水文地質(zhì)對水利水電開發(fā)影響

　[摘 要]水利水電開發(fā)對地質(zhì)條件的要求很高，能夠完全滿足建筑物要求的地質(zhì)不多，需要通過地質(zhì)勘察來進行論證，水文地質(zhì)條件是其中重要的一環(huán)。本文分析了水文地質(zhì)對水利水電開發(fā)的影響，并探討了水利水電開發(fā)的水文地質(zhì)問題。 

　　[關(guān)鍵詞]水文地質(zhì)；水利水電；勘察 

　　中圖分類號：TV221.2 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）47-0357-01 

　　一、水文地質(zhì)對水利水電開發(fā)的影響 

　　水文地質(zhì)條件對水利工程的影響重大，目前也收到了地質(zhì)勘察工作者的重視，水文地質(zhì)問題對水利工程的影響主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 

　　（一）地下水位頻繁升降對水利水電開發(fā)的影響 

　　地下水位頻繁的升降不僅會給巖土質(zhì)量帶來很大的損害，還可能直接造成建筑物的毀壞。地下水升降能使膨脹性的巖土變得不均勻，導(dǎo)致脹縮變形，如果巖土的膨脹收縮變形過于頻繁，會導(dǎo)致巖土膨脹收縮的幅度增大，造成巖體破裂，導(dǎo)致建筑物的破壞。地下水上升下降的頻繁交替，會使土層中形成一種膠結(jié)物，造成巖土中鐵、鋁等營養(yǎng)成分的流失，失去膠結(jié)物的土層變得疏松，土質(zhì)之間的縫隙也增大，降低了巖土的承載力，增加了工程基礎(chǔ)選擇的難度。 

　�。ǘ�）土石的類型和性質(zhì)對水利水電開發(fā)的影響 

　　土和巖石在水利工程建設(shè)中作為建筑物的建筑材料、地基、建筑介質(zhì)等，對建筑物有著重要的影響，土石的性質(zhì)和類型關(guān)系到了建筑物的安全性和穩(wěn)定性，并且對水工建筑物在經(jīng)濟上的可行性和對技術(shù)選擇的合理性都有著影響。 

　�。ㄈ�）地質(zhì)結(jié)構(gòu)對水利水電開發(fā)的影響 

　　地質(zhì)結(jié)構(gòu)的因素包括了巖體結(jié)構(gòu)和地質(zhì)構(gòu)造兩個方面，地質(zhì)構(gòu)造按照構(gòu)造形態(tài)能夠分為褶皺構(gòu)造、傾斜構(gòu)造和斷裂構(gòu)造三種構(gòu)造類型。巖體的結(jié)構(gòu)指的是尚未固結(jié)程巖石的第四級土層結(jié)構(gòu)，其中包括了各種成因的土層其巖相變化、成層特征、空間分布規(guī)律等特征。地質(zhì)結(jié)構(gòu)對水利工程建設(shè)中施工位置的決定、施工建筑材料的選擇、施工的方法等有著重要的影響。 

　　二、水利水電開發(fā)的水文地質(zhì)問題 

　�。ㄒ唬┧�利工程勘察中水文地質(zhì)的評析問題 

　　在水利工程勘察中，需要對水文地質(zhì)條件做出全面客觀的評價分析，這是保證勘察質(zhì)量的關(guān)鍵。在很多水利工程勘察中，很多水利工程勘察分析者都忽視了工程的基礎(chǔ)設(shè)計和工程實際施工情況，簡單做出分析，對地下水對水利工程的危害認(rèn)識不夠深刻，使得水利工程存在著開裂傾斜等質(zhì)量問題和安全隱患，因此，必須從以下幾個方面做出全面分析： 

　　1、首先要根據(jù)水利工程的基礎(chǔ)設(shè)計和具體施工情況，探究水利工程勘察中水文地質(zhì)評析的問題。其次，要重點分析地下水對水利工程的各種危害性影響，并針對可能出現(xiàn)的裂縫，坍塌等質(zhì)量隱患，準(zhǔn)備防治方案。最后，通過做工作，提供準(zhǔn)確可靠的水文地質(zhì)參數(shù)，預(yù)測在工程施工中將要遇到的問題和挑戰(zhàn)。 

　　2、從水利工程整體的設(shè)計施工考慮分析，首先，地下水對水利工程的地下建筑有腐蝕性作用，必須做好防腐護理措施。其次，對地基的選擇必須綜合考慮到巖土的軟化性、透水性、崩解性和脹縮性等多方面的巖土水理性質(zhì)。最后，地基基礎(chǔ)壓縮層范圍內(nèi)存在松散、飽和的粉細(xì)砂粉土?xí)r，應(yīng)預(yù)測產(chǎn)生地震液化、潛蝕、流砂、管涌的可能性，如果有地下室的設(shè)計，必須考慮到地下水對基礎(chǔ)的浮力，驗算邊坡穩(wěn)定性，驗算基坑支護支擋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，評價基坑底板抗突涌穩(wěn)定性，估算基坑涌水量等。 

　　（二）力學(xué)的參數(shù) 

　　1、物理學(xué)的性質(zhì)參數(shù) 

　　一般而言，壩基的抗剪強度取值應(yīng)在不易發(fā)生脆性破壞的范圍內(nèi)，因而拱壩的標(biāo)準(zhǔn)值也就是峰值強度的平均值；通常重力壩的標(biāo)準(zhǔn)值屬于設(shè)定的斜率法下限，且峰值強度的最小值分布在0.2的分位值；抗剪強度的標(biāo)準(zhǔn)值通常屬于應(yīng)用比例的極限強度。壩基的抗剪強度的取值在相同的條件下屬于塑性的破壞，因而應(yīng)依據(jù)時間的效應(yīng)，將標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)置為屈服的強度。與此同時，還應(yīng)結(jié)合流變產(chǎn)生的影響實施折減，在開展實驗時，總體變形指標(biāo)要立足于實際工程中巖體受力的大小，對于標(biāo)準(zhǔn)值的選取也應(yīng)該結(jié)合建筑物在壓力曲線上所能承載的最大負(fù)荷進行。在選取壩基巖體承載力標(biāo)準(zhǔn)值的時候，要立足于折減的飽和以及單軸抗壓的強度，從軟巖方面來分析，所能承受的承載力需要通過三軸的壓縮試驗來開展。 

　　2、土的物理學(xué)性質(zhì)參數(shù) 

　　地基滲漏的系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值通常是按照抽水或室內(nèi)試驗的平均值來決定，在計算排水或者水位降落的時候要使用較小的平均值。在計算供水工程時也應(yīng)該使用平均值，如果土地基屬于砂性，那么系數(shù)應(yīng)該在85%～90%，對于c值可以忽略不計；如果土地基屬于黏性，通常要使用室內(nèi)飽和固結(jié)快剪的90%，同時也要求c值控制在20%～30%。此外，土的抗剪強度的標(biāo)準(zhǔn)值往往在應(yīng)用試驗的峰值最小值，而對于軟土來講，應(yīng)用流變值為最佳。 

　　3、結(jié)構(gòu)面抗剪強度 

　　如果結(jié)構(gòu)面的試件在突起的部位出現(xiàn)膠結(jié)的填充物被剪斷或者砍斷的問題，所選用的標(biāo)準(zhǔn)值通常為選取峰值強度較小的平均值。如果結(jié)構(gòu)面的試件上面出現(xiàn)了摩擦損壞，在標(biāo)準(zhǔn)值的選取方面就應(yīng)該使用流變的強度。 

　　（三）土的水理性質(zhì) 

　　土的水理性質(zhì)指的是巖土在同地下水產(chǎn)生互為作用過程中，巖土所體現(xiàn)出來的不同的性質(zhì)，包括持水性、容水性、給水性、透水性以及毛細(xì)管性等等，以上這些特性與構(gòu)成巖土的液態(tài)、固態(tài)與氣態(tài)存在著密切的聯(lián)系。在巖土體中地下水有著多種賦存方式，首先按埋藏條件可以分為：上層滯水、潛水以及承壓水；按照含水層空隙性質(zhì)可以劃分為：孔隙水、裂隙水與巖溶水。而形式不同的地下水同時也會對巖土水理性質(zhì)產(chǎn)生不同程度的影響。并且?guī)r土的類型也對影響程度產(chǎn)生一定的作用。通過對于巖土的水理性質(zhì)指標(biāo)的測試，能夠更好地為以后地下水位水量發(fā)生變化時所采取的工程措施提供必要的設(shè)計參考。相關(guān)專業(yè)研究結(jié)果顯示，巖土的水理性質(zhì)不但會對巖土的變形與 

　　強度產(chǎn)生一定影響，而且其中的一些性質(zhì)還能夠?qū)λ�工建筑物的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。以往大家通常忽視了工程地質(zhì)勘察過程中對于巖土水理性質(zhì)的測試，而在這樣的背景下對巖土工程地質(zhì)性質(zhì)的評價是不科學(xué)、不全面的。 

　　巖土的主要的水理性質(zhì)及其測試辦法有五種：軟化性；透水性；崩解性；給水性；脹縮性。軟化性是指巖土體浸水后，力學(xué)強度降低的特性，一般用軟化系數(shù)表示，它是判斷巖石耐風(fēng)化、耐水浸能力的指標(biāo)。在巖石層中存在易軟化巖層時，在地下水的作用下往往會形成軟弱夾層。各類成因的粘性土層、泥巖、頁巖、泥質(zhì)砂巖等均普遍存在軟化特性；透水性是指水在重力作用下，巖土容許水透過自身的性能。松散巖土的顆粒愈細(xì)、愈不均勻，其透水性便愈弱。堅硬巖石的裂隙或巖溶愈發(fā)育，其透水性就愈強。透水性一般可用滲透系數(shù)表示，巖土體的滲透系數(shù)可通過抽水試驗求��；崩解性是指巖土浸水濕化后，由于土粒連接被削弱、破壞，使土體崩散、解體的特性。巖土的崩解性與土的顆粒成分、礦物成分、結(jié)構(gòu)等關(guān)系極大，以廣東地區(qū)的殘積土為例，一般崩解時間5～24h，崩解量1.79～34，以蒙脫石、水云母、高嶺土為主的殘積土以散開方式崩解，而以石英為主的殘積土多以裂開狀崩解為主。給水性是指在重力作用下飽水巖土能從孔隙、裂隙中自由流出一定水量的性能，以給水度表示。給水度是含水層的一個重要水文地質(zhì)參數(shù)，也影響場地疏干時間。給水度一般采用實驗室方法測定。脹縮性是指巖土吸水后體積增大，失水后體積減小的特性，巖土的脹縮性是由于顆粒表面結(jié)合水膜吸水變厚，失水變薄造成的。巖土的脹縮性往往是產(chǎn)生地裂縫、基坑隆起的重要原因之一，對地基變形和土坡表層穩(wěn)定性有重要影響。標(biāo)定巖土脹縮性的指標(biāo)有：膨脹率、自由膨脹率、體縮率、收縮系數(shù)等。巖土的水理性質(zhì)尚有持水性，溶水性，毛細(xì)管性，可塑性等。 

　　參考文獻 

　　[1] 呂德雄.工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)研究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010年2期. 

　　[2] 張來龍.水利水電工程水文地質(zhì)勘測的探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012年20期.