浅谈水利工程师为要何掌握好工程地质基础知识

学 校：广东水利电力职业技术学院

浅谈水利工程师为要何掌握好工程地质基础知识

摘要：本文阐述了水利工程师的为何要掌握工程地质基础知识的一些原因，并列举实例加以说明。

关键词：工程地质；水利工程地质； 一、前言：

在水利水电建筑结构的设计和施工过程中，工程师们普遍认为最难预测的并不是上部构造，而是工程的的地基及基础工程的问题。现在的科技日新月异，电子计算机得到普遍应用，大部分复杂繁琐的计算都可以得到解决，所以上部构造的设计、施工一般可以被控制和预测。相对而言，建筑物群所在场地的地下土层分布不均，一般地说，人们只能在设计前通过几个钻孔的土样的试验得知其少数信息，也只能在施工后，槽底的钎探结果了解其表层信息，至于更深层更全面的情况却不能全面的掌握，往往凭经验加以处理，这就产生误差，甚至错误造成对建筑物建成后的损坏，而且，地基基础都是地下隐蔽工程，建筑工程竣工后，难以检查，使用期间出现事故的苗头也不易察觉，一旦发生事故难以补救，甚至造成灾难性的后果。[2]

二、水利工程师掌握工程地质的原因：

（一）、对软弱地基的忽视或不熟悉而产生的事故

软弱地基是指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。它的抗剪强度非常低，他的沉降速度较快，易形成不均匀沉降且承载力小。在工程中一般要挖出回填，如厚度过大，一般用灌浆法或在建筑物中添加齿墙等方法，以减免对工程的影响。

事故实例： 某工程土质松软且潮湿，渠道深l6米、上口宽l0米、下底宽4.2米，渠道横跨涵洞而过。原测量设计砌成一个马蹄形涵洞，宽2.3米，长57米，上面为高填土。由于设计涵洞与渠道成90度正交。施工时经计算，正交挖土方甚大，施工时未按基本建设程序办事，就将设计改为77度，因为只注意了避免多挖土方，而对开劈边坡以及安全措施问题没有注意。在沟崖岸险坡未开劈边波的情况下就挖基础，加以砌筑和打夯震动造成大坍塌。

事故分析原因： 事故发生后，有关部门对该工程质量事故进行了鉴定，审查了工程的有关勘察、设计、施工资料，对工程地质又进行了详细的补勘。并对事故观场做了及时处理，和确认发生坍塌的主要原因是由于违反基本建设程序，设计师擅自改变设计计划，只图少取土方减少工作量，而忽视安全施工，结果导致大面积土方坍塌，造成了多人死亡。

应吸取的教训：设计师应对软弱地基慎重对待，而不是单单注重经济的效益，显然工程如发生事故，那么经济效益会有吗。设计师应对软弱地基进行比较详细的工程勘察，并对该工程的地质问题尽可能的解决。

（二）、对断裂构造的疏忽而产生的事故 断裂构造对工程建筑的影响是很大的。断裂构造的存在在破坏了岩体的连续完整性，降低了岩石的强度，增大了岩体的透水性，将导致工程建筑物发生不均匀沉降，滑动和渗漏，影响工程建筑物的安全稳定、经济效益及施工方法等一系列问题，对工程极为不利。因此，在选择工程建筑物地址时，应查清断层的类型、分布，断层面产状，破碎带宽度，充填物的物理力学性质、透水性和溶解性等。另外，沿断层破碎带破碎带易形成风化深槽，特别是在断层节理秘籍交会处，更易风化侵蚀形成很深的囊状风化带。为了防止断裂构造对工程的不利影响，要尽量避开大的断层破碎带和节理密集地段。[1]

事故实例：1964年1月17日10时20分，某省水利枢纽工程某公路桥坍塌，造成桥面上的30名操作工人，随桥梁从高空坠落，致使9人死亡，21人受伤。

1月17日7时20分，某工地开始浇筑某公路桥，到10时20分已经浇筑57盆混凝土，约22立方米，已浇筑桥面混凝土的三分之二以上，在开始进行光面对，突然施工用的模板支撑连同已经浇筑的混凝土全部坍塌。这时桥面上除8名操作人员脱险外，有30名操作工人，3台震捣器和2辆胶轮车等随同桥梁自14．8米的高空坠下，导致有的工人全身被埋在混凝土里，有的埋入半截身体，跌下的人员或死或伤。

事故分析原因：经对现场勘测，工程处对事故场所进行了技术检查和技术鉴定，某公路桥模板支撑坍塌的主要原因，是由于该工程场地下的断裂构造所在成的隐患并没完全解决 而且支撑四面不靠，没有稳定性，横拉与支撑放置的不合理，支撑内部接头等细部结构也不合理，因此一处损坏，牵动全部支撑造成倒塌。就其直接原因来说，水利工程师设计的主要施工图纸不全，而且分队长李某没有细看图纸，就把任务交给施工小组，施工小组又未组织讨论研究、盲目进行立模施工，结果导致施工中坍塌的重大伤亡事故的发生。

应吸取的教训：水利工程师应采取的措施有:

(1)、开挖清除：将断层带的松散碎屑物质挖掉，然后回填混凝土或粘土。[1] (2)、灌浆：多采用水泥灌浆，以提高破碎带的强度并降低其渗透性。[1]

(3)、阻滑截渗墙：修筑混泥土或钢筋混凝土墙，将破碎带截断，以提高地基的抗滑能力并降低其渗透性。[1]

(4)、施工员和设计员都应有高度的责任心和细心，和工作经验。 （三）、因地下水造成的事故

工程建设中，地下水常带来不良影响，如地基渗透变形。基坑涌水。建筑材料腐蚀等。因此，必须查明建筑地区的水文地质条件，包括地下水的类型。地下水位及变幅；地下水的补给来源、流动方向机水力坡度；沿途的透水性、富水性，透水层与隔水层的岩性结构，厚度及分布规律；泉水的初露高程计流量；地下水的化学成分及腐蚀性等。[1]

事故实例：故实例：某水利枢纽在一座小山旁，基槽开挖6m深，以建造沉淀池和过滤建筑物，工厂完工并使用一个月后。一天早上，操作人员听到很响的咕咕声，随着一连串的隆隆声，像远距离开大炮一样，过滤建筑物发生严重摇动并开裂，从顶部一直开裂到底部，同时建筑物一半发生倾斜。

事故原因分析：该工程的地基土为残积土，基岩为石灰岩，裂缝发育。建筑物施工其间，施工单位不慎打破直径457的自来水总管，结果将容量为226的大水箱放空，使得大量水渗入地下，当地基受水浸泡后，由于残积土颗粒大小悬殊，细颗粒被水冲走，发生溶蚀与管涌造成的事故，导致沉淀池底部出现大的洞穴，沉淀池基础与地基之间多处产生很大的缺口，宽达15～30。由于地基严重溶蚀与管涌结果。该工程完全遭到破坏，无法使用。

应吸取的教训：水利工程技术人员应该认识到地下水对工程的设计方案、施工方法和工期、建筑工程的投资和使用都有密切关系。如果对地下水处理不当，可能发生严重的工程事故。

总的来说：水利工程师掌握工程地质的理由主要有

（1）选择工程地质条件最优良的建筑地址。[1]在规划设计阶段，大型工程的选址、选线，工程地质条件是一个重要因素，工程地质条件良好的地质，可以节省投资，缩短工期，并保证安全施工。

（2）查明建筑地区的工程地质条件和可能发生的不良工程地质作用。工程建筑地质的选定不完全决定于地质条件，而首先考虑的是整体经济建设的发展和需要。

（3）据选定地质工程地质条件，提出水利枢纽布置、水利建筑结构类型、施工方法及运行使用中应注意的事项。

（4）提出改善和防治不良地质条件的方案措施。

（5）在选择工程的较优方案。根据开挖量的价格与混泥土用量、当地具体环境选择优

化方案。

三、结语： 总结全文，水利工程师大部分工作都需要与工程地质打交道，工程地质学可以说贯穿了整个建筑过程，从开始到设计，到施工，验工的结束，都有他的影子存在。正如前文说到地下情况是多么的复杂，工程地质学正是了解地下情况途径之一，它能比较好的反映工程的地质问题。水利工程师掌握工程地质学有一大部分是为了解决工程地质问题，减小损失，其次才是经济收益问题。大量的国内外工程建设实践表明，工程地质工作做的好，设计施工就能顺利进行，工程建筑的安全度就有保证。相反，水利工程师对工程地质工作忽视或重视不够，使一些严重地质问题未被发现或发现了而未进行可靠的处理，这都会给工程带来不同程度影响，轻则修改设计延误工期，严重时造成工程失事，给人民生命财产带来重大损失[1]。

【参考文献】

[1]王启亮、盛海洋 工程地质 .黄河水利出版社，2006. [2]崔干祥.工程事故分析与处理[M].科学出版社，2002.

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/7vox.html