水利工程常見的地質(zhì)問題專業(yè)知識講座課件

水工建筑物控制和調(diào)節(jié)水流、防治水害、開發(fā)利用水資源的建筑物。水工建筑物是實現(xiàn)除害興利的各項水利工程的重要組成部分。水利工程與國計民生息息相關，而水工建筑物又決定著水利工程能否安全有效地運行。大型或重要的水工建筑物失事，常會造成重大災害。通用性水工建筑物

主要有：①擋水建筑物，如各種壩、水閘、堤和海塘；②泄水建筑物，如各種溢流壩、岸邊溢洪道、泄水隧洞、分洪閘；③進水建筑物，也稱取水建筑物，如進水閘、深式進水口、泵站；④輸水建筑物，如引（供）水隧洞、渡槽、輸水管道、渠道；⑤河道整治建筑物，如丁壩、順壩、潛壩、護岸、導流堤。

水工建筑物控制和調(diào)節(jié)水流、防治水害、開發(fā)利用水資源的建筑物。15.1水庫的工程地質(zhì)問題5.1水庫的工程地質(zhì)問題2庫區(qū)滲漏庫區(qū)滲漏包括庫水的滲透損失和滲漏損失。由于飽和庫岸和庫底巖、土體而引起的庫水損失，稱滲透損失，這種滲漏現(xiàn)象稱暫時性滲漏。庫水沿透水層、溶洞、斷裂破碎帶、裂隙節(jié)理帶等連貫性通道外滲而引起的損失，稱滲漏損失，這種滲漏現(xiàn)象稱經(jīng)常性滲漏，或永久性滲漏。通常，庫區(qū)滲漏指永久性滲漏。

庫區(qū)滲漏可在鄰谷區(qū)引起新的滑坡，或使古滑坡復活，造成農(nóng)田浸沒、鹽漬化、沼澤化，危及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及村舍安全。

庫區(qū)滲漏庫區(qū)滲漏包括庫水的滲透損失和滲漏損失。由于飽和庫岸31.地形與地質(zhì)構(gòu)造條件庫區(qū)滲漏量的大小由構(gòu)成庫岸和分水嶺的巖層的滲透性質(zhì)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及地貌條件所決定1.地形與地質(zhì)構(gòu)造條件庫區(qū)滲漏量的大小由構(gòu)成4水利工程常見的地質(zhì)問題專業(yè)知識講座課件5背斜構(gòu)造的河谷是形成庫區(qū)滲漏的有利條件。庫水極易沿透水巖層向鄰谷滲漏。背斜構(gòu)造的河谷是形成庫區(qū)滲漏的有利條件。庫水極6只有當巖層的傾斜較陡，庫水位以下的透水巖層插入鄰谷谷底以下時，此種滲漏才可避免只有當巖層的傾斜較陡，庫水位以下的透水巖層插72.地層巖性條件未膠結(jié)的砂礫石層是透水性極強的滲漏通道。此類巖層多存在于河灣或平原河谷的河間地段，山前傾斜平原區(qū)的庫岸也可能遇到?jīng)_積、洪積的砂礫石層。當庫水位超出此類堆積層時，即產(chǎn)生嚴重的滲漏。堅硬巖層的巨厚風化殼亦可能形成與之類似的滲漏。喀斯特洞穴、暗河通道是形成庫區(qū)集中滲漏的主要危險。2.地層巖性條件未膠結(jié)的砂礫石層是透水性極強的滲漏通道。此類8庫區(qū)滲透條件庫區(qū)與鄰谷間的地下分水嶺高于庫水位時，即使具備其他滲漏條件也不會發(fā)生滲漏。鄰谷切割深，并且水位低于庫水位時，在上述諸條件配合下會形成大滲漏量的滲漏。滲漏量還與溝谷間分水嶺的厚薄有關，分水嶺愈薄，滲漏途徑愈短，滲漏量也就愈大。庫區(qū)滲透條件9庫區(qū)滲漏防治措施在查明庫區(qū)和周圍地區(qū)的地質(zhì)、水文地質(zhì)情況的基礎上，因地制宜地采取相應的防滲措施。例如：對古河道砂礫石透水層采用粘土鋪蓋，建混凝土截水墻，施行水泥或水泥粘土灌漿；對大斷裂破碎帶和溶蝕裂隙，可噴混凝土或水泥砂漿進行堵塞；對喀斯特管道可用混凝土或漿砌塊石堵塞其咽喉要道；修建圍堤、圍井，將岸坡、庫內(nèi)的落水洞與庫水隔離起來。庫區(qū)滲漏防治措施在查明庫區(qū)和周圍地區(qū)的地質(zhì)、水文地質(zhì)情況的基105.1.2水庫浸沒問題水庫蓄水使水庫周邊地帶的地下水壅高，引起土地鹽堿化、沼澤化等次生災害的現(xiàn)象。地下水壅高可使毛管水抬升，當其上升高度達到建筑物地基或農(nóng)作物和樹木的根系，且持續(xù)時間較長時，將產(chǎn)生浸沒問題。5.1.2水庫浸沒問題水庫蓄水使水庫周邊地帶的地下水壅高，11土地鹽堿化土地鹽堿化12土地沼澤化治理排滲沼澤化土地土地沼澤化治理排滲沼澤化土地13水庫浸沒的危害浸沒可使農(nóng)田作物減產(chǎn)，工礦企業(yè)和民用建筑物地基條件惡化而損壞，礦井涌水量增加，鐵路、公路發(fā)生翻漿、凍脹，有時還影響水庫正常蓄水位或壩址的選擇。水庫浸沒是不可忽視的一種環(huán)境地質(zhì)問題。水庫浸沒的危害浸沒可使農(nóng)田作物減產(chǎn)，工礦企業(yè)和民用建筑物地基14浸沒實例中國河北官廳水庫1955年8月蓄水后，受庫水頂托,使原媯水河北岸北辛莊的地下水位上升2.7m，甘子堡上升2.2m，媯水河南岸太平莊上升4m，西榆林村上升3m，定州營上升1.7m，因而發(fā)生鹽堿化和沼澤化，造成沿庫地區(qū)農(nóng)作物及果樹減產(chǎn)以至部分澇死、房屋倒塌、墻垣開裂等浸沿災害，個別地段浸沒帶寬達3km。云南水槽子水庫蓄水76天后，庫水沿灰?guī)r巖溶通道向庫外的那姑盆地滲漏,在距庫3km的白霧三村一帶涌出地表；其后不久，庫外13km的蒙姑一帶，許多農(nóng)田和房屋也受到浸沒影響。

浸沒實例中國河北官廳水庫1955年8月蓄水后，受庫水頂托,使15易于發(fā)生浸沒的條件

①平原型水庫的周邊地帶和壩下游地區(qū)；②盆地型水庫邊緣平地與山前洪積扇、洪積裙相接的地帶；③地下水埋藏較淺、地表水或地下水排泄不暢的庫岸地帶，庫岸附近的封閉或半封閉的洼地，以及沼澤的邊緣地帶；④與水庫滲漏通道相連的鄰谷洼地等。

易于發(fā)生浸沒的條件

①平原型水庫的周邊地帶和壩下游地區(qū)；②16浸沒防治措施

應從降低地下水位入手，根據(jù)水文地質(zhì)條件和長期觀測成果，布置排滲和疏干工程。對農(nóng)田可按水、土、鹽等具體條件，采取工程與農(nóng)業(yè)措施（如改變作物種類和耕作方法）相結(jié)合的綜合治理方案。浸沒防治措施

應從降低地下水位入手，根據(jù)水文地質(zhì)條件和長期175.1.3水庫塌岸問題水庫蓄水后，土質(zhì)岸坡發(fā)生的坍塌破壞現(xiàn)象。又稱水庫邊岸再造。它是某些水庫的重要環(huán)境地質(zhì)問題。5.1.3水庫塌岸問題水庫蓄水后，土質(zhì)岸坡發(fā)生的坍塌破壞現(xiàn)18塌岸發(fā)展過程

庫水改變了庫岸土質(zhì)的含水量，使容重加大、抗剪強度降低，引起土體軟化、崩解以至坍滑。又因水面展寬后，風浪增大，庫岸在波浪的侵蝕、沖擊和淘刷作用下，下部土體被淘空，上部土體失去支撐而塌落，岸線隨之后移。塌滑物經(jīng)水流搬運、分選后形成淺灘。在水和波浪的不斷作用下,庫岸破壞繼續(xù)發(fā)生,岸線不斷后移，淺灘逐漸增大，直到水上岸壁與水下淺灘達到相對平衡時，庫岸才趨于穩(wěn)定。塌岸發(fā)展過程

庫水改變了庫岸土質(zhì)的含水量，使容重加大、抗剪19滑坡塌岸滑坡塌岸20塌岸危害和影響①大量土體坍塌入庫產(chǎn)生淤積,減少庫容,對庫容較小的山區(qū)水庫影響很大。②塌落物可淤塞、填堵引水建筑物的進水口。③岸線后移，使庫邊農(nóng)田、建筑物、道路遭受毀壞。④如預測塌岸嚴重，將影響開發(fā)方案、壩址或設計蓄水位的選擇等。⑤壩前庫岸如發(fā)生塌岸，將影響大壩安全。塌岸危害和影響①大量土體坍塌入庫產(chǎn)生淤積,減少庫容,對庫容較21塌岸防治措施

庫邊大面積土質(zhì)岸坡的塌岸防治工程量大、代價高，難以采用工程措施，只能根據(jù)氣象、水文、工程地質(zhì)勘察成果,計算一年、三年和最終塌岸寬度,據(jù)以考慮移民遷建和棄耕范圍。對難以遷移的重要建筑物(廠礦、文物古跡)所在河岸，可修建防護堤等工程，予以保護。根據(jù)塌岸量和上游泥沙來源等情況，設計足夠的淤積庫容和排沙工程，以避免減少水庫有效庫容和淤塞引水建筑物的進水口。塌岸防治措施

庫邊大面積土質(zhì)岸坡的塌岸防治工程量大、代價高225.1.4水庫淤積問題河流挾帶的泥沙在水庫區(qū)的淤積。河流流入水庫回水區(qū)后,由于斷面增大,流速減小,水流挾沙能力降低,所挾帶的泥沙將在庫區(qū)落淤。泥沙在庫區(qū)的淤積數(shù)量、過程和分布受水庫庫容大小、平面形態(tài)、底部地形、壅水高度、運行方式和來水來沙量、過程及泥沙組成等多種因素的影響。5.1.4水庫淤積問題河流挾帶的泥沙在水庫區(qū)的淤積。河流流23水庫淤積的危害與防治泥沙淤積將使庫容逐漸減小，甚至全部喪失。為減緩水庫淤積，通常采用以下幾種方法：①在流域范圍內(nèi)進行水土保持，防止水土流失，減少泥沙來源；②在水庫上游來沙量較多的支流上修建小型水庫，攔截部分泥沙；③對水庫進行合理調(diào)度和運用，利用底孔排泄異重流，滯洪排沙，造成溯源沖刷等，將泥沙排往下游。水庫淤積的危害與防治泥沙淤積將使庫容逐漸減小，甚至全部喪失。24廟宮水庫淤積情況廟宮水庫淤積情況25小浪底水庫調(diào)水調(diào)沙小浪底水庫承擔著下游防洪、河道減淤、防凌、供水、發(fā)電等重大任務，因此水庫調(diào)度運用的條件十分復雜而又嚴格。要求水庫任何時期都有不少于40.5億m3的有效防洪庫容，非汛期(12～2月)，保證有20億m3的防凌庫容，在凌汛期控制平均下泄量不超過300m3/s。水庫運用分為兩期：初期為“攔沙、調(diào)水調(diào)沙”運用期，后期為“蓄清排渾、調(diào)水調(diào)沙”運用期。小浪底水庫調(diào)水調(diào)沙小浪底水庫承擔著下游防洪、河道減淤、防凌、265.2壩的工程地質(zhì)問題5.2.1、壩基的穩(wěn)定問題1.壩基的沉降穩(wěn)定（1）壩基產(chǎn)生較大沉降或不均勻沉降（軟弱夾層、斷層破碎帶、較厚的強風化帶巖層）（2）壩體向下游傾覆5.2壩的工程地質(zhì)問題5.2.1、壩基的穩(wěn)定問題272.壩基的抗滑穩(wěn)定重力壩，其穩(wěn)定性全靠壩體自重來維持。當作用在壩體上的全部荷載對壩基任一可能滑動面的滑動力大于其阻滑力時，壩基就要發(fā)生剪切破壞或滑動。

壩基抗滑穩(wěn)定性是關系到大壩安全的關鍵問題之一。在世界壩工史中，不乏由于壩基滑動而導致大壩失事的實例，如1911年美國的奧斯汀壩，1923年意大利的格萊諾壩，1928年美國的圣·弗朗西斯壩等。因此，設計時必須對壩基在各種運用條件下的抗滑穩(wěn)定性進行驗算，以確保大壩的穩(wěn)定和安全。5.2壩的工程地質(zhì)問題2.壩基的抗滑穩(wěn)定5.2壩的工程地質(zhì)問題282.壩基的抗滑穩(wěn)定（1）壩基滑動的破壞形式

A表層滑動B淺層滑動C深層滑動巖體滑動的邊界條件應具備3種邊界面滑動面切割面臨空面2.壩基的抗滑穩(wěn)定295.2壩的工程地質(zhì)問題3.壩基處理（一）壩基開挖處理的原因：天然的壩基表面往往會有樹木、樹根、雜草、亂石、水井、窯洞、墳墓、探坑等，表面土壤的有機混合物的含量比級高，自然容重小，壩基范圍內(nèi)可能有高壓縮性松軟土層、濕陷性黃土層等。對它們?nèi)绻贿M行開挖、清除、處理，必將給壩基的防滲性、穩(wěn)定性帶來很大威脅。因此，壩基開挖、清除、處理，是土石壩施工中的重要內(nèi)容，它的成功與失敗往往就決定了整個水庫樞紐工程的成功與失敗。所以在壩體施工之前，必須進行壩基開挖與處理。5.2壩的工程地質(zhì)問題3.壩基處理30（二）壩基處理內(nèi)容：一般包括壩基、壩肩防滲處理、軟弱土層的處理。（三）壩基處理方法：覆蓋層比較淺的，一般開挖成截水槽，并回填與壩體的防滲體相同的土料；覆蓋層比較深的，一般用灌漿法法處理。對于斷層、破碎帶、節(jié)理裂隙、泉眼等特殊問題，要采取具有較強針對性的具體方法，3.壩基處理（二）壩基處理內(nèi)容：3.壩基處理315.2壩的工程地質(zhì)問題5.2.2、壩區(qū)滲漏問題大壩建成后，庫水在壩上、下游水位差作用下，經(jīng)壩基和壩肩巖、土體中的裂隙、孔隙、破碎帶或喀斯特通道向壩下游滲漏的現(xiàn)象。經(jīng)壩基的滲漏稱壩基滲漏，經(jīng)壩肩的滲漏稱繞壩滲漏。5.2壩的工程地質(zhì)問題5.2.2、壩區(qū)滲漏問題32壩的地基在長期滲流作用下，土體顆粒流失，導致地基變形甚至破壞的現(xiàn)象。水工建筑物地基的滲透變形，主要發(fā)生在砂礫石層和膠結(jié)不良的斷層破碎帶中。工程實踐表明，地基滲透變形可使巖土體孔隙增大，承載力降低,甚至出現(xiàn)管道空洞,導致地基失穩(wěn)，在閘、壩、堤防事故中占有很大比例。因此，研究壩基巖土體滲透變形及其防治措施，是關系到水利工程安全運行的關鍵問題之一。

壩的地基在長期滲流作用下，土體顆粒流失，導致地基變形甚至破33壩基處理為減小壩區(qū)巖體中的滲漏，需采取不同的防滲處理措施。對堅硬的裂隙巖體采用灌漿帷幕的效果最好。對喀斯特化巖體除采用灌漿帷幕外，還可采用鋪蓋、封堵和建截水墻防滲。對松散巖體宜采用不同防滲材料的垂直防滲或水平防滲鋪蓋。當壩基表層為弱透水層，下部為強透水層時，宜在壩下游埋設排水減壓井、排水槽等以減小滲透壓力。

壩基處理為減小壩區(qū)巖體中的滲漏，需采取不同的防滲處理措施。對345.3.1渠道的工程地質(zhì)問題具有自由水面的人工水道。地面上的渠道多為開敞式明渠。埋設在地面下四周封閉的稱為暗渠。渠道按用途可分為：灌溉渠道、動力渠道（用于引水發(fā)電）、供水渠道、通航渠道和排水渠道（用于排除農(nóng)田澇水、廢水和城市污水）等。在實際工程中，常是一渠多用，如灌溉與通航、供水結(jié)合，灌溉與發(fā)電結(jié)合等。5.3.1渠道的工程地質(zhì)問題具有自由水面的人工水道。地面上35渠道選線原則渠線

渠道線路可根據(jù)運用要求，結(jié)合地形、地質(zhì)、施工等條件，初選幾條線路，通過技術(shù)經(jīng)濟比較，擇優(yōu)選定。其一般原則和要求是：①盡量避開挖方或填方過大的地段，最好是挖方和填方基本平衡，或挖方略大于填方②在平坦地段，線路應力求短直，以減少工程量和水頭損失。當受地形等條件限制、必須轉(zhuǎn)彎時，其轉(zhuǎn)彎半徑不宜小于渠道正常水面寬的5倍。③避免通過滑坡、透水性強和土壤沉降量大的地段。④通過山脊，挖方過大時，可選用隧洞；遇山谷，可采用倒虹吸管或渡槽。⑤盡量避免與道路、河流或其他渠道交叉，以減少交叉渠系建筑物。此外，還需考慮施工時的交通運輸、動力和水源供應以及施工場地、取土場和棄土場的布置等。

渠道選線原則渠線

渠道線路可根據(jù)運用要求，結(jié)合地形、地質(zhì)、36渠道防滲渠道防滲不僅能節(jié)約灌溉用水，而且能降低地下水位，防止土壤次生鹽堿化；防止渠道的沖淤和坍塌，加快流速提高輸水能力，減小渠道斷面和建筑物尺寸；節(jié)省占地，減少工程費用和維修管理費用等。渠道防滲方法可分兩類。①改變原渠床土壤滲透性能，又可分為物理機械法和化學法。前者是通過減少土壤空隙達到減少滲漏的目的，可用壓實、淤淀、抹光等；后者是摻入化學材料以增強渠床土壤的不透水性。②設置防滲層,即進行渠道襯砌,可用混凝土和鋼筋混凝土、塑料薄膜、砌石、砌磚、瀝青、三合土、水泥土和粘土等各種不同材料襯砌渠床渠道防滲渠道防滲不僅能節(jié)約灌溉用水，而且能降低地下水位，防止375.3.2隧洞的工程地質(zhì)問題隧洞的優(yōu)點是線路短，水頭損失小，便于管理養(yǎng)護，還能避開一些不良地質(zhì)地段。由于隧洞修建在地下巖體中，地質(zhì)條件對隧洞影響很大。5.3.2隧洞的工程地質(zhì)問題隧洞的優(yōu)38影響隧洞穩(wěn)定的地質(zhì)因素

巖性

一般新鮮完整的堅硬巖石,其穩(wěn)定性較好;反之，穩(wěn)定性差。如松散、軟弱和破碎巖體，包括各種類型的第四紀堆積層和粘土巖、頁巖、泥灰?guī)r、板巖、千枚巖等軟弱巖石，風化帶和大的構(gòu)造破碎帶等，一般容易發(fā)生變形、塌落和泥石流等失穩(wěn)現(xiàn)象。

地質(zhì)構(gòu)造和巖體結(jié)構(gòu)

構(gòu)造斷裂破壞了巖體的完整性，降低了巖體的結(jié)構(gòu)強度；結(jié)構(gòu)面的不利組合形成不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體；巖層產(chǎn)狀的不對稱和構(gòu)造殘余應力的存在影響圍巖的應力條件；構(gòu)造斷裂和節(jié)理裂隙的存在影響巖體內(nèi)的地下水活動和外水壓力條件。因此，在隧洞選線或地下洞室選址時,就應考慮避開大的斷層破碎帶;無法繞避時，應盡量使洞線或地下洞室的長軸方向與斷層或區(qū)域構(gòu)造線方向呈較大的交角，以減輕地質(zhì)構(gòu)造對地下洞室圍巖穩(wěn)定的不利影響。

地下水

地下水活動可能導致某些巖體的結(jié)構(gòu)強度降低，有些巖石吸水后，還會產(chǎn)生大的膨脹應力，造成縮徑和圍巖穩(wěn)定性的破壞；松散巖石、斷層破碎帶和巖溶洞隙中的充填物有時會隨著地下水形成泥石流大量涌入洞室，威脅施工安全。

影響隧洞穩(wěn)定的地質(zhì)因素

巖性

一般新鮮完整的堅硬巖39圍巖支護地下工程開挖過程中，為防止圍巖坍塌和石塊下落采取的支撐、防護等安全技術(shù)措施。安全支護是地下工程施工的一個重要環(huán)節(jié)，需要支護的地段，要根據(jù)地質(zhì)條件、洞室結(jié)構(gòu)、斷面尺寸、開挖方法、圍巖暴露時間等因素，做出支護設計。支護有構(gòu)架支撐及錨噴支護兩種方式，除特殊地段外，一般應優(yōu)先采用錨噴支護。

圍巖支護地下工程開挖過程中，為防止圍巖坍塌和石塊下落采取的支40襯砌噴錨襯砌噴錨41水工建筑物控制和調(diào)節(jié)水流、防治水害、開發(fā)利用水資源的建筑物。水工建筑物是實現(xiàn)除害興利的各項水利工程的重要組成部分。水利工程與國計民生息息相關，而水工建筑物又決定著水利工程能否安全有效地運行。大型或重要的水工建筑物失事，常會造成重大災害。通用性水工建筑物

主要有：①擋水建筑物，如各種壩、水閘、堤和海塘；②泄水建筑物，如各種溢流壩、岸邊溢洪道、泄水隧洞、分洪閘；③進水建筑物，也稱取水建筑物，如進水閘、深式進水口、泵站；④輸水建筑物，如引（供）水隧洞、渡槽、輸水管道、渠道；⑤河道整治建筑物，如丁壩、順壩、潛壩、護岸、導流堤。

水工建筑物控制和調(diào)節(jié)水流、防治水害、開發(fā)利用水資源的建筑物。425.1水庫的工程地質(zhì)問題5.1水庫的工程地質(zhì)問題43庫區(qū)滲漏庫區(qū)滲漏包括庫水的滲透損失和滲漏損失。由于飽和庫岸和庫底巖、土體而引起的庫水損失，稱滲透損失，這種滲漏現(xiàn)象稱暫時性滲漏。庫水沿透水層、溶洞、斷裂破碎帶、裂隙節(jié)理帶等連貫性通道外滲而引起的損失，稱滲漏損失，這種滲漏現(xiàn)象稱經(jīng)常性滲漏，或永久性滲漏。通常，庫區(qū)滲漏指永久性滲漏。

庫區(qū)滲漏可在鄰谷區(qū)引起新的滑坡，或使古滑坡復活，造成農(nóng)田浸沒、鹽漬化、沼澤化，危及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及村舍安全。

庫區(qū)滲漏庫區(qū)滲漏包括庫水的滲透損失和滲漏損失。由于飽和庫岸441.地形與地質(zhì)構(gòu)造條件庫區(qū)滲漏量的大小由構(gòu)成庫岸和分水嶺的巖層的滲透性質(zhì)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及地貌條件所決定1.地形與地質(zhì)構(gòu)造條件庫區(qū)滲漏量的大小由構(gòu)成45水利工程常見的地質(zhì)問題專業(yè)知識講座課件46背斜構(gòu)造的河谷是形成庫區(qū)滲漏的有利條件。庫水極易沿透水巖層向鄰谷滲漏。背斜構(gòu)造的河谷是形成庫區(qū)滲漏的有利條件。庫水極47只有當巖層的傾斜較陡，庫水位以下的透水巖層插入鄰谷谷底以下時，此種滲漏才可避免只有當巖層的傾斜較陡，庫水位以下的透水巖層插482.地層巖性條件未膠結(jié)的砂礫石層是透水性極強的滲漏通道。此類巖層多存在于河灣或平原河谷的河間地段，山前傾斜平原區(qū)的庫岸也可能遇到?jīng)_積、洪積的砂礫石層。當庫水位超出此類堆積層時，即產(chǎn)生嚴重的滲漏。堅硬巖層的巨厚風化殼亦可能形成與之類似的滲漏。喀斯特洞穴、暗河通道是形成庫區(qū)集中滲漏的主要危險。2.地層巖性條件未膠結(jié)的砂礫石層是透水性極強的滲漏通道。此類49庫區(qū)滲透條件庫區(qū)與鄰谷間的地下分水嶺高于庫水位時，即使具備其他滲漏條件也不會發(fā)生滲漏。鄰谷切割深，并且水位低于庫水位時，在上述諸條件配合下會形成大滲漏量的滲漏。滲漏量還與溝谷間分水嶺的厚薄有關，分水嶺愈薄，滲漏途徑愈短，滲漏量也就愈大。庫區(qū)滲透條件50庫區(qū)滲漏防治措施在查明庫區(qū)和周圍地區(qū)的地質(zhì)、水文地質(zhì)情況的基礎上，因地制宜地采取相應的防滲措施。例如：對古河道砂礫石透水層采用粘土鋪蓋，建混凝土截水墻，施行水泥或水泥粘土灌漿；對大斷裂破碎帶和溶蝕裂隙，可噴混凝土或水泥砂漿進行堵塞；對喀斯特管道可用混凝土或漿砌塊石堵塞其咽喉要道；修建圍堤、圍井，將岸坡、庫內(nèi)的落水洞與庫水隔離起來。庫區(qū)滲漏防治措施在查明庫區(qū)和周圍地區(qū)的地質(zhì)、水文地質(zhì)情況的基515.1.2水庫浸沒問題水庫蓄水使水庫周邊地帶的地下水壅高，引起土地鹽堿化、沼澤化等次生災害的現(xiàn)象。地下水壅高可使毛管水抬升，當其上升高度達到建筑物地基或農(nóng)作物和樹木的根系，且持續(xù)時間較長時，將產(chǎn)生浸沒問題。5.1.2水庫浸沒問題水庫蓄水使水庫周邊地帶的地下水壅高，52土地鹽堿化土地鹽堿化53土地沼澤化治理排滲沼澤化土地土地沼澤化治理排滲沼澤化土地54水庫浸沒的危害浸沒可使農(nóng)田作物減產(chǎn)，工礦企業(yè)和民用建筑物地基條件惡化而損壞，礦井涌水量增加，鐵路、公路發(fā)生翻漿、凍脹，有時還影響水庫正常蓄水位或壩址的選擇。水庫浸沒是不可忽視的一種環(huán)境地質(zhì)問題。水庫浸沒的危害浸沒可使農(nóng)田作物減產(chǎn)，工礦企業(yè)和民用建筑物地基55浸沒實例中國河北官廳水庫1955年8月蓄水后，受庫水頂托,使原媯水河北岸北辛莊的地下水位上升2.7m，甘子堡上升2.2m，媯水河南岸太平莊上升4m，西榆林村上升3m，定州營上升1.7m，因而發(fā)生鹽堿化和沼澤化，造成沿庫地區(qū)農(nóng)作物及果樹減產(chǎn)以至部分澇死、房屋倒塌、墻垣開裂等浸沿災害，個別地段浸沒帶寬達3km。云南水槽子水庫蓄水76天后，庫水沿灰?guī)r巖溶通道向庫外的那姑盆地滲漏,在距庫3km的白霧三村一帶涌出地表；其后不久，庫外13km的蒙姑一帶，許多農(nóng)田和房屋也受到浸沒影響。

浸沒實例中國河北官廳水庫1955年8月蓄水后，受庫水頂托,使56易于發(fā)生浸沒的條件

①平原型水庫的周邊地帶和壩下游地區(qū)；②盆地型水庫邊緣平地與山前洪積扇、洪積裙相接的地帶；③地下水埋藏較淺、地表水或地下水排泄不暢的庫岸地帶，庫岸附近的封閉或半封閉的洼地，以及沼澤的邊緣地帶；④與水庫滲漏通道相連的鄰谷洼地等。

易于發(fā)生浸沒的條件

①平原型水庫的周邊地帶和壩下游地區(qū)；②57浸沒防治措施

應從降低地下水位入手，根據(jù)水文地質(zhì)條件和長期觀測成果，布置排滲和疏干工程。對農(nóng)田可按水、土、鹽等具體條件，采取工程與農(nóng)業(yè)措施（如改變作物種類和耕作方法）相結(jié)合的綜合治理方案。浸沒防治措施

應從降低地下水位入手，根據(jù)水文地質(zhì)條件和長期585.1.3水庫塌岸問題水庫蓄水后，土質(zhì)岸坡發(fā)生的坍塌破壞現(xiàn)象。又稱水庫邊岸再造。它是某些水庫的重要環(huán)境地質(zhì)問題。5.1.3水庫塌岸問題水庫蓄水后，土質(zhì)岸坡發(fā)生的坍塌破壞現(xiàn)59塌岸發(fā)展過程

庫水改變了庫岸土質(zhì)的含水量，使容重加大、抗剪強度降低，引起土體軟化、崩解以至坍滑。又因水面展寬后，風浪增大，庫岸在波浪的侵蝕、沖擊和淘刷作用下，下部土體被淘空，上部土體失去支撐而塌落，岸線隨之后移。塌滑物經(jīng)水流搬運、分選后形成淺灘。在水和波浪的不斷作用下,庫岸破壞繼續(xù)發(fā)生,岸線不斷后移，淺灘逐漸增大，直到水上岸壁與水下淺灘達到相對平衡時，庫岸才趨于穩(wěn)定。塌岸發(fā)展過程

庫水改變了庫岸土質(zhì)的含水量，使容重加大、抗剪60滑坡塌岸滑坡塌岸61塌岸危害和影響①大量土體坍塌入庫產(chǎn)生淤積,減少庫容,對庫容較小的山區(qū)水庫影響很大。②塌落物可淤塞、填堵引水建筑物的進水口。③岸線后移，使庫邊農(nóng)田、建筑物、道路遭受毀壞。④如預測塌岸嚴重，將影響開發(fā)方案、壩址或設計蓄水位的選擇等。⑤壩前庫岸如發(fā)生塌岸，將影響大壩安全。塌岸危害和影響①大量土體坍塌入庫產(chǎn)生淤積,減少庫容,對庫容較62塌岸防治措施

庫邊大面積土質(zhì)岸坡的塌岸防治工程量大、代價高，難以采用工程措施，只能根據(jù)氣象、水文、工程地質(zhì)勘察成果,計算一年、三年和最終塌岸寬度,據(jù)以考慮移民遷建和棄耕范圍。對難以遷移的重要建筑物(廠礦、文物古跡)所在河岸，可修建防護堤等工程，予以保護。根據(jù)塌岸量和上游泥沙來源等情況，設計足夠的淤積庫容和排沙工程，以避免減少水庫有效庫容和淤塞引水建筑物的進水口。塌岸防治措施

庫邊大面積土質(zhì)岸坡的塌岸防治工程量大、代價高635.1.4水庫淤積問題河流挾帶的泥沙在水庫區(qū)的淤積。河流流入水庫回水區(qū)后,由于斷面增大,流速減小,水流挾沙能力降低,所挾帶的泥沙將在庫區(qū)落淤。泥沙在庫區(qū)的淤積數(shù)量、過程和分布受水庫庫容大小、平面形態(tài)、底部地形、壅水高度、運行方式和來水來沙量、過程及泥沙組成等多種因素的影響。5.1.4水庫淤積問題河流挾帶的泥沙在水庫區(qū)的淤積。河流流64水庫淤積的危害與防治泥沙淤積將使庫容逐漸減小，甚至全部喪失。為減緩水庫淤積，通常采用以下幾種方法：①在流域范圍內(nèi)進行水土保持，防止水土流失，減少泥沙來源；②在水庫上游來沙量較多的支流上修建小型水庫，攔截部分泥沙；③對水庫進行合理調(diào)度和運用，利用底孔排泄異重流，滯洪排沙，造成溯源沖刷等，將泥沙排往下游。水庫淤積的危害與防治泥沙淤積將使庫容逐漸減小，甚至全部喪失。65廟宮水庫淤積情況廟宮水庫淤積情況66小浪底水庫調(diào)水調(diào)沙小浪底水庫承擔著下游防洪、河道減淤、防凌、供水、發(fā)電等重大任務，因此水庫調(diào)度運用的條件十分復雜而又嚴格。要求水庫任何時期都有不少于40.5億m3的有效防洪庫容，非汛期(12～2月)，保證有20億m3的防凌庫容，在凌汛期控制平均下泄量不超過300m3/s。水庫運用分為兩期：初期為“攔沙、調(diào)水調(diào)沙”運用期，后期為“蓄清排渾、調(diào)水調(diào)沙”運用期。小浪底水庫調(diào)水調(diào)沙小浪底水庫承擔著下游防洪、河道減淤、防凌、675.2壩的工程地質(zhì)問題5.2.1、壩基的穩(wěn)定問題1.壩基的沉降穩(wěn)定（1）壩基產(chǎn)生較大沉降或不均勻沉降（軟弱夾層、斷層破碎帶、較厚的強風化帶巖層）（2）壩體向下游傾覆5.2壩的工程地質(zhì)問題5.2.1、壩基的穩(wěn)定問題682.壩基的抗滑穩(wěn)定重力壩，其穩(wěn)定性全靠壩體自重來維持。當作用在壩體上的全部荷載對壩基任一可能滑動面的滑動力大于其阻滑力時，壩基就要發(fā)生剪切破壞或滑動。

壩基抗滑穩(wěn)定性是關系到大壩安全的關鍵問題之一。在世界壩工史中，不乏由于壩基滑動而導致大壩失事的實例，如1911年美國的奧斯汀壩，1923年意大利的格萊諾壩，1928年美國的圣·弗朗西斯壩等。因此，設計時必須對壩基在各種運用條件下的抗滑穩(wěn)定性進行驗算，以確保大壩的穩(wěn)定和安全。5.2壩的工程地質(zhì)問題2.壩基的抗滑穩(wěn)定5.2壩的工程地質(zhì)問題692.壩基的抗滑穩(wěn)定（1）壩基滑動的破壞形式

A表層滑動B淺層滑動C深層滑動巖體滑動的邊界條件應具備3種邊界面滑動面切割面臨空面2.壩基的抗滑穩(wěn)定705.2壩的工程地質(zhì)問題3.壩基處理（一）壩基開挖處理的原因：天然的壩基表面往往會有樹木、樹根、雜草、亂石、水井、窯洞、墳墓、探坑等，表面土壤的有機混合物的含量比級高，自然容重小，壩基范圍內(nèi)可能有高壓縮性松軟土層、濕陷性黃土層等。對它們?nèi)绻贿M行開挖、清除、處理，必將給壩基的防滲性、穩(wěn)定性帶來很大威脅。因此，壩基開挖、清除、處理，是土石壩施工中的重要內(nèi)容，它的成功與失敗往往就決定了整個水庫樞紐工程的成功與失敗。所以在壩體施工之前，必須進行壩基開挖與處理。5.2壩的工程地質(zhì)問題3.壩基處理71（二）壩基處理內(nèi)容：一般包括壩基、壩肩防滲處理、軟弱土層的處理。（三）壩基處理方法：覆蓋層比較淺的，一般開挖成截水槽，并回填與壩體的防滲體相同的土料；覆蓋層比較深的，一般用灌漿法法處理。對于斷層、破碎帶、節(jié)理裂隙、泉眼等特殊問題，要采取具有較強針對性的具體方法，3.壩基處理（二）壩基處理內(nèi)容：3.壩基處理725.2壩的工程地質(zhì)問題5.2.2、壩區(qū)滲漏問題大壩建成后，庫水在壩上、下游水位差作用下，經(jīng)壩基和壩肩巖、土體中的裂隙、孔隙、破碎帶或喀斯特通道向壩下游滲漏的現(xiàn)象。經(jīng)壩基的滲漏稱壩基滲漏，經(jīng)壩肩的滲漏稱繞壩滲漏。5.2壩的工程地質(zhì)問題5.2.2、壩區(qū)滲漏問題73壩的地基在長期滲流作用下，土體顆粒流失，導致地基變形甚至破壞的現(xiàn)象。水工建筑物地基的滲透變形，主要發(fā)生在砂礫石層和膠結(jié)不良的斷層破碎帶中。工程實踐表明，地基滲透變形可使巖土體孔隙增大，承載力降低,甚至出現(xiàn)管道空洞,導致地基失穩(wěn)，在閘、壩、堤防事故中占有很大比例。因此，研究壩基巖土體滲透變形及其防治措施，是關系到水利工程安全運行的關鍵問題之一。

壩的地基在長期滲流作用下，土體顆粒流失，導致地基變形甚至破74壩基處理為減小壩區(qū)巖體中的滲漏，需采取不同的防滲處理措施。對堅硬的裂隙巖體采用灌漿帷幕的效果最好。對喀斯特化巖體除采用灌漿帷幕外，還可采用鋪蓋、封堵和建截水墻防滲。對松散巖體宜采用不同防滲材料的垂直防滲或水平防滲鋪蓋。當壩基表層為弱透水層，下部為強透水層時，宜在壩下游埋設排水減壓井、排水槽等以減小滲透壓力。

壩基處理為減小壩區(qū)巖體中的滲漏，需采取不同的防滲處理措施。對755.3.1渠道的工程地質(zhì)問題具有自由水面的人工水道。地面上的渠道多為開敞式明渠。埋設在地面下四周封閉的稱為暗渠。渠道按用途可分為：灌溉渠道、動力渠道（用于引水發(fā)電）、供水渠道、通航渠道和排水渠道（用于排除農(nóng)田澇水、廢水和城市污水）等。在實際工程中，常是一渠多用，如灌溉與通航、供水結(jié)合，灌溉與發(fā)電結(jié)合等。5.3.1渠道的工程地質(zhì)問題具有自由水面的人工水道。地面上76渠道選線原則渠線

渠道線路可根據(jù)運用要求，結(jié)合地形、地質(zhì)、施工等條件，初選幾條線路，通過技術(shù)經(jīng)濟比較，擇優(yōu)選定。其一般原則和要求是：①盡量避開挖方或填方過大的地段，最好是挖方和填方基本