水利工程勘測地質(zhì)環(huán)境論文
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在水利工程正式建設(shè)前，對水利工程環(huán)境中進(jìn)行地質(zhì)勘察意義非凡。對水利工程進(jìn)行地質(zhì)勘察，除了能夠有效避免和降低水利工程在施工時的突發(fā)狀況，比如地質(zhì)滑坡以及坍塌等狀況，還有助于保持自然環(huán)境的平衡穩(wěn)定。湖北省三峽大壩的順利建成，就很直觀地表現(xiàn)出了地質(zhì)勘察的重要性。三峽大壩工程在正式施工以前，水利工程師就對當(dāng)?shù)氐?a href="http://m.bjhyfc.net/lunwen/rwhjlw/dizhihuanjinglunwen/201507/787267.html" target="_blank">地質(zhì)環(huán)境作了非常細(xì)致和認(rèn)真的勘察，所以在三峽大壩正式施工時，建筑工程師們便能夠合理地使用新型材料和施工技術(shù)，很大程度上避免了混凝土開裂等問題，從而大大提高了三峽工程的安全系數(shù)，同時也為中國帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。總而言之，水利工程地質(zhì)勘察對于水利工程的建設(shè)是極其必要的，它能夠在分析工程施工可行性的基礎(chǔ)上，幫助建筑人員科學(xué)地設(shè)計和管理水利工程的設(shè)計方案與具體的施工措施，最終保證水利工程的環(huán)境能夠得以完善的設(shè)計，同時又可以兼顧施工方面存在的特殊需求，從而建設(shè)出高質(zhì)量的水利工程。
2.地質(zhì)環(huán)境對水利工程的影響
地下水對水利工程的影響主要體現(xiàn)在以下兩個方面：首先，由于巖土體與地下水的相互作用，會導(dǎo)致巖土的穩(wěn)定性與強(qiáng)度降低，并且進(jìn)一步引發(fā)多種地質(zhì)災(zāi)害，如水壩滲漏，巖溶以及滑坡等，而這些災(zāi)害一般都會給建筑工程的施工和后期使用造成很大的影響，甚至引發(fā)安全事故。其次，因為地下水中富含大量的有害化學(xué)成分，容易破壞和侵蝕水位下的鋼結(jié)構(gòu)和混泥土結(jié)構(gòu)，從而降低了建筑物的使用期。從地基和基礎(chǔ)的層面來說，地下水水位的變化也會在對建筑工程造成不同程度的影響。如果地下水水位的變化在基礎(chǔ)面之上，不會對建筑基礎(chǔ)造成太大的損害；如果地下水水位變化在基礎(chǔ)面以下，就會對建筑基礎(chǔ)造成非常重大的損失。若是地下水水位上升，巖土體會軟化，進(jìn)而削弱建筑地基的強(qiáng)度。尤其當(dāng)巖土體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定時，出現(xiàn)的軟化現(xiàn)象會更加嚴(yán)重，而引發(fā)建筑物破壞、變形等后果。
3.水利工程地質(zhì)勘測的主要手段
3.1山地勘探
山地勘探，是一種通過人工或機(jī)械剝土，開挖探坑、探槽、探井等，從而展示出地表淺層地質(zhì)狀況的勘探地質(zhì)方法。山地勘探一方面可以直接有效地對地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行試驗、取樣和觀察，另一方面由于這種方法在使用的工具和技術(shù)方面不需要太高的要求，所以它大多數(shù)情況下是用來勘察地表淺層地質(zhì)。由于它的勘探工具和技術(shù)簡單，使得勘測的深度也有所限制，這也是山地勘探的缺點(diǎn)所在。
3.2工程物探
工程物探，它不同于山地勘探，它主要是用觀測儀器對被勘探區(qū)的地球物理場進(jìn)行直接精確的測量，然后對測量地球物理場所得的數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理來推斷并預(yù)測地下可能存在的局部地質(zhì)體、地質(zhì)構(gòu)造的位置等其他具體屬性的科學(xué)。工程物探方法主要包括重力場勘探、磁場勘探、直流電場勘探等等，以及地震波勘探、電滋波勘探等。
3.3鉆探
鉆探，同山地勘探和工程物探一樣，是一種勘察水利水電工程地質(zhì)的重要方法。因為工程建設(shè)的地基條件和要求都變得越來越復(fù)雜，而且還出現(xiàn)了許多地質(zhì)問題，比如軟弱夾層的層位確定和取樣，砂層取原狀樣，以及特硬地層的鉆進(jìn)等問題，如果只依靠常規(guī)的鉆探方法，并不能得到理想的結(jié)果。我國的工程師為解決這些難題不斷地鉆研工作，最終取得一批效果良好的成果，如金剛石套鉆取芯技術(shù)以及各種類型的砂層和軟土層鉆進(jìn)及取樣技術(shù)等。而且有很多技術(shù)都已達(dá)到了國際先進(jìn)水平。
4.水利工程建設(shè)的工程地質(zhì)環(huán)境分析
4.1地殼穩(wěn)定性
地殼穩(wěn)定性是指受到地球內(nèi)因外因和工程共同作用下的斷層移位，坡體的崩塌、滑坡、泥石流等。在水利工程地質(zhì)勘察過程中主要對區(qū)域的地形地貌和地質(zhì)構(gòu)造等進(jìn)行全面調(diào)查，分析制約系統(tǒng)應(yīng)力場以及滲力場的規(guī)模以及強(qiáng)度的因素，最后獲得這些工程地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)展的預(yù)測信息，從而可以提醒我們提前做準(zhǔn)備，在最大程度上降低經(jīng)濟(jì)損失。除此之外，還要求對遭到破壞的現(xiàn)象進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變反演算反分析，分析并找到影響穩(wěn)定性的重要影響因素，然后盡可能地采取針對性的技術(shù)措施進(jìn)行協(xié)調(diào)，從而達(dá)到系統(tǒng)的穩(wěn)定。
4.2地基穩(wěn)定性
水利工程中所指的地基穩(wěn)定性指的不僅僅是水工構(gòu)筑物的地基穩(wěn)定性。壩基的穩(wěn)定性所涉及的不僅僅是承載能力和變形問題，同時還涉及了壩體的抗滑移問題和壩基巖層的產(chǎn)狀對壩基所產(chǎn)生的影響。由于水利工程的地基不僅要承受自身自重和水自重，同時還要承受水的作用所形成的各種荷載作用。地基在承受這些荷載之后，將會產(chǎn)生一定的變形，并且把應(yīng)力能轉(zhuǎn)化為應(yīng)變能。尤其是巖基，在各種荷載作用之下，不僅是巖石的彈性發(fā)生變形，而且還會由于巖石的塑性變形或沿某節(jié)理裂隙發(fā)生剪切破壞引起基礎(chǔ)沉降。
4.3地表穩(wěn)定性
地表穩(wěn)定性涉及的主要是地表層面的變形問題，它一般體現(xiàn)在動力工程地質(zhì)現(xiàn)象中，各種地表變形破壞的情況中，以及地表巖土體的性質(zhì)變化。仔細(xì)研究與勘測地表的穩(wěn)定性會對這些工程地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)育規(guī)模、發(fā)展速度及趨勢的進(jìn)一步預(yù)測帶來便利。在研究地表穩(wěn)定性的同時，還應(yīng)該積極地提出工程技術(shù)措施來減弱這些變形破壞現(xiàn)象的發(fā)生?？偠灾?，在對地表穩(wěn)定性進(jìn)行分析時，要著重分析這些工程地質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)巖土體的性質(zhì)和這些巖土體在水作用前后性質(zhì)的差異，而且要及時且科學(xué)地預(yù)測這些工程地質(zhì)現(xiàn)象的規(guī)模、強(qiáng)度及發(fā)展趨勢。
5.結(jié)束語
水利建設(shè)事業(yè)中的一個重要環(huán)節(jié)是工程地質(zhì)勘察，它與水利工程特別是大型工程建設(shè)的好壞，有著密切的關(guān)系。因此在建設(shè)水利工程的時候，認(rèn)真審視我國水利工程的各種勘測手段及其應(yīng)用水平是很有必要的，只有這樣，才能夠積極推動各種水利工程地質(zhì)勘察的勘測方法的進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)用。水利工程本身就是一項造福于民的重大福祉，在水利工程正式開工之前，有關(guān)負(fù)責(zé)人員一定要充分意識到地質(zhì)勘察的重要意義，并且一定要認(rèn)真地對工程地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)格地考察，除此之外，還要積極地把當(dāng)?shù)貙嶋H情況充分考慮在內(nèi)，提高地質(zhì)勘察工作的預(yù)見性和實用性，從而為我國水利工程的發(fā)展和建設(shè)奠定更好的基礎(chǔ)，同時也為我國社會主義經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造動力。
作者：李圣凡 單位：萍鄉(xiāng)市水利水電勘察設(shè)計院
