第三章水利工程常见的地质问题坝的工程地质研究
水利水电工程地质若干问题探讨
水利水电工程地质若干问题探讨摘要：实施水利水电项目与环境保护都需要一个长久的过程，是水利水电项目正常开展的主要途径。
项目地质工作水平，直接关系着项目计划的确定和项目进程的正常运行。
因地质异常导致的工程事故总会出现，要么会妨碍正常工期进度，要么就会导致工程事故，使得人们的生命财产造成极大损失。
所以，探究水利水电项目的地质勘察期间面临的问题，有着积极的作用。
关键词：水利水电工程；地质问题；环境要素；勘测问题前言水利水电项目的地质情况，对项目方案制定和项目的正常运行有重要影响。
水利水电项目地质勘测是工程领域中内容最多、范围最大、问题最困难、最具代表性的龙头项目，有着独特性。
这也在一定程度上表示了地质勘测的积极意义。
我们要把水利水电项目地质勘查的实际内容，严格把握，科学进行，达到真正意义上的项目管理全局化和规范化。
一、水利水电工程地质特性1.复杂性和独特性地质勘查属于整个项目的基础环节，覆盖面大、具有复杂性。
复杂性通常是由于工程领域广、投资多；历时长，建筑结构复杂，尤其是大规模项目特点更突出；工程场地的地质条件给勘察地质技术提出了更高的要求。
独特性通常是水利水电工程结构的特殊。
与以往的房屋、桥梁要求有所差别，水利水电项目有特点的结构标准，因各环节各方面的地质环境的限制，就算是同种类的建筑工程，也难以发现完全一致的结构组成。
这种特殊性是唯一的，是无法调节的，若是发生异常，就会是严重情况。
2.长久性和潜伏性水利水电项目地质存在的又一特性就是项目的长久性和潜伏性，较多地质隐患是无法预估的。
通过很多实践表明，水利水电项目地质潜在问题从开始勘测设计到施工建设都找不出一点踪迹。
如葛洲坝项目由于坝基软基层异常使得停工，一定要重新检测，并全面改善设计方案。
因水利项目地质工作导致的安全隐患引发事故情况数不胜数。
这些一直存在的地质隐患只要出现，要么需要调整设计方案，要么会导致项目报废，严重的会危及人们生命财产安全。
二、明确水利项目开展地质勘测的重要作用水利水电项目地质是最关键环节的主要因素，是由于大规模水利水电项目的全面建设运行。
水利水电工程地质问题分析
水利水电工程地质问题分析摘要：水利水电工程地质的工作质量对水利水电工程的建设和工程方案的落实非常重要，而具体的工程施工中，地质问题引起的工程事故并未减少，反而在一定程度上有所提升。
地质问题的发生，轻则使工程的工期有所延误，重则造成工程失事，影响着人民的财产及生命安全。
为此，对水利水电工程地质问题的探究是非常有必要的，只有通过地质勘察工作的有效实施，对工程建设中存在的问题进行处理和解决，才能真正促使水利水电工程的良好建设和发展。
关键词：水利水电；地质勘察；工程问题水利水电工程的建设对人们的生活及社会经济效益的实现有着重要的改善作用，而工程问题的出现则是影响人民生活和社会经济效益改善的重大问题，其中，除了施工问题造成的危害较大外，地质问题产生的危害同样对水利水电工程的建设有着重大影响。
为此，必须重视水利水电工程地质问题的认识和研究，从而通过地质勘察工作的加强，维护水利水电工程的质量，并为人民服务、为社会造福。
一、水利水电工程地质问题的重要性小浪底、葛州坝、三峡均是大型水利水电工程，而在工程建设前期，工程地质勘察工作的投入非常的大，影响着人们对工程地质条件的研究和认识，正由于前期地质工作的充分实施，后续的工程建设才能更为顺利。
然而，我国水利水电工程的数量并不多，至2006年时，水库的数量达85874座，总库容为5974亿m3。
我国在大批水利水电工程修建的开始阶段中，前期勘察工作并不熟练，地质情况的掌握也不充分，使水库的建设存在大量的隐患。
当前，我国病险水库占总量的43%，而中小型水库所占数量最多。
其中，坝基病害、坝体病害是主要的两种病险类型，除了施工质量造成的影响外，前期勘察工作的缺失造成的危害更为重大。
工程实践证明，修建建筑物之前投入足够的勘察工作，是非常重要的一项工程措施，只有工程地质问题得以有效解决时，工程的建设也就更为顺利。
如果在工程建设之初，地质工作的实施得不到重视，就无法清楚地了解地质条件，在这种情况下盲目的进行施工，产生的后果是非常严重的，不仅会延误工期、增加投资，也会使建筑物存在较多的安全隐患和质量问题。
水利堤防工程地质勘察的问题分析
水利堤防工程地质勘察的问题分析摘要：地质勘察工作具有一定的复杂性，受到人为因素、设备因素、气候条件、水文条件等方面的影响比较大，勘察人员要不断提高自身的责任意识、综合能力和专业水平，加强对现代化、信息化、自动化技术的应用，以降低勘察工作量和工作难度，保证各类数据、资料共享和上传的及时性和完整性，在保证勘察质量的同时推动地质勘察工作的创新发展，以推动我国水利工程建设稳步开展。
关键词：水利堤防工程；地质勘察；问题前言：地质勘察是水利堤防工程中最为关键的工作内容，对堤防工程的设计及施工方案的确定有着至关重要的影响，保证勘察资料的全面性可以为堤防工程施工流程的确定提供基础。
结合实际情况来看，勘察过程中容易发生问题的阶段主要包括测量放点、工程地质测绘、勘探取样、测试与试验等环节，明确以上重点才能使勘察人员熟悉勘察工作关键点，进而加强对重点、难点勘察内容的控制，保证各类资料的完整性。
1水利堤防工程地质勘察技术1.1勘探布置在进行堤防工程地段勘测时，需要对勘探进行布阵，采用最少工具获得更多的地质数据与材料，根据工程设计要求，合理设计勘查布阵。
对此，首先要对已掌握的数据进行综合分析，了解所取得的地质材料信息，合理布置勘探坑孔，确定关键位置，保障数据获取的全面性、完整性。
但在进行实际操作时，大部分企业并未重视对已获取数据的整理，粗糙的进行勘探布置，导致工艺操作流程不满足严谨性要求，进而难以实现对数据准确、全面的掌握，堤防工程的地质情况数据存在一定的不足。
对于此类情况，需要在施工之前，进行标准、规范的地质勘查，根据相关要求确定勘探工作的全面细致性，根据法律规范进行针对性的勘探布置，根据收集的资料不断的进行布置计划调整，完善勘探测绘工作的准确性。
在进行施工前，需要的待施工区域内的关键地质状况进行确定，了解漫滩、河床、地层岩性、含水层厚度等基本内容。
全方位掌握堤防工程的基本地质状况为后续工艺准备提供参考数据，在此基础上，对地质问题进行针对性分析，做好预判工作，结合工作经验，保证勘探工作的有效性，为有序开展勘探工作提供保障。
坝的工程地质研究课件
断层
冲刷坑
泥化夹层 构成滑动面
岩性不均匀的坝基剖面
∑V——作用在滑动面以上的力在铅直方向投影的代数和
∑H——作用在滑动面以上的力在水平方向投影的代数和
K′——抗滑稳定安全系数，取≧2.5；
f′——滑动面的抗剪摩擦系数
c′——滑动面的抗剪断粘聚力；A——滑动面的面积
坝的工程地质研究
31
对中小型工程中的中、低坝，若无条件进行 试验时，也允许按纯抗剪公式计算。
坝的工程地质研究
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二、坝基岩体滑动破坏的边界条件分析
4、陡倾层状岩体 一般不利于形成单一的滑动面，但可与层间法向裂隙或 延续性裂隙组成阶梯状，或近似弧形的滑动面。
F
陡倾层状岩体的滑移破坏
坝的工程地质研究
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三、边界条件的阻滑因素
1、滑动面的阻滑作用
滑动面的f、c值是决定岩体抗滑能力的主要因素。但当 滑动面的起伏差大，连续性差、夹泥层灭尖或被其他断裂错 动时，则可提高其抗滑能力。
几种可能引起坝肩岩体发生滑动的地形地质条件
a1
a2
a3
a、由一组软弱结构面构成的不利条件
坝的工程地质研究
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四、坝肩岩体滑动的边界条件分析
几种可能引起坝肩岩体发生滑动的地形地质条件
b1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱb2
b、由两组软弱结构面构成的不利条件
坝的工程地质研究
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四、坝肩岩体滑动的边界条件分析
工程地质知识：重力坝主要工程地质问题主要包括几个方面.doc
工程地质知识：重力坝主要工程地质问题主要包括几个方面①软弱结构面及其力学参数：岩体是岩石与结构面的结合体，结构面力学性质较差，是决定岩体结构类型、岩体质量、变形、透水性以及岩体稳定性的主要因素。
其中软弱结构面和软弱夹层由于力学强度低，影响水工建筑物整体稳定、变形稳定及渗透稳定，因此要查明结构面及软弱夹层的分布、连通性、厚度、性状、起伏差、分带、上下游岩体的完整性，检测其强度、变形和渗透性参数等。
不同类型的结构面及软弱夹层，工程性状有明显差别。
②坝基岩体工程地质分类：坝基岩体工程地质分类主要适用于高混凝土重力坝，用于评价坝基岩体的变形和抗滑稳定性能。
坝基岩体工程地质分类对准确把握坝基岩体工程特性、合理选取岩体物理力学参数、客观评价坝基岩体稳定安全性以及对坝基开挖和地基处理设计等方面都起到了主要的指导作用。
③抗滑稳定性分析及安全评价：坝基抗滑稳定性是指大坝在各种设计工况下抵抗发生剪切破坏的可靠性，是重力坝的主要问题之一。
由于坝基岩体地质结构不同，其滑动模式可归纳为3种类型：表面滑动、浅层滑动和深层滑动。
具体到某一座大坝，哪一类型滑动模式最危险、起控制作用的，则要结合工程的具体地质条件来判断，通过计算分析加以确定。
④建基面选择：建基面位置的选择，应该考虑在经济可行的地基处理以后，能够满足大坝对地基的基本要求，即具有足够的力学强度、足够的抗滑稳定安全性、足够的抗变形性能和良好的抗渗性能，并有足够的耐久性，防止岩体性质在高压水的长期作用下发生恶化。
就地质而言，影响建基面选择的主要因素包括岩性、岩体结构、岩体完整性、岩体风化和卸荷特征、水文地质条件和地应力等。
良好的坝基应具有足够的抗变形和承载能力、弱的透水性和整体稳定性，以免变形过大引起地基破坏。
当然，良好的坝基应该有一个具体的标准，岩体质量分类就是通过某个（或某些）勘探指标的值，按照一定的划分标准区分不同类别的岩体。
岩体质量在一定程度上反映了岩体的稳定程度.岩体质量好，稳定性就好，不需要或要很少的加固支护措施，并且施工安全、简便、质量差，稳定性不好的岩体，需要复昂贵的加固支护等处理措施，常常在施工中带来预想不到的复杂情况。
水利工程地质勘察坝址研究论文
水利工程地质勘察坝址研究论文水利工程地质勘察坝址研究论文摘要：水利工程中大坝是十分常见的工程项目，对坝址必须要进行高质量的地质勘察。
地质情况决定大坝地基的稳定与否，对于大坝的稳定性及平稳运行起着十分重要的作用，本文详细介绍了大坝建设中的工程地质勘察的主要内容，希望在工程建设中对坝址的地质勘察工作提供帮助。
关键词：水利工程；地质；勘察；坝址1大坝坝址地质勘察的重要性及选取原则水利工程建设不同于其他的普通建筑物，多数都建设在临水或涉水的地方，而水利工程的建成，还会导致一定范围内的水文和地质发生变化，水文地质同时也会对水利工程产生影响，比如地基沉降、水库坝体承受水压、水库淤积和坝下游河床冲刷等，这些水文影响都会导致坝体发生变化，出现渗漏险情，所以在工程建设中，必须要重视工程地质的勘察，科学设计、严谨施工，确保工程的质量，如果勘察不细致，就会对设计、施工产生影响，从而导致工程质量的不稳定，甚至引发一些安全事故。
在自然界中，理想的地质条件是十分少见的，特别是对于一些大型水利工程。
如水库坝址的选择上只能选相对的最优方案，坝址选择不可避免会存在许多不足，所以在大坝坝址的选取上，要综合考虑，以安全性、稳定性、易于施工而且投入相对经济为原则，通过对坝址附近地质、水文的勘察，进行科学的规划设计，同时对一些地质问题及处理问题的难度进行科学的预判，计算出工作量，然后再做最终决定。
2水利工程坝址勘察的主要内容2.1区域稳定性勘察大坝建设中，坝址的选定一定要先进行区域稳定性勘察，只有确定工程建设区域的稳定，才能进行下一步规划建设。
要围绕坝址对地壳的稳定性及场地进行深入研究，特别是对于一些地震带地区，要通过地震部门进行深入了解，掌握工程建设区域内地震活动的情况，进行地震危险性分析和地震安全性评价，避免工程建在地震活跃地带上。
2.2地形地貌勘察地形地貌对于坝型的确定有重要的影响，不同的地形地貌决定着如何进行工程布置和进行施工，所以在水利工程建设中，通过对地形地貌的详细勘察，才能确定坝型的设计。
三峡大坝的工程地质问题
三峡大坝的工程地质问题三峡大坝位于中国湖北省宜昌市境内,距下游葛洲坝水利枢纽工程38公里；是当今世界最大的水利发电工程——三峡水电站的主体工程、三峡大坝旅游区的核心景观、三峡水库的东端.三峡大坝工程包括主体建筑物及导流工程两部分，三峡工程大坝总长 2 309。
47 m ,由河床泄洪坝段及其左右两侧厂房坝段和两岸非溢流坝段等组成。
工程总投资为954.6亿人民币，于1994年12月14日正式动工修建，2006年5月20日全线修建成功。
三峡大坝的坝体为混凝土重力坝，最大坝高为183 m。
基础最大压应力达5MPa，要求基岩坚硬完整，具有足够的承载能力。
大坝下游水深达 60~70 m，因而要求对坝基有可靠的防渗降压措施,确保大坝稳定安全.为经济合理地做好坝基处理设计，先后开展了大量的地勘和科学试验工作,查明了工程地质问题,验证了设计方案及参数，为设计提供了丰富的资料。
三峡大坝的工程地质条件及存在的主要工程地质问题一、工程地质条件大坝基岩为震旦纪闪云斜长花岗岩，中间含多种岩脉,岩脉多与围岩紧密接触，基岩较为均一完整,力学强度高.基岩中的断层以陡中倾角斜穿坝基的NNW、NNE组为主，规模较大,呈压扭性,构造岩一般胶结良好，空间展布具疏密相间的等距性, 主要有: 两岸 F23、F9,河床F7、F4、F410～F413等；其次为陡中倾角的NE~NEE 组，规模相对较小，具有张扭性,构造岩一般胶结较差，少数呈松软状,风化强烈，主要有：左岸F215等; 缓倾角断层少见.裂隙走向与断层近一致，亦以陡中倾角的NNW、NNE组为主,多显压扭性; NNE、NWW组次之，多具张扭性;裂隙多闭合,长度一般 2～5 m，少数 10～ 20 m ；缓倾角裂隙不发育，多集中分布于左岸 F7附近及 F7和F23之间。
岩体自上而下分为全、强、弱、微四个风化带，全强风化带平均厚 15～ 30m，弱风化带平均厚 9~10 m。
岩体有沿陡倾角断裂构造面，局部加剧风化的特征,风化深度一般至微风化顶板以下10~30 m。
水利工程土力学教学课件：7.2 坝的工程地质问题
坝区渗漏和水库渗漏一样，主要沿透水层（如砂、 砾石）和透水带（断层、溶洞）渗漏。
1.松散沉积物地区的渗漏分析
松散沉积物地区坝基渗漏主要是通过古河道、 河床和阶地内的砂卵砾石层。其颗粒粗细变化较 大，出露条件也各异，这些均影响渗漏量的大小。 如果砂卵石层 上有足够厚度、分布稳定的粘土 层时，就等于是天然铺盖，可起防渗作用。
因此，在研究松散层坝区渗漏问题时， 应查清土层在垂直和水平方向的变化规律。
2.基岩地区渗漏分析
岩浆岩（包括变质岩中的片麻岩、石英岩）区的坝基一般较为理想， 对基岩来说，可能渗漏的通道主要是断层破碎带、岩脉裂隙发育带和裂 隙密集带以及表层风化裂隙组成的透水带。只要这些渗漏通道从库区穿 过坝基，就有可能导致渗漏。
7.2 坝的工程地质问题
目录
CONTENTS
1
坝基稳定问题
2
坝区渗漏问题
01
坝基稳定问题
引言
隧道、引水渠等
坝、闸等
•
水工建筑物主要由挡水建筑物，取水和输水建筑物及泄水建筑物
三大部分组成。
溢洪道、泄洪洞等
•
作为水利枢纽主体建筑物的拦河大坝，其安全稳定常为决定水利
工程成败的关键。
• 常见坝区岩体主要的工程地质问题有坝基稳定问题和坝区渗漏问题。
（2）岩基容许承载力的确定
工程中通常用地基容许承载力来将地基沉降变形量限制在一定容许 范围内，以保证建筑物的安全和正常运用。
R g 岩基的容许承载力是指岩基在荷载作用下，不产生过大的变形、破 [ P] 裂所能承受的最大压强，一般用单块岩石的极限抗压强度除以折减系
数得出。
CH3-坝区工程地质问题-2015
§3.2.2 裂隙岩体渗漏
1）渗漏通道： 各种结构面、断裂、裂隙、洞穴 2）渗漏方式： 带状渗漏（沿断裂带、裂隙密集带渗漏） 层状渗漏（沿透水岩层渗漏） 散状渗漏（沿岩体裂隙网络渗漏）
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某砂岩中的节理
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N67W/NE∠72°
MⅣ-1黑云花岗片麻岩
空缝，宽 15~20cm， 缝壁附次 生黄泥
T t T t Q KB 2 L l 0.44lt
坝基设有悬挂式帷幕
H Q KB(M T ) 2b M T
31
（2）坝基为双层结构的透水层，渗流为层流状态，且0.1＜K1/K2 ＜ 1，M1 ＜ M2（卡明斯基公式）
Q
HB 2b M 2 K2M 2 K1 K 2 M 2
42
43
（2）裂隙岩体渗漏的评价
分析渗漏的可能性及渗漏方式 确定边界条件、计算参数 计算参数确定可以根据压水试验确定
渗漏量估算 可以根据松散土体的渗漏计算方法近似计算 可以进行数值模拟
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§3.2.3 岩溶坝区渗漏
岩溶：指水对可溶性岩石进行的以化学溶蚀作用为主的综合地质
作用以及由此产生的各种现象
⑥岩溶洞穴的存在； ⑦存在可能发生机械或化学管涌的岩层或夹层等。
5
为保证大坝的稳定，坝基的绝对沉陷量及相对沉陷量，都应在允
许的范围内。也就是说，坝基应具有足够的承载力，能够满足对坝 基沉陷的要求，不仅不能使坝基岩土体出现破坏，而且也不能出现 过量的沉陷及差异沉陷。
因此，坝基沉陷问题归根结底就是坝基岩土体的承载力问题。
15
（3）由格里菲斯强度理论确定极限承载力
qf =24σmt =3σmc
水利工程中的地质灾害防治研究
水利工程中的地质灾害防治研究水利工程是关乎国计民生的重要基础设施建设，对于水资源的合理调配、防洪减灾、发电灌溉等方面发挥着至关重要的作用。
然而，在水利工程的建设和运行过程中，由于地质条件的复杂性和不确定性，常常面临着各种地质灾害的威胁。
这些地质灾害不仅会影响水利工程的正常施工和运行，还可能给周边地区的人民生命财产安全带来严重的损失。
因此，加强水利工程中的地质灾害防治研究，具有极其重要的现实意义。
一、水利工程中常见的地质灾害类型（一）滑坡滑坡是水利工程中较为常见的地质灾害之一。
它是指斜坡上的土体或岩体在重力作用下，沿着一定的软弱面或软弱带整体向下滑动的现象。
在水利工程建设中，如大坝的修建、河道的整治等，往往会改变原有山体的地形地貌和岩土体的力学平衡状态，从而增加滑坡发生的可能性。
（二）崩塌崩塌是指陡坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体，翻滚、坠落的现象。
在水利工程中，如水库岸边的高陡边坡、溢洪道两侧的山体等部位，容易发生崩塌灾害。
崩塌产生的滚石和碎屑物可能会冲入水库，影响水库的正常运行，甚至危及大坝的安全。
（三）泥石流泥石流是山区特有的一种自然现象，它是由暴雨、暴雪或其他自然灾害引发的携带有大量泥沙、石块和巨砾的特殊洪流。
在水利工程建设过程中，如果施工区域位于泥石流沟道附近，或者工程建设破坏了原有的植被和水土保持设施，就可能引发泥石流灾害。
（四）地面塌陷地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落，并在地面形成塌陷坑（洞）的一种地质现象。
在水利工程中，如地下工程的开挖、地下水的过度开采等，都可能导致地面塌陷的发生。
（五）地裂缝地裂缝是指地表岩土体在内外力作用下产生开裂并在地面形成一定长度和宽度裂缝的现象。
在水利工程中，由于地基不均匀沉降、地壳运动等原因，可能会出现地裂缝，从而影响工程的稳定性和安全性。
二、水利工程中地质灾害的成因分析（一）自然因素1、地形地貌复杂的地形地貌条件是地质灾害发生的重要因素之一。
浅谈山区小型农村水利工程应注意的工程地质问题
浅谈山区小型农村水利工程应注意的工程地质问题陆敏(广西中小河设计有限公司，广西百色533000)哺耍]在修建小型水利工程时，只要考虑到地基稳定、不均匀沉陷、基础冻胀和岸坡稳定等地质问题，提出的设计方案就比较符合客观情况，施工中预料不到的地质问题就比较少，修建后的工程就容易发挥设计效益。
山区，J’型农村水利工程在我国农村分布广、t t-t'多、作用大。
小型农村水利工程与大中型水利工程相比，可谓‘‘廨雀虽小，五脏俱全”，绝不可忽视工程地质问题，其勘察工作手段可以相对简单．但千万不能因小而不做。
【关键词】山区；农村水利工程；工程地质1地质评价问题1．1新构造殁地震新构造及地震涉及区域构造稳定性评价，应予以充分重视。
1)新构造运动：评价要点为工程区新构造运动期次、规模、特征及速率。
2)断层活动性：主要评价活动性断裂的规模和特性，即活动层的标志，升降幅度、延伸长度、年龄测定(包括最新活动年龄)、历史地震资料分析，对地震形变现象、特殊物理地质现象及水泉的分布规律等的分析论证，评价挽近期或挽近期有延续活动的构造带和构造体系与地震及活断层的关系。
3)地震危险性分析：对区域地震地质条件复杂、有挽近期活动性断裂和现代地震活动频繁的地区，依据工程规模和重要性应进行地震危险性分析，重点是潜在震源区划分，地震活动性参数的确定，地震衰减关系，地震危险性计算，进行地震基本烈度复核，并对建库后水库诱发地震的可能性作出分析评价和预测。
4)区域构造稳定性综合评价：区域构造稳定性评价应采用综合方法，依据地震烈度、地震加速度、地震活动频率和震级、活断层的发育特征以及重磁异常结合工程区的具体情况进行区域构造稳定性的分级。
12区域地形地敬评价评价要点为工程区内基本地形地貌单元(山地、丘陵、盆地、平原)的分布I离兄及形态特征(海拔高程、分水岭的高度及t t!Z形高差、切割情况、地表坡度等)、河谷发育史、河谷地貌形态、河谷阶地的发育及堆积物分布特征、河流形态及坡降等，以及夷平面、剥蚀面、古河道、冰积物等的分布范围、高程及形态特征等。
水利堤防工程地质勘察的问题分析
水利堤防工程地质勘察的问题分析摘要：在人类发展进程中，水利堤坝工程的重要性不容忽视，其发挥的作用也是无可替代的。
针对水利堤坝工程中周边环境的实际情况，开展有规划性的勘察工作，不仅能够为工程质量的提升提供基础保障，更能降低地质因素对施工阶段的不良作用。
有鉴于此，本文在充分结合笔者对有关文献研究以及自己多年工作实践情况下，重点围绕于水利堤坝工程地质勘察中存在的一些问题及其处理措施进行分析，以供广大同行参考。
关键词：水利堤防工程；地质勘察；问题；处理措施1水利堤防工程地质勘察的问题1.1勘探布置勘探布置是地质勘察工作中重要的环节，在实际工作中需要利用最少的人力和物力来获取尽可能多的地质材料，这就要求对勘探布置进科学合理的设计，最为重要的是要充分掌握水利堤坝工程建设区域已经具有的地质材料信息，对地质勘察中要使用的勘探孔进行合理的选择和布置，将勘探工作作为这个阶段一项重要的工作，保证勘察数据的准确性。
但是，在一些水利堤坝工程项目建设过程中并没有在勘探工作开始之前，将工程项目建设区域所收集到的地质资料进行整理和分析，勘探布置工作过于草率，并且在实际的勘探布置中也没有遵循一定的流程，导致勘探布置没有结合工程项目实际的地质情况来开展。
在这种情况下，就要求地质勘察部门要严格按照地质勘察工作流程和规定开展实际的勘探工作，在项目工程地质测绘工作完成的情况下，再对工程项目涉及区域实施勘探布置，勘探布置工作直接关系到地质勘察数据的准确性和勘察结果的稳定性，直接关系到水利堤坝工程项目建设的质量，因此，一定要在地质勘探布置阶段给予足够的重视，包括现场测绘和勘探工作，对工程项目周围的水流、河床以及漫滩和地质岩层等资料要进行充分的了解和掌握，这有助于勘探布置工作方案的设计。
勘探网和勘探线在具体布置过程中要结合工程实际要求以及工程所处的地形和地貌特征，对具体的桩基和箱基以及拱坝的勘探点进行合理的布置。
现阶段较为常用的勘探方式是钻探和坑探以及槽探等，另外还可以通过取样和室内试验的方式对地质情况进行分析。
水利水电工程施工地质问题的分析与处理
水利水电工程施工地质问题的分析与处理摘要：水利水电工程在我国具有较长的发展历史，各项工艺技术均已取得长足发展，做好施工管理是提升水利水电工程施工效率、保证水利水电工程质量的重要环节，是水利水电工程发挥其应用经济效益及社会效益的重要保证。
本文主要对水利水电工程施工地质问题进行分析与处理，详情如下。
关键词：水利水电工程；施工地质问题处理引言近年来,我国水利事业发展迅速,水利工程呈现出结构复杂、建设规模庞大、投资主体多元化、涉及专业众多的趋势,传统管理模式缺乏适用性,在项目管理期间暴露出工程参建单位不易协调、建设单位责任风险系数高、管理工作量大、应急管理能力薄弱等多项问题有待解决。
1水利水电工程施工特点1）水利水电工程主要用于挡水泄洪，在水流较为湍急、水量较大的情况下，水利水电工程需要有较强的承压、防渗、抗冲、抗冻、抗裂、耐磨等性能，因此，在其施工中需切实保证建筑物的稳定性和牢固性。
2）水利水电工程施工现场所处环境、地形较为复杂，存在较大的施工难度，为避免工程后期出现安全隐患，施工单位必须严格按照相关规范的要求实施作业。
3）水利水电工程是依托河道、湖泊、沿海及水域施工，因此，在其施工过程还需根据施工现场的水文信息进行相应的导流、截流及水下作业。
4）水利水电工程施工与施工现场所处的自然环境存在密切联系，会受到施工现场气候条件的影响，因此，要求水利水电工程尽量在枯水期内施工，必要时需增强施工强度、加大作业量，以此可降低自然环境对施工过程的影响。
2水利水电工程施工地质问题一是由于地质情况复杂坝基实际开挖跟设计推测不一致，清基不到位；二是隧洞等地下工程开挖围岩稳定问题；三是开挖边坡稳定问题；四是建筑材料储量问题。
3水利水电工程施工地质优化措施3.1施工地质工作程序施工期出现地质问题时,一般由专业地质人员先进行现场实地查看、了解情况,分析原因,再决定勘察和处理方法。
1）查阅地质资料、现场查看,了解实际情况。
地质人员在承担施工期地质工作任务的时候,首先需要详细了解工程区的地质情况、存在的不利地质因素等,领会设计意图。
坝的工程地质研究
坝的工程地质学研究坝按其性质可分为土石坝，重力坝，拱坝。
土石坝对地质条件的要求土石坝是由散体材料经碾压填筑而成，坝坡平缓，体积庞大，底宽较大，对地基底压应力较小。
同时坝体堆筑材料之间没有胶结材料，坝体是柔性的，允许产生较大的变形。
故它对坝基工程地质地形条件的要求较低，在土质地基和岩石地基上均可兴建。
但是，对下列地质情况需特别注意研究和处理：岩石地基：强烈喀斯特岩体、大的断层破碎带、强透水和抗剪强度低的软弱夹层、泥化夹层的岩体、基岩起伏太大的岩体。
土质地基：(1)深厚砂砾石层；(2)软土；(3)湿陷性黄土；(4)疏松砂土及少粘性土(粘粒含量小于15％)；(5)岩溶，即含大量可溶岩类土；(6)透水坝基下游坝趾处有连续的透水性较差的覆盖层。
土石坝对地形条件的要求土石坝适用于各种地形条件。
在布设的时候应注意下列原则：(1)坝址附近在地形上最好有天然垭口以便布置溢洪道，或是有利于布置侧槽式溢洪道、溢洪洞的地形地质条件。
(2)土石坝是当地材料坝，坝区附近有足够数量的、合乎质量标准又易于开采运输的粘土、砂砾石或堆石料。
重力坝对地质条件的要求重力坝是依靠坝身自重与地基间产生足够大的摩阻力来保持其稳定，故对地基要求比土石坝高，一般都修在岩基上，低坝也要修在较好的土质地基上。
1）具有足够的抗滑能力，能满足抗滑稳定要求。
2）坝基应有足够的抗压强度和与坝体混凝土相适应的弹性模量，其均匀性和完整性也应较好，能承受坝体传来的巨大压力，不致产生过大的变形或不均匀变形，否则坝体内会产生较大的拉应力，使坝体裂开，甚至毁坏。
3）坝基(肩)应有良好的抗渗性，在库水上下游水头差作用下不发生大量渗漏，不产生过大的扬压力，也不会产生岩体的软化、泥化和软弱夹层、断层破碎带的渗透变形。
重力坝对地形条件的要求1）重力坝对地形适应性好，但两岸山坡岩体必须稳定，没有难以处理的滑坡体和潜在的不稳定的滑移体。
2）重力坝可以从坝顶宣泄大量洪水，下游河床岩体应具有对高速水流的抗冲能力，以免冲刷坑向上游扩展，威胁大坝安全。
水库的工程地质问题研究
➢基岩一般比较坚硬致密，孔隙率小。库水 如果要通过基岩发生渗漏，主要取决于各种 裂隙和溶洞的存在情况，以及沉积岩的层面 充填情况。
②建库河谷是地下水补给区。此最为不利，易产 生大量渗漏。当河谷是该区地下水补给区时，往 往具有下述地形和水文地质特征，应特别注意库 水外漏的问题。
A.盲谷：河谷突然中断处往往是地表水转入地下 的人口位置，系水库蓄水后库水外漏的通道入口。
B.谷底落水洞：若谷底落水洞发育，修建水库， 落水洞是库水外漏的通道入口。
➢A.建库前的地下水分水岭高于水库正常高水位， 建库后一般不会产生向邻谷渗漏，如图(a)所示。
➢B.建库前的地下水分水岭低于水库水位，则蓄水 后将会向邻谷渗漏，如图(b)所示。
➢C.建库前地下水就从库区河谷流向邻谷，蓄水后 水头更大，渗漏更严重，如图(c)所示。
➢D.建库前邻谷河水经地下流向库区河谷,邻谷水位 低于建库后的库水位，建库后库水将向邻谷渗漏如 图(d)所示。
B.在以上基础上进一步查清岩溶发育程度和岩 溶形态的延伸分布规律。
这里仅结合水库渗漏问题，进一步研究和补充。
岩溶渗漏通道按其规模可分：
①大型的，如溶洞、暗河和落水洞等；
②中型的，如被溶蚀而加大了空隙的断层和大 型溶隙；
③小型的，如溶孔和小型溶隙等。
其中以第①类渗漏规模最大，第③类渗漏规模 最小。三者往往互相串通。因此，从实际意义 而言，查清岩溶渗漏通道主要是指查清①、② 类通道而言。
3．水库若存在严重“渗漏”，会影响水利枢纽正常 运行。
第5章水利工程常见的地质问题(5.1水库的工程地质问题研究
②建库河谷是地下水补给区。此最为不利，易产 生大量渗漏。当河谷是该区地下水补给区时，往 往具有下述地形和水文地质特征，应特别注意库 水外漏的问题。 A.盲谷：河谷突然中断处往往是地表水转入地下 的人口位置，系水库蓄水后库水外漏的通道入口。 B.谷底落水洞：若谷底落水洞发育，修建水库， 落水洞是库水外漏的通道入口。 C.谷底溶洞：谷底若有溶洞口是入水口，亦属大 型渗漏通道。 当河谷是地下水补给区时，必须查清外漏通道， 采取有效措施，否则水库漏水是很难避免的。
5.1 水库的 工程地质问题研究
一、水库的要工程地质问题概述
1．水库蓄水会使库内一些城区和居民点、古迹、文 物、工矿企业、铁路、公路和其他一些重要建筑物以 及大片农田、森林等受到“淹没”。 2．水库蓄水会使两岸地下水位抬高，使一些地区发 生“浸没”，甚至地上建筑物也受到危害，有些地区 甚至发生沼泽化、盐渍化，导致农作物无法种植、土 地荒芜、工矿企业排水困难。在低洼地区会引起土地 充水、沼泽化、盐渍化或地下水淹没。 3．水库若存在严重“渗漏”，会影响水利枢纽正常 运行。
2.裂隙岩层坝区的渗漏条件 在裂隙岩层分布区，由于岩层中各种结构 面的透水能力的不同，以及河谷地貌和地 质构造的差异，使建坝所导致的渗漏在不 同地区或地段内有显著的不同。
河谷地貌与地质结构条件对坝区渗漏有显 著影响。
河谷平面形态与坝区渗漏的关系
四、岩层渗透性指标
表征岩层渗透性的指标有三个，即渗透系数(k)、单 位吸水量(w)和透水率(q)。这三个指标是评价坝、 库是否渗漏或估算渗漏量时的重要参数，也是地基 防渗处理设计的水文地质依据。 1．渗透系数(k) 法国水力学家达西曾通过大量的试验，发现地下水 层流的渗透速度(v)与水力坡度(I)成正比，写成公式 为: v=kI 式中：v为渗透速度（m/d）；I为水力坡度；k为渗 透系数。
水库坝基常见工程地质问题及对策分析
水库坝基常见工程地质问题及对策分析作者：温发甫来源：《科学与技术》 2018年第6期摘要：本文以那榔水库大坝地质为例，通过分析水库坝基的工程地质问题，包括坝基稳定、坝基渗漏、坝后浸没和筑坝材料，并提出相应的解决方案，希望可以为相关单位提供参考借鉴，推动我国水库建造行业的健康发展。
关键词：山地水库；坝基；工程地质；对策山区水库的修建选址通常选择在峡口地带，地质较为稳定可靠，尽可能减少工程量，又便于就地取材，同时减少投资，以尽可能的实现水利工程效益最大化，部分选址为河谷、丘陵地带，坝基地层主要以洪积砂、乐石夹黏土及全风化砂泥岩碎碎石基层为主，其主要构成部分包括有沙壤土、裂隙粘土和粉细砂，整体结构强度较低，较为松散，渗透性较强，易压缩变形等。
其主要的工程地质问题有坝基稳定、坝基渗漏、坝后浸没和筑坝材料等。
那榔水库基本地质情况1、坝轴线位于那榔河山谷出口处上游约200m处,坝址河谷为"U"型谷，河道顺直。
谷底宽约30m，坝轴线方位N85°W，正常蓄水位高程处谷宽128.0m。
两岸地形基本对称，坡度25°～35°,地形条件满足建坝要求。
2、坝址基础岩性为T2b2中～厚层状细粒岩屑砂岩夹泥岩；两岸岸坡基岩零星出露，大部分为第四系松散层覆盖。
左岸厚5～7m，右岸厚度4～5m；河床部位为第四系冲、洪积砂、卵砾石及砂质粘土，厚5.0m。
3、坝址区岩层走向北西，倾向南西，倾角35°～47°，发育有北西及南西走向两组节理。
4、根据钻孔揭示，两岸地下水埋深13-28m，表层风化裂隙发育，河床20m、两岸22m以内单位透水率多为5～74.4Lu，属弱～中等透水，以下单位透水率小于5Lu，属弱～微透水。
坝址所在河谷较狭窄，两岸覆盖层较厚，基岩零星出露，鉴于两坝肩基岩全、强风化带较厚，岩质软弱，岩体强度较低，作为土石坝基础相对适宜,拟研究的坝型为粘土心墙堆石坝及面板堆石坝。
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二、坝基岩体滑动破坏的边界条件分析
3、软弱结构面倾向下游（倾角 小于30°）
坝基最大剪应力方向常与软弱面 近于平行，所以最危险。当坝趾 附近有深层槽、洞穴或冲刷面直 接滑出。当坝趾下游有倾向上游 的软弱面，则组成楔形体，自河 面滑出。当存在有较厚的软弱岩 层或破碎带时，可因产生较大的 压缩变形而起到临空面的作用， 导致坝基滑动。
200～500 500～1000 1000～2500 2500～4000
软质岩石
200～500 500～1000 1000～1500
（3）以岩石单轴饱和抗压强度（Rb）乘以折减系数（φ） 求承载力的方法是最广泛应用的简便方法。 承载力 f = φ Rb 折减系数选取：微风化 0.2～0.33；
中等风化 0.17～0.25. 只考虑风化因素,且只有二个档次,不易掌握.
岩石名称
坚硬和半坚硬岩石 (Rb>30MPa) 软弱夹层 (Rb<30MPa)
节理不发育 (间距1.0m)
1/7Rb
1/5Rb
节理较发育 (间距1～0.3m)
(1/7～1/10) Rb
节理发育 (间距0.3～
0.1m)
(1/10～1/16) Rb
(1/5～1/7) Rb (1/7～1/10) Rb
节理极发育 (间距<0.1m)
A
ABCD是滑动面； ABFE是被拉开的张裂面； ADE、BCF和ABFE是切割面；
切割面：将岩体切隔开来，形 成不连续块体的结构面。通常 由较陡的软弱结构面构成。如 各种陡倾的断层和裂隙等。如 ABEF面，受拉应力而破碎。
HDCG是临空面。
临空面: 滑移体与变形相临的
这些界面构成滑移体的边界条件。 面，是指滑移体可向之滑动而 不受阻碍或阻力很小的自由面。
四、坝肩岩体滑动的边界条件分析
➢对重力坝，坝肩部分库水水头变低，水平推力减小。 ➢对拱坝，坝身所受的水压力，通过拱圈传递到两岸岩 体上。另一方面，拱坝对坝肩岩体的变形非常敏感，稍 有位移即可引起拱圈产生超出允许范围的拉应力，从而 发生裂缝，甚至导致溃坝。
四、坝肩岩体滑动的边界条件分析
➢侧向滑动面，3，4
一、坝基岩体的压缩变形
（2）坝基或两岸岩体中有较大的断层碎带、裂隙密集 带、卸荷裂隙带等软弱结构面，尤其是张性裂隙发育 带且裂隙面大致垂直于压力方向，易产生较大的沉陷 变形。
（3）岩体内存在溶蚀洞穴或掏空现象，产生塌陷而导 致不均匀变形。
上述软弱岩层和软弱结构面的产状和分布位置对岩体 变形也有显著影响
对中小型工程中的中、低坝，若无条件进 行试验时，也允许按纯抗剪公式计算。
不同情况下Kc的大小要求不同，如下表
坝的级别
荷载组合
1
2
3
基本组合
1.10
1.05
1.05
特殊组合(1)
1.05
1.00
1.00
特殊组合(2)
1.00
1.00
1.00
注：表中基本组合是指正常水位下的各种荷载组合； 特殊组合(1)是在校核洪水位情况下的荷载组合；特殊 组合(2)是包括地震荷载下的各种荷载组合。
3)是碎裂结构岩休组成的 坝基
碎裂结构岩休组成的坝基 在坝体推力作用下发生的剪 动滑移破坏。
一、坝基岩体抗滑动破坏的类型
3、深层滑动 ➢ 在坝基岩体的较深部位 ，沿软弱结构面发生剪切 破坏。滑动面由两三组或 更，且按一 定组合能构成危险滑移体 时，才有发生深层滑动的 可能。 ➢ 是高坝主要破坏形式。
断层
冲刷坑
泥化夹层 构成滑动面
岩性不均匀的坝基剖面
二、坝基岩体滑动破坏的边界条件分析
4、陡倾层状岩体 一般不利于形成单一的滑动面，但可与层间法向裂隙或 延续性裂隙组成阶梯状，或近似弧形的滑动面。
F
陡倾层状岩体的滑移破坏
三、边界条件的阻滑因素
1、滑动面的阻滑作用 滑动面的f、c值是决定岩体抗滑能力的主要因素。但当
滑动面的起伏差大，连续性差、夹泥层灭尖或被其他断裂错 动时，则可提高其抗滑能力。 2、侧向切割面的阻滑作用
抗滑稳定分析是不计岩体的侧向抗滑作用的，只是把它 作为安全储备。但实际上是客观存在。 3、坝下游抗力体的阻滑作用
坝基软弱夹层倾向下游，若下游无冲刷坑或可压缩的断 层破碎带作为临空面，则下游岩体有一定的抵抗滑动作用
➢切割面：1，2
➢临空面：当下游河谷 变窄、地形收缩时，滑 动面增长，对岩体稳定 不利。在坝下游河流急 转且岸坡陡峭突出或有 冲沟切割，两面临空现 象，对稳定不利。
拱坝
A V
1 切割面
2 H
EN 4
O
3
滑动面
拱坝坝肩岩体稳定分析示意图
四、坝肩岩体滑动的边界条件分析
几种可能引起坝肩岩体发生滑动的地形地质条件
三、边界条件的阻滑因素
3、坝下游抗力体的阻滑作用
有滑动面且无临空面时， 必须有倾向上游的滑动面与 之组合。bc面上的摩擦力， 除抗力岩体的自重外，还有 坝体传来的水压力和坝体的 自重等合力，合力的作用方 向与bc面垂直，所以摩擦力 较大。
a f1,c1
b′ c p
f2,c2 b
图5-12 抗力体的阻滑作用 ab-滑动面；bc-第一破碎面； bb ′-第二破裂面
一、坝基岩体抗滑动破坏的类型
图3-5 坝基滑动破坏的形式
(a)表层滑动
(b)浅层滑动 （C）深层滑动
一、坝基岩体抗滑动破坏的类型
1、表层滑动 指坝体沿坝底与基岩的接触面发生剪切破坏所造成的滑动。
滑动面大致是平面。 坝基岩体坚硬，地基岩面处理不好或混凝土浇注不好。 主要发生在坝基岩体的强度远大于坝体混凝土强度，且岩体
导致坝基破坏的岩体失稳形式：
失稳形式压缩变形坝基沉坝陷基沉、陷拱（端变重形力坝（）拱坝） 滑动变形
第一节 坝基岩体的压缩变形与承载力
一、坝基岩体的压缩变形
（1）岩性软硬不一，变形模量值相差悬殊，引起较大 的不均匀沉陷，导致坝体发生裂缝。如粘土页岩、泥 岩、强烈风化的岩石以及松散沉积物、尤其是淤泥、 含水量较大的粘性土层，是容易产生较大沉陷变形的 岩层。
二、坝基岩体滑动破坏的边界条件分析
坝基岩体表层滑动边界条件比较简单， 主要取决于坝体混凝土与基岩接触面的抗 剪强度。浅层滑动近似一平面，抗滑稳定 性取决于浅部岩体的抗剪强度。坝基的深 层滑动比较复杂，它必须有滑动面、切割 面和临空面，下面着重讨论。
二、坝基岩体滑动破坏的边界条件分析
F
E
B
G H
滑动面：如缓倾的页岩夹层、 泥化夹层、节理、卸荷裂隙、 C 断层破碎带等。可以是单一的， 也可以是由两组或更多组的结 构面组成的楔形、梭柱形、锥 D 形。
二、坝基岩体承载力
容许承载力：在保证建筑物安全稳定的条件下，地基能够承 受的最大荷载压力。包括过大沉陷变形引起的破坏，也包括 剪切滑移导致破坏。
如何确定地基承载力？三种方法:
（1）现场荷载实验法。按岩体实际承受工程作用力的的大 小和方向进行原位实验。获得岩体弹性模量、变形模量、泊 松比指标。复杂、费用高。在大中型工程中采用。
坝基深层滑移类型
楔形体 锥形体 棱柱体 方块体
坝基滑移体形状示意图
二、坝基岩体滑动破坏的边界条件分析
常见的几种滑移破坏形式： 1、岩层产状平缓 当坝基岩性软弱或软弱夹层埋藏较浅时，在水平推力作用下， 下游岩层容易弯曲，形成浅层滑移。
泥化 薄层 夹层 泥岩
砂岩
水平岩层的滑动破坏
二、坝基岩体滑动破坏的边界条件分析
a1
a2
a3
a、由一组软弱结构面构成的不利条件
四、坝肩岩体滑动的边界条件分析
几种可能引起坝肩岩体发生滑动的地形地质条件
b1
b2
b、由两组软弱结构面构成的不利条件
四、坝肩岩体滑动的边界条件分析
几种可能引起坝肩岩体发生滑动的地形地质条件
C
D
E
一、坝基岩体抗滑稳定计算（极限平衡）
1、表层滑动稳定性计算
（2）经验类比法。根据已建成的工程经验数据、工程特征、 地质条件进行比较选取。
二、坝基岩体承载力
岩体级别 f0（MPa）
基岩承载力基本值（f 0）
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
>7.0 7.0～4.0 4.0～2.0
Ⅳ
Ⅴ
2.0～0.5 <0.5
风化程度
岩石容许承载力表（KPa）
岩石 类别
全风化 强风化
中等风化 微风化
硬质岩石
完整、无控制滑移的软弱结构面的条件下。此时，混凝土基础 与基岩接触面常称为薄弱且可能滑动的面，接触面的摩擦系数 值，是控制重力坝设计的主要指标。坝体必须具有足够的重量， 以便使接触面上的摩擦阻力大于作用在坝体上的总水平推力。
一、坝基岩体抗滑动破坏的类型
2、浅层滑动 当坝基表层岩体的抗剪强度低于坝体混凝土时，剪切破坏往
往发生在浅部岩体之内，造成浅层滑动。滑动面常参差不齐。 坝基岩体软弱，或岩体虽坚硬但表面部风化破碎层没有挖除
干净。
1）坝基岩体的岩性软弱，岩石本身的抗剪强度低于 坝体混凝土与基岩的接触面．故在库水推力作用下， 易于沿表层岩体的内部发生剪切破坏。
坝基浅层滑动示意图
2）由近水平产出的薄层状岩层(特别是夹有软弱层者) 由近水平产出的薄层状岩层(特别是夹有软弱层者)组成的坝基在库 水推力作用下产生滑移弯曲。这类变形破坏的产生主要是因为薄层状 结构岩体的抗弯折变形能力很低，在平行于层理方向的荷载作用下， 易于产生突向临空面方向的弯曲变形，故在水平荷裁作用下，坝趾下 游岩层往往因发生隆起而丧失对坝基沿软弱层滑动的抗力，于是促进 了坝基整体滑动的发生。（下图所示）
一、坝基岩体抗滑稳定计算
2）深层滑动抗滑稳定计算
H
α H
α