摘要:水文地質(zhì)是勘查水利工程地質(zhì)的重要組成部分,它對建設(shè)場地地基巖土體的特性有很大影響,特別是對水利工程地基的穩(wěn)定性及耐用性的作用,更為突出。在水利工程地質(zhì)勘查中,主要是對工程建設(shè)相關(guān)的地質(zhì)因素進行勘探,然而勘查人員一般都只注重對巖土類型、地質(zhì)性質(zhì)及結(jié)構(gòu)的研究,很少會將注意力放在水文地質(zhì)上,水文地質(zhì)成了可有可無的勘查因素。因此在工程建設(shè)中,常常會發(fā)生由于地下水引起的各種危害。筆者根據(jù)自身多年的工作經(jīng)驗,通過分析水利工程地質(zhì)問題,再深入闡述水文地質(zhì)引起的危害,望能給勘查人員一些警示。
關(guān)鍵詞:水利工程 地質(zhì)問題 水文地質(zhì) 危害
隨著社會的發(fā)展,建設(shè)水利工程的規(guī)模和數(shù)量日益增加,因此水利工程的質(zhì)量安全問題也被提到了日程上來。在水利工程中,作為巖土體的重要組成部分,地下水對水利工程建筑的地基有很大的影響。然而在勘查工作中,工作人員常常將水文地質(zhì)勘查放在一個無不起眼的位置,在勘查報告上只是做了一般性的評價,特別是在一些水文地質(zhì)條件較復(fù)雜的地區(qū),沒有進行深入研究,常因沒有意識到水文地質(zhì)對整個工程的影響而導(dǎo)致由此引發(fā)的各種巖土工程危害問題,進而威脅到整個工程的質(zhì)量安全。筆者基于此,分析了水利工程地質(zhì)問題及水文地質(zhì)危害,望能夠相關(guān)工作人員一些啟示。
一、水利工程地質(zhì)情況
1、關(guān)于壩基巖體
不同的壩型具有自己的工作特點,也決定了其對地質(zhì)條件要求的差異。由此可知,要做好壩基巖體的地質(zhì)工作,在了解不同類型壩體的工作特點的同時,還應(yīng)掌握每種壩型對地質(zhì)條件的適應(yīng)性及對工程地質(zhì)條件的要求。另外,還應(yīng)注意研究壩區(qū)巖體本身存在的地質(zhì)缺陷,防止因缺陷而引起的壩基不穩(wěn)和壩區(qū)滲漏情況。
2、關(guān)于邊坡
引起邊坡變形破壞的因素有多種,如地形地貌條件、巖土類型和性質(zhì)、水等,此外還有風化因素、人工挖掘、振動、地震等。邊坡不穩(wěn)的類型主要包括四種:松弛張裂、蠕動變形、崩塌、滑坡,
3、關(guān)于地下洞室圍巖穩(wěn)定性
圍巖變形的類型有以下幾種:脆性破裂、塊體滑動和塌方、層狀彎折和拱曲、塑性變形和膨脹。一般對于工作人員來說,洞室地質(zhì)較簡單、巖層厚、具有一定的間距,不存在影響洞室穩(wěn)定性的斷裂帶,整體的巖體具有較強的硬度及完整性、整個地形沒有滑坡及塌方等的趨勢、地形完整、地下水其地基基礎(chǔ)影響小、環(huán)境好、無異常地熱等,具備這些條件的建洞山體是比較理想的。
4、關(guān)于水庫工程
水庫包括兩類:地面水庫和地下水庫。前者即人工湖泊,是通過筑壩在河流上攔水形成的;后者則是通過地下蓄水構(gòu)造,然后進行人為的控制所形成的。水庫蓄水雖然能夠造福于人類,然而庫區(qū)及庫周的水文條件都會發(fā)生較大的變化,從而影響周圍的地質(zhì)情況,如庫水升高浸潤庫岸,風浪作用沖蝕庫岸及地下水位上升浸沒洼地等,這些情況都會影響工程地質(zhì),從而影響工程的施工、質(zhì)量。
5、關(guān)于軟土基坑
軟土基坑的地質(zhì)問題主要涉及到土質(zhì)邊坡穩(wěn)定和基坑降排水兩個方面。為了保證邊坡穩(wěn)定,在施工中常會采取坡度及邊坡護面的合理設(shè)置、基坑支護、降低地下水位等措施,確保施工安全。而基坑降排水的途徑主要有兩種:明排法和人工降水,后者常選用輕型井點或管井井點的降水方式。進行軟土基坑降排水有很多好處,不僅保證了邊坡的穩(wěn)定,防止了流砂和管涌的發(fā)生,還在下臥承壓含水層的黏性土基坑中,避免了基坑底部的隆起。另外,軟土基坑降排水后,基坑土體相關(guān)干燥,方便了施工。
二、地下水引起的各種巖土工程危害
地下水主要是通過地下水位升降變化和地下水動水壓力作用來引起巖土工程危害的。一般來說,地下水位變化引起的危害可分為三種:
1、關(guān)于潛水位上升
在附近修建水庫,導(dǎo)致河流、湖泊、水庫中的水位上升是引起潛水位升高的重要因素,另外灌溉工程(包括引水渠道和水澆地滲漏工程施工、工業(yè)廢水和各種地下給排水管道的滲漏等)也是影響潛水位上升的一個方面。潛水位上升對建筑物的安全穩(wěn)定性構(gòu)成了巨大的威脅:
(1)地下水滲入地基,導(dǎo)致粘性土含水率增高、整體強度下降、可壓縮性大大增加,長此以往,建筑物很容易發(fā)生沉降變形;
(2)地基無法保持穩(wěn)定,出現(xiàn)隆起,或產(chǎn)生側(cè)向位移,地基不穩(wěn),引起上浮,最終導(dǎo)致建筑物不穩(wěn)定,更甚者發(fā)生位移;
(3)砂土及粉土出現(xiàn)含水量飽和,引發(fā)砂土地震液化問題,或者引發(fā)流砂、管涌等現(xiàn)象;
(4)斜坡、河岸臨空面的巖土體力學性能降低,引發(fā)滑移、崩塌等危害,使得其失去原有的功能;
(5)沒有進行防護的地下室出現(xiàn)浸水而無法使用;
(6)土壤沼澤化、鹽漬化嚴重,對建筑物的腐蝕性大大增強。
2、關(guān)于地下水位下降
此種危害大多由人為因素引起。抽取地下水沒有節(jié)制、采礦活動中的礦床疏干以及上游筑壩、修建水庫截奪下游地下水的補給等人為操作都可引起地下水位下降。地下水位急劇下降對地質(zhì)災(zāi)害及自然環(huán)境都造成很大的影響,前者主要表現(xiàn)在地裂、地面沉降、地面塌陷等,后者主要是地下水源的缺乏、水質(zhì)污染等,嚴重的地區(qū)還會出現(xiàn)沙漠化或海水倒灌現(xiàn)象。因此其嚴重影響了建筑物的穩(wěn)定安全及人類的居住環(huán)境。
3、關(guān)于地下水位升降
氣候、季節(jié)的變化,地球與月球引力的變化,河流、湖泊水位的變化,潮汐的變化等都會影響地下水位波動。此類危害對工程建設(shè)的影響也很大:
(1)地下水位波動,引起土體卸載再加載,而加載后的土體密度比原來的大,因此導(dǎo)致土壓密;
(2)建筑基礎(chǔ)工程材料的使用期限受到影響,加劇了腐蝕性;
(3)干濕交替較頻繁,誘發(fā)木樁腐爛,因此跟埋于水下的地基相比,泥炭土地基的使用年限大大減少;
(4)石膏層和鈉鹽層等含鹽地層出現(xiàn)溶解現(xiàn)象,進而導(dǎo)致建筑物發(fā)生位移。
三、結(jié)語
綜上所述,水利工程的地質(zhì)問題分析可以讓我們了解到在勘查過程中,應(yīng)注意哪些問題,防止一些小的問題引起大的危害,而水文地質(zhì)因其常被勘查人員所忽略,在工程中引發(fā)較多的危害,因此本文重點介紹其引起的各類巖石危害,望能給相關(guān)工作人員一些思考。
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