水利工程勘察水文地質研究
時間:2022-07-02 09:29:18
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摘要:水文地質在水利工程勘察當中占據著極為重要的地位,若其出現問題不但會對水利工程整體質量產生重大的影響,同時導致下流流域出現極大洪澇災害。因此,加強水文地質勘察對于水利工程建設使用而已具有重要的意義?;诖?,本文以工程實例入手,對水文地質勘察問題進行了深入分析,以供參考。
關鍵詞:水利工程勘察;水文地質;問題研究
如今,隨著我國現代化水利工程的快速發展,地域范圍發生了較大變化,水文地質問題已不僅局限于山區和農村,即便是在平原和城市內,也會出現水文地質問題。因此,加強水文地質問題研究具有重要的意義。
1.工程概況
水閘位于阿勒泰地區某河流的現代河谷,河谷呈淺“U”型,現代河床寬廣,寬約110m。兩岸均發育河漫灘,左岸高漫灘寬約100m,間斷發育,高出河床4m左右,岸邊生長較多的楊柳,后緣與I級階地相連,漫灘上零星的發育風成砂丘,高出地表2-3m。河床右岸發育廣闊的沖積作用形成的河谷三角洲。
2.水文地質
受總的地貌形態控制,該區地下水總體徑流方向為從兩側山體向河谷中排泄,最終由壩址區徑流排泄出本區。地下水以基巖裂隙水為主,多數片區地下水埋藏較深,蒸發排泄較為微弱。山溝獨特的地貌形態和較大的匯水面積,使溝內較易匯集地下水,經河床向下游排泄。按地下水埋藏條件及含水層性質主要劃分為:第四系松散堆積層中的孔隙水和基巖裂隙水。2.1松散堆積層中的孔隙水埋藏于第四系松散堆積層中,按補給條件及含水層特征又可分為兩種類型。一種為分布于兩岸第四系沖洪積物中的孔隙水;沖洪積物多堆積于兩岸洪溝及低洼緩坡,主要由不細粒土質砂組成,層間夾雜薄層礫砂,厚度約0.2-0.3m,成分混雜,厚度不大,一般在5.0—10.0m。主要由大氣降水及洪流補給。水量大小受季節性影響很大,旱季多干枯消失;另一種為埋藏于河床淤積細粒土質砂與沖積砂礫石層的孔隙潛水。2.2新近系承壓水庫區大面積分布著新近系承壓水,庫區新近系砂泥巖互層沉積,主要以黃色泥巖和砂巖泥質為主,單層厚度3-5m,泥巖層中有薄層的灰白色和粉黃色細砂巖,承壓水主要分布在細砂巖層中,厚度較薄。第三系承壓水水量及其貧乏,其補給源主要靠大氣降水和融雪水入滲補給,河谷低洼區靠河水下滲補給。本次工作共采集兩組水樣進行水質分析,第一組為河水;第二組為壩后探坑內地下潛水。
3.壩基工程地質條件
水庫大壩橫跨沙拉根現代河床,座落在中低山環繞的山間沖洪積平原上,地形在此處較寬闊,壩型為碾壓式均質土壩,壩頂全長190m左右,壩基直接座落在現代河床、河漫灘及I級階地堆積層上。現就其工程地質條件分述如下:3.1樁號0+000—0+024段。為大壩左壩肩,主要布置在左岸I級階地階坡上,坡降在16%左右,地層上部為厚3.0—6.0m的沖洪積細粒土質砂層,壩肩直接坐到此層之上,未曾進行任何的清基處理。呈土黃色,含少量碎石和礫石以及粉、粘粒;以下為第三系砂巖,厚度在3.0—4.5m,呈中厚層分布,砂巖中局部夾有薄層泥巖或泥質砂巖,以中砂巖為主,局部見細砂巖,弱—半膠結,其表層0—1.0m段風化強烈,多屬全風化過度強風化段,滲透性較大,滲透系數一般在10-4—10-3cm/s范圍內,屬中等透水性。1.0m以下屬強風化層,強風化厚度在2.0m左右,滲透系數一般<10-4cm/s,屬弱透水性;以下為泥質砂巖,呈灰白色、淺灰黃色,泥質膠結,弱—半膠結,鉆孔巖心多呈長柱狀,屬弱透水性。3.2樁號0+024—0+082段。為河谷段,寬一般在50m左右,由于河谷狹窄、水量小等原因,河漫灘和河床無明顯的界線,無地形地貌上的較大變化,地形基本平坦,起伏不大,微傾河床中部。上部為厚度在3.0m的沖洪積細粒土質砂,呈土黃色,結構稍密—中密,含少量細礫和小碎石,含量在10%—20%,粉、粘粒含量在20%左右,其余為砂,以細砂為主,滲透系數在1.5*10-3cm/s左右,為中等透水性;以下為沖積礫砂層,厚度在3.0m左右,顏色呈淺灰褐色,結構緊密。據顆分成果其>2mm的礫石含量在50%左右;不同粒徑的砂約占總量的40%左右,<0.075mm粘、粉粒含量在10%左右。其中礫石磨圓度較差,多呈次棱角狀,次圓狀,部分為呈棱角狀的碎石,滲透系數在10—15m/d左右,為強等透水性;以下為第三系地層,其上部為厚2.0m左右的砂巖,呈白色、灰白色,以中砂巖為主,弱—半膠結,其表層0—1.0m段風化強烈,多屬全風化過度強風化段,滲透性較大,滲透系數一般在10-4—10-3cm/s范圍內,屬中等透水性。1.0m以下屬強風化層,滲透系數一般<10-4cm/s,屬弱透水性;砂巖以下為泥質砂巖,厚度一般在4.0m左右,強風化層厚度在1.0m左右,呈灰白色、淺灰黃色,泥質膠結,砂以粉細砂為主,弱—半膠結,鉆孔巖心多呈長柱狀,滲透系數一般<10-6cm/s,屬微透水性。3.3樁號0+082—0+122段。右岸壩坡段,坡降在10%左右,地層上部為厚度3.0—5.0m的沖洪積細粒土質砂,向I級階地前緣逐漸變薄,連續分布,呈土黃色,結構稍密—中密,含少量細礫和小碎石,含量在10%—20%,粉、粘粒含量在20%左右,其余為砂,以細砂為主,滲透系數在1.5*10-3cm/s左右,為中等透水性;以下為厚度在0—1.4m的沖積砂礫石層,顏色呈淺灰褐色,結構緊密。據顆分成果其>2mm的礫石含量在50%左右;不同粒徑的砂約占總量的40%左右,<0.075mm粘、粉粒含量在10%左右。其中礫石磨圓度較差,多呈次棱角狀,次圓狀,部分為呈棱角狀的碎石;以下為第三系地層,主要為砂巖和泥質砂巖互層,其上部為厚3.5m左右的砂巖,呈白色、灰白色,以中砂巖為主,弱—半膠結,其表層0—1.0m段風化強烈,多屬全風化過度強風化段,滲透性較大,滲透系數一般在10-4—10-3cm/s范圍內,屬中等透水性。1.0m以下屬強風化層,滲透系數一般<10-4cm/s,屬弱透水性;砂巖以下為泥質砂巖,厚度一般在3.5m左右,強風化層厚度在1.0m左右,呈灰白色、淺灰黃色,泥質膠結,砂以粉細砂為主,弱—半膠結,鉆孔巖心多呈長柱狀,滲透系數一般<10-6cm/s,屬微透水性。
4.施工排水問題評價
據壩址工程、水文地質條件,壩基地層主要由上部3.0—4.0m厚的第四系松散巖層和下部強風化第三系巖層組成,上部第四系巖層主要為沖積細粒土質砂、砂礫石層等,屬中等—強透水性,富含地下水,主要受上游河水及周圍基巖山體中裂隙水的補給,最終排向河谷下游段,因此上部第四系松散巖層在施工期間面臨施工排水問題,即在壩前沿壩軸線開挖的基坑將集中大量的地下水,需往外排。目前常采用的排水措施有重力排水或集水坑排水,即基坑中的集水采用排水渠或抽水的方式排到下游。壩址地形較平坦,橫向坡降小,不具備采用排水渠排水的地形條件(上、下游坡降在1/50左右),且此類排水措施耗資大,技術含量高,因此推薦采用抽水方式。基坑開挖邊坡應在1:2.5—1:3.0,排水期間設置有效的過濾器防止土粒流失,在基坑內側采用擋板支護,來防止基底隆起、失穩等。
綜上所述,無論是在水利工程的勘察過程中,還是水利工程的后期管理中,都必須要保證對水文地質問題進行重視。對于水利工程勘察工作來說,其存在著自身的主要特征,在進行工程勘察時,相關人士必須要對其主要特征進行細致的分析,并在此基礎上根據其特征對工作進行開展,只有如此,才能完善整個工程勘察質量。
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作者:周景君 單位:新疆阿勒泰地區水利水電勘測設計院
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