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1F411044 了解工程地質(zhì)與水文地質(zhì)的條件與分析

　　一、水工建筑物的工程地質(zhì)條件

　　工程地質(zhì)條件，可理解為與工程建筑物有關(guān)的各種地質(zhì)因素的綜合。內(nèi)容主要包括：土石類型及其性質(zhì)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地形地貌條件、水文地質(zhì)條件、自然(物理)地質(zhì)現(xiàn)象和天然建筑材料6個(gè)方面。

　　(一)土石類型及其性質(zhì)

　　土和巖石(簡稱巖土)是水工建筑物的地基、建筑材料或建筑介質(zhì)(如地下建筑物的圍巖)。它們的類型和性質(zhì)對建筑物的穩(wěn)定性、安全性、技術(shù)上的可能性、經(jīng)濟(jì)上的合理性都有著極為重要的作用。如壩基，基本分為兩大類：巖基(硬基)和土基(軟基)。在巖基上，往往可以修建高壩、混凝土壩，樞紐多采用集中布置方案;而在土基上，則往往只能修建低壩(或閘)、土石壩，樞紐多采用較分散的布置方案。此外，在巖基和土基中，都存在不同類型和規(guī)模的軟弱巖層或土層，在工程建筑中都必須進(jìn)行專門的研究和處理，才能保證建筑物的穩(wěn)定和安全。

　　(二)地質(zhì)結(jié)構(gòu)

　　地質(zhì)結(jié)構(gòu)包括地質(zhì)構(gòu)造(褶皺及斷裂構(gòu)造)和巖(土)體結(jié)構(gòu)。地質(zhì)構(gòu)造按構(gòu)造形態(tài)可分為傾斜構(gòu)造、褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造三種類型。土體結(jié)構(gòu)是指未固結(jié)成巖的第四紀(jì)土層的結(jié)構(gòu)，包括各種成因類型土層的成層特征、巖相變化和空間分布規(guī)律。

　　巖體和巖石是不同的概念。通常把一定范圍內(nèi)與工程建筑有關(guān)的自然地質(zhì)體稱為巖體。結(jié)構(gòu)面與結(jié)構(gòu)體的組合稱為巖體結(jié)構(gòu)，巖體結(jié)構(gòu)特征實(shí)際上就是結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體的性狀及組合特征的反映，它決定著巖體的物理力學(xué)性質(zhì)和穩(wěn)定性。

　　地形，一般指地表形態(tài)、高程、地勢高低、山脈水系、自然景物、森林植被，以及建筑物分布等，常以地形圖予以綜合反映。地貌，主要指地表形態(tài)的成因、類型，以及發(fā)育程度等。河谷地帶的地形地貌條件往往對水工建筑物選址、壩型選擇、樞紐布置、施工方案等都有直接影響。

　　(四)水文地質(zhì)條件

　　水文地質(zhì)條件一般包括以下內(nèi)容：

　　1.地下水類型。

　　2.含水層與隔水層的埋藏深度、厚度、組合關(guān)系、空間分布規(guī)律及特征。

　　3.巖(土)層的水理性質(zhì)，包括容水性、給水性、透水性等。

　　4.地下水的運(yùn)動特征，包括流向、流速、流量等。

　　5.地下水的動態(tài)特征，包括水位、水溫、水質(zhì)隨時(shí)間的變化規(guī)律。

　　6.地下水的水質(zhì)，包括水的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、水質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等。

　　水文地質(zhì)條件的好壞直接關(guān)系到水庫是否漏水，壩基是否穩(wěn)定，地下水資源評價(jià)是否可靠等一系列工程建設(shè)問題。

　　(五)自然(物理)地質(zhì)現(xiàn)象

　　巖石的風(fēng)化、沖溝、滑坡、崩漏、泥石流、喀斯特等自然地質(zhì)現(xiàn)象的存在及其發(fā)育程度，會直接影響到建筑物的安全和人民生命財(cái)產(chǎn)的安危。在水利水電工程建設(shè)中，在大壩區(qū)附近及水庫區(qū)內(nèi)的自然地質(zhì)現(xiàn)象，要求在工程地質(zhì)勘察時(shí)進(jìn)行充分的調(diào)查與研究，對影響大壩或水庫安全的應(yīng)采取有效措施，進(jìn)行處理或整治。

　　(六)天然建筑材料

　　天然建筑材料勘察應(yīng)查明工程所需要的各類天然建筑材料料場的分布、位置、儲量、質(zhì)量、開采和運(yùn)輸條件等，為工程設(shè)計(jì)和施工提供依據(jù)。

　　關(guān)于料場儲量，在初查階段(對應(yīng)于工程的可行性研究階段)，勘察儲量一般不少于設(shè)計(jì)需要量的3倍，勘察儲量與實(shí)際儲量誤差，應(yīng)不超過40 % ;詳查階段(對應(yīng)于工程的初步設(shè)計(jì)階段)勘察儲量一般不少于設(shè)計(jì)需要量的2倍，勘察儲量與實(shí)際儲量誤差，應(yīng)不超過15 %。

　　二、水利水電工程地質(zhì)問題分析

　　主要對壩基、邊坡、地下洞室圍巖、水庫及軟土基坑工程等工程的地質(zhì)問題進(jìn)行分析。

　　(一)壩基巖體的工程地質(zhì)分析(環(huán)球網(wǎng)校一建考試水利工程地質(zhì)相關(guān)考點(diǎn))

　　不同的壩型，其工作特點(diǎn)不同，所以對地質(zhì)條件的要求也就不同。因此，除了對各類壩型的工作特點(diǎn)應(yīng)有所了解外，特別要了解不同壩型對地質(zhì)條件的適應(yīng)性和對工程地質(zhì)條件的要求。由于壩區(qū)巖體中存在的某些地質(zhì)缺陷，可能導(dǎo)致產(chǎn)生的工程地質(zhì)問題主要有壩基穩(wěn)定問題(包括滲透穩(wěn)定、沉降穩(wěn)定和抗滑穩(wěn)定)和壩區(qū)滲漏問題(包括壩基滲漏和繞壩滲漏)。

　　(二)邊坡的工程地質(zhì)分析

　　l.邊坡變形破壞的類型和特征

　　在野外常見到的邊坡變形破壞主要有松弛張裂、蠕動變形、崩塌、滑坡四種類型。此外尚有塌滑、錯(cuò)落、傾倒等過渡類型，另外泥石流也是一種邊坡破壞的類型。

　　松弛張裂：在邊坡形成過程中，由于在河谷部位的巖體被沖刷侵蝕或人工開挖，使邊坡巖體失去約束，應(yīng)力重新調(diào)整分布，從而使岸坡巖體發(fā)生向臨空面方向的回彈變形及產(chǎn)生近平行于邊坡的拉張裂隙，一般稱為邊坡卸荷裂隙。

　　蠕動變形：是指邊坡巖體主要在重力作用下向臨空方向發(fā)生長期緩慢的塑性變形的現(xiàn)象，有表層蠕動和深層蠕動兩種類型。

　　崩塌：高陡的邊坡巖體突然發(fā)生傾倒崩落，巖塊翻滾撞擊而下，堆積于坡腳的現(xiàn)象，稱做崩塌。在堅(jiān)硬巖體中發(fā)生的崩塌也稱巖崩，而在土體中發(fā)生的則稱土崩。

　　滑坡：邊坡巖體主要在重力作用下沿貫通的剪切破壞面發(fā)生滑動破壞的現(xiàn)象，稱為滑坡。在邊坡的破壞形式中，滑坡是分布最廣、危害最大的一種。它在堅(jiān)硬或松軟巖層、陡傾或緩傾巖層以及陡坡或緩坡地形中均可發(fā)生。

　　2.影響邊坡穩(wěn)定的因素

　　地形地貌條件的影響;巖土類型和性質(zhì)的影響;地質(zhì)構(gòu)造和巖體結(jié)構(gòu)的影響;水的影響;其他因素，包括風(fēng)化因素、人工挖掘、振動、地震等。

　　(三)地下洞室圍巖穩(wěn)定性的工程地質(zhì)分析

　　1.地下工程位置選擇的工程地質(zhì)評價(jià)。理想的建洞山體應(yīng)具備以下條件：建洞區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單，巖層厚，節(jié)理組數(shù)少，間距大，無影響整個(gè)山體穩(wěn)定的斷裂帶;巖體堅(jiān)硬完整;地形完整，沒有滑坡、塌方等早期埋藏和近期破壞的地形;無巖溶或巖溶很不發(fā)育;地下水影響小;無有害氣體和異常地?zé)帷?/P>

　　2.地下洞室圍巖的變形與破壞。圍巖變形破壞的幾種類型：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。

　　(四)水庫工程地質(zhì)問題分析

　　水庫有兩類：一類是在河流上筑壩攔水所形成的人工湖泊，即地面水庫;另一類是利用地下蓄水構(gòu)造，經(jīng)人工控制形成的地下水庫。水庫蓄水后，水文條件、庫周的水文地質(zhì)條件都會發(fā)生比較劇烈的變化，以至影響庫區(qū)及鄰近地段的地質(zhì)環(huán)境。例如庫水升高浸潤庫岸，風(fēng)浪作用沖蝕庫岸，地下水位上升浸沒洼地等。因此產(chǎn)生了各種工程地質(zhì)問題，諸如水庫滲漏、水庫浸沒、水庫塌岸、水庫淤積、水庫誘發(fā)地震等問題。

　　(五)軟土基坑工程地質(zhì)問題分析

　　1.軟土基坑工程地質(zhì)問題主要包括兩個(gè)方面：土質(zhì)邊坡穩(wěn)定和基坑降排水。

　　2.在軟土基坑施工中，為防止邊坡失穩(wěn)，保證施工安全，通常采取的措施有：采取合理坡度、設(shè)置邊坡護(hù)面、基坑支護(hù)、降低地下水位等。

　　3.軟土基坑降排水的目的主要有：增加邊坡的穩(wěn)定性;對于細(xì)砂和粉砂土層的邊坡，防止流砂和管涌的發(fā)生;對下臥承壓含水層的黏性土基坑，防止基坑底部隆起;保持基坑土體干燥，方便施工。

　　4.軟土基坑開挖的降排水一般有兩種途徑：明排法和人工降水。其中人工降水經(jīng)常采用輕型井點(diǎn)或管井井點(diǎn)降水兩種方式。

　　(1)明排法的適用條件：

　　● 不易產(chǎn)生流砂、流土、潛蝕、管涌、淘空、塌陷等現(xiàn)象的黏性土、砂土，碎石土的地層;

　　● 基坑地下水位超出基礎(chǔ)底板或洞底標(biāo)高不大于2.0m。

　　(2)輕型井點(diǎn)降水的適用條件：

　　● 黏土、粉質(zhì)黏土、粉上的地層;

　　● 基坑邊坡不穩(wěn)，易產(chǎn)生流土、流砂、管涌等現(xiàn)象;

　　● 地下水位埋藏小于6.0m，宜用單級真空點(diǎn)井;當(dāng)大于6.0m時(shí)，場地條件有限，宜用噴射點(diǎn)井、接力點(diǎn)井;場地條件允許，宜用多級點(diǎn)井。

　　3)管井降水適用條件：

　　● 第四系含水層厚度大于5.0m;

　　● 基巖裂隙和巖溶含水層，厚度可小于5.0m;

　　● 含水層滲透系數(shù)K宜大于1.0m/d。

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