水电工程建设与其他工程活动的最大差别,即在于水。水既是水电工程活动追求的目标(筑坝蓄水),又是水电工程所处地质环境的重要组成因素,在地质体与工程建筑物的相互制约、相互作用中发挥重要作用。总的说来,水的作用(或功能)主要有以下三方面:
(1)水的力学作用,包括空隙水压力和动水压力,是工程、岩体失稳的重要触发因素之一。
(2)水的物理化学作用,作为地质环境中的活跃因子,水—岩反应在几乎所有的地质过程中都扮演着重要角色。尤其是水—岩反应过程所导致的岩土体及其软弱结构面的化学成分和物理力学性质的变化,以及这种变化对工程可能造成的影响、水-岩作用导致的地下水化学成分变化及其对工程建筑物的潜在危害。
(3)水的价值功能,通过蓄水发电、灌溉、养殖和改善航运条件等来体现。
众所周知,一个高坝大库的兴建,必将大大地改变库坝区的水文地质条件,形成新的地下水渗流场。在一定的地质环境条件下,于不同的工程部位,工程建筑物与地下水及岩土体之间相互作用(表2.2、表2.3)。相互作用的不协调将产生一系列的地质问题,如坝基深层承压水问题、水库岩溶渗漏问题、坝基渗漏及渗漏稳定性问题、水库诱发地震问题、水库区库岸浸没问题等。
表2.2 水电工程中地下水—岩土体相互作用类型及特征(王士天等,1997)
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表2.3 水电工程中水—工程建筑作用类型及特征
从表2.2、表2.3中可以看出:
1)在一个大型水电工程中,工程建筑物与地下水及岩土体之间的作用是多因素的复杂作用过程,而且在不同的条件下和不同的工程部位,其因素组合和主控因素也有所不同,因而可能出现的工程水文地质问题也不同。
2)空隙水压力作用,是水电工程中不同部位水-岩作用中普遍起作用的一个重要因素,它对河谷岩土体变形破坏的发展有着十分重要的影响。
3)这些工程水文地质问题中的多数都是因地下水水动力条件的改变而以力的形式作用于岩土体和工程体,或者影响水库蓄水效益来表现的。因而,研究工程作用下岩体中地下水渗流问题是解决工程水文地质问题的基础。
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