水利工程中的工程地质问题探析

摘要：本文围绕水利工程地质勘察及常见地质问题展开研究，系统阐述水利工程地质勘察的目的、内容、方法与技术，深入剖析坝基、边坡、地下洞室及水库等工程中存在的渗漏、稳定性、涌水突泥等地质问题。针对这些问题，从优化勘察设计、实施工程处理措施、建立监测与预警体系三方面提出应对策略与预防措施。关键词：工程地质勘察；地质问题；应对策略；预防措施

引言

水利工程作为保障国家水资源合理利用、防洪减灾及促进经济社会发展的重要基础设施，其建设与运行的安全性、可靠性至关重要。工程地质条件是决定水利工程成败的关键因素之一，地质勘察作为工程建设前期的核心工作，对工程选址、设计和施工起着基础性支撑作用。然而，在实际水利工程建设中，复杂多变的地质条件常引发诸多工程地质问题，如坝基渗漏导致的水库蓄水能力下降与坝体失稳风险，边坡滑动威胁周边设施及人员安全，地下洞室涌水突泥阻碍施工进度并危及作业安全，水库浸没与塌岸破坏库区生态环境等。

一、水利工程地质勘察概述

1.1 勘察目的

工程地质勘察是为水利工程生命周期确定准确的地质依据，从规划设计阶段开展工程地勘，选择合理的工程地址、避开断层、滑坡等地质缺陷；设计阶段利用勘察的岩土体力学参数、工程地质条件等选择合适的坝型、洞室形貌等设计参数；施工阶段监测和反馈地质体工程影响的实时状况，确保施工安全；运行阶段监测地质体稳定性和安全性，防止出现地质危害。充分且系统地做好工程地质勘察工作，促进工程在规划阶段、设计阶段、施工阶段、运行阶段的安全、科学实施，在保证工程建设的安全、科学、可靠的各个环节中发挥作用。

1.2 勘察内容

水利工程地质勘察涉及面广而深。地形地貌测量要查明地质单元类型，地貌单元组成及变化，划分地表起伏特征，为工程总体布置提供大势基础；岩土体原位测试需确定岩土体的干密度、天然重度、土的液、塑限、孔隙比、抗剪强度、抗压强度以及岩石的单轴饱和抗压强度及抗冻性等力学物理指标，以确定岩土体的承载力、抗剪、变形等特性；地质构造勘察需查明其断层、褶皱等，以及区域构造稳定与否，并对其进行对工程的影响性评价；水文地质勘察确定地下水的埋藏条件、水位标高、水流方向、流向以及补给排泄方式和补给区等情况，了解地下水对混凝土的腐蚀性；天然建筑材料勘察勘查各类土料、石料等储量与质量，考察开采运输条件等，以满足工程用料要求。

1.3 勘察方法与技术

不同的勘察手段与技术是对获取精确地质数据进行研究的重要基础。地质测绘是通过对地质情况进行实地勘查并填图，大致了解调查区域地质的基本信息；钻探是通过钻孔来获取岩心，直观地了解地质构造以及岩土的性质；物探的方式有电阻率法、地震波法等等，在不需要破坏地质体的情况下，快速找到地质体分布的位置；通过坑道开挖来露出地质现象，方便地质现象的直观观测；岩土体通过原位测试可以直接获得岩土体的原状力学参数，如静力触探、标准贯入等。此外，借助于无人机航测以及三维地质建模等新的技术手段，大幅提升了勘察的效率，增加了勘察的精确性，进而为工程地质的研究提供了更加真实的信息。

二、常见水利工程地质问题分析

2.1 坝基工程地质问题

坝基渗漏是一种较为普遍的问题，大多数原因是坝基岩土透水性大或者存在断层、裂隙等透水裂隙和通道导致的。坝基渗漏引起水资源的损失并且会带来扬压力增加，影响大坝的稳定性。大坝坝基稳定性问题，若抗滑稳定性差会导致坝基沿软弱结构面产生滑动；坝基沉降过大将导致坝体结构的安全性问题，沉降量过大有可能产生裂缝从而造成溃坝事故。如个别土石坝坝基下存在软弱夹层，没有将软弱夹层进行适当的处理导致土石坝产生了沉降差异，产生了坝体纵缝。

2.2 边坡工程地质问题

边坡滑坡由降雨、地震、开挖等因素引发，连续降雨后岩土体饱水，抗剪强度下降；地震中产生的地震力破坏了边坡原有的平衡状态；不恰当的开挖改变了边坡的应力分布，均可以导致边坡滑坡。边坡崩塌一般发生在岩体破碎、节理裂隙发育、临空面陡峭的边坡，岩体在重力作用下突然崩塌，对坡下的设施、人员造成巨大危害。如山区水利工程溢洪道边坡，岩体风化破碎，在暴雨条件下出现崩塌，阻塞溢洪道，导致水库的危险。

2.3 地下洞室工程地质问题

围岩稳定问题是地下洞室的首要问题，岩体质量差、地应力集中、地下水活动，都会使围岩变形和塌落。软弱围岩开挖易产生大变形，支护不及时会造成整体塌落。涌水、突泥多与岩溶发育、断层破碎带等不良地质体相关，施工中遇到此类地质，地下水与泥砂大量涌入洞室，导致机具损毁、人员伤亡、工期拖后等。

2.4 水库工程地质问题

水库渗漏分为库底渗漏和绕坝渗漏，库底岩土体透水性高或未处理的古河道、岩溶洞穴为渗漏通道易形成渗漏通道；绕坝渗漏取决于坝肩山体岩土体的透水性与地质构造。水库浸没由于蓄水后抬高地下水位造成周边农田沼泽化、建筑物地基湿陷。水库崩岸多由波浪冲刷、水位涨落引起岸坡岩土体不断被冲蚀、崩落，不仅对水库生态环境造成破坏，也对沿岸建筑、交通设施的安全产生威胁。

三、水利工程地质问题的应对策略与预防措施

3.1 优化勘察设计

完善勘察工作质量管控，按照勘察规范和要求进行勘察工作，利用高新技术和手段，保证勘察数据的正确和有效；勘察人员应具有高度专业技术和实践经验，强化勘察过程监管和勘察成果审查力度，依据详尽的地质勘察成果进行工程设计，例如根据不同坝基地质情况进行恰当的坝型选择，在软弱坝基地质方面，可对软弱坝基地质进行换填、灌浆等处理；在进行地下洞室设计中，针对不同类别围岩的地质情况确定进行相应的支护类型选择，增加工程的适用性。

3.2 工程处理措施

坝基渗漏可采取帷幕灌浆、设置截水墙、封堵漏浆进行封堵渗漏通道；坝基稳定性差的可采用锚固、置换、微治理等增强坝基的抗滑能力；对边坡采取削坡减载、锚固、挡土墙及植草等措施，调整边坡力学平衡；对地下洞室采取喷锚支护、钢拱架支护、混凝土衬砌等根据不同围岩采取不同的处理方法，尽快将围岩封闭，控制变形；对水库防渗采取对库底黏土覆盖、铺设土工膜及灌浆处理绕坝渗漏部位；对塌岸采取抛石护脚、筑护坡等措施，降低波浪对岸坡的冲刷。

3.3 监测与预警

建设全方位的工程地质观测系统，包括对坝体、边坡、隧洞及大坝上下游进行相关工程地质指标进行观测，开展位移监测、沉降监测、渗流监测、应力应变检测，使用自动化监测仪器对以上指标进行测量，根据测量结果进行危险程度的预测，对监测指标划定警戒值，当监测数值超出警戒值后及时发出预警信息，成立紧急处理小组，对各个角色进行明确，拟定处理步骤，以便在地质灾害发生时可以及时展开处理，减少事故损失。

结语

水利工程地质问题贯穿工程建设与运行全过程，对工程安全与效益影响深远。通过系统开展地质勘察，深入分析常见地质问题，并采取优化勘察设计、工程处理及监测预警等综合措施，可有效降低地质风险。未来，随着水利工程建设向更深、更广领域发展，需持续加强工程地质研究，创新技术方法，提升应对地质问题的能力，保障水利工程长期安全稳定运行。

参考文献

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