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水利工程勘察中水文地质问题浅析

水利工程勘察中水文地质问题浅析

摘要:水文地质在水利工程勘察当中占据着极为重要的地位,若其出现问题不但会对水利工程整体质量产生重大的影响,同时导致下流流域出现极大洪涝灾害。因此,加强水文地质勘察对于水利工程建设使用而已具有重要的意义。基于此,本文以工程实例入手,对水文地质勘察问题进行了深入分析,以供参考。

关键词:水利工程勘察;水文地质;问题研究

如今,随着我国现代化水利工程的快速发展,地域范围发生了较大变化,水文地质问题已不仅局限于山区和农村,即便是在平原和城市内,也会出现水文地质问题。因此,加强水文地质问题研究具有重要的意义。

1.工程概况

水闸位于阿勒泰地区某河流的现代河谷,河谷呈浅“U”型,现代河床宽广,宽约110m。两岸均发育河漫滩,左岸高漫滩宽约100m,间断发育,高出河床4m左右,岸边生长较多的杨柳,后缘与I级阶地相连,漫滩上零星的发育风成砂丘,高出地表2-3m。河床右岸发育广阔的冲积作用形成的河谷三角洲。

2.水文地质

受总的地貌形态控制,该区地下水总体径流方向为从两侧山体向河谷中排泄,最终由坝址区径流排泄出本区。地下水以基岩裂隙水为主,多数片区地下水埋藏较深,蒸发排泄较为微弱。山沟独特的地貌形态和较大的汇水面积,使沟内较易汇集地下水,经河床向下游排泄。按地下水埋藏条件及含水层性质主要划分为:第四系松散堆积层中的孔隙水和基岩裂隙水。

2.1松散堆积层中的孔隙水

埋藏于第四系松散堆积层中,按补给条件及含水层特征又可分为两种类型。一种为分布于两岸第四系冲洪积物中的孔隙水;冲洪积物多堆积于两岸洪沟及低洼缓坡,主要由不细粒土质砂组成,层间夹杂薄层砾砂,厚度约0.2-0.3m,成分混杂,厚度不大,一般在5.0—10.0m。主要由大气降水及洪流补给。水量大小受季节性影响很大,旱季多干枯消失;另一种为埋藏于河床淤积细粒土质砂与冲积砂砾石层的孔隙潜水。

2.2新近系承压水

库区大面积分布着新近系承压水,库区新近系砂泥岩互层沉积,主要以黄色泥岩和砂岩泥质为主,单层厚度3-5m,泥岩层中有薄层的灰白色和粉黄色细砂岩,承压水主要分布在细砂岩层中,厚度较薄。第三系承压水水量及其贫乏,其补给源主要靠大气降水和融雪水入渗补给,河谷低洼区靠河水下渗补给。本次工作共采集两组水样进行水质分析,第一组为河水;第二组为坝后探坑内地下潜水。

3.坝基工程地质条件

水库大坝横跨沙拉根现代河床,座落在中低山环绕的山间冲洪积平原上,地形在此处较宽阔,坝型为碾压式均质土坝,坝顶全长190m左右,坝基直接座落在现代河床、河漫滩及I级阶地堆积层上。现就其工程地质条件分述如下:

3.1桩号0+000—0+024段

为大坝左坝肩,主要布置在左岸I级阶地阶坡上,坡降在16%左右,地层上部为厚3.0—6.0m的冲洪积细粒土质砂层,坝肩直接坐到此层之上,未曾进行任何的清基处理。呈土黄色,含少量碎石和砾石以及粉、粘粒;以下为第三系砂岩,厚度在3.0—4.5m,呈中厚层分布,砂岩中局部夹有薄层泥岩或泥质砂岩,以中砂岩为主,局部见细砂岩,弱—半胶结,其表层0—1.0m段风化强烈,多属全风化过度强风化段,渗透性较大,渗透系数一般在10-4—10-3cm/s范围内,属中等透水性。1.0m以下属强风化层,强风化厚度在2.0m左右,渗透系数一般<10-4cm/s,属弱透水性;以下为泥质砂岩,呈灰白色、浅灰黄色,泥质胶结,弱—半胶结,钻孔岩心多呈长柱状,属弱透水性。

3.2桩号0+024—0+082段

为河谷段,宽一般在50m左右,由于河谷狭窄、水量小等原因,河漫滩和河床无明显的界线,无地形地貌上的较大变化,地形基本平坦,起伏不大,微倾河床中部。上部为厚度在3.0m的冲洪积细粒土质砂,呈土黄色,结构稍密—中密,含少量细砾和小碎石,含量在10%—20%,粉、粘粒含量在20%左右,其余为砂,以细砂为主,渗透系数在1.5*10-3cm/s左右,为中等透水性;以下为冲积砾砂层,厚度在3.0m左右,颜色呈浅灰褐色,结构紧密。据颗分成果其>2mm的砾石含量在50%左右;不同粒径的砂约占总量的40%左右,<0.075mm粘、粉粒含量在10%左右。其中砾石磨圆度较差,多呈次棱角状,次圆状,部分为呈棱角状的碎石,渗透系数在10—15m/d左右,为强等透水性;以下为第三系地层,其上部为厚2.0m左右的砂岩,呈白色、灰白色,以中砂岩为主,弱—半胶结,其表层0—1.0m段风化强烈,多属全风化过度强风化段,渗透性较大,渗透系数一般在10-4—10-3cm/s范围内,属中等透水性。1.0m以下属强风化层,渗透系数一般<10-4cm/s,属弱透水性;砂岩以下为泥质砂岩,厚度一般在4.0m左右,强风化层厚度在1.0m左右,呈灰白色、浅灰黄色,泥质胶结,砂以粉细砂为主,弱—半胶结,钻孔岩心多呈长柱状,渗透系数一般<10-6cm/s,属微透水性。

3.3桩号0+082—0+122段

右岸坝坡段,坡降在10%左右,地层上部为厚度3.0—5.0m的冲洪积细粒土质砂,向I级阶地前缘逐渐变薄,连续分布,呈土黄色,结构稍密—中密,含少量细砾和小碎石,含量在10%—20%,粉、粘粒含量在20%左右,其余为砂,以细砂为主,渗透系数在1.5*10-3cm/s左右,为中等透水性;以下为厚度在0—1.4m的冲积砂砾石层,颜色呈浅灰褐色,结构紧密。据颗分成果其>2mm的砾石含量在50%左右;不同粒径的砂约占总量的40%左右,<0.075mm粘、粉粒含量在10%左右。其中砾石磨圆度较差,多呈次棱角状,次圆状,部分为呈棱角状的碎石;以下为第三系地层,主要为砂岩和泥质砂岩互层,其上部为厚3.5m左右的砂岩,呈白色、灰白色,以中砂岩为主,弱—半胶结,其表层0—1.0m段风化强烈,多属全风化过度强风化段,渗透性较大,渗透系数一般在10-4—10-3cm/s范围内,属中等透水性。1.0m以下属强风化层,渗透系数一般<10-4cm/s,属弱透水性;砂岩以下为泥质砂岩,厚度一般在3.5m左右,强风化层厚度在1.0m左右,呈灰白色、浅灰黄色,泥质胶结,砂以粉细砂为主,弱—半胶结,钻孔岩心多呈长柱状,渗透系数一般<10-6cm/s,属微透水性。

4.施工排水问题评价

据坝址工程、水文地质条件,坝基地层主要由上部3.0—4.0m厚的第四系松散岩层和下部强风化第三系岩层组成,上部第四系岩层主要为冲积细粒土质砂、砂砾石层等,属中等—强透水性,富含地下水,主要受上游河水及周围基岩山体中裂隙水的补给,最终排向河谷下游段,因此上部第四系松散岩层在施工期间面临施工排水问题,即在坝前沿坝轴线开挖的基坑将集中大量的地下水,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。坝址地形较平坦,横向坡降小,不具备采用排水渠排水的地形条件(上、下游坡降在1/50左右),且此类排水措施耗资大,技术含量高,因此推荐采用抽水方式。基坑开挖边坡应在1:2.5—1:3.0,排水期间设置有效的过滤器防止土粒流失,在基坑内侧采用挡板支护,来防止基底隆起、失稳等。综上所述,无论是在水利工程的勘察过程中,还是水利工程的后期管理中,都必须要保证对水文地质问题进行重视。对于水利工程勘察工作来说,其存在着自身的主要特征,在进行工程勘察时,相关人士必须要对其主要特征进行细致的分析,并在此基础上根据其特征对工作进行开展,只有如此,才能完善整个工程勘察质量。

参考文献:

[1]孙一涛.水利工程坝址选择的工程地质勘察分析[J].黑龙江水利科技,2016,44(03):36-37.

[2]丛海燕.水利工程建设中坝址的地质勘察工作[J].吉林农业,2016(05):88.

[3]邓汉林.水利工程勘察中的水文地质问题研究[J].河南水利与南水北调,2012(09):56+63.

作者:周景君 单位:新疆阿勒泰地区水利水电勘测设计院