的分布、类型、规模和错动速率,并预测发生水库诱发地震的可能及震级。国外有些水坝就因横跨活断层而坝体被错开或致垮坝。地质构造也经常控制坝基、坝肩岩体的稳定。在层状岩体分布地区,倾向上游或下游的缓倾岩层中存在层间错动带时,在后期次生作用下往往演化为泥化夹层,若有其他构造结构面切割的话,对坝基抗滑稳定极为不利,在选坝时应特别注意。因为缓倾岩层的构造变动一般较轻微,容易被忽视。陡倾甚至倒转岩层,由于构造形变强烈,岩石完整性受到强烈破坏,在选坝时更要特别注意查清坝基内缓倾角的压性断裂。总之,要尽可能选择岩体完整性较好的构造部位作坝址,避开断裂、裂隙强烈发育的地段。

2.5 水文地质条件

在以渗漏问题为主的岩溶区和深厚河床覆盖层上选坝时,水文地质条件应作为主要考虑的因素。从防渗角度出发,岩溶区的坝址应尽量选在有隔水层的横谷、且陡倾岩层倾向上游的河段上。同时还要考虑水库有否严重的渗漏问题,库区最好是强透水层底部有隔水岩层的纵谷,且两岸的地下分水岭较高。当岩溶区无隔水层可以利用的情况下,坝址应尽可能选在弱岩溶化地段。这就要求仔细分析研究岩层结构、地质构造和地貌条件。

2.6 物理地质作用

影响地址选择的物理地质作用较多,诸如岩石风化、岩溶、滑坡、崩塌、泥石流等,但从一些水库失事实例来看,滑坡对选择坝址的影响较大。在河谷狭窄的河段上建坝可节省工程量和投资,所以选择坝址时总希望找最窄的峡谷段。但是,峡谷地段往往存在岸坡稳定问题,一定要慎重研究。如法国罗曼什河上游一坝址,地形上系狭窄河段,河谷左岸由花岗岩和三叠纪砂岩及石灰岩构成。右岸是里亚斯页岩,表面上看来岩体较完整,后经钻探发现页岩下面为古河床相的砂砾石层,表明了页岩是古滑坡体物质,滑坡作用将河槽向左岸推移了70m。因而只得放弃该坝址而另选新址。

2.7 天然建筑材料

天然建筑材料也是坝址选择的一个重要因素。坝体施工常常需要当地材料,坝址附近是否有质量合乎要求,储量满足建坝需要的建材,如砂石、黏土等,是坝址选择应考虑的。天然建筑材料的种类、数量、质量及开采条件及运输条件对工程的质量、投资影响很大,在选择坝址时应进行勘察。

3.结语

从实践表明,选择坝址是水利水电建设中一项具有战略意义的工作,它直接关系到水工建筑物的安全、经济和正常使用。工程地质条件在选坝中占有极其重要的地位,选择一个地质条件优良的坝址,并据此合理配置水利枢纽的各个建筑物,以便充分利用有利的地质因素、避开或改造不利的地质因素。