论述水利工程中的水文地质问题分析论文_沈鑫

论述水利工程中的水文地质问题分析论文_沈鑫

新疆阿勒泰地区水利水电勘测设计院 新疆阿勒泰市 836500

摘要:随着工程勘察的发展,其必将受到越来越广泛的重视,根据勘察到的工程所处地域的地质水文条件,制定相应的防护措施和施工计划,真正保证工程的质量。提高工程地质勘察水平,缩短勘察周期,提高效率,对于水利水电工程是十分重要的。

关键词:工程地质勘察;水电工程;水利工程;工程勘察;水文地质;地质勘察

1注重岩土水理性质研究

岩土的水理性质指岩土在与地下水相互作用时表现出来的性质,与岩土的物理性质都属于岩土的工程地质性质,岩土的水理性质对建筑物的稳定性和岩土的强度都有着重要直接的影响。很多水利工程企业在进行地质勘察时,都会把注意力集中在揭露出来的岩土的类型和工程所在的地质性质、结构的研究,对水文地质的关注却很少,或者只是象征性的涉及水文地质参数,对天然状态的水文地质只做一般性评价,使评价不够全面和深刻。地下水与岩土的相互作用才能显示出岩土的水理性质,地下水在岩土中的赋存方式是不同的,由于地下水的形式不同,对岩土水理性质的影响就不同,影响的程度受到岩土类型的制约。

通过对于岩土的水理性质的测试,能够更好地为以后地下水位水量发生变化时所采取的工程措施提供必要的设计参考。相关专业研究结果显示,岩土的水理性质不但会对岩土的变形与强度产生一定影响,而且其中的一些性质还能够对水工建筑物的稳定性产生影响。

岩土水理性质的测试方法:

1.1透水性。透水性指在重力作用下的水能够透过岩土的性能。岩土渗透性的强弱受到岩土空隙的大小影响,其次是岩土的连通性和空隙度。坚硬的岩土透水性强,松散的岩土透水性弱,岩土的透水性可以通过抽水试验得到的渗透系数求取。

1.2软化性。软化性指岩土在浸水后,导致力学强度降低的特性,岩石在浸水直至饱和的状态下或者在风干的状态下的极限抗压强度是判断岩石耐水浸还是耐风化的依据。

1.3给水性。给水性指饱水岩土在重力的作用下,从缝隙中自由留出的水的特性,通过给水度来表示,给水度影响着场地疏干的时间和基坑涌水量的大小。

1.4胀缩性。胀缩性指岩土的体积受吸收水的程度影响,吸收水后就膨胀,失去水后就缩小,这是由于附属在颗粒表面的结合水膜在吸水后就变厚,失水后就变薄。岩土的胀缩性对地基变形与否和土坡表层的稳定产生重要的影响,是使基坑隆起、地面裂缝的主要因素之一 。

2水利工程常见的水文地质条件

2.1水文的地质参数和条件

地区的水文条件一般包括地下水的类型,比如潜水、上层滞水、层压水等;该地岩层的水理特性,包括给水性、透水性、溶水性等;地下隔水层和含水层的厚度、深度、组合关系以及空间分布的状况和规律等;地下水形态特征如水位、水温、水质的变化规律等;地下水的运动特征如流向、流量、流速、和周围水系的补给关系等;地下水的水质,包括其化学性质、物理性质和评价标准等。

水文条件关系到水利工程建设中坝基是否稳定、水库是否漏水、地下水资源是否可靠等问题,是水利工程建设中重要的影响因素。

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2.2土石的类型和性质

土和岩石在水利工程建设中作为建筑物的建筑材料、地基、建筑介质等,对建筑物有着重要的影响,土石的性质和类型关系到了建筑物的安全性和稳定性,并且对建筑物在经济上的可行性和对技术选择的合理性都有着影响。

2.3地质结构

地质结构的因素包括了岩体结构和地质构造两个方面,地质构造按照构造形态能够分为褶皱构造、倾斜构造和断裂构造三种构造类型。岩体的结构指的是尚未固结程岩石的第四级土层结构,其中包括了各种成因的土层其岩相变化、成层特征、空间分布规律等特征。地质结构对水利工程建设中施工位置的决定、施工建筑材料的选择、施工的方法等有着重要的影响。

2.4地形地貌

一般来说,地形指的是工程所在地的地表形态、山势的走向、高低、山脉中的水系、森林植被、自然景物、建筑物分布等因素的综合体现。而地貌则主要是指其地表形态的类型、成因、发育程度等等。

2.5天然的建筑材料

在地质和水文勘察中,应该对工程建设地点附近的各类天然建筑材料出产地点进行查探,对其位置、分布、储量、材料质量、开采运输条件等因素进行查明,为工程的设计和施工工作提供便利的条件。

3岩土的主要物理性质及其测试办法:

3.1软化性,是指岩土体浸水后,力学强度降低的特性,一般用软化系数表示,即岩石在浸水饱和状态下与风干状态下极限抗压强度之比,它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时,在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性土层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。

3.2透水性,是指水在重力作用下,岩土容许水透过自身的性能。岩土的渗透性的强弱首先决定于岩土空隙的大小和连通性,其次是空隙度的多少。松散岩土的颗粒愈细、愈不均匀,其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育,其透水性就愈强。透水性一般可用渗透系数表示,岩土体的渗透系数可通过抽水试验求取。

3.3崩解性,是指岩土浸水湿化后,由于土粒连接被削弱、破坏,使土体崩散、解体的特性。岩土体的崩解特性包括崩解所需时间、崩解量、崩解方式等。岩土的崩解性与土的颗粒成分、矿物成分、结构等关系极大。

3.4给水性,是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水量的性能,以给水度表示。给水度是含水层的一个重要水文地质参数,它不但影响基坑涌水量大小,同时也影响场地疏干时间。给水度一般采用实验室方法测定。

3.5胀缩性,是指岩土吸水后体积增大,失水后体积减小的特性,岩土的胀缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚,失水变薄造成的。岩土的胀缩性往往是产生地裂缝、基坑隆起的重要原因之一,对地基变形和土坡表层稳定性有重要影响。

4地下水引起的岩土工程危害

地下水引起的岩土工程危害,主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。地下水位变化包括地下水位上升、地下水位下降、地下水位频繁升降三个方面。地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时,都将对岩土工程造成危害。地下水位频繁升降对岩土工程造成的危害主要包括可能引起建筑物的破坏和膨胀性岩土胀缩变形。地下水动水压力作用对岩土工程造成的危害主要是因为人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件,在移动的动水压力作用下,往往会引起流砂、管涌基坑突涌等一些严重的工程危害。造成安全隐患及影响工程质量。地下水在天然状态下的动水压力作用比较微弱,一般不会造成什么危害,但在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件。在浮压力或扬压力的作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成条件和防治措施在有关的工程地质文献中已有较详细的论述,这里不再重复。

结语:

综上所述,在新时期新形势下,加强对水利工程勘察中水文地质问题的研究是非常必要的,水文地质工作在预防工程地质灾害、建筑物基础设计以及建筑物基础持力层选择等方方面面所发挥的作用是不可替代的。因此,我们必须予以水文地质研究工作高度的重视,转变观念,从实际出发,加强对于水文地质问题的研究与分析,让水利工程地质勘察的成果更具有说服性、实用性以及预见性,最终有效地服务于工程的建设,促进我国全面构建社会主义市场经济伟大战略目标的最终实现。

参考文献:

[I]达瓦.浅谈水利水电工程地质勘察报告的编写工作.西部探矿工程,2017.

[2]李仲春.水利水电工程地质勘察实践理念.水利水电工程设计,2013.

[3]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,2015年学术研讨会2015.

论文作者:沈鑫

论文发表刊物:《防护工程》2019年第5期

论文发表时间:2019/6/19

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