摘要:工程地质学是地质科学的一个分支,是研究与工程规划、设计、施工和运用有关的地质问题的科学。水利水电工程则是在各种地质环境中进行的,水利水电工程建筑物与地质环境之间必然产生一定方式的关联和制约,地质环境对水电工程建筑物的制约,可以由一定的作用影响工程建筑物的安全稳定和正常运用,也可以由于某些地质条件的欠佳而提高工程造价;而水利水电工程建设有可以各种方式影响地质环境,使其产生程度不同、范围不一的变化。因此,本文主要对水利水电工程中工程地质的应用进行了分析探讨。
关键词:工程地质;水利水电;应用
工程地质的目的是查明各类工程场区的地质条件,对场区及其有关的各种地质问题进行综合评价,并分析、预测在工程建筑作用下,地质条件可能出现的变化和作用,进而选择最优场地,并提出解决不良地质问题的工程措施,为保证工程的合理设计、顺利施工及正常使用提供了可靠的科学依据。
1.水利水电工程中工程地质的重要性
实践证明,凡是重视工程地质工作,在水利水电工程建设之前,对建设区进行了周密的调查研究,掌握了这些地区的地质条件的规律性,则修建水电工程是成功的。例如,有的地区利用当地石灰岩溶洞的分布发育规律,变不利为有益,建成了既经济又安全、既能蓄水灌溉又可发电的地下水库。工程地质学是一门应用地质学的原理为工程应用服务的学科,主要研究内容涉及地质灾害,岩石与第四纪沉积物岩体稳定性地震等。工程地质学广泛应用于工程规划、勘察、设计、施工与维护等各个阶段。在水利水电工程的建设过程中,工程地质有着重要的作用,大量的实践都指出建设之前重视地质工作,即在水利水电工程建设前对建设区域进行仔细的调差研究,从而掌握所在地区地质条件规律性,是成功建设水电工程的重要保障。也有一些地区通过对工程地质的应用,将当地的不良条件变为有益条件——利用石灰岩溶洞的分布发育规律建成了经济、安全,既能蓄水灌溉又能发电的地下水库。工程地质不仅能对场区及其有关的各种地质问题进行综合评价,进而选择最优场地,并提出解决不良地质问题的工程措施;还能为保证工程的合理设计、顺利施工及正常使用提供可靠的科学依据。
2.水利水电工程地质勘探的特点及方法
2.1工程地质测绘
工程地质测绘是一项水利水电工程的基础工作项目。是施工前,施工人员掌握施工现场工程地质情况及其空间分布规律的重要基础。同时,工程地质测绘还是设计人员设计工程方案时,必不可少的参考依据。
2.2工程地质勘探
地质勘探工作是工程地质工作中必不可少的一项重要工作,无论是大型水利水电工程项目还是小型水利水电工程项目,它们的施工建设,都离不开地质勘探工作,地质地质勘探工作贯穿于工程的地质条件和工程问题的分析,以及从地表到地下问题的研究和探索,从问题的定性到定量评价,等等,在这些工作中,工程地质勘探都发挥着十分重要的作用。常见的水利水电地质勘探工作主要包括,地质的物探、钻探和坑探等。
2.3工程地质野外试验
野外试验作为水利水电工程地质勘查中一项常用的、重要的勘查方法,是获得水利水电工程的工程地质问题定量评价和施工所需参数的重要手段。水利水电工程的工程地质野外试验包括钻孔压水试验、灌浆试验和荷载试验触探试验等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而工程地质野外试验的水平主要决定于试验设备和仪器的发展。
2.43S技术应用
3S技术是指全球定位系统(GPS>、遥感(CRS>、地理信息系统(GIS>等三大技术系统的集成与总称。遥感技术是3S技术的基础,它提供主要的遥感信息源。GPS技术用于遥感信息的精确定位,GIS技术则为遥感信息的获取提供辅助信息和专家思维,并对所提取的各种信息进行管理和分析且具有制图功能。近年来,国内开始在一些特大型、大型水利水电工程地质勘察中采用3S技术,许多大型水利水电工程采用了3S技术并取得了丰硕成果。
3.水利水电工程存在的工程地质问题和条件
3.1水利水电工程建设中存在的工程地质问题
在水利水电工程建设中,由于工程建设对原有的地质环境的改变,形成了各种各样的工程地质问题,如:泥石流、斜坡滑动、斜坡崩塌、洞室围岩坍塌、溶洞、地质缺陷等。
3.2库区工程地质问题
水库蓄水后,水位上升,水深加大,流速减缓,近坝一带水似静水体,形成一个广阔的人工湖,这就会对库区及其邻近地带的地质环境生产影响,产生库区渗漏、浸没、淤积、坍岸及诱发地震等工程地质问题。
3.3水利水电工程地质条件
水利水电工程地质问题的发生与建设区域的自然条件和环境有着脱不开的关系,其形成、发展、变化情况都是自然地质条件对于工程建设活动的反馈。而这种对工程建筑物的设计规划、施工和使用都有着不同程度影响的地质条件就是所谓的工程地质条件。地质条件主要包括地形地貌、地层岩性、物理地质现象、地质构造、水文地质特征等。
4.水利水电工程中典型工程地质问题形成条件及对策
4.1斜坡滑动
斜坡滑动是由于原有的斜坡结构被破坏或者斜坡外部载荷大于其承受能力而产生的。为了防止斜坡滑动可以采取以下几种措施:排水、消坡、抗滑桩、抗滑挡土墙、预应力钢索锚固措施、焙烧法、灌浆法、砂井砂桩加固法等。
4.2泥石流泥石流形成条件
流域内应有丰富的固体物质,并能源源不断地补给泥石流;要有陡峻的地形和较大的沟床纵坡;流域中上游应有由强大的暴雨或冰雪强烈消融及湖泊的溃决等形式补给的充沛水源。防治泥石流的原则是以防为主,兼设工程措施。可采用如下的防范措施:预防:在上游汇水区,做好水土保持,调整地表径流,加固岸堤;拦截:在中游流通区,设置一系列拦截构筑物;排导:在泥石流下游设置排导设施使泥石流川页利排除等措施。
4.3水库地震
水库地震是水利水电工程活动中较为严重的工程地质问题,同时也是较为典型的工程地质问题。所谓水库地震指的是由水库的蓄水等活动而诱发的水库及周边区域的地震现象。总结水库地震发生的条件可以发现以下条件是影响最大的:第一,地质条件。地质条件是水库地震诱发的自然条件,是由于水库选址不当,或者水库地区地质不稳定,加之水库蓄水活动的剧烈影响,从而使得这种不稳定得以加剧,进而导致地震的发生。第二,激发条件。进一步的细分可以将激发条件划分为直接激发条件和间接激发条件两种。常见的水库地震级别通常为三级左右,虽然地震的级别不高,但其对水库区域的影响去十分巨大。加强水库地震预防工作是有效降低地震对水利水电工程造成不利影响的重要途径。一般来讲,降低地震影响可以采取以下措施:降低工程施工或者工程运营阶段的人类活动对水库工程地质的影响,防治人类活动催化地质问题的发展。
结论
工程地质学是地质科学的一个分支,是研究与工程规划、设计、施工和运用有关的地质问题的科学。水利水电工程则是在各种地质环境中进行的,水利水电工程建筑物与地质环境之间必然产生一定方式的关联和制约,地质环境对水电工程建筑物的制约,可以由一定的作用影响工程建筑物的安全稳定和正常运用,也可以由于某些地质条件的欠佳而提高工程造价;而水利水电工程建设有可以各种方式影响地质环境,使其产生程度不同、范围不一的变化。因此,水利水电工程建设必须根据具体地质环境和工程建设方式、规模和类型,预见到其二者相互制约的基本形式和规律,才能合理有效地开发利用并妥善保护地质环境。
参考文献:
[1]王思敬.工程地质学的任务与未来.工程地质学,2012
[2]黄鼎成等.走向21世纪的中国地球科学.河南科技出版社,2013
[3]韦港.水利水电工程地质实例剖析.工程地质一面向21世纪.中国地质大学出版社,1997年11月.
论文作者:罗俊斌
论文发表刊物:《防护工程》2017年第19期
论文发表时间:2017/12/11
标签:地质论文; 工程地质论文; 条件论文; 水库论文; 工程论文; 水利水电工程论文; 水利水电论文; 《防护工程》2017年第19期论文;