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摘要：水库勘察是一个系统工程，需采用各种方法查明工程区域各项工程地质条件，由于泥页岩区域岩层强度低、岩层薄、易变形、易软化、失水后开裂等特点，其水库勘察是水利勘察中的一个难点，本文以《云南省西畴县三明水库工程》为例，浅谈泥页岩区域的水库勘察工作。
关键词：水利水电；地质勘察；泥页岩区域
引言：水利工程地质勘察的主要对象是水利工程场地的岩土体，一般来说，水利工程地质勘察主要包含了区域工程地质测绘、现场钻探和坑槽探、进行现场原位试验及取样岩、土和水样进行室内试验分析等一系列的环节，并且这几个环节是互相连贯，缺一不可的，但是针对不同地质条件下的勘察工作，其工作的重点、难点不尽相同，现以《云南省西畴县三明水库工程》为例，探讨 一下泥页岩区域的地质勘察工作。
一、三明水库工程概况及地质背景
三明水库位于云南省文山州西畴县兴街镇安乐村附近畴阳河的支流上，是一座以农业灌溉为主，兼顾水库周边生态用水及部分工业用水的小（1）型水库工程。枢纽建筑物由拦河大坝、溢洪道、供水灌溉工程、发电厂房等组成。拟建坝址水库正常蓄水位为1134.43m，总库容157.49万m3，坝长109.48m，最大坝高31.27m，水库下游灌区设计灌溉面积2336亩。
工程区所属大地构造单元为华南褶皱系（Ⅰ级），滇东褶皱带（Ⅱ级），文山～富宁断皱束（Ⅲ级）之西畴拱凹（Ⅳ级）。库区无大断裂、断层等地质构造通过，但库区内小褶曲和小断裂发育，岩层产状多变。区域及库区地层主要为三叠系千枚化泥质粉砂岩、粉砂质页岩，岩层为软岩，呈薄层状，受变质作用影响，其挤压变形明显。
二、泥页岩区域的地质勘察工作重点
1、区域工程地质测绘工作
工程地质测绘是工程地质勘察中最重要、最基本的勘察方法，它主要运用地质学的理论和方法，通过野外调查和综合研究勘察区的地貌、地层岩性、地质构造、物理地质现象、水文地质条件等，并将它们填绘在适当比例尺的地形图上，为下一步布置勘探、试验及长期观测工作打下基础。泥页岩区域的岩层主要呈现以下特点：强度低、层薄、易变形、受区域地质构造及变质作用影响，岩土产状呈现杂乱多变无规律，且易受风化作用影响，覆盖层厚，岩石露头不多，在该地质大背景下，通过地质测绘获得信息有限，地质测绘工作成果不多。
针对软岩区域地质特点，三明水库勘察过程中我们加强对区域地质资料的分析，追溯大的地质构造，采集大的地质信息，不被小范围的地质构造迷惑，从而对工程整体构造稳定做出正确判断。
2、现场钻探、坑槽探工作
现场地质钻探是地质勘探中最直观的一种手段，是勘察中重要的一个工作，也是费时费力的一项工作，地质钻探可在各种环境下进行，能直接观察岩心和取样，勘探精度高，不受地下水限制，速度快，是各种水文地质试验的基础。地质钻探的质量好坏直接影响我们对深部地层的描述、分析，直接影响我们对深部地质构造的判断，直接影响后续的水文、地质试验的进行及质量。泥页岩区域由于岩层薄及软，且由于后续需进行各项水文、地质试验，不能采用钻井液进行支护，导致岩心扰动大、采取率低、孔壁不完整，钻探质量难以把握。
针对软岩区域地质特点，三明水库勘察过程中，我们采用更先进的钻探工艺，如采用双管钻进工艺、三管钻进工艺，采用合适的钻头及钻进参数，必要时我们采用一个地质点，钻进两个钻孔，一个采用钻井液进行支护，提高采取率，主要进行地质编录及分析，一个不采用钻井液，主要进行各项水文、地质试验。通过各种措施较好的提高了钻探质量，为后续地质编录及分析提供坚实基础。
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软岩区域岩层强度低，钻探过程中岩心易扰动、采取率一般较差，且基岩易风化，导致岩心编录时风化线界限不明显。针对该特点，在三明水库勘察过程中，我们特地加强了坑探，在地质点附近及剖面上布置坑探，加强对风化界限的判定。
3、现场原位试验
在工程地质勘察中，工程地质试验是取得工程设计所需的各种计算指标的一种重要手段。现场原位试验是在天然条件下进行的，可保持岩体天然专题和原有结构，且涉及的岩体样本大，能较好反映结构面等对岩体性质的影响。现场原位试验主要包括野外岩体力学性质试验、野外水文地质试验及与施工方法有关的地质技术试验。泥页岩区域的岩层性质软且薄，承载力一般偏低，坝型一般以土石坝为主，坝型对地基承载力要求较低、抗变形能力较强，泥页岩区域地质勘察对野外岩体力学性质试验要求不高，主要以野外水文地质试验为主，特别是钻孔注水试验及钻孔压水试验，以准确求得岩层的渗透性质。
一般认为，影响岩石材料的渗透率的因素有：岩石的孔隙率；岩石内部裂纹的方向、尺寸及密度；岩石裂隙的分形维数；岩石材料内部的应力应变状态；孔隙压力等等。其中前三个为直接因素，岩石应力应变状态和孔隙压力仅是引起岩石内部孔隙和裂纹变化的外部条件。泥页岩区域由于岩心特征，决定了岩层裂隙一般极发育，且为泥质环境，故其渗透系数主要受裂隙面充填度及充填强度影响，但由于钻探扰动影响，岩层的裂隙情况无法从钻探岩心上获得准确信息，导致岩心与压水试验结果无明显的关联性，需要我们仔细核对每一次试验结果，而泥页岩易掉块、易软化，孔壁完整性一般较差，更加大了压水试验的难度。
针对软岩区域地质特点，三明水库勘察过程中，我们加强对钻探质量的管理，为压水试验提供良好基础，加强对压水试验的研究，尝试多种止水方式，以获得准确试验结果。加强对试验结果的分析，多方对比，多方印证，以准确分析岩层的渗透性。
4、天然建筑材料料场勘察
天然建筑材料勘察是指调查建造水利工程所需的天然建筑材料的地质勘察工作。其目的是查明工程所需要的各类料源的分布、位置、储量、质量、开采和运输条件，为工程设计提供依据。其选择原则是在考虑环境保护、经济合理、保证质量的前提下，宜由近至远、先集中后分散，并注意各种料源的比较；应不影响建筑物布置及安全，避免或减少与工程施工相干扰；不占或少占耕地、林地，确需占用时宜保留还田土层；应充分利用工程开挖料。泥页岩区域坝型一般以土石坝为主，对建筑材料用量较高，应加强对料场的调查。
针对软岩区域地质特点，三明水库勘察过程中，我们加强对料场的调查，根据可研阶段2倍用量的原则，充分走访调查，按规范规定布置充足的坑探，以查明料场的性质及分布，采用平均厚度及平行断面法等多方法验算料场储量。对石料场布置适当钻孔，已准确判断石料场性质。
三、总结
1、软岩区域由于岩层强度低，且产状复杂多变，应加强对区域地质资料的分析，追溯大的地质构造，采集大的地质信息，不被小范围的地质构造迷惑。
2、软岩区域应加强钻探质量的管理，提高岩心采取率，必要时可采用一点双孔或多孔。
3、软岩区域可在剖面线上及钻孔附近适当布置坑探，以准确判断风化界限。
4、软岩区域应加强对压水试验的研究，尝试多种止水方式，以获得准确试验结果。加强对试验结果的分析，多方对比，多方印证，以准确分析岩层的渗透性。
5、软岩区域应加强天然建筑材料的调查，应布置充足的地质工作，以准确查明料场性质及储量。
参考文献：
[1]欧亚赫，水利工程中的地质勘察[J].建筑工程技术与设计.2014.
[2]崔冠英，李济祥.水利工程地质（第4版）[M].中国水利水电出版社.2008.
[3]陈占清，缪协兴.影响岩石渗透率的因素分析[J].矿山压力与顶板管理.2001.
论文作者:胡振灿
论文发表刊物:《建筑细部》2018年2月中
论文发表时间:2018/9/14
标签：地质论文; 明水论文; 区域论文; 岩层论文; 页岩论文; 岩心论文; 加强对论文; 《建筑细部》2018年2月中论文;