摘要:修建水利工程有利于协调水资源的时间、空间分布不均问题,还能改善水资源环境。水利工程建设中,对水文地质条件进行仔细的勘测,针对由于水文地质条件带来的问题制定合理有效的方案,能减少人为原因造成的自然环境破坏,还能使工程施工人员更好的进行设计,为后期施工提供详细的地质及岩土资料,形成强大的理论支撑,同时,还有利于增强工程施工的可行性与安全性,大大的减少工程施工建设时间,降低了工程建设成本,加快了我国水利工程的发展步伐。
关键词:水利工程;地质勘察;岩土治理;地下水活动
一、我国水利工程建设的现状
水利工程的发展具有悠久的历史,早在春秋战国时期就有了李冰采用无坝引水修建的都江堰水利工程,这一水利工程是我国科技史上的一座丰碑,被誉为世界奇观。我国水利工程发展至今,不再是单一的解决农田灌溉或者水路运输问题,而是灌溉、运输、发电、蓄水等防洪抗旱多种功能相结合的发展模式,这种模式即解决了水资源分布不均的问题,还能产生一定的经济效益,带动工业企业向清洁健康的方向发展。
水资源的分布在我国具有明显的地区差异及季节性差异。南水北调工程,将南方的水资源引用至北方,缓解北方水资源不足的问题;我国大部分地区是季风气候类型,降雨具有明显的季节特征,季风气候的显著特点是雨季集中在夏季,暴雨还会导致洪涝、泥石流、滑坡等自然灾害,而冬季干燥少雨,有时会出现水资源短缺的问题,为了缓解这一矛盾,可将雨季充沛的水资源储存起来,缓解冬季水资源的匮乏。
水利工程的建设是将人的力量作用于大自然,改变大自然原始状态的不足,要以尊重自然为前提,切不可盲目建设,破坏自然生态环境,不仅没有达到预期建设的目的,还造成资源浪费。现代社会,随着科技的进步,对水利工程建设的要求也越来越高,特别是工程建设的地质勘察阶段,要谨慎分析建设地岩土、水文等各种外在条件,才能制定出一条完善的工程建设计划方针。
二、水利工程地质勘察中的岩土影响因素
2.1地下水水位上升
水利工程所处的岩土环境潜水位的上升情况,是工程项目地质勘察员重要的勘察目标。经对以往水利工程岩土环境的地质勘察结果进行分析,发现虽然导致潜水位上升现象出现的原因不同,但主要集中在如下几种地质因素,即含水层结构与水文气象因素。具体是指,岩土体所处区域环境的降雨量、人为因素以及气温等。这里的人为因素是指,因农业灌溉或是相关施工等。上述几种影响水利工程岩土体环境的地质因素,不仅会以单一的状态,还会以综合影响的作用状态,导致水利工程所处的岩土环境出现潜水位上升。
当水利工程处在潜水面上升的情况下,会使岩土工程的土壤出现沼泽化、盐泽化,进而增加地下水对水利工程相关设施建设的腐蚀性影响。而在腐蚀性的岩土背景下,水利工程的施工建设将面临斜坡、河岸以及岩土体滑移与崩塌等地质问题。一些岩土体结构甚至会出现破坏、软化以及强度下降等问题,进而造成粉细砂与粉土饱和液化的管涌或是流砂问题。为此,地质勘察人员应为水利工程建设者提供全面而系统的岩土体勘察结果,继而采取有效的措施方法进行优化控制。
2.2地下水水位下降
地下水下降问题的产生,多是由人为因素所致。即人类活动频繁,即通过大范围抽取地下水来满足用水需求,这就降低地下水位的下降。此外,采矿作业,也会导致水位下降,进而造成不同程度的沉降、崩裂与塌陷等地质灾害。
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2.3地下水水位频繁升降
地下水频繁升降,其不仅会导致膨胀性岩土,还会降低岩石初选变形的均匀性。这是因为水位的升降频繁,会导致膨胀收缩变形问题的出现,即岩土膨胀收缩幅度增加,导致岩土提结构出现地裂、流砂以及管涌问题。此问题,将造成水利工程建筑物发生破坏,尤其是轻型建筑或是临时性的水利工程建筑物。
三、岩土治理的要点分析
水利工程是兼具难度与复杂的工程项目。特别在非常复杂的水文地质条件下,分析与研究该处的水文地质资料则非常关键。否则,可能出现频繁的岩土危害情况,危害工程项目,浪费资金,后续工作很难进行。所以,岩土治理是水利地质勘察的重点项目。
3.1关于评价水文地质
发现并处理不良地基,为工程提供承载力与稳定性强的地基是水利工程地质勘察工作的出发点。评价水文地质是地质勘察的首要任务,以防后来出现设计失误或重大事故。
主要包括水质的查明、水文地质数据的详细制作、有效预测水利工程受到地下水的何种影响、周围建筑以及工程受到地下水的何种影响等。
在工程施工环节,地质勘察院也要准确分析岩土体,确定岩土体有何危害,实验验证地下水的渗透性以及富水性等,防止工程因人工沉降而出现事故。
3.2关注岩土水理性
岩土水理性质以及岩土的物理性质是岩土的主要工程性质,岩土与地下水的作用关系即岩土的水理性。
岩土体中的地下水赋存形式多样,比如上层滞水、承压水、孔隙水、裂隙水、岩溶水、潜水等。岩土强度以及岩土变形度,以及工程使用期限与稳定性能都受到水理性的制约。
在地质勘察时,水体的崩解性、胀缩性、透水性、软化性等是水体测试对象,另外还应对岩土耐风化强度与耐水浸强度做明确。溶水性、可塑性以及持水性也是勘察人员研究的对象。
3.3测试岩土方式
室内测试与原位测试是地质勘察测试的主要方式,室内测试主要是分析和试验土的物理、化学以及力学等性质,而原位测试主要测试岩土在天然状态下的物理力学性质,测试内容为密实度、强度、压缩性等。测试的方式有研究波速控制、研究十字板剪切、研究圆锥动力、研究标准贯入等。
在土中置入圆锥的探头,分层分析地基的方法为圆锥动力研究,该操作方法比较便捷、所需实验设施很少,但存在研究结果准确性较低的现象。把套管清理干净,通过套管的方式把十字板压进土里,并对地质受力做测试的方式为十字板剪切分析法。在分布较广的土层,且为沙土或沙份的地质中,标准贯入法比较适用,但具有很大的离散型。所以,选用何种方式做岩土性质的研究要根据实验所需结果准确度以及现场地貌、地质做决定。
四、结束语
综上所述,水利工程所面临的岩土地质问题,如地下水的上升、下降以及频繁升降,均可在明确岩土勘察工作重点、施工段地下水勘察以及健全勘察管理与技术运用制度的情况下,来提升水利工程项目建设使用的安全可靠性。如此,工程项目建设者应将上述分析内容与科研成果更多的作用于水利工程的建设,进而满足区域各行各业发展所提出的供水用水需求。
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论文作者:丁改军
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/9
标签:岩土论文; 水利工程论文; 地质论文; 地下水论文; 水文地质论文; 水资源论文; 测试论文; 《防护工程》2019年9期论文;