【文章內(nèi)容簡介】 種成因類型土層的 成層特征、巖相變化和空間分布 規(guī)律。 巖體和巖石是不同的概念。通常把一定范圍內(nèi)與工程建設(shè)有關(guān)的自然地質(zhì)體稱為巖體。 結(jié)構(gòu)面與結(jié)構(gòu)體 的組合稱為 巖體結(jié)構(gòu) ，巖體結(jié)構(gòu)特征實際上就是結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體的 性狀及組合特征的反映 ，它決定著巖體的物理力學(xué)性質(zhì)和穩(wěn)定性。 （三）地形地貌 地形，一般指地表形態(tài)、高程、地勢高低、山脈水系、自然景物、森林植被，以及建筑物分布等，常以 地形圖 予以綜合反映。地貌，主要指 地表形態(tài) 的成因、類型，以及發(fā)育程度等。 （四）水文地質(zhì) 水文地質(zhì)條件一般包括以下內(nèi)容： ? .地下水 類型 ，如上層滯水、潛水、承壓水等。 ? .含水層與隔水層的埋藏 深度、厚度 、組合 關(guān)系 、空間分布 規(guī)律及特征 。 ? .巖 (土 )層的 水理性質(zhì) ，包括容水性、給水性、透水性等。 ? .地下水的 運動特征 ，包括流向、流速、流量、補排關(guān)系等。 ? .地下水的 動態(tài)特征 ，包括水位、水溫、水質(zhì)隨時間的變化規(guī)律。 ? .地下水的 水質(zhì) ，包括水的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、水質(zhì)評價標準等。 水文地質(zhì)條件的好壞直接關(guān)系到水庫是否漏水，壩基是否穩(wěn)定，地下水資源評 22 價是否可靠等一系列工程建設(shè)問題。 （五）自然 (物理 )地質(zhì)現(xiàn)象 （六）天然建筑材料 天然建筑材料勘察應(yīng)查明工程所需要的各類天然建筑材料 料場 的分布、位置、儲量、質(zhì)量、開采和運輸條件等，為工程設(shè)計和施工提供依據(jù)。 關(guān)于料場儲量，在初查階段 (對應(yīng)于工程的 可行性研究階段 )，勘察儲量一般不少于設(shè)計需要量的 3倍 ，勘察儲量與實際儲量誤差，應(yīng)不超過 40％ ；詳查階段 (對應(yīng)于工程的 初步設(shè)計階段 )勘察儲量一般不少于設(shè)計需要量的 2倍 ，勘察儲量與實際儲量誤差，應(yīng)不超過 15％。 二、工程地質(zhì)問題分析 （一）壩基巖體的工程地質(zhì)分析 不同的壩型，其工作特點不同，所以對地質(zhì)條件的要求也就不同。因此，除了對各類壩型的工作特點應(yīng)有所了解外，特別要了解不同壩型對地質(zhì)條件的適應(yīng)性和對工程地質(zhì)條件的要求。由于壩區(qū)巖體中存在的某些地質(zhì)缺陷，可能導(dǎo)致產(chǎn)生的 工程地質(zhì)問題 主要有壩基 穩(wěn)定 問題 (包括滲透穩(wěn)定、沉降穩(wěn)定和抗滑穩(wěn)定 )和壩區(qū) 滲漏問題 (包括壩基滲漏和繞壩滲漏 )。 （二）邊坡的工程地質(zhì)分析 常見的 邊坡變形破壞 主要有 松弛張裂、蠕動變形、崩塌、滑坡 四種 類型。此外尚有 塌滑、錯落、傾倒等過渡類型， 另外 泥石流也是一種邊坡破壞的類型。 23 松弛張裂：是指由于在河谷部位的巖體被沖刷侵蝕掉或人工開挖，使邊坡巖體失去約束，應(yīng)力重新調(diào)整分布，從而使岸坡巖體發(fā)生向臨空面方向的回彈變形及產(chǎn)生近平行于邊坡的拉張裂隙，一般稱為 邊坡卸荷裂隙 。 蠕動變形：是指邊坡巖體主要在重力作用下向臨空方向發(fā)生長期緩慢的塑性變形的現(xiàn)象，有 表層蠕動和深層蠕動 兩種類型。 崩塌：是指高陡的邊坡巖體突然發(fā)生傾倒崩落，巖塊翻滾撞擊而下，堆積于坡腳的現(xiàn)象，稱作 崩塌。在堅硬巖體中發(fā)生的崩塌也稱 巖崩 ，而在土體中發(fā)生的則稱土崩 。 滑坡：是指邊坡巖體主要在重力作用下沿貫通的剪切破壞面發(fā)生滑動破壞的現(xiàn)象，稱為滑坡。在邊坡的破壞形式中，滑坡是分布最廣、危害最大的一種。它在堅硬或松軟巖層、陡傾或緩傾巖層以及陡坡或緩坡地形中均可發(fā)生。 地形地貌 條件的影響； 巖土 類型和性質(zhì) 的影響；地質(zhì) 構(gòu)造 和巖體 結(jié)構(gòu) 的影響；水 的影響；其他因素的影響，包括 風(fēng)化 因素、 人工 挖掘、 振動、地震 等。 （三）地下洞室圍巖穩(wěn)定性的工程地質(zhì)分析 （ 1） 地下工程位置選擇的工程地質(zhì)評價。 理想的建洞山體 應(yīng)具備的條件：建洞區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單，巖層厚，節(jié)理組數(shù)少，間距大，無影響整個山體穩(wěn)定的斷裂帶；巖體堅硬完整；地形完整，沒有滑坡、塌方等早期埋藏和近期破壞的地形；無巖溶或巖溶很不發(fā)育；地下水影響??；無有害氣體和異常地?zé)帷? （ 2） 地下洞室圍巖的變形與破壞。 圍巖變形破壞 的幾種類型：脆性破裂；塊體滑動和塌方；層狀彎折和拱曲；塑性變形和膨脹。 24 （四）水庫工程地質(zhì)問題分析 水庫有兩類 ：一類是在河流上筑壩攔水所形成的人工湖泊，即地面水庫；另一類是利用地下蓄水構(gòu)造，經(jīng)人工控制形成的地下水庫。水庫蓄水后，水文條件、庫周的水文地質(zhì)條件都 會發(fā)生比 較劇烈的變化 ，以致影響庫區(qū)及鄰近地段的地質(zhì)環(huán)境。例如庫水升高浸潤庫岸，風(fēng)浪作用沖蝕庫岸，地下水位上升浸沒洼地等。因此產(chǎn)生了各種工程地質(zhì)問題，諸如水庫滲漏、水庫浸沒、水庫塌岸、水庫淤積、水庫誘發(fā)地震等問題。 （五）軟土基坑工程地質(zhì)問題分析 （ 1） 軟土基坑工程地質(zhì)問題主要包括兩個方面： 土質(zhì)邊坡穩(wěn)定和基坑降排水。 （ 2） 在軟土基坑施工中，為防止邊坡失穩(wěn)，保證施工 安全 ，采取的 措施 有：設(shè)置合理坡度、設(shè)置邊坡護面、基坑支護、降低地下水位等。 （ 3） 軟土基坑降排水的目的主要有：增加邊坡的穩(wěn)定性；對于細砂和粉砂土層的邊坡，防止流砂和管涌的發(fā)生；對下臥承壓含水層的黏性土基坑，防止基坑底部隆起；保持基坑土體干燥，方便施工。 （ 4） 軟土基坑開挖的 降排水一般有兩種途徑 ：明排法和人工降水。其中，人工降水經(jīng)常采用 輕型井點或管井井點 降水方式。 明排法的適用條件： ?不 易 產(chǎn)生流砂、流土、潛蝕、管涌、淘空、塌陷等現(xiàn)象的黏性土、砂土、碎石土的地層； ?基坑地下水位超出基礎(chǔ)底板或洞底標高不 大于 。 輕型井點降水的適用條件： 25 ?黏土、粉質(zhì)黏土 、粉土的地層； ?基坑邊坡不穩(wěn)，易產(chǎn) 生流土、流砂、管涌等現(xiàn)象； ?地下水位埋藏 小于 ，宜用單級真空點井；當 大于 ，場地條件有限宜用噴射點井、接力點井；場地條件允許宜用多級點井。 管井降水適用條件： ?第四系含 水層厚度大于 ； ?含水層滲透系數(shù) K宜大于 。 26 第二節(jié) 水利水電工程設(shè)計 第一講 掌握水利水電工程等級劃分及工程特征水位 一、水利水電工程 等別 劃分 水利水電工 程的等別根據(jù)其工程 規(guī)模、效益 及在國民經(jīng)濟中的 重要性 ，劃分為五等。 水利水電工程等別的劃分主要依據(jù)水庫總 庫容 、 防洪 、 治澇 、 灌溉 、 供水 、發(fā)電 等指標確定。綜合利用的項目指標確定的等別不同時， 按其中的最高等別確定 。 平原區(qū)攔河水閘工程的等別，根據(jù) 過閘流量 的大小進行分等。 灌溉、排水泵站的等別，應(yīng)根據(jù)其裝機 流量 與裝機 功率 確定。工業(yè)、城鎮(zhèn)供水泵站的等別，應(yīng)根據(jù)其供水對象的 重要性 確定。 27 引水樞紐工程等別應(yīng)根據(jù)引水流量的大小確定。 二、水工建筑物級別劃分 （一）永久性水工建筑物級別 （ 1） 水利水電工程永久性水工建筑物的級別，根據(jù)建筑物所在工程的 等別和建筑物的 重要性 劃分為五級。 （ 2） 失事后損失巨大或影響十分嚴重的水利水電工程的 2－ 5級主要永久性水工建筑物，經(jīng)過論證并報主管部門批準，可 提高一級 ；失事后造成損失不大的水利水電工程的 1～ 4級主要永久性水工建筑物，經(jīng)過論證并報主管部門批準，可 降低一級 。 （ 3） 水利 樞紐工程 水庫大壩按上表 規(guī)定為 2級、 3級的永久性水工建筑物，如壩高超過 下 表指標，其級別可提高一級，但洪水標準可不提高。 （ 4） 水電 樞紐 工程 2級土石壩壩高超過 100m、混凝土壩或漿砌石壩壩高超過 150m， 3級土石壩壩高超過 80m、混凝土壩或漿砌石壩壩高超過 120m時，大壩的級別相應(yīng)提高 1級，洪水標準宜相應(yīng)提高，但抗震設(shè)計標準不提高。 28 （ 5） 永久性水工建筑 物基礎(chǔ)的工程地質(zhì)條件 復(fù)雜 或采用 新型結(jié)構(gòu) 時，對 2－ 5級建筑物可提高一級設(shè)計，但洪水標準不予提高。 （二）堤防工程級別 堤防工程的防洪標準主要由防護對象的 防洪要求 而定。 （三）臨時性水工建筑物級別 （ 1） 水利水電工程施工期使用的臨時性擋水和泄水建筑物的級別，應(yīng)根據(jù)保護對象的 重要性 、失事造成的 后果 、使用 年限 和臨時建筑物的 規(guī)模 確定。 （ 2） 指標同時分屬于不同級別時，其級別應(yīng)按照其中最高級別確定。但對于 3級臨時性水工建筑物，符合該級別規(guī)定的指標不得少于兩項。 性水工建筑物擋水發(fā)電、通航時，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟論證， 3級以下臨時性水工建筑物的級別可 提高一級 。 29 三、水利水電工程洪水標準 （一） 一般規(guī)定 （ 1） 在水利水電工程設(shè)計中不同等級的建筑物所采用的按某種頻率或重現(xiàn)期表示的洪水稱為洪水標準，包括 洪峰流量和洪水總量。 （ 2） 永久性水工建筑物采用的洪水標準，分為 設(shè)計洪水 標準和 校核洪水 標準兩種情況。臨時性水工建筑物的洪水標準，應(yīng)根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu) 類型和級別 ， 結(jié)合 風(fēng)險度綜合分析，合理選擇；對失事后果嚴重的，應(yīng)考慮超標準洪水的應(yīng)急措施。各類水利水電工程的洪水標準按《水利水電工程等級劃分及洪水標準》 (S1252—2021)確定。 （ 3） 水利水電工程永久性水工建筑物的洪水標準，應(yīng)按山 地 、丘陵區(qū)和平原、濱海區(qū)兩類分別確定。 （ 4） 當山 區(qū) 丘陵 區(qū) 水利水電工程永久性水工建筑物的擋水高度低于 15m,且上下游最大水頭差小于 10m時，其洪水標準宜按平原、濱海區(qū)標準確定。當平原、濱海地區(qū)的水利水電工程其永久性水工建筑物的擋水高度高于 15m，且上下游最大水頭差大于 10m時，其洪水標準宜按山 地 、丘陵區(qū)標準確定。 （ 5） 江河采取梯級開發(fā)方式，在確定各梯級水利水電工程永久性水工建筑物的設(shè)計洪水與校核洪水標準時，還應(yīng)結(jié)合江河治理和開發(fā)利用規(guī)劃，統(tǒng)籌研究，相互協(xié)調(diào)。 （二）山 地 、丘陵區(qū)水利水電工程永久性水工建筑物 地 、丘陵區(qū)水利水電工程永久性水工建筑物的洪水標準。 項目 水工建筑物級別 30 土 石壩 ，如失事后下游將造成特別重大災(zāi)害時， 1級建筑物的校核洪水標準，應(yīng)取可能最大洪水 (PMF)或重現(xiàn)期 10000年標準； 2～ 4級建筑物的校核洪水標準可提高一級。 混凝土壩，漿砌 石壩，如洪水漫頂將造成極嚴重的損失時， 1級建筑物的校核洪水標準，經(jīng)過專門論證并報主管部門批準，可取可能最 大洪水 (PMF)或重現(xiàn)期10000年標準。 地 、丘陵區(qū)水利水電工程的永久性泄水建筑物消能防沖設(shè)計的洪水標準，可低于 泄水建筑物的洪水標準，并應(yīng)考慮在低于消能防沖設(shè)計洪水標準時可能出現(xiàn)的不利情況，對 超過 消能設(shè)計標準的洪水，容許消能防沖建筑物出現(xiàn)局部破壞，但必須不危及擋水建筑物及其他主要建筑物的安全，且易于修復(fù)，不致長期影響工程運行。 ，應(yīng)與工程的主要擋水建筑物的洪水標準相一致。 （三）平原、濱海區(qū)水利水電工程永久性水工建筑物 1 2 3 4 5 設(shè)計 1000～ 500 500～100 100～ 50 50～ 30 30～ 20 校核 土石壩 可能最大洪(PMF)或10000～ 5000 5000～2021 2021～1000 1000～300 300～ 200 混凝土壩、漿砌石壩 5000～ 2021 2021～1000 1000～500 500～ 200 200～ 100 31 洪水標準重現(xiàn)期 （ 年 ） 潮汐河口段和濱海地區(qū)永久性水工建筑物的洪水標準表 （四）臨時性水工建筑物 臨時 性 水工建筑物 的洪水標準，應(yīng)根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)類型和級別，在 下 表的幅度內(nèi)，結(jié)合風(fēng)險度綜合分析，合理選用。對失事后果嚴重的，應(yīng)考慮 遇超 標準洪水的應(yīng)急措施。 臨時性水工建筑物洪水標準 [重現(xiàn)期 (年 )] 項目 永久性水工建筑物級別 1 2 3 4 5 水庫工程 設(shè)計 300～ 100 100～ 50 50～ 20 20～ 10 10 校核 2021～ 1000 1000～ 300 300～ 1OO 100～ 50 50～ 20 攔河水閘 設(shè)計 100～ 50 50～ 30 30～ 20 20～ 10 10 校核 300～ 200 200～ 100 100～ 50 50～ 30 30～ 20 永久性水工建筑物級別 1 2 3 5 設(shè)計洪水位重現(xiàn)期 (年 ) ≥100 1OO～ 50 50～ 20 20～ 10 32 四、水利水電工程抗震設(shè)防標準 水工建筑物的工程抗震設(shè)防類別，應(yīng)根據(jù)其重要性和工程場地基本烈度按表確定。 各類水工建筑物抗震設(shè)計的設(shè)計烈度應(yīng)按下列規(guī)定確定： 基本烈度 作為設(shè)計烈度。 ，可根據(jù)其遭受強震影響的危害性，在基本烈度基礎(chǔ)上 提高 1度 作為設(shè)計烈度。 6度或 6度以上地區(qū)的壩高超過 200m或庫容大于 100億 m。的大型工程，以及基本烈度為 7度及 7度以上地區(qū)壩高超過 150m的大 (1)型工程，需要做專門的地震危害性分析。 五、水庫特征水位及水庫特征庫容 （一）水庫特征水位 臨時性建筑物類型 臨時性水工建筑物級別 3 4 3 土石結(jié)構(gòu) 50～ 20 20～ 10 10～ 5 混凝土、漿砌石結(jié)構(gòu) 20～ 10 10～ 5 5～ 3 33 （ 1） 校核洪水位。水庫遇大壩的校核洪水時，在壩前達到的最高水位。它是水庫在非常運用校核情況下允許