浅析水利水电工程施工中的地质问题论文_杨振辉

浅析水利水电工程施工中的地质问题论文_杨振辉

杨振辉

云南省金平苗族瑶族傣族自治县勐桥乡人民政府 661510

摘要:水利水电工程地质学是二十世纪建立和发展起来的一门科学。在水利水电工程建设中具有十分重要的位置。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起着至关重要的作用。同时,水利水电工程地质对地球环境的保护也发挥着重要的作用。

关键词:水利水电;工程施工;地质问题

导言

随着经济不断发展,水利水电工程建设不断加速,水利水电工程项目的建设变得越来越多,水利水电工程建设是确保生产生活用水的重要途径,尤其是在一些农村地区,建设大型水利水电工程没有相应的条件,则一般都加强各种小型的水利水电工程的建设。在水利水电工程建设过程中,不仅要考虑到水利水电工程的情况,更重要的是要考虑到周围的地质情况,要在保证地质安全的情况下进行水利水电工程建设,从而使得水利水电工的安全性更高。当前在水利水电工程建设过程中,对地质工程的重视以及勘查力度都不够,这是水利水电工程建设过程中必须要注意的一个问题。

1水利水电工程地质问题的重要性

小浪底、葛州坝、三峡均是大型水利水电工程,而在工程建设前期,工程地质勘察工作的投入非常的大,影响着人们对工程地质条件的研究和认识,正由于前期地质工作的充分实施,后续的工程建设才能更为顺利。然而,我国水利水电工程的数量并不多,至2006年时,水库的数量达85874座,总库容为5974亿m3。我国在大批水利水电工程修建的开始阶段中,前期勘察工作并不熟练,地质情况的掌握也不充分,使水库的建设存在大量的隐患。当前,我国病险水库占总量的43%,而中小型水库所占数量最多。其中,坝基病害、坝体病害是主要的两种病险类型,除了施工质量造成的影响外,前期勘察工作的缺失造成的危害更为重大。

工程实践证明,修建建筑物之前投入足够的勘察工作,是非常重要的一项工程措施,只有工程地质问题得以有效解决时,工程的建设也就更为顺利。如果在工程建设之初,地质工作的实施得不到重视,就无法清楚地了解地质条件,在这种情况下盲目的进行施工,产生的后果是非常严重的,不仅会延误工期、增加投资,也会使建筑物存在较多的安全隐患和质量问题。例如,葛州坝工程的基础施工反复实施,而1961年3月柘溪水库塘岩光滑坡失事带来的危害非常严重。近几年来,随着水电开发权的不断开放,进入水电开发市场的经济体也产生了较大差异,为了提升效益、节约成本,将勘察工作的时间缩短,且在勘察设计合同的洽谈过程中,以设计周期缩短的方式来控制经费的投入,都给勘探工作的实施带来了严重的影响。如此一来,地质条件及相关的地质问题都无法全面的得到掌握,直至发生滑坡、开裂等问题时,才开始重新勘察,产生了一定的危害和影响。正是对地质问题的不重视,使地质相关的问题越来越多,严重的限制了社会经济效益的增长。1998年大洪水造成的危害使人们认识到了勘察工作的重要性,但具体的工程建设中,还需要相关的设计人员、地质人员、管理人员充分发挥自身的作用,最大程度的促使水利水电工程的有效建设和发展。

2水利水电工程地质的特点

2.1特殊性

水利水电工程建设的特殊性首先表现在工程建筑物的特殊性。工业与民用建筑到处可以见到基本相同甚至完全相同的建筑物,可以部分或全部套用标准设计图纸。而水工建筑物则不然,世界上有成千上万座水库大坝,却很难找到两座完全相同的大坝。决定大坝的规模、坝型、结构等工程要素的自然条件很复杂,而工程地质条件则是最主要的自然条件之一。水工建筑物的第二个特殊性是与水打交道,所承受的主要荷载是水荷载。水利水电工程不允许失事,一旦失事,损失将十分惨重。

2.2工程地质问题的长期性与隐伏性

水利水电工程地质的第三大特点:在地质体中留下的工程隐患具有长期性和隐伏性,甚至具有不可预见性。法国Malpasset拱坝失事和意大利Vajont水库大滑坡,均为水工史上震惊世界的惨痛教训,其地质隐患在整个勘测设计施工的全过程中没有丝毫警觉。葛州坝工程坝基软弱夹层问题导致工程停工,重新补充勘探并对设计进行重大修改。南盘江天生桥二级水电站厂房建在一个古滑坡上,开工后却无法进行施工。该电站的引水隧洞工程地质条件更是复杂得令建设者们防不胜防。由于地质体中留下的工程隐患造成的工程事故,轻则修改设计,重则工程报废,或造成生命财产的重大损失,这样的例子举不胜数。

2.3经验性

工程地质理论上的任何一项新进展,新方法,新技术,都必须通过大量试验研究、分析论证和工程实践的检验。例如,近二十年来随着数理基础学科和计算机技术的发展,坝基、洞室和边坡稳定性分析计算的理论和方法有了长足的进展,但是这些计算成果仍然只能是工程设计和决策的一种参考,因此在工程界有一种通用说法:不可不信也不可全信。许多工程实例足以说明采取慎重态度的必要性。有些工程从分析计算上看是安全的,实际上却出了问题;而另一些工程通过计算认为不安全,但却安全运行了数十年。因此对工程建设而言,工程经验往往起决定作用。

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3水利水电工程建设与环境问题

3.1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:水库岩石比较破碎,且处理效果不十分理想;存在有利于应力集中的地质环境条件;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。

3.2水利水电工程与水文问题

水利建设将会带来下游环境的变化,可能造成下游干枯以及水流路线,并产生间接的植物和建筑的影响,比如:第一,大坝将洪水期间的过多流量截存起来,对于非丰沛季节也进行节流,所以下游因为失去水源而枯竭或水量减少。带来的间接问题有很多。第二,处于下游方位的水池,湖泊等因此无水可存。第三,地下水也会因此减少;第四,河流本身具有的压力减小,而下游海水的压力相对增加,而倒流。第五,水有净化环境的功能,下游环境因此质量变差。第六,以水作为动力能源的机构,对于水的节流利用可能引起水位下降,之后行船,农业灌溉以及养鱼业将缺少可利用的水源。第七,水源缺乏到一定程度后,水体缺乏流动,质量也将下降,产生臭水沟等。第八,河流冲刷过的地带土壤肥沃。而没有冲刷的地方土壤渐渐贫瘠,不能应用于种植。

3.3水利水电工程与气候问题

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。

4工程地质工作中存在的问题

4.1工程地质勘察的质量问题

主要问题有以下几种: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;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;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:界定不准确或论证不充分,有问题遗漏甚至结论性错误;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。

4.2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:一旦需要申报项目,立即就要求提交地质报告;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。

4.3水利水电工程与生物物种的问题

水利水电工程建设与使用,除了对气候以及地理环境产生影响之外,由于水利水电工程建设的时候会对生态系统造成改变,所以也会对生活在原来的生态系统中的各种生物物种产生影响,最常见的就是对各种鱼类的影响,比如水利水电工程建设的时候,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。同时局部气候变化、土壤条件的改变,也会使得动植物的种类以及多样性发生改变。

结语

综上所述,随着当前经济水平的不断提升,水利水电工程建设受到的重视程度越来越高,水利水电工程对各地的经济发展、农村饮水系统的完善有重要意义。但是在水利水电工程建设过程中,也会带来一些地质问题,对生态系统会带来一定的影响。对此,在进行水利水电工程建设的时候,应该要注意加强对地质勘查过程中存在的工程地质问题及自然环境问题评价内容复核,从而使得水利水电工程建设可以尽量减少对自然环境和地质结构的破坏。

参考文献:

[1] 远邦,邓福楼.关于水利水电工程地质存在问题的探讨[J].投资与合作,2013(02).

[2] 李仲春.水利水电工程地质勘察实践理念[J].水利水电工程设计,2003(14).

论文作者:杨振辉

论文发表刊物:《防护工程》2018年第14期

论文发表时间:2018/10/18

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