坝址选择水利工程论文

2022-07-03

【摘要】在水利工程坝址选择中,工程地质勘察人员不仅要了解地质,也要了解设计,同时应当对工程地质的相关问题提出分析,并结合水利工程的实际情况而选取合适的坝址。【关键词】水利工程;坝址选择;地质勘察水利工程建筑必须重视勘察、设计、施工全过程,否则,后果极其严重。下面是小编为大家整理的《坝址选择水利工程论文(精选3篇)》的文章,希望能够很好的帮助到大家,谢谢大家对小编的支持和鼓励。

坝址选择水利工程论文 篇1:

水利工程坝址选择的地质勘察探究

摘 要:随着我国水利工程建设的不断深入和发展,水利工程施工在选址方面的重要性日益突出,地质勘察工作在水利工程选址中发挥着关键性的作用。本文主要从水利工程坝址选择的地质勘察方面入手,结合具体的案例进行细致分析,力求通过相关的数据分析和记录,为地质勘察研究提供科学的理论借鉴,促进我国水利工程方面的建设和发展。

关键词:水利工程;坝址选择;地质勘察

在我国工程的快速发展过程中,水利工程较于传统建筑工程自身存在著特殊性,需要对坝址进行相应的选择。因此,水利工程坝址选择的地质勘察工作显得尤为重要,直接关乎着水利工程项目能否顺利施工。本文主要针对的就是水利工程坝址选择的地质勘察方面的分析和探究,充分考虑其影响坝址选择的重要因素,确保各项水利工程方面的工作都能顺利实施,更好的保障工程质量。

1、影响水利工程坝址选择的地质勘察条件

1.1 勘察区域的稳定性

以某坝址工程为例,该工程位于城区15千米,公路直通,对外交通方便。通过地质构造等分析,断层远离工程坝址,对坝址建设没有产生影响。水利工程坝址选择的过程中,需要注意的地质条件非常多,必须要做好充分考虑和认真分析,采取有效措施进行相关的处理。单就区域稳定性而言,这是水利工程建设的基础,直接影响到工程后期的发展。因此在建立坝址之前必须对其地壳的稳定性进行相关的勘察和研究,根据具体的数据资料,分析地震安全等级和生产部分的安全性,力求对地质灾害做好有效的规避。

1.2 勘察区域地貌特征

仍以某坝址为例,该河段的河流流向为130°~ 133°,河谷对称为典型的U型谷,下游水深1.2米,库内水深15.57米,且坝址周围存在坚硬的沉积岩,非常适宜建坝。在水利工程坝址选择的过程中,勘察区域地貌特征直接制约和影响施工条件。因此在具体的施工选址过程中,尽量选取V型谷或U型谷进行设计。同时建设重力坝时,对于周围河谷的谷床地貌要求也比较高,坚硬的沉积岩地表非常适宜建设坝址。在具体的勘察过程中,要注重对地形地貌的整体分析,对结构和特点以及土层进行研究,认真考虑好坝址的正确选择。

1.3 岩石的性质

以该坝址岩性探究为例,从岩石检测的结果来看,主要是新生界和中生界为主,岩石系以第四系和三迭系为主,缺乏石炭系和泥盆系地层。第四系多以堆积地层为主,其次为砂岩和砾岩为主的冲洪积岩,这种地表结构多见于盆地和河流周围。因此,在水利工程施工选取坝址时要注意做好充分的准备,对岩石周围不同的边缘接触进行细致的分析和研究,充分考虑到岩石风化的问题,选择合适的方案。通常在喷出岩的相关类型中,常常作为坝基选择的首要考虑因素,而玄武岩的岩性渗水性较强,因此要格外注意。深变质的岩石类型诸如石英、片麻岩等抗水性较强,都非常适合选址。在选址中最常见的岩石当属沉积岩,由于岩石类型相对比较复杂,且结构非常不稳定,常常会因为水流的作用或长时间的裸露地表而导致岩石分化,且容易发生石层方面的错位。良好的砂岩和较厚的碳酸岩常常作为层积岩岩性选址的最佳选择。

2 水利工程坝址地质构造的具体分析

首先,在水利工程坝址选择的地质勘察中,水文地质的影响因素不容小觑。特别是在岩溶区的坝址选择上,应充分考虑到相关隔水层的横谷,同时必须做好综合性能的考虑和辨别,认真研究好地质构造和地貌条件,方能真正选取最佳坝址。其次,水利工程坝址的选择还与地质的具体作用有关,比如岩石出现的分化,滑坡、泥石流等问题,都会有影响。所以,在坝址选址上应注意最好选择狭窄的坝谷作为考虑因素。最后,水利工程的选择过程中,天然材料也是一个重要的考虑因素。施工材料方面的运输是施工方不得不考虑的问题,坝址的选择必须要符合运输等施工方面的要求。同时天然材料的选择方面,注意材料的数量和质量,应当在坝址选取上做好相关勘察工作,确保水利工程施工顺利进行。

3 结语

通过水利工程坝址地质构造的分析和比较,对于水利工程方面具有非常重要的战略作用。在这一方面直接影响水利工程的安全和使用。坝址的选择要充分考虑地质条件的影响,因此必须做好相应的资源配置,利用有利的地质条件和地貌特征,促进我国水利工程方面的建设和发展。

参考文献:

[1]李文碧.水利工程中地质勘察与岩土治理问题分析[J].黑龙江水利科技.2016(09)

[2]王毅,杨兵.水利工程中坝址选择的地质勘察要点分析[J].科技创新与应用. 2014(11)

作者:侯立柱

坝址选择水利工程论文 篇2:

水利工程坝址选择的工程地质勘察

【摘 要】在水利工程坝址选择中,工程地质勘察人员不仅要了解地质,也要了解设计,同时应当对工程地质的相关问题提出分析,并结合水利工程的实际情况而选取合适的坝址。

【关键词】水利工程;坝址选择;地质勘察

水利工程建筑必须重视勘察、设计、施工全过程,否则,后果极其严重。在坝址选择时除了考虑主体建筑物拦水坝的地质条件外,还应研究包括溢洪、引水、电厂、航闸等建筑物的地质条件,为规划、设计和施工提供可靠依据。

一、坝址选取的工程地质勘察

在坝址选择时,应当考虑不同方案,并采取改善不良地质条件的处理措施。因此,地质条件较差,预计处理困难,投资高昂的方案,应首先被否定。坝址选择时,工程地质论证的主要内容包括区域稳定性、地形地貌、岩土性质、地质构造、水文地质条件和物理地质作用以及建筑材料等,还要预计到可能产生的工程地质问题和处理这些问题的难易程度,工作量大小等,下面分别论述。

(一)区域稳定性

区域稳定性问题的研究在水利水电建设中具有特别重要的意义。特别是地震的影响直接关系着坝址和坝型的选择,一般情况下,地震烈度由地震部门提供,但对于重大的水利枢纽工程要进行地震危险性分析和地震安全性评价。因此,对于大型水电工程,在可行性研究阶段,应组织专门力量解决区域稳定性评价。

(二)地形地貌

地形地貌条件是确定坝型的主要依据之一,同时,它对工程布置和施工条件有制约作用。不同地貌单元,其岩性、结构有其自身的特点,如河谷开阔地段,其阶地发育,二元结构和多元结构往往存在渗漏和渗透变形问题。古河道往往控制着渗漏途径和渗漏量等。因此,在坝址比选时要充分考虑地形、地貌条件。

(三)岩土性质

岩土性质对建筑物的稳定来说十分重要,对坝址的比选具有决定性意义。因此,在坝址比选时,首先要考虑岩土性质。修建高坝,特别是混凝土坝,应选择坚硬、完整、新鲜均匀、透水性差而抗水性强的岩石作为坝址。结合工程实践,根据不同成因类型岩土的建坝适宜性及其主要问题作简要概述。

1.侵入的块状结晶岩体,一般致密坚硬、均一、完整、强度大、抗水性强、渗透性弱,是修建高混凝土坝最理想的地基,其中尤以花岗岩类为最佳。这类岩石需注意它们与围岩以及不同侵入期的边缘接触面,平缓的原生节理,风化壳和风化夹层的分布,选坝时避开这些不利因素。

2.喷出岩类强度较高、抗水性强,也是较理想的坝基。我国东南沿海、华北和东北有不少大坝坐落在这类岩石上。喷出岩的喷发间断面往往是弱面,存在风化夹层、夹泥层及松散的砂砾石层,还有凝灰岩的泥化和软化等,对坝基抗滑稳定性的影响不可忽视。此外,玄武岩中的柱状节理,透水性很强,在选坝时也须注意研究。例如:桑干河干流上的山西省册田水库大坝坝基为新生代的玄武岩,柱状节理极发育,坝基及绕坝渗漏严重,影响着水库效益。

3.深变质的片麻岩、变粒岩、混合岩、石英岩等,强度高、抗水性强、渗透性差,也是较理想的坝基。但是在这类岩体中选坝址,必须注意片理面的各向异性及软弱夹层的存在,选坝时,应避开软弱矿物富集的片岩(如云母片岩、石墨片岩、绿泥石片岩、滑石片岩)。在浅变质岩的板岩、千枚岩区,应特别注意岩石的软化和泥化问题。

4.沉积岩中,以厚层的砂岩和碳酸盐岩为较好的坝基。这类岩石坝基较岩浆岩、变质岩的条件复杂。这是因为在厚层硬岩层中常夹有软弱岩层,这些夹层力学强度低,抗水能力差,易构成滑移控制面。碎屑岩类如砾岩、砂岩等,强度与胶结物类型有关,一些胶结物在水的作用下可能产生溶解、软化、崩解、膨胀等。在构造变动下往往发生层间错动,经过次生作用易于发生泥化。在坝址比选时必须十分注意这一问题。此外,碳酸盐岩的岩溶洞穴和裂隙的发育,可能会产生严重的渗漏。

另外,在坝址比选中,河床松散覆盖层具有重要意义。修建高混凝土坝,坝体必须座落在基岩之上,若河床覆盖层过厚,就会增加坝基的开挖工程量,使施工条件复杂化。所以当其他条件大致相同时,应将坝址选择在覆盖层较薄的地段。有的河段因覆盖层过厚,只得采用土石坝型。比选松散土体坝基的坝址时,须研究渗漏、渗透变形和振动液化等问题,而且应避开如淤泥类土等软弱、易变形土层。

(四)地质构造

地质构造在坝址选择中同样占有重要地位,对变形较为敏感的刚性坝来说更为重要。在地震强烈活动或活动性断裂发育的地区,选坝时应尽量避开或远离活断层,而位于区域稳定条件相对较好的地块上。在选坝前的可行性研究时,应进行区域地质研究,查明区域构造格局,尤其要查明目前仍持续活动或可能活动断裂的分布、类型、规模和错动速率,并预测发生水库诱发地震的可能及震级。国外有些水坝就因横跨活断层而坝体被错开或致垮坝。地质构造也经常控制坝基、坝肩岩体的稳定。在层状岩体分布地区,倾向上游或下游的缓倾岩层中存在层间错动带时,在后期次生作用下往往演化为泥化夹层,若有其他构造结构面切割的话,对坝基抗滑稳定极為不利,在选坝时应特别注意。因为缓倾岩层的构造变动一般较轻微,容易被忽视。陡倾甚至倒转岩层,由于构造形变强烈,岩石完整性受到强烈破坏,在选坝时更要特别注意查清坝基内缓倾角的压性断裂。总之,要尽可能选择岩体完整性较好的构造部位作坝址,避开断裂、裂隙强烈发育的地段。

(五)水文地质条件

在以渗漏问题为主的岩溶区和深厚河床覆盖层上选坝时,水文地质条件应作为主要考虑的因素。从防渗角度出发,岩溶区的坝址应尽量选在有隔水层的横谷、且陡倾岩层倾向上游的河段上。同时还要考虑水库有否严重的渗漏问题,库区最好是强透水层底部有隔水岩层的纵谷,且两岸的地下分水岭较高。当岩溶区无隔水层可以利用的情况下,坝址应尽可能选在弱岩溶化地段。这就要求仔细分析研究岩层结构、地质构造和地貌条件。

(六)物理地质作用

影响地址选择的物理地质作用较多,诸如岩石风化、岩溶、滑坡、崩塌、泥石流等,但从一些水库失事实例来看,滑坡对选择坝址的影响较大。在河谷狭窄的河段上建坝可节省工程量和投资,所以选择坝址时总希望找最窄的峡谷段。但是,峡谷地段往往存在岸坡稳定问题,一定要慎重研究。如法国罗曼什河上游一坝址,地形上系狭窄河段,河谷左岸由花岗岩和三叠纪砂岩及石灰岩构成。右岸是里亚斯页岩,表面上看来岩体较完整,后经钻探发现页岩下面为古河床相的砂砾石层,表明了页岩是古滑坡体物质,滑坡作用将河槽向左岸推移了70m。因而只得放弃该坝址而另选新址。

总之,工程地质条件在选坝中占有极其重要的地位,要选择一个地质条件优良的坝址,并据此合理配置水利枢纽的各个建筑物,以便充分利用有利的地质因素、避开或改造不利的地质因素。

参考文献:

[1]卢元静.水利工程中的地质勘察[J].中小企业管理与科技,2010,10.

[2]董在付.论述水利工程中的水文地质问题分析[J].中国新技术新产品,2010,12.

作者:张宏扬

坝址选择水利工程论文 篇3:

水利工程坝址选择的工程地质勘察探讨

【摘要】通过结合工程实践表明,工程地质勘察人员不仅要了解地质也要了解设计,同时应当对工程地质的相关问题提出分析,并结合水利工程的实际情况而选取合适的坝址。

【关键词】工程地质勘察;水利工程;坝址选取

1.引言

水工建筑物不同于其他建筑物,有其自身的特点。因水工建筑物的建成,而使广大范围内的水文和水文地质条件发生变化。这种变化就可能引起水库岸坡再造、水库渗漏、水库淤积和坝下游河床冲刷等作用。因此,必须重视勘察、设计、施工全过程,否则,后果极其严重。在坝址选择时除了考虑主体建筑物拦水坝的地质条件外,还应研究包括溢洪、引水、电厂、航闸等建筑物的地质条件,为规划、设计和施工提供可靠依据。

2.坝址选取的工程地质勘察

在自然界中,地质条件完美的坝址很少,尤其是大型的水利樞纽,对地质条件的要求很高,更不能完全满足建筑物的要求。所谓“最优方案”是比较而言的,最优坝址在地质上也会存在缺陷。所以在坝址选择时,应当考虑不同方案,并采取改善不良地质条件的处理措施。因此,地质条件较差,预计处理困难,投资高昂的方案,应首先被否定。坝址选择时,工程地质论证的主要内容包括区域稳定性、地形地貌、岩土性质、地质构造、水文地质条件和物理地质作用以及建筑材料等,还要预计到可能产生的工程地质问题和处理这些问题的难易程度,工作量大小等,下面分别论述。

2.1 区域稳定性

区域稳定性问题的研究在水利水电建设中具有特别重要的意义。围绕坝址或要开发的河段,对区域地壳稳定性和区域场地稳定性进行深入研究是一项战略任务。特别是地震的影响直接关系着坝址和坝型的选择,一般情况下,地震烈度由地震部门提供,但对于重大的水利枢纽工程要进行地震危险性分析和地震安全性评价。因此,对于大型水电工程,在可行性研究阶段,应组织专门力量解决区域稳定性评价。

2.2 地形地貌

地形地貌条件是确定坝型的主要依据之一,同时,它对工程布置和施工条件有制约作用。狭窄、完整的基岩“V”型谷适合修建拱坝,宽高比大于2的“U”型基岩河谷区宜修建混凝土重力坝或砌石坝。宽敞河谷地区岩石风化较深或有较厚的松散沉积层,一般适于修建土坝。不同地貌单元,其岩性、结构有其自身的特点,如河谷开阔地段,其阶地发育,二元结构和多元结构往往存在渗漏和渗透变形问题。古河道往往控制着渗漏途径和渗漏量等。因此,在坝址比选时要充分考虑地形、地貌条件。

2.3 岩土性质

岩土性质对建筑物的稳定来说十分重要,对坝址的比选具有决定性意义。因此,在坝址比选时,首先要考虑岩土性质。修建高坝,特别是混凝土坝,应选择坚硬、完整、新鲜均匀、透水性差而抗水性强的岩石作为坝址。我国已建和正在施工的70余座高坝中,有半数建于强度较高的岩浆岩地基上,其余的绝大多数建于片麻岩、石英岩和砂岩上,而建于可溶性碳酸盐岩、强度低易变形的页岩、千枚岩上的极少。通过结合工程实践,根据不同成因类型岩土的建坝适宜性及其主要问题作简要概述。

(1)侵入的块状结晶岩体,一般致密坚硬、均一、完整、强度大、抗水性强、渗透性弱,是修建高混凝土坝最理想的地基,其中尤以花岗岩类为最佳。这类岩石需注意它们与围岩以及不同侵入期的边缘接触面,平缓的原生节理,风化壳和风化夹层的分布,选坝时避开这些不利因素。

(2)喷出岩类强度较高、抗水性强,也是较理想的坝基。我国东南沿海、华北和东北有不少大坝坐落在这类岩石上。喷出岩的喷发间断面往往是弱面,存在风化夹层、夹泥层及松散的砂砾石层,还有凝灰岩的泥化和软化等,对坝基抗滑稳定性的影响不可忽视。此外,玄武岩中的柱状节理,透水性很强,在选坝时也须注意研究。例如:桑干河干流上的山西省册田水库大坝坝基为新生代的玄武岩,柱状节理极发育,坝基及绕坝渗漏严重,影响着水库效益。

(3)深变质的片麻岩、变粒岩、混合岩、石英岩等,强度高、抗水性强、渗透性差,也是较理想的坝基。但是在这类岩体中选坝址,必须注意片理面的各向异性及软弱夹层的存在,选坝时,应避开软弱矿物富集的片岩(如云母片岩、石墨片岩、绿泥石片岩、滑石片岩)。在浅变质岩的板岩、千枚岩区,应特别注意岩石的软化和泥化问题。

(4)沉积岩中,以厚层的砂岩和碳酸盐岩为较好的坝基。这类岩石坝基较岩浆岩、变质岩的条件复杂。这是因为在厚层硬岩层中常夹有软弱岩层,这些夹层力学强度低,抗水能力差,易构成滑移控制面。碎屑岩类如砾岩、砂岩等,强度与胶结物类型有关,一些胶结物在水的作用下可能产生溶解、软化、崩解、膨胀等。在构造变动下往往发生层间错动,经过次生作用易于发生泥化。在坝址比选时必须十分注意这一问题。此外,碳酸盐岩的岩溶洞穴和裂隙的发育,可能会产生严重的渗漏。

另外,在坝址比选中,河床松散覆盖层具有重要意义。修建高混凝土坝,坝体必须座落在基岩之上,若河床覆盖层过厚,就会增加坝基的开挖工程量,使施工条件复杂化。所以当其他条件大致相同时,应将坝址选择在覆盖层较薄的地段。有的河段因覆盖层过厚,只得采用土石坝型。比选松散土体坝基的坝址时,须研究渗漏、渗透变形和振动液化等问题,而且应避开如淤泥类土等软弱、易变形土层。

2.4 地质构造

地质构造在坝址选择中同样占有重要地位,对变形较为敏感的刚性坝来说更为重要。在地震强烈活动或活动性断裂发育的地区,选坝时应尽量避开或远离活断层,而位于区域稳定条件相对较好的地块上。在选坝前的可行性研究时,应进行区域地质研究,查明区域构造格局,尤其要查明目前仍持续活动或可能活动断裂的分布、类型、规模和错动速率,并预测发生水库诱发地震的可能及震级。国外有些水坝就因横跨活断层而坝体被错开或致垮坝。地质构造也经常控制坝基、坝肩岩体的稳定。在层状岩体分布地区,倾向上游或下游的缓倾岩层中存在层间错动带时,在后期次生作用下往往演化为泥化夹层,若有其他构造结构面切割的话,对坝基抗滑稳定极为不利,在选坝时应特别注意。因为缓倾岩层的构造变动一般较轻微,容易被忽视。陡倾甚至倒转岩层,由于构造形变强烈,岩石完整性受到强烈破坏,在选坝时更要特别注意查清坝基内缓倾角的压性断裂。总之,要尽可能选择岩体完整性较好的构造部位作坝址,避开断裂、裂隙强烈发育的地段。

2.5 水文地质条件

在以渗漏问题为主的岩溶区和深厚河床覆盖层上选坝时,水文地质条件应作为主要考虑的因素。从防渗角度出发,岩溶区的坝址应尽量选在有隔水层的横谷、且陡倾岩层倾向上游的河段上。同时还要考虑水库有否严重的渗漏问题,库区最好是强透水层底部有隔水岩层的纵谷,且两岸的地下分水岭较高。当岩溶区无隔水层可以利用的情况下,坝址应尽可能选在弱岩溶化地段。这就要求仔细分析研究岩层结构、地质构造和地貌条件。

2.6 物理地质作用

影响地址选择的物理地质作用较多,诸如岩石风化、岩溶、滑坡、崩塌、泥石流等,但从一些水库失事实例来看,滑坡对选择坝址的影响较大。在河谷狭窄的河段上建坝可节省工程量和投资,所以选择坝址时总希望找最窄的峡谷段。但是,峡谷地段往往存在岸坡稳定问题,一定要慎重研究。如法国罗曼什河上游一坝址,地形上系狭窄河段,河谷左岸由花岗岩和三叠纪砂岩及石灰岩构成。右岸是里亚斯页岩,表面上看来岩体较完整,后经钻探发现页岩下面为古河床相的砂砾石层,表明了页岩是古滑坡体物质,滑坡作用将河槽向左岸推移了70m。因而只得放弃该坝址而另选新址。

2.7 天然建筑材料

天然建筑材料也是坝址选择的一个重要因素。坝体施工常常需要当地材料,坝址附近是否有质量合乎要求,储量满足建坝需要的建材,如砂石、黏土等,是坝址选择应考虑的。天然建筑材料的种类、数量、质量及开采条件及运输条件对工程的质量、投资影响很大,在选择坝址时应进行勘察。

3.结语

从实践表明,选择坝址是水利水电建设中一项具有战略意义的工作,它直接关系到水工建筑物的安全、经济和正常使用。工程地质条件在选坝中占有极其重要的地位,选择一个地质条件优良的坝址,并据此合理配置水利枢纽的各个建筑物,以便充分利用有利的地质因素、避开或改造不利的地质因素。

参考文献

[1] 卢元静.水利工程中的地质勘察[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2010,28(10):118~119.

[2] 董在付.论述水利工程中的水文地质问题分析[J].中国新技术新产品,2010,31(12):31~33.

作者:迟建荣

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