水利工程坝址选择工程地质勘察分析

水利工程坝址选择工程地质勘察分析

武罡 温杰 乔峤

陕西省水利电力勘测设计研究院 陕西省咸阳市 712000

摘要:通过结合工程实践表明，工程地质勘察人员不仅要了 解地质也要了解设计，同时应当对工程地质的相关问题提 出分析，并结合水利工程的实际情况而选取合适的坝址。

关键词 :水利工程;坝址选择;地质勘察;地质构造

1 坝址选择工程地质勘察的要求

针对水利工程而言，坝址选择受诸多因素的影响，选择前的地质勘察项目尤为重要，为了提高勘察效果与质量，应 妥善开展地质勘察工作。

1.1 严格勘察地质，选择优良的坝址

在实际建设过程中，难以保证所选坝址的地质条件完 美，特别是在建设大型水利工程项目时，对地质条件具有较 高要求，占地面积相对较大，且多在缺水、较为偏僻的地区 建设，当地的地质条件复杂，难以达到既定要求。开展水利 工程前，工作人员应严格勘察地质条件，结合大量有效的数 据全面分析，有效解决坝址选择过程中的地质条件问题，择 优选择坝址，为工程质量奠定良好基础。在设计水利工程方 案时，相关的专业人员应加大对不良地质改善工作的重视程 度，进一步推动工程的顺利进行。选择坝址选择时，必须对 所选的地质进行论证，深入分析区域的稳定程度，结合地质 构造、地形地貌等条件，全面了解次区域的地质条件和文水 条件，确保所选坝址的质量。工作人员应利用自身的专业知 识和工作经验，尽可能地预测地质勘测过程中可能发生的问 题，制定合理的解决方案，以便及时处理问题，尽可能确保 选择优良的坝址。

1.2 重视勘察坝址抗震性，确保水利工程的质量

在坝址选择时，应重点勘察其抗震性，此过程主要针对 区域稳定性，为了使坝址能够得到有效应用，应不断优化建 设区域的稳定程度，否则将直接影响工程的质量。如果施工 区域稳定性欠佳，在水利工程进行建设过程中，极易发生意 外，如发生地震等自然灾害时，容易引起水利工程坍塌，造成极其严重的经济损失。 工作人员应做好地质的抗震性勘察工作，结合当地的实际情况，尽可能提高施工区域的稳定性，进一步提升工程的 抗震水平，确保工程的顺利进行。

1.3 根据地形地貌分布条件，明确坝型

在选择优良坝址的基础上，根据地形地貌选择相应的坝型，使工程质量与寿命得到相应的保障。坝型种类较多，如 重力坝、支墩坝、土石坝、拱坝等，地形地貌将直接影响坝 型的选择。例如河谷窄、地质条件较好或V字形基石，适合 修建拱坝;河谷宽阔、地质条件良好，可以选择土石坝等。 另外，还要考虑枢纽的建设条件、综合效益及运行条件等其 他因素。在选择坝型时，必须考虑地形地貌，尽可能考虑影 响坝型的其他因素，以保证选择适当的坝型，确保水利工程 的应用价值。

1.4 地质勘察流程

在地质勘察的过程中，应对河谷形态等进行充分调查和了解，包括其中的地形地貌、岩石性质和土层分布等，针对 不同河流、井、泉等的地下分不形态和活动，进行初步的设 计和规划，并针对计划进行可行性分析。专业的勘察人员应 根据规划中的建立坝段的位进行调查和研究，对该地段的岩 石、地质和水文等情况充分了解，判断该地段建立坝址的可 行性。

根据相应的调查资料进行初步设计，并进行初步勘察。 在勘察的过程中，主要对坝段区域的稳定性、覆盖层的厚 度、承载力合渗透性以及基岩的变形特征等影响因素进行了 解，通过调设计方案对大坝的断层情况进行有效控制。勘查 过程中，需要对每一层坝基持力层中的土质进行取样，对透 水层进行抽水试验。

设计勘察阶段需要对坝基区域的土体结构进行精确计 算，掌握其变形和滑动的状态，根据实际的勘察计算数据等 完善勘察方案与资料。该阶段的勘察一般为补充性的专题勘 察，需要根据整体的设计需求和资料的缺失或相关地形的变 化等，开展针对性的勘察工作，如对岩体进行波速和回弹等 方面的测试，使整体的测绘工作更真实有效。通过规范的流 程，使整体的地质勘察工作准确性更高。

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。

结语

综上所述，水利工程坝址选择工程地质勘察的工作较为 重要，决定水利工程项目的实际成效，因此在项目建设开始 前应做好坝址的选择工作。由以往的建设实践可知，合理科 学的坝址选择对水利工程项目的稳定性、安全性及实用性都 会产生极大影响。在重视坝址选择的同时，相关的工作人员 也要不断加强自身的专业能力和水平，为我国水利工程的发 展奠定基础。

参考文献

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