浅析水利水电工程中地质勘察问题

刘凡熙

摘 要：分析水利水电工程地质勘察过程中存在的问题，具有十分重要的现实意义。文章主要阐述水利水电勘察中地下水引起的岩土工程危害，水利水电工程地质勘查中对水文地质的评价内容以及各种勘测技术的发展及应用。

关键词：水利水电工程；水文；地质勘察

水利水电工程地质勘察的目的和任务是：查明工程建筑物地区的工程地质条件，分析预测可能出现的工程地质问题，充分利用有利的地质条件，避开或改造不利的地质因素；水文地质勘察的目的和任务是查明地下水的形成、分布规律，并在此基础上对地下水资源做出水量与水质评价。

1 地下水对岩土工程的危害介绍

地质勘察对水利水电工程有非常重要的影响，地下水作为岩石土体的组成部分之一，不但会影响建筑项目场地地基层的岩土体性，还会影响水利水电工程建筑地基的稳定性和持久性。因此在进行勘察中不能忽视水文地质问题，要深入分析，不能只做一般性的评价，否则会影响水利水电工程的顺利开展。

地下水在岩土体中有不同的存在方式：按埋藏条件分为上层滞水、潜水、承压水；按含水层空隙性质分为孔隙水、裂隙水、岩溶水。地下水位升降变化和地下水动水压力作用都会引起岩土工程的危害，可分为三种方式：

一是水位上升引起的岩土工程危害。二是地下水位下降引起的岩土工程危害。三是地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。

地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的膨胀收缩变形，当地下水升降时，会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大，严重的会导致地裂引起构筑物特别是轻型构筑物的变形、崩塌破坏。

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，如抽取地下水、修建水库等行为改变了地下水天然动力平衡条件，移动的动水压力通常会引起一些严重的岩土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等。

2 水利水电工程对水文地质勘察评价内容

很多水利水电工程企业在进行水利水电工程地质勘察时，在设计基础上和施工基础上没有深入评价水文地质对岩土工程的影响，导致许多工程的质量受到威胁，造成下沉或开裂的的后果，因此，水利水电工程的勘察中一定要加强做好水文地质的研究和详细评价，提出预防及治理措施的建议。其对水利水电工程水文地质勘察中的评价内容有如下：

从岩层、构造、地貌等方面阐述区域的水文地质特征及其一般规律，根据地下水的分布、类型、及其与地表径流的关系、水化学类型进行评价。

应重点评价地下水对岩土体和建筑物及建筑物基础的作用和影响；对可能产生的岩土工程危害进行预测，并提出防治措施。消除地下水对工程建设的负面影响。

水利水电工程勘察中还应根据建筑物及建筑物地基类型的需要，查明有关水文地质问题，进行选型，提供所需的水文地质资料。

对地下水的天然状态进行查明，并分析预测地下水在人为工程活动中的会发生的变化情况，及对岩土体和建筑物的反作用。

按地下水对水利水电工程的作用与影响，提出不同条件下的地质问题。

3 水利水电工程地质勘察技术与应用

近年来，我国在水利水电工程勘察技术手段获得了飞速发展，从深度、广度及精度上都获得了巨大的进步，其主要的技术手段及应用如下：

3.1 工程地质测绘

工程地质测绘是运用地质学的理论和方法，通过野外调查和综合研究勘察场区的地形地貌、地层岩性、地质构造、不良物理地质现象、水文地质条件等，并将它们填绘在适当比例尺的地形图上，为下一步布置勘探孔、试验及长期观测工作打下基础。工程地质测绘的比例尺主要取决于不同的设计阶段。工程地质测绘使用的地形图必须是符合精度要求的同等或大于工程地质测绘比例尺的地形图。图件的精度和详细程度，应与地质测绘比例尺相适应。在图上，大于2mm的地质现象应尽量反映，宽度不足2mm的重要工程地质单元，如软弱夹层、断层等，要扩大比例尺表示，并注示其实际数据。地质界线误差，一般不超过相应比例尺图上的2mm。

3.2 水文地质测绘

水文地质测绘是通过对地质、地貌、第四纪冲洪积物、新构造运动、地下水的调查，填绘出水文地质图，查明勘察场区内地下水形成与分布的基本规律，在此基础上做出初步的开发利用远景评价，并对区内存在的水文地质问题等提出防治措施。

3.3 工程地质勘探

工程地质勘探是在工程地质测绘的基础上，进一步查明地下工程出现的问题和取得较深入的资料。主要有工程钻探、工程物探、坑探、遥感技术等。

3.3.1 工程钻探。钻探是指为了鉴别和划分地层，用钻机从地表向地下钻进，在地层中形成圆柱形钻孔。钻探是水利水电工程勘察中最基础的一种方法，应用广泛。钻探通过钻孔采取不同深度的岩芯可直观地确定地层岩性，地质构造，岩体风化特征等，从而判断地质情况，查明地下水的类型。从钻孔中取出的岩石、土样可进行室内试验，用以测定岩土层的物理力学性质和指标。利用钻孔可进行工程地质、水文地质及灌浆试验、长期观测工作及地应力测量等。地质人员在钻探过程中应根据钻探质量要求，认真记录钻探中出现的各种地质现象；对于像砂砾石层、软弱夹层、滑坡等特殊地段，应选择合理的钻探方法以保证成果能够真实反映该地段的地质条件。

3.3.2 工程物探。工程物探是工程地球物理勘探的简称，它是以地下岩土层（或地质体）的物性差异为基础，通过仪器观测自然或人工物理场的变化，确定地下地质体的空间展布范围（大小、形状、埋深等）并可测定岩土体的物性参数，达到解决地质问题的一种物理勘探方法。岩层有不同的物理性质，物探应用观测仪器来测量勘探区的物理参数，如导电性、弹性、磁性、密度等参数。工程物探主要有以位场理论为基础的重力场勘探、磁场勘探、直流电场勘探等，以及以波动理论为基础的地震波勘探、电滋波勘探等。

3.3.3 坑探。坑探是指用挖坑方式观察地层地质情况的作业。其特点是勘察人员能直接观察到地质结构，便于素描，且准确可靠。对研究断层破碎带、软弱泥化夹层和滑动面（带）等的空间分布特点及其工程性质等有重要意义。坑探主要包括探坑、探槽、浅井、竖井、斜井、平洞等。由于坑探人员能够直接深入地进行观察，记录，揭示地质现象，且对地质体扰动较小，可以不受限制地采取原状结构试样，并可用来做现场大型试验，所以坑探在水利水电项目中作为一种辅助勘察手段被广泛使用。

3.3.4 遥感技术。遥感技术是通过对信息的分析、研究，确定目标物属性和相互关系的一种技术，它从远处探测、感知物体或事物而不直接接触目标物或现象而搜集信息，在水利水电勘察中也应用较为广泛。遥感技术根据遥感平台高度的不同，一般分为地面遥感、航空遥感和航天遥感共3大类。按探测电磁波的工作波段分类，可分为可见光遥感、红外遥感、微波遥感等。

遥感技术优势：（1）感测范围大，具有综合、宏观的特点（大面积同步观测）。（2）信息量大，具有手段多，技术先进的特点。（时效性）。（3）获取信息快，更新周期短，具有动态监测特点。（数据的综合性和可比性）

4 结束语

水利水電工程中的地质勘探是惠民利民的基础性工程，在预防地质灾害、工程初期设计方面都起着重要的作用，地质人员要查明工程项目区域的地质问题，评价和分析地下水对岩土体和建筑的影响，采用最佳的勘察技术，制定高效、合理的勘察方案，为工程设计和施工提供详细准确的地质资料，消除或降低各种地质问题对水利水电工程建设的不利影响，保证水利水电工程的顺利开展。

参考文献

[1]杨连生.水利水电工程地质[M].武汉：武汉大学出版社，2004.

[2]李荣伟，侯恩科.水利水电工程地质勘测的主要方法及其发展[J].四川水力发电，2007（12）.