時(shí)間:2023-12-07 11:40:21
開(kāi)篇:寫(xiě)作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇地下水利工程,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
【關(guān)鍵詞】水文地質(zhì);評(píng)價(jià)內(nèi)容;影響
水利工程勘察的任務(wù)是運(yùn)用地質(zhì)學(xué)和力學(xué)的相關(guān)知識(shí)解決水利工程上的地質(zhì)問(wèn)題,勘察的目的是通過(guò)對(duì)工程地質(zhì)條件、存在的地質(zhì)問(wèn)題、工程地質(zhì)評(píng)價(jià)等,從地質(zhì)方面保證水利工程建筑和地質(zhì)環(huán)境的和諧發(fā)展,促進(jìn)工程建設(shè)的順利完成。但在實(shí)際的勘察工作中,人們往往把注意力集中在地質(zhì)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的研究中,很少關(guān)注水文地質(zhì)問(wèn)題,給水利工程的順利開(kāi)展帶來(lái)了隱患。
一、水利工程勘察中對(duì)水文地質(zhì)的評(píng)價(jià)內(nèi)容
很多水利工程企業(yè)在進(jìn)行水文地質(zhì)勘察時(shí)沒(méi)有在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工需要的基礎(chǔ)上評(píng)價(jià)水文地質(zhì)對(duì)巖土工程的影響,導(dǎo)致很多工程的質(zhì)量受到下沉和開(kāi)裂的威脅,因此,水利工程的勘察一定要做好水文地質(zhì)的評(píng)價(jià):首先,水利工程企業(yè)在進(jìn)行勘察時(shí)要結(jié)合建筑物的實(shí)際情況,結(jié)合地基基礎(chǔ)類(lèi)型,勘察水文地質(zhì)問(wèn)題,為水利工程的開(kāi)展提供有用的水文地質(zhì)資料。其次,要重視地下水對(duì)建筑物和巖土體的影響,預(yù)測(cè)地下水的危害,并針對(duì)危害提出預(yù)案措施。第三,根據(jù)地下水對(duì)建筑物和巖土體的影響,提出在不同的條件下,應(yīng)該重點(diǎn)評(píng)價(jià)的水文問(wèn)題。
二、地下水引起的巖土工程危害
地下水引起的巖土工程危害,主要是由于地下水位升降變化和地下水動(dòng)水壓力作用兩個(gè)方面的原因造成的。
2.1 地下水升降變化引起的巖土工程危害
在工程勘察中要注意調(diào)查了解地下水位條件及其升降變化。在天然條件下地下水位一般是季節(jié)性變化雨季水位上升旱季水位下降。地下水位的天然變化是區(qū)域性。漸變的。而且變幅較小但是,人為因素引起的局部性地下水為升降變化的幅度往往大于天然變化所引起的巖土工程危害更為嚴(yán)重。水位上升引起的巖土工程危害。潛水位上升的原因是多種多樣的.其主要受地質(zhì)因素如含水層結(jié)構(gòu)、總體巖性產(chǎn)狀;水文氣象因素如降雨量、氣溫等及人為因素如灌溉、施工等的影響,有時(shí)往往是幾種因素的綜合結(jié)果。由于潛水面上升對(duì)巖土工程可能造成如下影響;土壤沼澤化、鹽漬化,巖土及地下水對(duì)建筑物腐蝕性增強(qiáng):斜坡、河岸等巖土體巖產(chǎn)生滑移、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象:一些具特殊性的巖土體結(jié)構(gòu)破壞、強(qiáng)度降低、軟化:引起粉細(xì)砂及粉土飽和液化、出現(xiàn)流砂、管涌等現(xiàn)象;地下洞室充水淹沒(méi),基礎(chǔ)上浮、建筑物失穩(wěn)。(2)地下水位下降引起的巖土工程危害。地下水位的降低多是由于人為因素造成的,如集中大量抽取地下水、采礦活動(dòng)中的礦床疏干以及上游筑壩、修建水庫(kù)截奪下游地下水的補(bǔ)給等。地下水的過(guò)大下降,常常誘發(fā)地裂、地面沉降、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害以及地下水源枯竭、水質(zhì)惡化等環(huán)境問(wèn)題.對(duì)巖土體、建筑物的穩(wěn)定性和人類(lèi)自身的居住環(huán)境造成很大威脅。
2.2 地下水位對(duì)巖土物理力學(xué)性質(zhì)的影響
地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產(chǎn)生不均勻的脹縮變形,嚴(yán)重若形成地裂,引起建筑物特別是低層或輕型建筑物的破壞。當(dāng)?shù)叵滤殿l繁時(shí)或變化幅度大時(shí)。不僅使巖土的膨脹收縮變形往復(fù)。而且會(huì)導(dǎo)致巖土的膨脹收縮幅度加大。因此,在膨脹性巖土地區(qū)進(jìn)行工程勘察時(shí)應(yīng)特別注意對(duì)場(chǎng)地水文地質(zhì)條件的研究 特別地下水往往升降變化中高度和變化規(guī)律這對(duì)地基基礎(chǔ)深度的選擇(宜選在第下水位以上或地下水位以下,不宜選在地下水位變動(dòng)帶內(nèi))有主要的參考價(jià)值。在建筑工程的地基內(nèi),當(dāng)?shù)叵滤辉诨A(chǔ)底面以下壓縮層范圍內(nèi)發(fā)生變化時(shí),就能直接影響建筑物的穩(wěn)定性。若水位在壓縮層范圍內(nèi)上升時(shí),軟化地基土,使其強(qiáng)度降低、壓縮性增大,建筑物可能產(chǎn)生較大的沉降變形若水位在壓縮層范圍下降時(shí),巖土的自重應(yīng)力增加)可能引起地基基礎(chǔ)的附加沉降,如果土質(zhì)不均勻或地下水位的突然下降也可能使建筑物發(fā)生變形破壞在地下水位以上、地下水位變動(dòng)帶和地下水位以下,具有明顯的變化規(guī)律土體從上到下,有天然含水量、孔隙比由小大一小,壓縮模盆、承載力由大一小一大的變化規(guī)律。這是由于地下水位以上部位,經(jīng)長(zhǎng)期淋濾作用,鐵鋁富集,并對(duì)土顆粒起膠結(jié)和充填作用,增大了土拉間連接力,往往形成“硬殼層”,因而含水、孔隙比小而壓縮模和承載力增高而位于地下水位變動(dòng)帶的土層,由于地下水積極交替,土中的鐵鋁成分流失,土質(zhì)變松,因而含水量、孔隙比增大,壓縮模量、承載力降低位于地下水位以下的土層,由于地下水交替緩慢,氧化、水解作用減弱,加之上覆土層的自重壓力作用。土質(zhì)比較密實(shí)。因而含水貧、孔隙比減小,壓縮模、承載力增巖土特別是各類(lèi)軟質(zhì)巖石、風(fēng)化殘積土、不同成因的粘性土等,其物理力學(xué)性質(zhì)的變化規(guī)律 與地下水位有著密切的聯(lián)系。因此,在分析研究巖土物理力學(xué)的變化規(guī)律時(shí)。應(yīng)充分重視地下水位這一重要影響因素。
2.3 地下水動(dòng)水壓力作用引起的巖土工程危害
地下水在天然狀態(tài)下動(dòng)水壓力作用比較微弱,但是在人為工程活動(dòng)中由于改變了地下水天然動(dòng)力平衡條件,在一定的動(dòng)水壓力作用下,往往會(huì)引起一些嚴(yán)重的巖土工程危害。如流砂、管涌、基坑突涌等。
三、水文地質(zhì)問(wèn)題對(duì)水利工程的影響
3.1 地下水位上升對(duì)水利工程造成的影響
地下水位上升可能會(huì)使土壤鹽堿化、沼澤化,增強(qiáng)地下水對(duì)建筑物的腐蝕性;使一些特殊性巖土結(jié)構(gòu)破壞、強(qiáng)度和硬度降低;河岸、斜坡等發(fā)生滑坡、崩塌等現(xiàn)象;地下室充水,使地基上浮,建筑物失去穩(wěn)定性;使粉砂粉土飽和液化,產(chǎn)生流砂管涌現(xiàn)象。
3.2 地下水位下降對(duì)水利工程造成的影響
由于人們?nèi)狈φ_的觀念,進(jìn)行不合理的采礦、抽取地下水、上游筑壩、修建水庫(kù)使下游的地下水沒(méi)有補(bǔ)給等活動(dòng),容易導(dǎo)致地下水位的下降。地下水位的下降會(huì)導(dǎo)致地面下沉、塌陷、地裂等地質(zhì)災(zāi)害,影響地下水資源的質(zhì)量,還可能會(huì)導(dǎo)致地下水資源的枯竭,對(duì)建筑物的穩(wěn)定性也帶來(lái)很大威脅。
3.3 地下水位頻繁升降對(duì)水利工程造成的影響
地下水位頻繁的升降不僅會(huì)給巖土質(zhì)量帶來(lái)很大的損害,還可能直接造成建筑物的毀壞。地下水升降能使膨脹性的巖土變得不均勻,導(dǎo)致脹縮變形,如果巖土的膨脹收縮變形過(guò)于頻繁,會(huì)導(dǎo)致巖土膨脹收縮的幅度增大,造成巖體破裂,導(dǎo)致建筑物的破壞。地下水上升下降的頻繁交替,會(huì)使土層中形成一種膠結(jié)物,造成巖土中鐵、鋁等營(yíng)養(yǎng)成分的流失,失去膠結(jié)物的土層變得疏松,土質(zhì)之間的縫隙也增大,降低了巖土的承載力,增加了工程基礎(chǔ)選擇的難度。
四、總結(jié)
綜上所述,在新時(shí)期新形勢(shì)下,加強(qiáng)對(duì)水利工程勘察中水文地質(zhì)問(wèn)題的研究是非常必要的,水文地質(zhì)工作在預(yù)防工程地質(zhì)災(zāi)害、建筑物基礎(chǔ)設(shè)計(jì)以及建筑物基礎(chǔ)持力層選擇等方方面面所發(fā)揮的作用是不可替代的。因此,我們必須予以水文地質(zhì)研究工作高度的重視,轉(zhuǎn)變觀念,從實(shí)際出發(fā),加強(qiáng)對(duì)于水文地質(zhì)問(wèn)題的研究與分析,讓水利工程地質(zhì)勘察的成果更具有說(shuō)服性、實(shí)用性以及預(yù)見(jiàn)性,最終有效地服務(wù)于工程的建設(shè),促進(jìn)我國(guó)全面構(gòu)建社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)偉大戰(zhàn)略目標(biāo)的最終實(shí)現(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
一、水利工程地質(zhì)勘察概述
(一)地質(zhì)勘察工作的重要意義
在水利工程建設(shè)中,進(jìn)行地質(zhì)勘察工作可以對(duì)水利工程中存在的一些問(wèn)題進(jìn)行合理避免,從而使工程建設(shè)和自然環(huán)境能夠處于一個(gè)平衡狀態(tài)。例如,我國(guó)三峽大壩在建設(shè)過(guò)程中就克服了許多難題,其中比較典型的有:永久船閘高邊坡開(kāi)挖、深水圍堰、大面積混凝土澆注等。水利工程紙對(duì)巖土進(jìn)行仔細(xì)科學(xué)的勘察,有效的把握地質(zhì)變形量,在施工中對(duì)新材料和新技術(shù)的應(yīng)用,避免了施工過(guò)程中混凝土發(fā)生裂縫,提高水利工程的整體施工質(zhì)量。綜上所述,水利工程地質(zhì)勘察工作可以對(duì)地質(zhì)存在的問(wèn)題進(jìn)行合理的分析和評(píng)價(jià),從而為工程建設(shè)與施工提供準(zhǔn)確、詳細(xì)的數(shù)據(jù)資料,對(duì)水利工程的地基和巖石也行進(jìn)行確定,確保其滿(mǎn)足施工要求。
(二)地質(zhì)勘察的主要內(nèi)容
地質(zhì)勘察工作主要包括:土試樣、調(diào)查測(cè)繪、室內(nèi)測(cè)試、原位測(cè)試等都是地質(zhì)勘察工作中的關(guān)鍵,在勘察過(guò)程中,工作人員需要對(duì)地質(zhì)條件進(jìn)行定性和定量分析,將地質(zhì)勘察編制成報(bào)告。勘察人員在勘察階段,首選需要完成地質(zhì)測(cè)繪工作,勘察包含了:坑探、鉆探、物探等多項(xiàng)內(nèi)容,在對(duì)巖土性質(zhì)進(jìn)行勘察時(shí),選擇最佳的勘探方法完成勘探工作。室內(nèi)測(cè)試和原位測(cè)試的主要目的是對(duì)地質(zhì)強(qiáng)度參數(shù)、應(yīng)力、滲透性等指標(biāo)進(jìn)行確定,而現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的主要目的是針對(duì)巖土荷載以及對(duì)環(huán)境造成的影響進(jìn)行分析,盡量降低對(duì)水利工程建設(shè)造成的不良影響。
二、水利工程地質(zhì)勘察的三個(gè)階段
(一)控制性勘測(cè)點(diǎn)
地質(zhì)勘察質(zhì)量會(huì)對(duì)水利工程建設(shè)中的地質(zhì)質(zhì)量產(chǎn)生直接影響,勘查人員在工作中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格的依據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》對(duì)鉆孔進(jìn)行控制。控制性勘測(cè)點(diǎn)的確定主要針對(duì)初步勘探完成,在詳細(xì)勘查中并不需要對(duì)控制性勘測(cè)點(diǎn)進(jìn)行控制。除此之外,勘察人員還需要評(píng)價(jià)地質(zhì),對(duì)水利工程施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)的承載力和穩(wěn)定性進(jìn)行確定,分析巖土發(fā)生的變形情況,對(duì)巖土的強(qiáng)度和壓縮指標(biāo)進(jìn)行確定,對(duì)地基的穩(wěn)定性做出準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。
(二)確定巖土承載力
確定巖土承載力的方法有很多種,首先,依據(jù)漢森公式等確定基極限承載力,
安全系數(shù)取值和工程的荷載性質(zhì)、安全等級(jí)以及抗剪強(qiáng)度指標(biāo)相關(guān),通常情況下安全系數(shù)為3或者2。勘察人員依據(jù)巖體抗剪強(qiáng)度對(duì)地基的承載力進(jìn)行確定,確保地基承載力能夠滿(mǎn)足施工要求。其次,勘察人員依據(jù)荷載試驗(yàn)確定,利用原位測(cè)試實(shí)現(xiàn)分級(jí)加載,地基整體承載力的確定要在測(cè)定沉降量的基礎(chǔ)上完成。除此之外,勘察人員通過(guò)分析查表法來(lái)對(duì)地基巖土變化特征進(jìn)行分析,利用原位測(cè)試和理論公式對(duì)地基承載力進(jìn)行確定。
(三)確定地下水
勘察期間,勘察人員需要確定地下的水位及高程,地下水的枯水期和豐水期對(duì)工程會(huì)造成很大影響,受工期制約,地質(zhì)勘察人員在工作中可以向相關(guān)部門(mén)對(duì)資料進(jìn)行收集,充分掌握地下水信息和變化規(guī)律,在地基處理上要采取合理的方式。除此之外,勘察人員還需要確定地基滲透系數(shù),在數(shù)據(jù)的確定上需要依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和室內(nèi)試驗(yàn)方法進(jìn)行確定,試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性都較高。
三、分析巖土治理要點(diǎn)
水利工程與一般工程相比不僅復(fù)雜,而且難度大。尤其是在條件復(fù)雜的水位地質(zhì)調(diào)價(jià)下,對(duì)水位地質(zhì)資料進(jìn)行研究分和分析是十分必要的。如果研究不到位,水利工程建設(shè)過(guò)程中可能會(huì)頻繁出現(xiàn)巖土危害,會(huì)對(duì)工程造成嚴(yán)重的危害,不僅會(huì)造成資金浪費(fèi),而且后續(xù)工作也很難開(kāi)展,因此,水利工程地質(zhì)勘查工作的重點(diǎn)內(nèi)容就是巖土治理。
(一)水文地質(zhì)的評(píng)價(jià)
發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì),并對(duì)其進(jìn)行處理,為工程建設(shè)提供穩(wěn)定的地基和承載力,地質(zhì)勘察的首要任務(wù)就是對(duì)水文地質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià),避免日后出現(xiàn)重大安全事故。水文地質(zhì)評(píng)價(jià)主要包含:查明水質(zhì)、制作詳細(xì)的地質(zhì)數(shù)據(jù)、對(duì)水利工程地下水可能出現(xiàn)的各種影響進(jìn)行預(yù)測(cè),以及周?chē)牡叵滤畷?huì)受到何種因素的影響等。地質(zhì)勘察院在工程給施工中要對(duì)巖體進(jìn)行準(zhǔn)確分析,對(duì)巖體會(huì)造成什么的危害進(jìn)行確定,通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)富水性和地下水滲水性進(jìn)行驗(yàn)證,避免工程在建設(shè)過(guò)程中,因?yàn)槿斯ひ蛩囟l(fā)生沉降。
(二)巖土水理性
巖土的主要性質(zhì)包過(guò)巖土的物理性和水理性質(zhì),巖土與地下水形成的關(guān)系也就是巖土水理性。在巖土中地下水賦可以通過(guò)許多種方式存在。例如,承壓水、裂隙水、巖溶水等。在勘察地質(zhì)時(shí),水體出現(xiàn)的脹縮性、崩解性等都是水體需要測(cè)試的目標(biāo),此外,還需要明強(qiáng)墻體的耐水浸強(qiáng)度和風(fēng)化強(qiáng)度。
(三)測(cè)試巖土
原位測(cè)試和室內(nèi)測(cè)試都是地質(zhì)勘察測(cè)試的重點(diǎn)方式,室內(nèi)測(cè)試的主要針對(duì)目標(biāo)是黏性土,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試則是的針對(duì)目標(biāo)測(cè)試沉積土,測(cè)試的內(nèi)容需要包括強(qiáng)度、密實(shí)度等。測(cè)試的方法有很多中,例如研究圓錐動(dòng)力、研究十字板剪切等。將圓錐形探頭置入到土中,對(duì)地基進(jìn)行分層分析,此方法操作起來(lái)相對(duì)容易,需要使用的設(shè)備也很少,但研究結(jié)果的準(zhǔn)確率相對(duì)來(lái)說(shuō)偏低。清理干凈套管,將式子板壓到土里,并對(duì)地質(zhì)進(jìn)行受力測(cè)試。不同的測(cè)試方式適用于在不同的土質(zhì)中,因此針對(duì)不同巖土性質(zhì)的研究,要依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的地貌,以及實(shí)驗(yàn)需要結(jié)果的準(zhǔn)確性而定。
結(jié)束語(yǔ)
水利工程是一項(xiàng)基礎(chǔ)工程,我國(guó)水利工程建設(shè)面臨著許多困難,加強(qiáng)對(duì)水利工程地質(zhì)勘察與巖土治理的探討是十分必要的。通過(guò)科學(xué)的勘察,可以使工作人員提出更好的治理措施,為施工提供更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持,促進(jìn)我國(guó)水利工程事業(yè)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]陳政治. 巖土工程勘察技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與相關(guān)問(wèn)題案例分析研究[J].工程勘察,201310(5):6-10.
[2]楊序烈. 水利工程勘察中的水文地質(zhì)問(wèn)題[J]. 河南水利與南水北調(diào),2012,10:2-3.
關(guān)鍵詞:水利工程;技術(shù);發(fā)展;時(shí)間軸
一、改革開(kāi)放以來(lái)的水利工程多維技術(shù)發(fā)展
改革開(kāi)放以來(lái),水利工程因大型水庫(kù)建設(shè)工程遭遇執(zhí)行困難,而轉(zhuǎn)向攔河堰取水工程、水資源規(guī)劃、河川整治、水資源管理、水利工程規(guī)范、環(huán)境水理、地下水及水利科技研究等方向發(fā)展。水利部門(mén)已發(fā)展成為多元化、現(xiàn)代化的水利工程顧問(wèn)團(tuán)隊(duì),除從事傳統(tǒng)的水利工程外,也提升至政策層面及水利經(jīng)濟(jì)方面的工作。
第一,在本階段已大量使用電腦及有限元素分析法進(jìn)行水工結(jié)構(gòu)物應(yīng)力動(dòng)態(tài)分析及仿靜態(tài)分析工作,在水文技術(shù)上發(fā)展類(lèi)似于二維降雨徑流模型。該模型以運(yùn)動(dòng)波模型結(jié)合數(shù)值地形建立二維網(wǎng)絡(luò),模擬降雨徑流及淹水分析模型,可直接計(jì)算流域內(nèi)各處的徑流量及淹水分布。另外,這一模型業(yè)已成功應(yīng)用于淹水分析上。
第二,本階段的水理分析技術(shù)也跟隨世界各國(guó),由傳統(tǒng)上一維定量流及變量流的分析發(fā)展至使用二維定量及變量流分析。在河川工程上利用二維水理分析可顯示結(jié)構(gòu)物附近水理分析。二維分析反應(yīng)結(jié)構(gòu)體附近流速放大及地形變化的效應(yīng),使水利工程設(shè)計(jì)上更能掌握水理變化的影響。
第三,在潰壩洪水分析方面,也由一維潰壩洪水分析發(fā)展至結(jié)合二維潰壩洪水分析模型,進(jìn)行下游地區(qū)淹水分析。這項(xiàng)技術(shù)已成功應(yīng)用于我國(guó)多個(gè)水庫(kù)的潰壩分析工作。另外,也針對(duì)土石壩的特性,結(jié)合潰壩水理及輸砂公式,計(jì)算土石壩的潰壩過(guò)程及產(chǎn)生洪水。這一模型也已應(yīng)用于我國(guó)多個(gè)潰壩分析工作上。在海岸環(huán)境水理方面,主要分析水體污染擴(kuò)散、溫排水排放及海岸地形變遷分析等工作。
第四,在溫排水排放分析上已由利用COMIX進(jìn)行近域溫排水?dāng)U散分析后,再利用MIKE21進(jìn)行遠(yuǎn)域二維水理分析的方法,發(fā)展至使用MIKE3進(jìn)行三維水理演算及溫排水?dāng)U散分析。這一技術(shù)發(fā)展后,我國(guó)水利工程師已能充分掌握現(xiàn)代化的高等水理分析技術(shù),可應(yīng)用于環(huán)境水理方面等高深的研究課題,如水質(zhì)優(yōu)養(yǎng)化、地形變遷、污染擴(kuò)散等工作。
第五,在地下水技術(shù)方面,在這一階段也發(fā)展至二維地下水?dāng)?shù)值分析及三維地下水?dāng)?shù)值分析工作,并引進(jìn)MIKE SHE計(jì)算整個(gè)流域地表地下水的交換及地下水資源的分析。另外,引進(jìn)地下水保育的觀念,至此我國(guó)水利技術(shù)已能夠與發(fā)達(dá)國(guó)家齊步。
另外,我國(guó)水利部門(mén)在本階段也大力發(fā)展水利信息的技術(shù),首先建立了水資源GIS系統(tǒng)及資料庫(kù),并運(yùn)用于水資源綜合發(fā)展計(jì)劃,在很多水庫(kù)的監(jiān)測(cè)計(jì)劃中整合GIS系統(tǒng)、資料庫(kù)、系統(tǒng)工程、機(jī)電工程、水文預(yù)報(bào)、洪流演算及操作控制等,建立起一完整的水利信息及洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng),可適用我國(guó)各流域。同時(shí)也發(fā)展出決策支援系統(tǒng)及模擬培訓(xùn)系統(tǒng),以便水利操作人員更能利用水利信息系統(tǒng)以輔助水庫(kù)操作工作。
二、新世紀(jì)以來(lái)的水利工程綜合技術(shù)發(fā)展
本階段我國(guó)水利部門(mén)所從事的水資源工作主要有人工湖設(shè)置規(guī)劃、水資源可持續(xù)經(jīng)營(yíng)管理。在河川工程有淡水河河川環(huán)境整體規(guī)劃、溪流整體規(guī)劃、排水改善規(guī)劃、易淹水地區(qū)排水系統(tǒng)治理、排水治理計(jì)劃、水庫(kù)安全評(píng)估等一系列工作。在水利信息領(lǐng)域,辦理各區(qū)域水資源管理系統(tǒng)建置及溪流域徑流測(cè)預(yù)報(bào)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)等工作。
本階段水利技術(shù)發(fā)展于工程設(shè)計(jì)、水資源規(guī)劃、水庫(kù)安全評(píng)估、水利信息、水域環(huán)境研究與調(diào)查、都市防洪與排水、海岸工程及地下水資源工程等各方面均有技術(shù)提升的成效。這一階段我國(guó)水利部門(mén)的主要貢獻(xiàn)為發(fā)展國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的二維通用型水理分析模塊(SEC-HY21),這一模型的開(kāi)發(fā)奠定我國(guó)水利工程除顧問(wèn)業(yè)務(wù)外,與國(guó)外大型樹(shù)立工程研究機(jī)構(gòu)并駕齊驅(qū)。
第一,在潰壩洪水分析方面,使用所研發(fā)的二維明渠流水理分析軟件SEC-HY21,以及參考美國(guó)氣象局所開(kāi)發(fā)的DAMBRK 及FLDWAV 模型,來(lái)計(jì)算壩體潰決的出流量歷線(xiàn)。另外引進(jìn)由水利部門(mén)與荷蘭WL-DelftHydraulic公司合作共同研發(fā)的二維淹水模擬程序——SOBEK模型,應(yīng)用在易淹水地區(qū)的綜合治水規(guī)劃中,發(fā)揮戰(zhàn)略規(guī)劃與防救災(zāi)應(yīng)變的功效。
第二,本階段我國(guó)水利工程部門(mén)更引進(jìn)世界頂尖流體動(dòng)力學(xué)(CFD)模擬軟件——FLOW-3D,應(yīng)用于水利工程的設(shè)計(jì),作為水庫(kù)溢洪道水理計(jì)算、水力電廠平壓塔模擬、水力電廠進(jìn)水口輸砂模擬的工具,讓使用者以精確的模型進(jìn)行水力分析。通過(guò)FLOW-3D的Multi-Block網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì),可顯示水如何通過(guò)整個(gè)3D水庫(kù)模型的狀況。
第三,在地下水技術(shù)方面,為考量地下水飽和及飽和層間的水流變化情況,及后續(xù)地球化學(xué)反應(yīng)需求(Coupled Varably Saturated Flow, Heat Transfer and Reactive Chemical Transport),我國(guó)水利部門(mén)引進(jìn)了美國(guó)中佛羅里達(dá)大學(xué)葉高次教授開(kāi)發(fā)的地下水模型及地球化學(xué)模型(FEMWATER),以有限元素法求解空間變化,而在時(shí)間上則以有限差分法進(jìn)行地下水流場(chǎng)的模擬。同時(shí),水利部門(mén)更與國(guó)家研究臺(tái)風(fēng)的部門(mén)合作共同發(fā)展HYDROGeochem的研發(fā)及推廣工作。
第四,水利部門(mén)在本階段對(duì)于水利信息的技術(shù)則有更進(jìn)一步發(fā)展,尤其是應(yīng)對(duì)時(shí)代變化,水利信息技術(shù)已發(fā)展為自動(dòng)資料收集(降雨、水庫(kù)、壩、發(fā)電廠、河川水位等觀測(cè)資料),并運(yùn)用于防災(zāi)預(yù)警、水資源調(diào)配管理等計(jì)劃。
第五,在海事工程技術(shù)方面,借助SEC-HY21的發(fā)展進(jìn)行各河口暴潮水位研究,相關(guān)研究成果業(yè)已發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Coastal Engineering Journal,說(shuō)明除規(guī)劃、設(shè)計(jì)等,我國(guó)水利工程實(shí)務(wù)技術(shù)已臻成熟,而其研究發(fā)展的能力也獲得國(guó)際上肯定。這一時(shí)期,我國(guó)水利工程組織也在海外從事許多計(jì)劃,尤其是在東南亞及非洲等國(guó)開(kāi)展的各項(xiàng)水壩工程取得了十分顯著的成效,聲名也遠(yuǎn)播國(guó)外。
三、小結(jié)
本文的分析是基于時(shí)間軸進(jìn)行的。事實(shí)上,在具體的技術(shù)上,我國(guó)水利工程技術(shù)的發(fā)展目前已經(jīng)居于世界領(lǐng)先地位。例如,土石方工程施工是水利水電工程施工的重要組成部分。我國(guó)自在工程規(guī)模、機(jī)械化水平、施工技術(shù)等各方面取得了很大的成就,解決了一系列復(fù)雜地質(zhì)、地形條件下的施工難題,如深厚覆蓋層的壩基處理、筑壩材料、壩體填筑、混凝土面板防裂、瀝青混凝土防滲等施工技術(shù)問(wèn)題;其中在工程爆破技術(shù)、土石方工程機(jī)械化施工等方面已處于國(guó)際先進(jìn)水平。
總的來(lái)說(shuō),在基礎(chǔ)工程、堤防工程、導(dǎo)截流工程、地下工程、爆破工程等許多領(lǐng)域,我國(guó)都處于領(lǐng)先地位。近幾年來(lái),我國(guó)的水利建設(shè)處于快速發(fā)展的時(shí)期。水利工程施工的技術(shù),工藝、材料和設(shè)備等方面都取得了舉世矚目的成就。在施工關(guān)鍵技術(shù)上取得了新的突破,通過(guò)大容量、高效率的配套施工機(jī)械裝備更新改建,我國(guó)大型水利工程施工速度和規(guī)模有了很大提高。新型機(jī)械設(shè)備在堤壩防滲中的應(yīng)用,有效提高了施工效率。系統(tǒng)工程的應(yīng)用,進(jìn)一步提高了施工組織管理的水平。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:水利工程;地質(zhì)勘察;巖土治理
引 言:地質(zhì)勘察作為水利工程建設(shè)過(guò)程中的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作,對(duì)工程的安全運(yùn)行以及工程的造價(jià)和周期都會(huì)產(chǎn)生直接影響。在地質(zhì)勘察中,水文始終都是一個(gè)主要問(wèn)題,地下水不僅是巖體的重要組成部分,而且會(huì)對(duì)巖土體工程特征產(chǎn)生直接影響,對(duì)工程的耐久性和穩(wěn)定性都會(huì)產(chǎn)生影響,因此在工作中需要加強(qiáng)對(duì)地下水特征的分析,對(duì)地質(zhì)勘察與巖土問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè),確保水利工程的質(zhì)量和安全施工的開(kāi)展。
1 水利工程中地質(zhì)勘察概述
1.1 地質(zhì)勘察的內(nèi)涵
我國(guó)水利工程的發(fā)展史比較長(zhǎng),在這方面積累了大量的經(jīng)驗(yàn)和資料。地質(zhì)勘察的歷史也比較長(zhǎng)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,水利工程中地質(zhì)勘察的技術(shù)越來(lái)越先進(jìn)。總的來(lái)說(shuō),水利工程中的地質(zhì)勘察是一項(xiàng)綜合性的工作,同時(shí)也是一項(xiàng)專(zhuān)業(yè)性非常強(qiáng)的工作,需要綜合運(yùn)用水文地質(zhì)學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、巖土力學(xué)等學(xué)科的理論知識(shí)和方法來(lái)分析和評(píng)價(jià)工程地質(zhì)條件,為工程設(shè)計(jì)、施工提供可靠的地質(zhì)勘察資料,以確保水利工程的設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)可行、安全可靠。水利工程中地質(zhì)勘察的環(huán)節(jié)比較多,主要包括鉆探、物探、地表地質(zhì)測(cè)繪、原位與室內(nèi)試驗(yàn)等,但是這些環(huán)節(jié)并不是相互獨(dú)立的,而是相互聯(lián)系的。地質(zhì)勘察的方法、深度、質(zhì)量直接影響著水利工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量。
1.2 地質(zhì)勘察工作的重要意義
在水利工程建設(shè)中,進(jìn)行地質(zhì)勘察工作可以對(duì)水利工程中存在的一些問(wèn)題進(jìn)行合理避免,從而使工程建設(shè)和自然環(huán)境能夠處于一個(gè)平衡狀態(tài)。例如,我國(guó)三峽大壩在建設(shè)過(guò)程中就克服了許多難題,其中比較典型的有:永久船閘高邊坡開(kāi)挖、深水圍堰、大面積混凝土澆注等。水利工程中對(duì)巖土進(jìn)行仔細(xì)科學(xué)的勘察,有效的把握地質(zhì)變形量,在施工中對(duì)新材料和新技術(shù)的應(yīng)用,避免了施工過(guò)程中混凝土發(fā)生裂縫,提高水利工程的整體施工質(zhì)量。綜上所述,水利工程地質(zhì)勘察工作可以對(duì)地質(zhì)存在的問(wèn)題進(jìn)行合理的分析和評(píng)價(jià),從而為工程建設(shè)與施工提供準(zhǔn)確、詳細(xì)的數(shù)據(jù)資料,對(duì)水利工程的地基和巖石也可以進(jìn)行確定,確保其滿(mǎn)足施工要求。
2 水利工程地質(zhì)勘察的階段和內(nèi)容
2.1 水利工程地質(zhì)勘察內(nèi)容
工程地質(zhì)測(cè)繪、巖土取樣、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和室內(nèi)試驗(yàn)是水利工程地質(zhì)勘察的關(guān)鍵環(huán)節(jié),勘察人員要對(duì)地質(zhì)條件進(jìn)行定量和定性分析,編制成地質(zhì)勘察報(bào)告。在地質(zhì)勘察階段,勘察人員要首先進(jìn)行地質(zhì)測(cè)繪工作,勘察包括了坑探、鉆探和物探等,勘察人員要在調(diào)查巖土性質(zhì)的基礎(chǔ)上選擇合適的勘探方法。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和室內(nèi)試驗(yàn)主要是確定地質(zhì)的強(qiáng)度參數(shù)、物性指標(biāo)、滲透性參數(shù)和應(yīng)力、固結(jié)變形參數(shù)以及應(yīng)變時(shí)間參數(shù)等,而現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)主要是對(duì)巖土荷載以及環(huán)境影響進(jìn)行分析評(píng)價(jià),避免不良影響的產(chǎn)生。
2.2 控制性勘探點(diǎn)
地質(zhì)勘察的質(zhì)量直接影響著水利工程地基處理的質(zhì)量,勘察人員要按照《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》來(lái)確定控制性鉆孔和一般性鉆孔,對(duì)鉆孔比例進(jìn)行控制。控制性勘探點(diǎn)主要是針對(duì)初步勘探來(lái)確定,詳細(xì)勘察中不需要確定控制性勘探點(diǎn)。此外,勘察人員還要對(duì)地質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià),確定水利工程施工場(chǎng)地地質(zhì)的穩(wěn)定性和承載力,對(duì)巖土變形進(jìn)行事先分析,確定巖土的壓縮指標(biāo)和強(qiáng)度指標(biāo),評(píng)價(jià)地基穩(wěn)定性。
2.3 巖土承載力確定
巖土工程承載力的確定方法有多種,首先是根據(jù)漢森公式等來(lái)進(jìn)行地基極限承載力的確定,安全系數(shù)取值和工程的荷載性質(zhì)、安全等級(jí)以及抗剪強(qiáng)度指標(biāo)相關(guān),安全系數(shù)一般是 2或者3。勘察人員可以根據(jù)巖體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)來(lái)確定地基承載力的特征值,確保工程地基的承載力能夠滿(mǎn)足施工的要求。其次,勘察人員可以根據(jù)荷載試驗(yàn)來(lái)確定,通過(guò)原位測(cè)試來(lái)進(jìn)行分級(jí)加載,在測(cè)定沉降量的基礎(chǔ)上來(lái)確定地基的整體承載力。
2.4 地下水確定
勘察人員在勘察期間要對(duì)地下水的高程以及水位進(jìn)行確定,地下水豐水期和枯水期的水位對(duì)施工的影響很大,受工期的限制,地質(zhì)勘察人員可以去相關(guān)部門(mén)搜集資料,掌握地下水變化的規(guī)律和信息,采取合適的地基處理措施。此外,勘察人員還需要對(duì)地基的滲透系數(shù)進(jìn)行確定,其確定主要是通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的方法來(lái)確定,現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和科學(xué)性較高,可以采用室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的方法來(lái)確定。
3 水利工程地質(zhì)勘察與巖土治理中應(yīng)注意的問(wèn)題
3.1 水文地質(zhì)的評(píng)價(jià)
水利工程地質(zhì)勘察的目的,就是對(duì)于一些不良地基所進(jìn)行的處理,從而提升地基穩(wěn)定性與整體的承載力。勘察人員需要對(duì)其水文地質(zhì)來(lái)進(jìn)行合理的評(píng)價(jià),來(lái)避免其設(shè)計(jì)的漏洞與其他狀況。水文地質(zhì)方面的評(píng)價(jià)還包含地下水,對(duì)工程以及周遭建筑物等方面的影響,地下水對(duì)要建造的水利項(xiàng)目的影響,還要進(jìn)行合理預(yù)測(cè),核查好與其有關(guān)的水質(zhì)等問(wèn)題,規(guī)劃和制定完善的水文地質(zhì)有關(guān)的資料。從水利工程施工角度來(lái)看,勘察人員需要對(duì)其巖土體進(jìn)行有效合理的分析。對(duì)巖土體產(chǎn)生的不良作用來(lái)進(jìn)行確定,對(duì)地下水進(jìn)行富水性與滲透性的試驗(yàn),才能避免其人工沉降所造成的不穩(wěn)定的影響。
3.2 巖土的水理性質(zhì)
巖土工程的性質(zhì),是指巖土的物理性質(zhì)與巖土的水理性質(zhì),巖土的水理性質(zhì)是說(shuō)地下水與巖土在互相作用時(shí),所體現(xiàn)出的性質(zhì),水理性質(zhì)不但可以導(dǎo)致巖土變形與強(qiáng)度不適,還關(guān)系著整個(gè)工程使用年限和穩(wěn)定性能。勘察人員需要加大勘察,對(duì)于水理性質(zhì)還要進(jìn)行詳細(xì)分析,著重測(cè)試其正水體透水性和軟化性、以及脹縮性和崩解性來(lái)進(jìn)行確定的,還要確定其巖土的耐水浸與耐風(fēng)化等方面的能力。另外,工程勘察人員需要對(duì)其持水性和可塑性,以及溶水性來(lái)進(jìn)行相關(guān)確定,提高整個(gè)工程施工的質(zhì)量。
3.3 巖土測(cè)試方式
水利工程地質(zhì)勘察測(cè)試包括了現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試和室內(nèi)測(cè)試,一般普通粘性土可以進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn),飽和度高和無(wú)粘性沉積土則需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試,對(duì)巖土的壓縮性、強(qiáng)度以及密實(shí)度進(jìn)行研究。研究的方法包括了圓錐動(dòng)力研究、十字板剪切研究、標(biāo)準(zhǔn)貫入研究以及波速控制研究。首先,圓錐動(dòng)力研究是指將圓錐的探頭植入土中,對(duì)地基進(jìn)行分層研究,該試驗(yàn)的設(shè)備較少,操作方便,但是也具有準(zhǔn)確性不高的問(wèn)題。其次,十字板剪切研究要首先清理干凈套管,將十字板通過(guò)套管壓入土中,測(cè)試地質(zhì)的受力狀況。再次,標(biāo)準(zhǔn)貫入研究適宜的土層較廣,比較適合砂土和粉土使用,但是也存在離散性大的缺點(diǎn)。因此,勘察人員要選擇合適的勘察方法來(lái)做好地質(zhì)勘查工作,提供巖土治理的方案與建議。
4 結(jié)語(yǔ)
總之,水利工程的施工建設(shè)是關(guān)乎國(guó)計(jì)民生的重要項(xiàng)目。同時(shí)水利工程勘察工作的開(kāi)展,還面臨著任務(wù)重、環(huán)境差和難度大等問(wèn)題,同時(shí)巖土治理問(wèn)題也直接關(guān)系到水利工程質(zhì)量,因此在水利工程施工之前,就需要對(duì)其進(jìn)行地質(zhì)勘察,對(duì)巖土進(jìn)行針對(duì)性治理,提高其整個(gè)工程的質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
[1]盧元靜.水利工程中的地質(zhì)勘察[J].中小企業(yè)管理與科技,2010(10).
[2]董在付.論述水利工程中的水文地質(zhì)問(wèn)題分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2010(12).
[3]王俊.提高水利工程測(cè)量的新技術(shù)探析[J].黑龍江水利科技,2012(11).
1水利工程基坑地質(zhì)情況分析
水利工程地基可分為不適水、弱透水和強(qiáng)透水[1],不同的地基土質(zhì)情況對(duì)于排水要求是不同的,對(duì)于條件允許的水利工程,可采用手搖鉆探、挖坑等方法采集土樣,搜集地下水位、地基不同高程和各部位的土質(zhì)、水文等情況,為基坑開(kāi)挖施工排水和確定邊坡提供重要參考依據(jù)。同時(shí),由于水利工程施工現(xiàn)場(chǎng)情況比較復(fù)雜,施工單位無(wú)法全部了解清楚,再加上江河湖泊沿岸的土質(zhì)不均勻,因此水利工程基坑開(kāi)挖時(shí),應(yīng)適當(dāng)留出一些余地,因地制宜,具體問(wèn)題具體分析,結(jié)合基坑開(kāi)挖施工實(shí)際情況,采取有效的維修補(bǔ)救措施。
2水利施工的基坑排水措施
(一)合理設(shè)計(jì)降水方案
水利施工中基坑排水可采用管井井點(diǎn)降水、明溝降排水兩種方法,對(duì)于降水深度較小的水利工程可采用基坑明溝降排水方案,結(jié)合水利工程的降深要求和施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)特點(diǎn),采用管井井點(diǎn)降水方法,合理進(jìn)行明溝排水設(shè)計(jì)。
(二)明溝排水施工
水利施工中的基坑排水主要包括基面和周邊滲水、施工期雨水、圍堰積聚余水,結(jié)合水利工程基坑施工現(xiàn)場(chǎng)的地形、施工工期、土質(zhì)、開(kāi)挖深度、基坑范圍、積水情況等,采取有效的排水措施。完成圍堰后,應(yīng)及時(shí)將基坑積水排出,科學(xué)利用施工現(xiàn)場(chǎng)的地形地貌,向水位較低的下游進(jìn)行排水,剩下的水經(jīng)過(guò)排水溝導(dǎo)引到排水井或者低洼處,利用水泵設(shè)備將水排出,使基坑盡快固結(jié)干燥,全面了解情況,做好施工準(zhǔn)備。同時(shí),水利施工中還需經(jīng)常排水,如基坑和圍堰地下滲水、雨水等,盡量利用地形優(yōu)勢(shì)進(jìn)行自排,例如,在基坑周?chē)牡雀呔€(xiàn)上開(kāi)挖排水溝,將滲水和雨水用水泵或者自流排出,采用科學(xué)合理的布置形式:其一,基坑滲水量較小,在下游設(shè)置集水井,在基坑縱向軸線(xiàn)上,由上到下設(shè)置排水溝,開(kāi)挖多條橫溝,將滲水引到縱溝,使用水泵將水快速排出。
3粉砂和粉土基礎(chǔ)降低地下水位
在水利工程施工中,若粉砂和粉土基礎(chǔ)的地下水位較高,在開(kāi)挖基礎(chǔ)過(guò)程中,一旦發(fā)生滲水,容易造成管涌、流砂,給后期施工造成較大困難。產(chǎn)生管涌的內(nèi)因是由于粉土和粉砂的顆粒粒徑較細(xì),滲水出溢坡降比較小,外因是由于地下水位較高,出溢坡降滲水遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)粉土和粉砂的承受范圍。為了確保水利工程的順利施工,在粉土和粉砂地基上進(jìn)行施工時(shí),必須注意降低地下水位,可采用柴梢、鋪墊砂礫反慮層、放緩邊坡等方法,避免發(fā)生管涌和流砂。同時(shí),優(yōu)化水利工程基坑施工工藝,合理設(shè)置基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),在沉井或者沉箱中增加水力進(jìn)行充填,避免由于排水造成水力施工困難,還可在基坑周?chē)O(shè)置射流裝置或者井管排水系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)良好的排水效果。
4井管施工
水利工程施工可采用鉆井工具或者水沖深井,大鍋激錐造孔直徑50~60cm,井管外徑約30~50cm,為了防止在造孔過(guò)程中井壁發(fā)生坍塌,使用水泥砂漿進(jìn)行固壁,從施工開(kāi)始到完成造孔,應(yīng)確保地下水水面低于孔內(nèi)泥漿面,當(dāng)鉆孔深度達(dá)到水利工程施工設(shè)計(jì)要求時(shí),應(yīng)將井管立即下放,首先將混凝土底管進(jìn)行下放,然后將無(wú)砂混凝土管沉放在中間位置,將透水性好、澆筑質(zhì)量高的井管放置在下部,普通材質(zhì)井管放置在上部,井管安放過(guò)程中,把細(xì)鋼絲繩穿入底部吊環(huán),設(shè)計(jì)活口的鋼絲繩,用插釬在管內(nèi)進(jìn)行固定,從管中將副繩引出,通過(guò)人力或者絞車(chē)進(jìn)行控制,逐節(jié)下管,當(dāng)管子上口達(dá)到指定高度時(shí),將每節(jié)管子進(jìn)行固定,管口沖洗干凈晾干,涂抹水泥或者瀝青,按照4:3:3的比例,配置膠黏劑,然后安裝下一節(jié)井管,用熱膠黏劑涂抹縫口,用粗布或麻袋片或者鋼絲繩將上下管接縫纏好,使用寬2~3cm、長(zhǎng)20~30cm的木板或者竹片粘貼在管子外壁,確保管子垂直,完成全部井管后,在底管內(nèi)鋪墊一層厚度約50cm的黃砂,再鋪填一層碎石、細(xì)礫石,用粗砂對(duì)井管和鉆孔之間的間隙進(jìn)行回填,在排水過(guò)程中發(fā)揮濾水?dāng)r砂的作用。如果濾料顆粒粒徑比較粗,使用玻璃絲布或者塑料窗紗布包裹透水管,使用鉛絲箍緊,將井管四周填實(shí)并且進(jìn)行固定,拉出鋼坤繩,拔掉插釬。
5結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞:水利工程;基坑排水;施工技術(shù);
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一、確定基坑排水降水方案
水利工程的基坑排水施工,絕不能墨守成規(guī)一成不變,總是參考別人進(jìn)行生搬硬套的,水利工程的基坑排水施工要根據(jù)具體的問(wèn)題具體進(jìn)行分析,還要對(duì)施工前的地基土質(zhì)、水文等各種資料進(jìn)行總結(jié),加之當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門(mén)對(duì)往年對(duì)此的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和工程本身的特點(diǎn)要求等作為重要參考數(shù)據(jù)。除此之外,我們工作人員還要注意到一個(gè)地區(qū)的地質(zhì)復(fù)雜情況,有些地區(qū)地質(zhì)以砂土為主,有些地區(qū)以礫石為主,根據(jù)地質(zhì)多樣性應(yīng)當(dāng)采取不用的排水方法處理。明溝排水的方法一般是針對(duì)對(duì)基坑排水技術(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)要求不高的工程。而對(duì)于基坑排水要求較高的工程,明溝排水已經(jīng)難以滿(mǎn)足其要求,那么可以選擇人工截滲降排水。實(shí)踐證明,采用不同方法分別對(duì)待都取得了較好的效果。
1、降深要求
由于基坑開(kāi)挖需挖穿填土層進(jìn)入強(qiáng)透水性的砂層,基坑的涌水量較大,為保證基坑開(kāi)挖的安全,坑壁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,避免涌水和流砂的發(fā)生,降水設(shè)計(jì)時(shí),將基坑降水和基坑支護(hù)的施工降水作統(tǒng)一考慮,務(wù)必保證地下水位降到基礎(chǔ)樁承臺(tái)底0.5m以下,且基坑中心線(xiàn)處的降深要求應(yīng)低于開(kāi)挖基底不少于0.5m。
2、降水方案
目前,深基坑降水比較常用的有明溝降排水和管井井點(diǎn)降水。其中基坑明溝降排水比較適用于降水深度不大的工程。針對(duì)某地區(qū)的地質(zhì)的特點(diǎn)及降深要求,設(shè)計(jì)上采用管井井點(diǎn)降水進(jìn)行基坑降水,并同時(shí)設(shè)計(jì)明溝排水,明溝排水只是收集基坑中和坑壁局部滲出的地下水和施工時(shí)的其它地下水。
二、排水施工
1﹑明溝排水技術(shù)介紹
水利工程對(duì)基坑排水要求不高時(shí)我們可以采取明溝排水方案。明溝排水技術(shù)的施工過(guò)程中,為節(jié)省不必要的開(kāi)支,應(yīng)當(dāng)利用其本身的地形條件來(lái)自排水,然后其余的滲水通過(guò)排水溝集中流入水井中,然后用水泵將這些余水抽到別處利用。明溝排水應(yīng)當(dāng)要做好提前準(zhǔn)備,只要一有條件,就要馬上進(jìn)行,這樣,基坑能時(shí)常保證其干燥,從而便于對(duì)基坑周?chē)牡刭|(zhì)和水文條件進(jìn)行勘察,為下次排水做好準(zhǔn)備。
根據(jù)工程的不同情況,可以采取三種形式布置排水溝。針對(duì)通常情況,可以將排水溝設(shè)計(jì)在基坑的周?chē)瑢⑺愿呦虻陀盟脤⑵湟胨袑⑵渑懦觯蝗绻匦螚l件較差而且地下水位較高,基坑需要挖的較深,可以通過(guò)其地形的等高線(xiàn),在相同等高線(xiàn)上層級(jí)設(shè)置排水溝,引入其對(duì)應(yīng)的水井并將其排出;在地質(zhì)條件較好地區(qū),基坑不挖那么深,滲水也不嚴(yán)重時(shí),則不用設(shè)計(jì)那么多排水溝,設(shè)計(jì)一條或數(shù)條排水溝將水引入水井中將其排出。
排水技術(shù)要利用地勢(shì)原理將其由上引致下,所以,排水溝的設(shè)計(jì)一定要有坡度,在保證工程全面完成的前提下,排水溝的寬度也應(yīng)當(dāng)和排水量做到相適應(yīng),水井的深度也要能夠滿(mǎn)足排水量的需求。
2、粉土和粉砂基礎(chǔ)降低地下水施工
位于地下水位較高處的粉土和粉砂基礎(chǔ),在基礎(chǔ)開(kāi)挖過(guò)程中,由于滲水作用容易發(fā)生流砂、管涌,給施工帶來(lái)很大困難。造成管涌的外因是地下水位高,滲水的出溢坡降超過(guò)粉砂粉土的允許范圍,使土粒隨滲水移動(dòng),其內(nèi)因是粉砂粉土顆粒細(xì)而均勻,允許的滲水出溢坡降較小,因此在粉砂粉土地基上施工,為了保證施工順利進(jìn)行,降低地下水位是一項(xiàng)關(guān)鍵措施。如采用放緩邊坡、鋪墊砂礫反濾層或柴梢等防止流砂和管涌的辦法,工程量相應(yīng)增加,既不經(jīng)濟(jì),又對(duì)施工造成干擾,效果不理想。近年在濱海地區(qū)修建涵閘時(shí),一方面從施工工藝或基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上采取措施,如沉箱或沉井加水力沖填等施工新工藝,盡量減少和避免因排水造成的困難;另一方面就是在降低地下水上下功夫,如在基坑周?chē)O(shè)井管排水系統(tǒng)或射流裝置排水,都能取得很好效果。
三﹑人工截滲降排水技術(shù)介紹
水利工程對(duì)基坑排水要求相對(duì)較高時(shí),明溝排水技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足排水要求,這時(shí),我們需采用人工截滲降排水技術(shù)。簡(jiǎn)而言之,人工截滲降排水就是在基坑的周?chē)O(shè)置數(shù)個(gè)排水井或者水管抽水,達(dá)到控制基坑滲水的方法
1、井點(diǎn)法
在此也有兩種方法,對(duì)于相對(duì)小型的水利工程,基坑的深度不是那么深,地下水位也相對(duì)較低,這時(shí)可采用在基坑周?chē)O(shè)置幾個(gè)井點(diǎn),用水管將各井點(diǎn)連接成一個(gè)系統(tǒng),用水泵將其抽出,此謂之井點(diǎn)法。井點(diǎn)也可不必只連成一個(gè)系統(tǒng),可以通過(guò)三通、五通管等連接,分成幾個(gè)排水體系,用水泵進(jìn)行分別抽水。井點(diǎn)的管子可用一般材質(zhì)的塑料管,通過(guò)壓水井下塑料管的方式將管子放到井里,花管用紗布包住其外部,管子與井壁之間用粗砂填充空隙作為反濾料。當(dāng)土壤較為滲水,基坑的范圍也較大時(shí),管子應(yīng)換成鋼管,根據(jù)不同的圖層滲透系數(shù),可采用不同的井點(diǎn)。
2、井管法
當(dāng)土壤的滲水系數(shù)較高,地下水位降低的要求較高時(shí),可在基坑周?chē)捎脹_擊鉆開(kāi)鑿數(shù)個(gè)井口,用混凝土濾管置其底,用水泵對(duì)每個(gè)井口單獨(dú)進(jìn)行抽水,在濾水管每隔六米處安放一組扶正器防止濾水管偏位,此種方法謂之井管法。
四﹑開(kāi)挖排水溝、集水管施工過(guò)程中的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)
1、水利工程整體優(yōu)先
排水溝和集水管的設(shè)計(jì)不用干擾水利工程的整體施工,一定要有坡度,以便集水,水溝的寬度和深度均要與排水量相適應(yīng),出于排水的考慮,基坑的開(kāi)挖范圍應(yīng)當(dāng)適當(dāng)擴(kuò)大。為了經(jīng)常保持排水溝暢通,需有專(zhuān)人負(fù)責(zé),做好清理和維修工作,洗井方法應(yīng)根據(jù)含水層地層情況、鉆進(jìn)時(shí)間、泥漿使用等情況確定,對(duì)成孔時(shí)間長(zhǎng)、泥漿消耗大的井,采用活塞、空壓機(jī)、提桶、水泵聯(lián)合洗井,活塞洗井破壞泥皮拉實(shí)濾料,空壓機(jī)振蕩洗通水道,排出管內(nèi)沉淀。
2、水泵安排有講究
水利工程建成后,要根據(jù)抽水的數(shù)據(jù)結(jié)果來(lái)選擇適當(dāng)?shù)呐潘茫晃兜拇蟊貌⒉灰欢ǘ己茫驗(yàn)槠涑槌鏊砍^(guò)其正常的排出水量,其流速過(guò)大會(huì)抽出大量砂石。并且管壁之間要有過(guò)濾器,在管井正常抽水時(shí),其水位不能超過(guò)第一個(gè)取水含水層的過(guò)濾器,以免過(guò)濾管的纏絲因氧化、壞損而導(dǎo)致涌沙
3、防備特殊情況,以備不時(shí)之需
為防止基坑排水任務(wù)重,排水要求高,必須準(zhǔn)備一些備用的水泵和動(dòng)力設(shè)備,以便在發(fā)生突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害如暴雨或機(jī)器故障時(shí)能立即補(bǔ)救。有條件的地區(qū)還可以采用電力發(fā)動(dòng)水泵,但是供電要及時(shí),還要保證特殊情況發(fā)生時(shí),機(jī)器設(shè)備都能及時(shí)撤出,以免損失擴(kuò)大。
因些,基坑排水工作的科學(xué)方案能保證一個(gè)水利工程的穩(wěn)固,并為其施工提供良好的基礎(chǔ)條件,妥善處理好基坑的排水問(wèn)題,可謂之解決水之源、木之本的根基問(wèn)題。排水系統(tǒng)的科學(xué)設(shè)計(jì),能夠保證地基不受破壞,也能增強(qiáng)地基的承載能力,從長(zhǎng)遠(yuǎn)意義上講更可以減少水利工程的整體開(kāi)支,如果基坑排水問(wèn)題處理不當(dāng),會(huì)給水利工程的運(yùn)行帶來(lái)巨大的安全隱患,增加了將來(lái)對(duì)水利工程的維護(hù)成本,也降低了水利工程的質(zhì)量。
結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,基坑排水技術(shù)的設(shè)計(jì),要根據(jù)土壤的滲水系數(shù)來(lái)決定,但是地質(zhì)條件有其特殊性和變化性,有關(guān)的技術(shù)測(cè)量扔不能完全精準(zhǔn)的得出最后結(jié)論,從而使目前基坑排水技術(shù)工程的設(shè)計(jì)在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上不夠合理的情況相當(dāng)普遍。因此對(duì)基坑排水技術(shù)的設(shè)計(jì)絕不能含糊,在多次測(cè)量和多種數(shù)據(jù)下仔細(xì)得出最后數(shù)據(jù),對(duì)基坑排水技術(shù)的設(shè)計(jì)更不能打球,為防止突發(fā)狀況,一定要留有余地,做好配套的預(yù)留措施,做到有備無(wú)患。
參考文獻(xiàn):
[1]郭勇剛,姚虹軍.水利工程基坑排水施工設(shè)計(jì)與施工技術(shù)分析[J].鐵道建筑技術(shù),2009,(2).
[關(guān)鍵詞]水利工程;設(shè)計(jì)研究;可持續(xù)發(fā)展
1、水利工程概述
水利工程又叫做水工程,是用來(lái)調(diào)配、控制地下水與地表水,以期達(dá)到興利避害目的而修建的工程。水利工程的施工內(nèi)容包括修建溢洪道、壩堤、魚(yú)道、進(jìn)水口、渠道、筏道、水閘、渡漕等建筑物,為灌溉、防洪、發(fā)電和供水服務(wù)。水利工程具有以下特點(diǎn):第一,具有較強(qiáng)的綜合性和系統(tǒng)性。自身具有綜合性特點(diǎn),各項(xiàng)服務(wù)目標(biāo)既相互矛盾,又緊密聯(lián)系;第二,對(duì)環(huán)境影響較大。水利工程既能通過(guò)建設(shè)任務(wù)對(duì)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生影響;第三,工作條件復(fù)雜。水利工程自然條件無(wú)法確定,工作條件極為復(fù)雜;第四,水利工程效益影響較廣,具有隨機(jī)性特點(diǎn);第五水利工程規(guī)模較大興建時(shí)應(yīng)該按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和基本建設(shè)程序進(jìn)行。
2、水利工程施工中的常見(jiàn)問(wèn)題
2.1材料設(shè)備短缺:對(duì)于小型的水利工程企業(yè)來(lái)說(shuō),資金相對(duì)短缺,致使投資的成本小、運(yùn)轉(zhuǎn)周期短,而且需要的設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單。陳舊的設(shè)備。嚴(yán)重影響了水利工程施工質(zhì)量,還可能給水利工程運(yùn)營(yíng)造成安全隱患和安全事故。
2.2管理體制有待完善:許多水利工程施工項(xiàng)目的管理存在分工不明確、責(zé)任劃分不清等問(wèn)題,一定程度上阻礙了項(xiàng)目工作順利開(kāi)展,限制了管理人員職責(zé)履行,制約了水利工程施工進(jìn)度和質(zhì)量。
2.3管理人員素質(zhì)偏低:大部分企業(yè)管理人員的管理水平較低,這些管理者依賴(lài)團(tuán)隊(duì)管理,不能更好地履行管理職責(zé),有些企業(yè)的管理人員素質(zhì)較高,具備較高的技術(shù)水平與管理能力,但對(duì)工程質(zhì)量、工程成本和施工進(jìn)度缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃管理,一些管理人員的理論管理能力與實(shí)踐相脫節(jié),阻礙了水利工程施工管理的發(fā)展。
2.4監(jiān)管效果不佳:一些水利工程施工管理人員對(duì)施工管理認(rèn)識(shí)不足,一味追求工程利潤(rùn)和工期進(jìn)度,對(duì)水利工程監(jiān)管放松警惕,影響工程施工質(zhì)量,導(dǎo)致安全問(wèn)題頻出。
3、工程和水文地質(zhì)條件
3.1工程地質(zhì)條件:主要包含水文地質(zhì)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地形地貌、建筑材料等。水利工程建筑地基一般是巖石和土,其類(lèi)型對(duì)工程的安全穩(wěn)定以及技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面都有重要影響。一般來(lái)說(shuō),巖石的巖體結(jié)構(gòu)主要是第四紀(jì)土層,并且包含各種類(lèi)型的土層特征、變化以及空間分布。工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)按構(gòu)造形態(tài)可以分成褶皺、傾斜、斷裂三種構(gòu)造。地貌地形主要是指地表形態(tài)以及類(lèi)型,具體指地表森林植被、山脈和水系以及建筑分布。
3.2水文條件:主要包含地下水水質(zhì)、水運(yùn)動(dòng)特性、巖層的透水和溶水性、含水層的厚度以及隔水層的深度。水文條件對(duì)壩基的穩(wěn)定性、水庫(kù)嚴(yán)密性以及地下水影響等工程相關(guān)因素都有極大影響。另外,對(duì)于建筑材料,施工單位要對(duì)材料開(kāi)采、質(zhì)量以及運(yùn)輸?shù)冗M(jìn)行詳細(xì)勘察,以保證施工過(guò)程高效且順利進(jìn)行。
4、工程地質(zhì)問(wèn)題分析
4.1壩體地質(zhì)問(wèn)題:在水利水電工程,針于不同類(lèi)型的壩型,由于地質(zhì)要求不同,導(dǎo)致工程施工的工作特點(diǎn)也不相同。如果大壩的巖體存在某些地質(zhì)方面的缺陷,那么在工程施工中就可能導(dǎo)致壩基的滲漏以及穩(wěn)定性問(wèn)題。由于地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造以及巖體結(jié)構(gòu)的影響,大壩的邊坡就可能出現(xiàn)錯(cuò)落、傾倒等現(xiàn)象,另外如果有泥石流的發(fā)生,也會(huì)對(duì)邊坡產(chǎn)生極大程度的破壞。邊坡的變形以及破壞。
4.2水庫(kù)地質(zhì)問(wèn)題:水庫(kù)主要有地面水庫(kù)和地下水庫(kù)兩種類(lèi)型。水庫(kù)在進(jìn)行蓄水以后,水庫(kù)周?chē)牡刭|(zhì)條件以及環(huán)境都會(huì)產(chǎn)生極大變化,比如水庫(kù)以及地下水的的水位升高或是風(fēng)浪的沖蝕作用,就會(huì)產(chǎn)生諸如水庫(kù)浸沒(méi)、淤積、滲透等問(wèn)題發(fā)生。
4.3軟土基坑地質(zhì)問(wèn)題:軟土基坑問(wèn)題主要包括邊坡的穩(wěn)定問(wèn)題以及基坑的降排水問(wèn)題。針對(duì)邊坡問(wèn)題,工程施工時(shí),采取了設(shè)置保護(hù)面、保護(hù)坡度、減低水位等措施。針對(duì)基坑降排水問(wèn)題,可以使用細(xì)砂或是粉砂土層作為邊坡,以及使用粘性土作為基坑,并且一定要保證基坑干燥。對(duì)于降排水處理方法,一般有人工降水以及明排法兩種。
5、水文地質(zhì)問(wèn)題分析
5.1山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害:在某些地區(qū),由于地面結(jié)構(gòu)等活動(dòng)比較頻繁,會(huì)引發(fā)眾多地質(zhì)災(zāi)害,比如泥石流、崩塌、滑坡等,給工程施工帶來(lái)極大的困難與不便。另一方面,由于對(duì)地下水的過(guò)度開(kāi)采,又導(dǎo)致了地下水位的急劇下降,甚至是導(dǎo)致地面的沉降以及地裂災(zāi)害發(fā)生。這些現(xiàn)象的發(fā)生,毫無(wú)疑問(wèn)又會(huì)極大影響工程施工。近年來(lái)某些地區(qū)地裂以及地面沉降問(wèn)題比較嚴(yán)重,相關(guān)單位正在采取地下水的回灌等措施來(lái)緩解這種現(xiàn)象。
5.2水土流失:在一些地區(qū),由于在雨季時(shí)降水比較集中,如果該地區(qū)又正好植被比較稀疏的話(huà),就極容易產(chǎn)生水土流失的現(xiàn)象。另外,也由于目前很多地區(qū)過(guò)度放牧、濫砍濫伐現(xiàn)象的增多,水土流失的問(wèn)題就往往更加嚴(yán)峻。再加上某些地區(qū),企業(yè)只注重眼前利益,并不考慮長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展,進(jìn)行了大肆開(kāi)發(fā),嚴(yán)重?fù)p害了地區(qū)生態(tài)平衡,使水土流失現(xiàn)象更加嚴(yán)重。這給工程施工帶來(lái)了一定不利影響。
5.3隧道勘測(cè):很多地區(qū)各類(lèi)水利工程修建都會(huì)遇到隧道修建工程。某些地區(qū),地質(zhì)結(jié)構(gòu)塊體的邊界是以走滑斷裂以及逆斷裂為主,是板塊運(yùn)動(dòng)十分劇烈的場(chǎng)所,所以它的南水北調(diào)等工程一般都是采用隧洞的形式。在這些工程的施工前,一定要做好地面的勘測(cè)工作,主要包括儀器設(shè)備的勘測(cè)、人員素質(zhì)的勘測(cè)以及選擇適合的勘測(cè)方法等。
5.4高邊坡的問(wèn)題隨著水利工程建設(shè)不斷向西部擴(kuò)展,很多工程項(xiàng)目都面臨著各種地形的高邊坡的穩(wěn)定問(wèn)題。有些邊坡高度過(guò)高,工程施工的地質(zhì)條件也比較復(fù)雜,就會(huì)成為具體施工過(guò)程中急需解決的一個(gè)重要問(wèn)題,高邊坡的地質(zhì)力學(xué)、變性破壞以及荷載控制等問(wèn)題,都是工程研究中需要迫切解決的關(guān)鍵性的問(wèn)題。
6、水利工程施工的管理措施
6.1建立健全管理體制:完善管理制度,明確施工責(zé)任人,嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。第一,招聘具有專(zhuān)業(yè)水準(zhǔn)和專(zhuān)業(yè)技能管理人員,提高管理水平。第二,把責(zé)任落實(shí)到每位員工頭上,責(zé)權(quán)制度明晰,提高規(guī)范管理水平。第三,建立問(wèn)責(zé)制度,及時(shí)追究相關(guān)責(zé)任人的工作疏漏責(zé)任,規(guī)范管理人員的管理工作。
6.2提高管理人員素質(zhì):加強(qiáng)對(duì)水利工程施工管理人員的培訓(xùn),提高安全施工質(zhì)量和施工技能,保證工程施工的效率和質(zhì)量,減少乃至避免施工事故。
6.3加大監(jiān)管力度:水利工程施工應(yīng)該預(yù)先做好預(yù)算、控制和規(guī)劃,在施工現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格進(jìn)行檢查,施工工程驗(yàn)收時(shí)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。第一,崗前教育培訓(xùn),保證施工進(jìn)度和效率。第二,施工方、設(shè)計(jì)方、建設(shè)方與監(jiān)理方通力合作,合理制定施工規(guī)劃和具體施工技術(shù)流程。第三,加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)管理,提高水利工程施工質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:水利工程防滲設(shè)計(jì)施工技術(shù)應(yīng)用
水利工程的環(huán)境地質(zhì)是工程建設(shè)環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境兩個(gè)系統(tǒng)的疊加,是工程化的地質(zhì)環(huán)境,兩者之間相輔相成、相互制約,構(gòu)成統(tǒng)一的系統(tǒng)。具體表現(xiàn)為水利工程環(huán)境適應(yīng)地質(zhì)環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境制約水利工程環(huán)境的關(guān)系。水利工程防滲設(shè)計(jì)施工技術(shù)處理中,要充分考慮影響水利工程的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題。
一、從環(huán)境地質(zhì)的情況分析水利工程的特點(diǎn)
水利水電工程,規(guī)模宏大對(duì)環(huán)境的影響十分廣泛。并且水利工程具有許多特殊、嚴(yán)格的要求,因此不同于其它一般工程。從地質(zhì)角度來(lái)看,這種不同主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
1.對(duì)環(huán)境地質(zhì)影響的普遍性和深遠(yuǎn)性
水利工程,不僅包括巨大的攔水建筑物,引水、導(dǎo)水建筑物,還會(huì)形成被攔蓄的巨大水體。
它們以附加應(yīng)力的形式作用于地殼表層;這種附加應(yīng)力不僅由建筑物和水體的自重引起,還應(yīng)包括水體的側(cè)壓力、滲入地下引起的滲透壓力,新增風(fēng)浪壓力,甚至包括水體滲入地下誘發(fā)地震引起的地震力,開(kāi)挖人工邊坡、地下洞室引起巖體應(yīng)力重分布而出現(xiàn)的附加應(yīng)力等等。
在水工建筑物和庫(kù)水形成的附加應(yīng)力(形變)、滲流場(chǎng)作用范圍內(nèi),工程的地質(zhì)環(huán)境條件將發(fā)生一系列極其復(fù)雜而深刻的變化,如重力壩壩基將可能出現(xiàn)沉陷、剪切滑移、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);拱壩拱座的壓縮和剪切變形;壩基、庫(kù)岸滲漏和滲透變形;工程活動(dòng)過(guò)程中斜坡變形破壞;特有的圍室洞巖變形破壞;水庫(kù)蓄水還可能引起庫(kù)周?chē)牡刭|(zhì)條件的巨大變化,并可能導(dǎo)致水庫(kù)誘發(fā)地震,大面積砂土液化,降低區(qū)域穩(wěn)定性,誘發(fā)庫(kù)岸斜坡失穩(wěn),形成浸沒(méi)等等。所有這一切,遠(yuǎn)非其它工程所可能比擬。尤其是這些反作用不僅危及工程本身,還會(huì)影響人類(lèi)的生存和其它經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。此外,水利工程還會(huì)影響水文、氣候、生物?并間接影響地質(zhì)環(huán)境條件。總之,影響的普遍性、深遠(yuǎn)性是十分獨(dú)特的。
2.環(huán)境地質(zhì)的嚴(yán)謹(jǐn)性
由于水利工程對(duì)地質(zhì)環(huán)境影響極其普遍、深遠(yuǎn),其反作用又嚴(yán)重威脅工程的安全穩(wěn)定,因此,為了保證工程活動(dòng)的安全,運(yùn)行的穩(wěn)定,水利工程對(duì)地質(zhì)環(huán)境的質(zhì)量、容量,必然要提出特殊的要求,遠(yuǎn)非其它工程所可以比擬。
3.對(duì)環(huán)境地質(zhì)條件改變的復(fù)雜性
環(huán)境地質(zhì)的質(zhì)量和容量,能完全滿(mǎn)足水利工程要求的情況,是非常罕見(jiàn)的,目前水利工程的選址更多取決于經(jīng)濟(jì)地理環(huán)境條件,地質(zhì)環(huán)境條件在選擇中的權(quán)值已經(jīng)下降;隨著水利水電工程的規(guī)模越來(lái)越大,改造地質(zhì)環(huán)境條件以適應(yīng)工程需要的任務(wù)會(huì)越來(lái)越重。因此在興建這類(lèi)工程的過(guò)程中,保護(hù)地質(zhì)環(huán)境、減少以至消滅地質(zhì)災(zāi)害的任務(wù)也日益突出。
二、環(huán)境地質(zhì)對(duì)水利工程的影響
環(huán)境地質(zhì)對(duì)水利工程的影響,則主要表現(xiàn)為滑坡、泥石流等動(dòng)力工程地質(zhì)現(xiàn)象和地面沉陷、黃上濕陷、砂土液化、水庫(kù)邊岸再造等各種地表變形破壞,還包括地表巖土體的性質(zhì)變化(地下水位上升促使的沼澤化、土壤鹽漬化等)。
主要調(diào)查研究和預(yù)測(cè)這些地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)育規(guī)模、發(fā)展速度及趨勢(shì),并提出相應(yīng)的工程技術(shù)措施來(lái)防止或減弱這些變形破壞。
1.水體環(huán)境在坡體滑動(dòng)中起著不可估量的作用。主要是由于存在水及水的作用,減少了巖土體的抗剪強(qiáng)度,增加了上浮力和裂縫水壓力,從而減少了坡體的穩(wěn)定性。特別是破碎帶,軟弱夾層,風(fēng)化作用形成的風(fēng)化裂縫、風(fēng)化夾層地下水作用形成的泥化夾層等均為易形成滑動(dòng)面的構(gòu)造面,這些構(gòu)造面結(jié)合水系的作用無(wú)疑是雪上加霜,加劇了動(dòng)力工程地質(zhì)破壞。滑坡基本都與地下水系和地表水系的分布、存在的方式、運(yùn)動(dòng)方向或趨勢(shì)等方面關(guān)系密切。
2.由于水利工程的施工是將水位抬高,使得原來(lái)土體飽和而軟化,含水量升高,內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角減小。臨近水系的建筑工程測(cè)量和設(shè)計(jì)也應(yīng)該考慮這方面因素的影響。
3.水利工程環(huán)境地質(zhì)在黃土地區(qū)的勘察。由于特有氣候條件而形成的微觀結(jié)構(gòu),還得考慮地下水位的上升引起的濕陷性,使建筑物加大沉降或開(kāi)裂同樣也會(huì)造成地面沉降。
4.環(huán)境地質(zhì)的砂土液化問(wèn)題。從水庫(kù)功能、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等方面研究得出,對(duì)重要性水工建筑物必須進(jìn)行抗震設(shè)防設(shè)計(jì)。
5.環(huán)境地質(zhì)對(duì)于水庫(kù)工程的影響,庫(kù)周的岸坡存在邊坡再造問(wèn)題。
6.環(huán)境地質(zhì)對(duì)蒸發(fā)作用強(qiáng)烈的干旱或半干旱地區(qū)的影響,由于水利工程的興建,使地下水位升高,埋藏淺,促使地下水通過(guò)毛細(xì)作用上升至地表附近而蒸發(fā),使土壤和地下水中所含有的鹽分隨毛細(xì)管上升于土壤表層聚積形成土壤鹽漬化。
7.環(huán)境地質(zhì)沼澤化的影響。由于滲漏或水位上升造成周邊或下游一些低洼地長(zhǎng)期積水。在濕生植物作用和厭氧條件下造成土壤的沼澤化。
8.以上均為水利工程水位上升后受環(huán)境地質(zhì)制約所產(chǎn)生的影響。
根據(jù)水利部新時(shí)期治水思路,作為水利工作者必須承擔(dān)起水利建設(shè)與生態(tài)保護(hù)兩副重?fù)?dān),要深入研究環(huán)境地質(zhì)對(duì)水利工程的影響。規(guī)劃設(shè)計(jì)、工程建設(shè)、運(yùn)行管理等各個(gè)階段都要重視生態(tài)環(huán)境的變化,并提出相應(yīng)的對(duì)策和措施,為水利環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題研究的深入開(kāi)展和全面發(fā)展提供良好的條件。
三、水利工程防滲設(shè)計(jì)處理與施工技術(shù)應(yīng)用
我國(guó)的小型水利水電樞紐工程為數(shù)眾多,它們分布廣,壩型多樣,發(fā)揮著防洪減災(zāi)的重要作用,同時(shí)為農(nóng)業(yè)灌溉生產(chǎn)和人民生活用水以及工業(yè)用水提供水源。然而,病險(xiǎn)水利水電樞紐工程最主要的病征是滲透問(wèn)題,有地基(包括壩肩)滲透和壩體滲透。根據(jù)不同的壩型、壩基和病因情況,應(yīng)采取不同的處理方法。常用的是防滲墻和灌漿。
1.防滲墻類(lèi)型及其特點(diǎn)
防滲墻一般要求墻體厚度小、滲透系數(shù)低、柔性強(qiáng)、耐久性好及單位面積造價(jià)低。防滲墻施工有多頭深層攪拌水泥土、鋸槽法、鏈斗法、薄型抓斗、射水法和倒掛井法等成墻工藝。
(1)多頭深層攪拌水泥土成墻工藝多頭深層攪拌樁機(jī)一次多頭鉆進(jìn),把水泥漿噴入土體并攪拌,使土體與水泥漿液混合固結(jié)成一組水泥土樁,樁與樁搭接形成水泥土防滲墻,目前最大成墻深度為22m,水泥土滲透系數(shù)0.3MPa.其優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)便、無(wú)泥漿污染、造價(jià)較低,適用于粘土、砂土、淤泥和砂礫層(砂礫直徑小于5cm)。實(shí)踐證明,多頭深層攪拌水泥土防滲墻防滲效果明顯,在地下防滲工程中質(zhì)量可靠,投資最經(jīng)濟(jì)、最有效,具有一定發(fā)展前景。
(2)鋸槽法成墻工藝在先導(dǎo)孔中,鋸槽機(jī)的刀桿以一定的傾角一邊作上下往復(fù)切割運(yùn)動(dòng),一邊以0.8-1.5m/h的速度(根據(jù)地層狀況)向前移動(dòng)開(kāi)槽;被鋸切割下來(lái)的土體可由反循環(huán)或正循環(huán)方式的排渣系統(tǒng)排出槽外,并采用泥漿護(hù)壁。澆筑塑性混凝土,形成寬度為0.2-0.3m的防滲墻體。鋸槽機(jī)由行走底盤(pán)、動(dòng)力及傳動(dòng)系統(tǒng)、刀桿及支架加壓系統(tǒng)、排渣系統(tǒng)、起重設(shè)施及電氣控制系統(tǒng)組成;傳動(dòng)方式有機(jī)械式與液壓式2種。以不同規(guī)格的刀桿進(jìn)行組合,開(kāi)槽寬度可達(dá)0.2-0.5m、深度達(dá)到40m.鋸槽法的優(yōu)點(diǎn)是連續(xù)成槽、工效高、墻體連續(xù)、質(zhì)量好,并且成墻深,適應(yīng)于粘土、砂土和卵石粒徑小于100mm的砂礫石地層;還可以采用自凝灰漿、固化灰漿形成不同強(qiáng)度和抗?jié)B指標(biāo)的防滲墻。
(3)鏈斗法成墻工藝由鏈斗式開(kāi)槽機(jī)排樁上的旋轉(zhuǎn)鏈斗取土,同時(shí)將斜放的排樁下放到成墻深度,開(kāi)槽機(jī)前進(jìn)開(kāi)挖溝槽,并采用泥漿護(hù)壁,其澆筑混凝土方法類(lèi)似鋸槽法。鏈斗式開(kāi)槽機(jī)的開(kāi)槽寬度為16-50cm,深度可達(dá)10-15m.適應(yīng)于粘土、砂土和粒徑小于槽厚的、含量小于30%的砂礫石地層。
(4)薄型抓斗成墻工藝采用斗寬為0.3m的薄型抓斗挖土開(kāi)槽,泥漿護(hù)壁,澆筑塑性混凝土或用自凝灰漿形成薄壁防滲墻,最大成墻深度可達(dá)40m.適用于粘土、砂土及卵石和砂礫的含量與粒徑在一定范圍內(nèi)的土層。
(5)射水法成墻工藝射水法成墻設(shè)備主要由造孔機(jī)、混凝土攪拌機(jī)和澆筑機(jī)組成。利用造孔機(jī)成型器內(nèi)的噴嘴,射出高速水流來(lái)切割土層,成型器上下運(yùn)動(dòng)切割修整孔壁,采用泥漿護(hù)壁,正循環(huán)或反循環(huán)出渣。槽孔形成后,澆筑水下混凝土或塑性混凝土,形成薄壁防滲墻。成墻厚度為0.22-0.45m,深度可達(dá)30m。成墻垂直精度可達(dá)1/300,適應(yīng)于粘土、砂土和粒徑小于100mm的砂礫石地層。在1998年歷史罕見(jiàn)的特大洪水過(guò)后,在長(zhǎng)江、贛江、鄱陽(yáng)湖等國(guó)內(nèi)重要堤防加固工程中,射水法得到廣泛采用,取得了較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
2.灌漿類(lèi)型及其特點(diǎn)
土石壩壩體、壩基防滲處理中灌漿方法主要有均質(zhì)土壩及寬心墻壩的壩體劈裂灌漿、高壓噴射灌漿、壩基卵礫石層防滲帷幕灌漿等。
(1)土壩壩體劈裂灌漿土壩壩體劈裂式灌漿是運(yùn)用壩體應(yīng)力分布規(guī)律,用一定的灌漿壓力,將壩體沿壩軸線(xiàn)方向劈裂,同時(shí)灌注合適的泥漿,形成鉛直連續(xù)的防滲泥墻,從而堵塞漏洞、裂縫或切斷軟弱層,提高壩體的防滲能力,并通過(guò)漿、壩互壓和濕陷,使壩體內(nèi)部應(yīng)力重分布,提高壩體變形穩(wěn)定性。針對(duì)裂縫的局部灌漿,在可能有裂縫的區(qū)域,均勻布置類(lèi)似固結(jié)灌漿的灌漿孔群;對(duì)壩體施工質(zhì)量差,甚至出現(xiàn)上下游貫通的橫縫,一般應(yīng)做全線(xiàn)的劈裂灌漿。我國(guó)廣東省寶樹(shù)水庫(kù)用土壩壩體劈裂灌漿技術(shù)來(lái)解決土壩壩體的滲漏問(wèn)題,結(jié)果表明灌漿后壩體密實(shí)度得到提高,滲透系數(shù)降低,背水坡濕潤(rùn)滲水現(xiàn)象消失,壩體滲流量減少70%以上。
(2)高壓噴射灌漿高壓噴射灌漿防滲是借助于高壓水泥漿液射流沖擊破壞被灌地層結(jié)構(gòu),使水泥漿液與被灌地層土顆粒摻混,形成壁狀固結(jié)體而起防滲作用。根據(jù)被灌地層結(jié)構(gòu)和防滲要求不同,又分為定噴、擺噴和旋噴。高壓噴射灌漿防滲處理的優(yōu)點(diǎn)是:設(shè)備簡(jiǎn)單、工效高、料源廣、造價(jià)低,搭接防滲的效果好。缺點(diǎn)是:機(jī)具較多、對(duì)地質(zhì)條件的要求較高,控制不好易在較大(>200mm)顆粒背后形成漏噴現(xiàn)象。
(3)卵礫石層防滲帷幕灌漿卵礫石層的防滲帷幕灌漿大都采用粘土為主加少量水泥的混合漿液進(jìn)行灌注,不同于在巖石中灌漿。卵礫石層灌漿難以形成自立的鉆孔,故常采用套閥式灌漿、循環(huán)鉆灌閥跟管灌漿、打管灌漿的方法。因受地質(zhì)條件的限制,不能有效控制漿液的填充范圍,為達(dá)到相對(duì)較高的防滲標(biāo)準(zhǔn),常需采用3排以上的灌漿孔。隨著防滲墻技術(shù)的日益成熟,目前較少采用該方法,僅用于當(dāng)灌漿作為補(bǔ)充勘探的手段,同時(shí)兼顧防滲處理,可以更加準(zhǔn)確地針對(duì)發(fā)生集中滲漏的地點(diǎn),通過(guò)少量的灌漿使問(wèn)題得到解決的情況下。
(4)控制性灌漿控制性灌漿是近年來(lái)提出的一種改進(jìn)型灌漿工藝,是對(duì)傳統(tǒng)灌漿工藝的一種調(diào)整,通過(guò)控制漿液壓力和流量,在保證質(zhì)量和效果的前提下,有效控制灌漿范圍,節(jié)約時(shí)間和投資。
關(guān)鍵詞:水利工程;生態(tài);生態(tài)保護(hù);實(shí)踐
中圖分類(lèi)號(hào):X3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3198(2010)11-0355-01
1 水利工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響
水利工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生著重要影響,包括移民問(wèn)題,泥沙與河道的影響,氣候、水文、地質(zhì)、土壤、水體、和生物物種的影響,以及對(duì)文物和景觀的影響、對(duì)人群健康的影響等。一般情況下,地區(qū)性氣候狀況受大氣環(huán)流所控制,但修建大、中型水庫(kù)及灌溉工程后,原先的陸地變成了水體或濕地,使局部地表空氣變得較濕潤(rùn),對(duì)局部小氣候會(huì)產(chǎn)生一定的影響,主要表現(xiàn)在對(duì)降雨、氣溫、風(fēng)和霧等氣象因子的影響。水庫(kù)修建后改變了下游河道的流量過(guò)程,從而對(duì)周?chē)h(huán)境造成影響。水庫(kù)不僅存蓄了汛期洪水,而且還截流了非汛期的基流,往往會(huì)使下游河道水位大幅度下降甚至斷流,并引起周?chē)叵滤幌陆担瑥亩鴰?lái)一系列的環(huán)境生態(tài)問(wèn)題。淤積帶延伸到上游,兩岸地下水位也隨之抬高,從而造成兩岸農(nóng)田次生鹽堿化的問(wèn)題。水庫(kù)、閘壩建成后,水流流速減小,自?xún)裟芰档停瑯优盼壑脳l件下,水體污染加劇,水質(zhì)趨于惡化。修建大壩后可能會(huì)觸發(fā)地震、塌岸、滑坡等不良地質(zhì)災(zāi)害。水庫(kù)蓄水也會(huì)引起庫(kù)區(qū)土地浸沒(méi)、沼澤化和鹽堿化。魚(yú)類(lèi)尤其是洄游性魚(yú)類(lèi)、水生植物、動(dòng)物、微生物都可能因?yàn)殇в瓮ǖ雷钄唷⒁捠钞a(chǎn)卵場(chǎng)消失、
水利工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響隨著公眾環(huán)保意識(shí)的提高日益受到關(guān)注,“怒江水電開(kāi)發(fā)規(guī)劃”、“溪洛渡、向家壩電站建設(shè)”、“岷江楊柳湖水利樞紐工程論證”等項(xiàng)目與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的矛盾受到社會(huì)的熱切關(guān)注是這些問(wèn)題的集中體現(xiàn)。一方面,我國(guó)的現(xiàn)代化需要水利水電資源的開(kāi)發(fā),另一方面,水利工程建設(shè)帶來(lái)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題關(guān)系到流域可持續(xù)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)水利水電開(kāi)發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展是時(shí)代的要求。如何協(xié)調(diào)水資源開(kāi)發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的關(guān)系,做到人與自然和諧共處,是未來(lái)水利工程建設(shè)必須考慮的問(wèn)題。
2 應(yīng)對(duì)水利工程建設(shè)對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響
2.1 加強(qiáng)負(fù)面影響的調(diào)查、分析與評(píng)價(jià)
興修水利工程的目的本為改造水環(huán)境使之向有利于人類(lèi)生存發(fā)展的方向轉(zhuǎn)化。這里所謂負(fù)面影響指的是興修水利工程所帶來(lái)對(duì)生態(tài)環(huán)境不利的副作用。這些副作用往往不容易為人們正確認(rèn)識(shí),或因出發(fā)點(diǎn)不同而認(rèn)識(shí)有很多分歧。因此必須對(duì)水利工程的副作用有正確的評(píng)估和處理的對(duì)策。這就需要積累大量觀測(cè)調(diào)查資料,加強(qiáng)分析研究工作,對(duì)負(fù)面影響進(jìn)行實(shí)事求是的評(píng)價(jià),并提出正確的處理方案。目前,在水利工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范中都要求進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià),并需進(jìn)行嚴(yán)格的審批。對(duì)此應(yīng)予以充分重視并加強(qiáng)此方面工作。
我國(guó)過(guò)去出現(xiàn)大量的水庫(kù)移民遺留問(wèn)題,主要由于國(guó)家貧困,賠償標(biāo)準(zhǔn)過(guò)低和安置不善。在總結(jié)這些問(wèn)題后,近20多年來(lái)國(guó)家通過(guò)開(kāi)發(fā)性移民采取后期扶持,使不少老移民得到妥善安置。近年來(lái)國(guó)家新建的小浪底、三峽等水庫(kù)移民情況已不斷得到改善。目前,我國(guó)正在實(shí)現(xiàn)工業(yè)化進(jìn)程中,城鎮(zhèn)化程度不斷提高,不少農(nóng)民將轉(zhuǎn)向城市打工,農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)也在調(diào)整。還要努力提高移民素質(zhì),改善移民適應(yīng)新環(huán)境的能力,并采取工業(yè)反哺農(nóng)業(yè)、城市支持農(nóng)村的政策,期望移民工作有一個(gè)新的提高,使占地移民問(wèn)題不再成為修建水庫(kù)的阻力。
2.2 加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境觀測(cè)與信息技術(shù)研究
不論是在超采地下水區(qū)還是預(yù)防水利工程引起地質(zhì)災(zāi)害的地區(qū)都要加強(qiáng)地質(zhì)觀測(cè)設(shè)備的安置和記錄工作。這就需要不斷研究發(fā)展新的觀測(cè)和記錄技術(shù)以及記錄資料傳遞到觀測(cè)中心的信息技術(shù)。地下水畢竟是水資源的一個(gè)重要方面,即使在地下水超采區(qū),不可能也不必要全部停采,而應(yīng)限量開(kāi)采,使采補(bǔ)平衡。因此各種觀測(cè)、計(jì)量和記錄設(shè)備非常必要。水利工程引起的地質(zhì)災(zāi)害,如水庫(kù)塌岸、誘發(fā)地震等,不少狀況是在工程修建前難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)的,更需要安設(shè)多種觀測(cè)儀器和記錄設(shè)備。這些設(shè)備要耐受長(zhǎng)時(shí)期野外嚴(yán)酷環(huán)境的考驗(yàn)并能做連續(xù)的記錄,還要傳遞到遠(yuǎn)方管理單位,使管理單位及時(shí)采取必要措施,減少或避免因之而帶來(lái)的災(zāi)難。為了從宏觀和大尺度研究生態(tài)環(huán)境的變化,有必要充分利用衛(wèi)星遙感遙測(cè)圖片長(zhǎng)時(shí)期地追蹤一些地區(qū),以利于分析修建水利工程前后,生態(tài)與環(huán)境變化的趨勢(shì)。珠江水利委員會(huì)利用遙感技術(shù)分析珠江河口變化,研究治導(dǎo)工程對(duì)策,已取得豐碩成果。
此外,加強(qiáng)多學(xué)科合作,也可以為修復(fù)或補(bǔ)救生態(tài)環(huán)境提供支持。在三峽工程修建時(shí),漁業(yè)工作者曾就中華鱘保護(hù)問(wèn)題做了大量工作,采取人工繁殖取得成功。南水北調(diào)工作中,生態(tài)學(xué)者對(duì)血吸蟲(chóng)病是否會(huì)隨調(diào)水而轉(zhuǎn)移也做了大量工作,明確它的寄生母體釘螺不會(huì)越過(guò)緯度33°15'線(xiàn)而生長(zhǎng)。其他在濕地保護(hù),退耕還林還草等方面更需要地理學(xué)、林學(xué)、生物學(xué)多學(xué)科研究。生態(tài)環(huán)境保護(hù)需要尋找人類(lèi)生存發(fā)展與環(huán)境改變最適宜的平衡點(diǎn),統(tǒng)籌兼顧各方面的生存發(fā)展。吸取多學(xué)科的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),可使水利工程建設(shè)時(shí)減少或避免對(duì)生態(tài)環(huán)境引起的負(fù)面影響。
引言:現(xiàn)代水利工程建設(shè)更加注重環(huán)保理念的應(yīng)用,對(duì)于流域地表水文特點(diǎn)進(jìn)行了充分的研究,明確流域地表水文生態(tài)特征,采用綜合治理方式強(qiáng)化水利工程建設(shè)的影響,保證周邊環(huán)境能夠得到有效的改善。本文對(duì)水利工程建設(shè)中流域地表水文影響進(jìn)行相應(yīng)的分析,明確人類(lèi)活動(dòng)對(duì)于地表水文的影響,制定有效的措施不斷的完善水利工程建設(shè)水平。
一、人類(lèi)活動(dòng)對(duì)地表水文的影響
地表水文在人類(lèi)活動(dòng)影響下產(chǎn)生直接的改變。人類(lèi)由地表水直接抽取生活用水,造成河流、地下水資源數(shù)量減少,在根本上改變了地表水文狀況。將生活生產(chǎn)工業(yè)產(chǎn)生的垃圾排放到地表水中,造成水資源嚴(yán)重污染,有害物質(zhì)不但能夠使水中生物發(fā)生變異或者死亡,同樣人類(lèi)飲用受污染的水資源之后將會(huì)影響到身體健康。在土地開(kāi)發(fā)利用的過(guò)程中地表水也會(huì)受到破壞,人類(lèi)生活范圍的不斷擴(kuò)大,嚴(yán)重的影響到地表水資源的空間分布情況。城市化發(fā)展的過(guò)程中需要不斷的擴(kuò)大生活生產(chǎn)用地,興建開(kāi)采等活動(dòng)造成的地表徑流擴(kuò)大,會(huì)威脅到洪水的產(chǎn)生。當(dāng)?shù)乇硭疁p少之后,人類(lèi)就會(huì)進(jìn)行地下水的開(kāi)采。大量開(kāi)采地下水使地下水位下降,使水資源不能夠進(jìn)行補(bǔ)給。同時(shí)在天然河道整治的過(guò)程中,會(huì)改變水流性質(zhì),影響到水資源生態(tài)條件。水利工程建設(shè)能夠改變水流趨勢(shì).在興建水庫(kù)、水壩等過(guò)程中也會(huì)影響到水資源的整體劃分,水文情勢(shì)不容樂(lè)觀。
二、水利工程建設(shè)與地表水文的關(guān)系
1.水利工程建模精度分析。在進(jìn)行水利工程建模的過(guò)程中需要明確人類(lèi)活動(dòng)對(duì)于地表水文的影響特點(diǎn)。這樣能夠利用影響數(shù)據(jù)對(duì)構(gòu)建模型具有重要的影響。水利工程建模精度在模擬效果上更加的突出,穩(wěn)定性較高,能夠?yàn)榱饔虻乇硭牡挠绊懱峁┫鄳?yīng)的系數(shù)參考。根據(jù)水利工程模型對(duì)觀測(cè)物的測(cè)量,能夠表明水利工程對(duì)于徑流的影響較為明顯,并且會(huì)存在一定的差值,同時(shí)在水利工程完工之后會(huì)對(duì)地表水文進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié),通過(guò)獲取的水利工程模型結(jié)果與實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比能夠清晰的顯示地表水文變化。水利工程建設(shè)中的流域地表水文模擬效果較高。
2.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬結(jié)果及意義。水利工程建模的過(guò)程中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬效果最為明顯,能夠清晰的反映出水利工程對(duì)于流域地表水文的影響。在復(fù)雜的水文條件下開(kāi)展的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬建模不會(huì)受到水利工程建設(shè)的影響,能夠降低水文因子與徑流之間的關(guān)系效果,減弱相應(yīng)的多元線(xiàn)性,使模型的模擬效果可行性增大。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬能夠?qū)搅鞯哪M更加的突出,模擬效果明顯。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在模擬精度上最高,能夠保證結(jié)果的穩(wěn)定性。同時(shí)在水利工程建設(shè)完成之后將會(huì)獲取對(duì)非線(xiàn)性模擬精度。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在向量上能夠體現(xiàn)更高的效果。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)于流域地表水文的變化能夠呈現(xiàn)清晰的變化。
三、水利工程對(duì)流域地表水文的影響
水利工程建設(shè)能夠改變地表水文的空間格局,使地表水文狀況發(fā)生根本性改變。在水利工程建設(shè)的過(guò)程中,需要對(duì)土地資源進(jìn)行充分的利用,這種開(kāi)發(fā)將會(huì)應(yīng)影響到地表的降水情況,使地表水文的分配出現(xiàn)問(wèn)題。流域地表水文產(chǎn)生的旱澇現(xiàn)象之間的影響到人類(lèi)的活動(dòng)。時(shí)空節(jié)律發(fā)生的改變需要人類(lèi)對(duì)于流域地表水文情況開(kāi)展持續(xù)的研究,明確近地表層大氣主要成分,這樣能夠影響到地表水熱均衡的狀態(tài)。極端水文變化產(chǎn)生的空間格局改變將會(huì)導(dǎo)致自然災(zāi)害的發(fā)生,同時(shí)也會(huì)使人們的生產(chǎn)生活受到影響。根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬研究分析,溫室效應(yīng)的產(chǎn)生與流域地表水文發(fā)生改變有著直接的關(guān)系。但是水利工程建設(shè)能夠?qū)Φ乇硭倪M(jìn)行一定的調(diào)節(jié),使人類(lèi)應(yīng)用水資源的能力進(jìn)一步的提升。但是一旦發(fā)生資源浪費(fèi)情況,將會(huì)使地表水資源受到破壞,水利工程建設(shè)只會(huì)適得其反。水利工程建設(shè)對(duì)于土地利用的情況較為明顯,直接的受到水文影響產(chǎn)生系統(tǒng)性干擾。土地利用改變的水資源空間分布將會(huì)發(fā)生資源應(yīng)用混亂。因此針對(duì)水利工程建設(shè)的開(kāi)展需要進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì),保證水利工程建設(shè)對(duì)于流域地表水文的影響能夠控制在可以接受的范圍之內(nèi)。
四、針對(duì)影響采取的措施
在水利工程建設(shè)的過(guò)程中可以應(yīng)用補(bǔ)償機(jī)制,這樣能夠調(diào)節(jié)各方之間的利益,能夠在生態(tài)建設(shè)中投入更多的資金用于開(kāi)展環(huán)境保護(hù)。補(bǔ)償機(jī)制應(yīng)該建立以政府為主導(dǎo),強(qiáng)化社會(huì)融資的新型生態(tài)建設(shè)關(guān)系。實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化運(yùn)作.在生態(tài)補(bǔ)償建設(shè)上應(yīng)該注重全面系統(tǒng)性。使各方面之間的關(guān)系能夠形成利益共同體,這樣有助于水利工程建設(shè)的開(kāi)展。水利工程建設(shè)需要建立良好的監(jiān)督管理機(jī)制。這是進(jìn)行水利工程建設(shè)開(kāi)展補(bǔ)償機(jī)制的重點(diǎn)。在解決補(bǔ)償過(guò)程中存在的利益糾紛,需要第三方進(jìn)行監(jiān)督,明確資金是否使用到位,同時(shí)對(duì)水利工程建設(shè)的影響進(jìn)行全面的監(jiān)督管理,這樣能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題進(jìn)行解決。監(jiān)督管理部門(mén)應(yīng)該具有法律賦予的權(quán)利,這是完善法律法規(guī)建設(shè)的重要體現(xiàn)。結(jié)束語(yǔ):水利工程建設(shè)對(duì)周邊環(huán)境的影響較為明顯,特別是流域地表水文狀況。水利工程建設(shè)能夠滿(mǎn)足人們生活生產(chǎn)用水需求,提升經(jīng)濟(jì)發(fā)展。本文水利工程對(duì)流域地表水文過(guò)程的影響進(jìn)行了分析,探討生態(tài)環(huán)境狀況變化,詳細(xì)說(shuō)明了人類(lèi)活動(dòng)對(duì)地表水文的影響,突出人類(lèi)在生產(chǎn)生活過(guò)程中的作用效果。根據(jù)流域地表水文情況闡釋水利工程建設(shè)與流域地表水文之間的關(guān)系。水利工程對(duì)于流域地表水文的影響需要不斷的進(jìn)行優(yōu)化。針對(duì)不同的水利工程建設(shè)開(kāi)展優(yōu)化創(chuàng)新工作。使水利工程建設(shè)對(duì)于流域地表水文的影響能夠控制在能夠接受的范圍之內(nèi)。
關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè)灌溉;水利工程;生態(tài)環(huán)境;地下水源;地表水源;需水量;用水量;水資源
水利是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的命脈,更是農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ),如何興水利除水害是水利工程中重要而難解的問(wèn)題之一。
1 農(nóng)業(yè)灌溉中需水量的初步估算
農(nóng)業(yè)灌溉用需水量包括農(nóng)田灌溉需水和林、牧業(yè)灌溉需水,是通過(guò)蓄、引、提等工程設(shè)施向農(nóng)田、林地、牧地供水,以滿(mǎn)足作物需水要求。農(nóng)業(yè)灌溉需水受氣候地理?xiàng)l件的影響,在時(shí)空分布上變化較大;同時(shí)還與作物的品種和組成、灌溉方式和技術(shù)、管理水平、土壤、水源以及工程設(shè)施有關(guān)。影響灌溉需水量的因素較多,難以精確預(yù)測(cè)。
1.1 農(nóng)田灌溉需水量估算
農(nóng)田灌溉需水量一般分區(qū)進(jìn)行,各區(qū)需水量之和即為全區(qū)域農(nóng)業(yè)灌溉需水量。灌溉需水量預(yù)測(cè),涉及三個(gè)關(guān)鍵指標(biāo):一是各種類(lèi)型作物的凈灌溉定額、灌溉水利用水系數(shù)和灌溉面積。在計(jì)算過(guò)程中可以先求出各種作物的灌溉面積及相應(yīng)的灌溉系數(shù),最后計(jì)算出全區(qū)總的灌溉需水量,然后對(duì)農(nóng)田灌溉需水量進(jìn)行預(yù)測(cè),相應(yīng)地分為水田和水澆地分別計(jì)算。
1.2 林牧漁業(yè)需水量估算
林業(yè)和牧業(yè)的灌溉需水量用水在改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境方面起著積極的作用,特別是在“有水則綠洲,無(wú)水則荒漠”的內(nèi)陸河流域發(fā)揮著防風(fēng)固沙、保護(hù)農(nóng)田、改善生態(tài)環(huán)境等重要的作用。林牧業(yè)灌溉的估算一般可以按照定額法去進(jìn)行計(jì)算。漁業(yè)的需水量包括養(yǎng)殖水面蒸發(fā)、滲漏所消耗水量的補(bǔ)充量和換水量。可以通過(guò)公式進(jìn)行計(jì)算,公式中包括漁業(yè)需水量的計(jì)算,一次補(bǔ)充水量、一次換水量以及補(bǔ)水次數(shù)和換水次數(shù)的計(jì)算。
2 生態(tài)環(huán)境用水量的估算
生態(tài)環(huán)境需水量是指為改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量或維護(hù)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量不至于進(jìn)一步下降時(shí)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)所需要的水量。生態(tài)環(huán)境需水量具有相對(duì)性,不同的生態(tài)環(huán)境保護(hù)策略(比如說(shuō)改善策略、維持策略等等)下的生態(tài)環(huán)境需水量是不同的。由于缺水造成的生態(tài)環(huán)境惡化的表現(xiàn)形式主要有:因工業(yè)發(fā)展迅速,城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快,工業(yè)和生活排放的廢水和污水大量增加,而廢水和污水的處理力度不夠所引發(fā)的水污染問(wèn)題;地下水超采所引發(fā)的地面下降和海水入侵問(wèn)題;河道斷流所引發(fā)的河道泥沙淤積和河口生態(tài)環(huán)境變化問(wèn)題;在干旱內(nèi)陸河地區(qū)出現(xiàn)的河湖萎縮、植被退化、沙漠化和荒漠化加劇等問(wèn)題。
城市生態(tài)環(huán)境需水量主要用于維持城市清潔、綠化及河湖補(bǔ)水,該部分需水量屬于城鎮(zhèn)公共用水的一部分。工業(yè)用水和生活用水排放的廢水和污水應(yīng)當(dāng)通過(guò)污水治理來(lái)解決,限制污水排放。地面下降和海水入侵問(wèn)題,可以通過(guò)限制地下水超采來(lái)解決,河道內(nèi)用水一般是通過(guò)預(yù)留一定的下泄徑流量給予考慮。干旱區(qū)的生態(tài)環(huán)境需水量的主體為綠洲,綠洲可以分為人工綠洲和天然綠洲。人工綠洲的生態(tài)環(huán)境需水量可以分為城鎮(zhèn)園林綠地等景觀的生態(tài)環(huán)境需水和由護(hù)田林網(wǎng)、綠洲風(fēng)沙前沿灌木(草類(lèi))防蝕固沙和綠洲之間的喬木和灌木防沙林帶等所構(gòu)成的防護(hù)林帶生態(tài)環(huán)境需水。天然綠洲生態(tài)環(huán)境需水對(duì)象主要有:荒漠河岸林、平原區(qū)的低地草甸、河谷林、荒漠植被和荒漠中的湖泊等。目前尚無(wú)此類(lèi)需要水的通用計(jì)算方法,一般是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定的一個(gè)估計(jì)數(shù)目。
3 可供水量的分析研究
可供水量是指水資源可以被開(kāi)發(fā)利用的水量。在編制供水計(jì)劃之前,必須對(duì)水源可供水情況進(jìn)行分析,預(yù)計(jì)用水期內(nèi)水源流量、水位、含沙量的變化情況。供水水源一般可以分為地下水源和地表水源兩大類(lèi)。地下水源包括上層滯水、潛水、承壓水、裂隙水、熔巖水和泉水等。地表水包括江河水、湖泊水、塘庫(kù)水等。不同的水源,其引水,取水的方式各不相同,對(duì)水源的分析要求與方法也各不相同。
3.1 地下水利用分析
以地上水為主要水源時(shí),開(kāi)采利用的地下水應(yīng)當(dāng)以開(kāi)發(fā)利用淺層地下水為主,而以承壓水為輔。對(duì)于淺層地下水資源的評(píng)價(jià),必須從多年角度進(jìn)行分析,使地下水資源有一個(gè)周期性相對(duì)均衡的地下水降深變化過(guò)程,并以其降深的最大值作為水井規(guī)劃和選取提水設(shè)備的依據(jù)。即擬定不同的開(kāi)發(fā)利用方案,計(jì)算各年的用水量,進(jìn)行地下水的多年調(diào)節(jié)計(jì)算。對(duì)地下水資源不能完全滿(mǎn)足用水需要的地區(qū),可以考慮采用人工回灌措施以補(bǔ)充地下水源之不足。
3.2 河流水利用分析
以河流為主要水源時(shí),供水流量分析的任務(wù)是要合理確定某一引水時(shí)段內(nèi)河源的平均來(lái)水量及其季、月、旬(或五日)的流量過(guò)程。河源的供水量最好是根據(jù)氣象、水文的預(yù)報(bào)來(lái)確定。對(duì)于缺乏預(yù)報(bào)資料的情況,一般可根據(jù)渠首水文站多年觀測(cè)資料用經(jīng)驗(yàn)頻率方法進(jìn)行分析確定。觀測(cè)期限越長(zhǎng),河流水文資料越多,則分析成果的準(zhǔn)確性也越大。一般至少應(yīng)有連續(xù)10年以上的觀測(cè)資料。在選擇設(shè)計(jì)水文典型年時(shí),首先求出各年實(shí)測(cè)水源的年平均流量,然后按遞減順序排列,同樣用可以求出相應(yīng)于某一頻率的排列項(xiàng)次,與該項(xiàng)次所對(duì)應(yīng)的年平均流量即為設(shè)計(jì)年平均流量,該年各時(shí)期的實(shí)測(cè)流量即為設(shè)計(jì)年來(lái)水流量。
3.3 蓄水(水庫(kù)、池塘)水源利用分析
【關(guān)鍵詞】基坑排水施工技術(shù);水利工程;應(yīng)用
1引言
水利工程作為城市化建設(shè)的一個(gè)重要組成部分,合理地對(duì)其進(jìn)行建設(shè),可以加快我國(guó)城市化建設(shè)的步伐,推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速、穩(wěn)定的發(fā)展。而在水利工程建設(shè)過(guò)程中,地下水或河水會(huì)流到基坑中,不利于施工的正常進(jìn)行。因此,施工過(guò)程中,會(huì)進(jìn)行一定的基坑排水處理,將基坑內(nèi)的水分排出,從而提高水利工程的施工質(zhì)量,為之后的應(yīng)用提供良好的保障。
2基坑排水的介紹
2.1基坑的類(lèi)型
根據(jù)地基土質(zhì)的不同,并結(jié)合相關(guān)分類(lèi)規(guī)定,可以將其分為2種:弱透水基坑和強(qiáng)透水基坑。對(duì)不同的基坑進(jìn)行排水處理時(shí),有不同的要求。因此,在進(jìn)行基坑排水施工前,必須利用手搖鉆和挖坑的方式,對(duì)不同深度的土質(zhì)進(jìn)行收集并檢查,為基坑排水的進(jìn)行提供良好的資料,使工作人員掌握基坑土質(zhì)的詳細(xì)情況,從而準(zhǔn)確判斷基坑的類(lèi)型,并根據(jù)類(lèi)型的不同,選擇最適合的排水方法。而一些水利工程施工現(xiàn)場(chǎng)的土質(zhì)分布不是很均勻,不利于工作人員分析基坑的類(lèi)型。對(duì)這類(lèi)基坑進(jìn)行施工時(shí),要留出一定的空間,根據(jù)實(shí)際施工情況,對(duì)其進(jìn)行合理的處理,使排水效果更佳,為之后的建設(shè)打下良好的基礎(chǔ)[1]。
2.2基坑排水的類(lèi)型
基坑排水過(guò)程中,根據(jù)其完成時(shí)間的不同,可以將其分為2種類(lèi)型。(1)初期排水。這一排水是在基坑挖掘之前進(jìn)行的,主要包括2部分:①對(duì)內(nèi)部積水進(jìn)行處理,將挖掘區(qū)域的積水全部清理干凈,保證基坑挖掘的過(guò)程中不受積水的影響;②對(duì)外來(lái)水進(jìn)行處理,利用相應(yīng)的方式將外來(lái)水阻隔在基坑挖掘區(qū)域的外部,使其不對(duì)基坑造成影響。初期排水完成后,不僅可以增強(qiáng)基坑的穩(wěn)定性,避免發(fā)生邊坡失衡現(xiàn)象,還能加強(qiáng)基坑的滲透性能,降低滲漏問(wèn)題出現(xiàn)的概率。(2)再次排水,這種排水是在基坑挖掘后進(jìn)行的。在基坑挖掘的過(guò)程中,會(huì)受到雨水、地下水等多種因素的影響,使基坑內(nèi)出現(xiàn)一定的積水,這些積水的存在會(huì)對(duì)之后的施工造成一定影響。因此,需要通過(guò)再次排水的方式將其排出,以避免積水對(duì)施工造成影響。
3基坑排水的方案
3.1基坑降深要求
由于水利工程是在河水內(nèi)或河流邊建設(shè)的,基坑挖掘時(shí),常常會(huì)使大量水分進(jìn)入基坑內(nèi)部,為基坑的挖掘與之后的施工帶來(lái)了麻煩。因此,挖掘過(guò)程中,為了提高挖掘工作的安全與穩(wěn)定,通常會(huì)采取相應(yīng)的支護(hù)措施對(duì)流水進(jìn)行阻擋,從而阻止涌水的出現(xiàn)。而進(jìn)行該項(xiàng)工作環(huán)節(jié)時(shí),要考慮支護(hù)施工降水與基坑降水,保證其在規(guī)定的要求內(nèi)>0.5m,而對(duì)于基底而言,深度要更高一些,通常要高于中心線(xiàn)0.5m以上,以使基坑更好地進(jìn)行排水工作[2]。
3.2降水方案
基坑排水施工技術(shù)作為水利工作中應(yīng)用的重要技術(shù),主要存在2種施工技術(shù):明溝降排水法和管井井點(diǎn)降水法。這2種降水方法具有不同的特點(diǎn),可以在不同的情況下應(yīng)用。其中,前者的應(yīng)用會(huì)受到嚴(yán)重的限制,只能應(yīng)用到降深較小的施工中;而后者應(yīng)用范圍較廣,不僅可以應(yīng)用到地質(zhì)條件較差的施工場(chǎng)所,而且對(duì)基坑的降深無(wú)太大的要求,降深大小均可,但由于前者的操作較為簡(jiǎn)便,對(duì)于降深較小的施工排水時(shí),一般不會(huì)利用該種排水方式。因此,在實(shí)際施工過(guò)程中,工作人員根據(jù)工程的實(shí)際情況,要選擇最合理的施工方案。
4基坑排水的施工技術(shù)的應(yīng)用
4.1基坑基礎(chǔ)施工技術(shù)
在實(shí)際施工過(guò)程中,不同的施工場(chǎng)所土質(zhì)的成分存在較大的差異,其中粉土最為常見(jiàn)。這種土質(zhì)的塑性指數(shù)較低,顆粒較粗,比表面積較小,黏粒或親水礦物含量較低,導(dǎo)致其滲水能力較強(qiáng)。如土質(zhì)中粉土的含量較高時(shí),再受到地下水位的影響,會(huì)提高施工中出現(xiàn)流沙問(wèn)題的概率,增加了施工的難度。因此,對(duì)這種類(lèi)型土質(zhì)的基坑進(jìn)行挖掘時(shí),施工人員要重視上述問(wèn)題,加強(qiáng)對(duì)地下水的監(jiān)控,根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理的控制,保證其在正常的狀態(tài)下,避免地下水對(duì)土質(zhì)造成影響,使施工正常地進(jìn)行下去,加快施工進(jìn)度。另外,基坑邊坡施工時(shí),要適當(dāng)?shù)貙⑦吰路啪彙5牵迷摲椒ㄌ幚砘訒r(shí),會(huì)增加工程的任務(wù)量,提高投入成本,并且會(huì)對(duì)基坑的性能造成一定影響,不利于之后的施工。因此,需要加強(qiáng)對(duì)這一技術(shù)的研究,將其存在的問(wèn)題徹底解決[3]。
4.2井管施工技術(shù)
利用井管施工技術(shù)進(jìn)行排水時(shí),主要通過(guò)鉆井工具施工法。首先,根據(jù)基坑的實(shí)際情況,設(shè)置合理的鉆井點(diǎn),并根據(jù)井管的外徑,選擇合理的鉆井工具,通常情況下,水利工程中應(yīng)用的井管外徑為45cm,選擇的鉆井工具外徑不低于75cm。然后,利用選擇的鉆井工具完成鉆井操作。在該操作過(guò)程中,為了避免出現(xiàn)坍塌,要用適當(dāng)?shù)乃酀{進(jìn)行加固。同時(shí),施工中發(fā)現(xiàn)井孔內(nèi)的泥漿較高時(shí),需降低井管的高度。鉆孔完成后,將所有井管下放,這一過(guò)程中,先放混凝土底管,再放無(wú)砂混凝土管。最后,將井管外部利用玻璃絲纏好,以免遭到破壞,并用砂石將孔隙填充,增加井管的牢固性。
4.3明溝排水施工技術(shù)
利用明溝排水施工技術(shù)時(shí),首先,施工人員應(yīng)仔細(xì)地對(duì)施工場(chǎng)所進(jìn)行勘察,詳細(xì)了解施工場(chǎng)所地形和土質(zhì)等基本情況,根據(jù)不同的情況,選擇合理的施工方案;其次,在挖掘出基坑后,根據(jù)“水往低處流”的原理,使積水向著低位處流淌,如不能將積水全部排出,施工人員應(yīng)在基坑內(nèi)部選擇相應(yīng)的位置,合理挖掘排水溝,通過(guò)排水溝將余水排出。施工人員一般在相應(yīng)的區(qū)域挖掘出適合的排水溝,將余水集中到該區(qū)域,利用水泵將其全部排出。而對(duì)于挖掘難度較大的位置,需利用等高線(xiàn)分層的原理,將基坑設(shè)置成不同的高度,再利用水泵將余水處理[4]。
5結(jié)語(yǔ)
綜上所述,水利工程建設(shè)過(guò)程中,會(huì)應(yīng)用大量的基坑排水技術(shù),這些技術(shù)應(yīng)用的好壞,會(huì)直接影響整個(gè)工程建設(shè)的質(zhì)量。因此,施工過(guò)程中,施工人員要根據(jù)工程情況的不同,在保證整個(gè)施工不受到影響的前提下,選擇最合理的施工技術(shù),從而為整個(gè)工程的質(zhì)量提供保障。
【參考文獻(xiàn)】
【1】韓曉瑋.水利工程建設(shè)中基坑排水技術(shù)的應(yīng)用及實(shí)施要點(diǎn)分析[J].河南水利與南水北調(diào),2016(2):61-62.
【2】劉良華,孫冰,付愛(ài)華.水利工程建設(shè)中基坑排水技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)施研究[J].住宅與房地產(chǎn),2016(21):162.
【3】薛鋮炟,楊心迎.論述基坑排水技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息,2013(6):296.