水文地质、工程地质实习报告

水文地质与工程地质实习一、实习的目的与意义工程地质实习目的：使我们获得地形地貌、地层岩性、地质构造、物理地质现象、天然建筑材料及地下水等方面的感性认识，使我们能将所学到的水利工程地质根本理论知识与实际工程地质条件及工程地质问题结合起来，初步掌握从工程地质条件角度选择水利工程建筑区，并进展工程设计方案优化的方法。水文地质实习目的：实地理解、认识地下水的分布埋藏特征，补给、径流、排泄条件，含水层的富水性、水质，地下水的动态，地下水资源的开发利用，土壤盐渍化防治等根本知识；掌握水文地质勘察、地下水资源评价和开发利用的根本方法与技能。理论联络实际，获得感性认识，开阔视野，培养和进步实际工作才能（如观察才能、动手操作才能、识图才能、分析问题和解决问题的才能等）；并且理解野外地质工作的根本方法，掌握一定的操作技能及训练编写实习报告等。此外，通过工程地质野外教学实习，培养吃苦耐劳、艰辛努力、团结协作等优良品质，也有利于我们增强体魄和磨炼意志，并受到集体主义的教育。二、实习基地简介玛纳斯河流域位于欧亚大陆中心，新疆天山北坡中部，准噶尔盆地南缘，流域主要有玛纳斯河及其东侧的塔西河、西侧的金沟河、宁家河、巴音沟河、大小南沟河、沙湾河等组成，总面积为1.76x104km2,玛纳斯河是流域内流程最长、流量最大的河流，发源于天山北麓依连哈比尕山脉，全河总长约400km，年均径流量12.7x108m3。流域地势由东南向西北倾斜，最高海拔，最低为256m，属于温带大陆性干旱气候区，降水量时空差异大，年均降水量115-200mm，年蒸发量1500-2100mm，年均气温4。，径流补给主要由海拔3600m以上冰川积雪的融化和降水，水循环在独立的水系内进展，并且在山区形成径流，在平原区消耗与转化。肯斯瓦特水利枢纽工程位于玛纳斯河中游肯斯瓦特河段，是玛纳斯河流域最重要的控制性水库工程，北距石河子市70公里，处于天山北坡经济带的核心位置。工程建立涉及兵团农八师、农六师与昌吉回族自治州玛纳斯县、塔城地区沙湾县以及克拉玛依市的用水关系和国民经济开展，关系到流域万人民的万耕地的农业开展。工程主要由拦河坝、右岸溢洪道、泄洪洞、发电引水系统组成，水库正常蓄水位990m，最大坝高，库容亿，电站装机容量100MV，是一座集防洪、灌溉和发电等综合利用功能的大型II等工程。该水利枢纽工程具有防洪、灌溉、发电三大效益，对玛纳斯河流域的生态保护、产业开展、天山北坡经济带的能源保障有重要的意义。工程建成后，玛纳斯河流域的下游防洪标准将由10年一遇进步到50年一遇。惠及下游300多万亩土地，其中万亩的耕地灌溉保障率将由45%进步到75%，万亩的耕地灌溉保障率将由46.2%进步到95%。装机容量10万千瓦的水电站每年可发电亿千瓦。三、实习道路石河子---玛纳斯出山口---玛纳斯背斜〔南山洼地北源〕---玛纳斯河流一级渠首------肯斯瓦特水利枢纽坝后处-----肯斯瓦特坝上、玛纳斯一级水电站、玛纳斯二级水电站引水渠四、实习内容前期实习培训1.1.勘察目的及任务目的：充分利用有利的地质条件，尽量避开或改造不利的地质因素，为工程建立的规划、设计、施工提供可靠的地质根据。运用地质学和力学的知识来解决工程上水文地质问题。使工程建筑规划合理、设计经济、平安可靠地正常运行和管理。任务：查明工程建筑场地的工程地质条件，对工程地质条件做出评价、对不良的地质条件提出合理地改善和防治处理措施，预测工程兴建后对地质环境造成的影响，调查工程兴建过程中所需的各种天然建筑材料。勘察阶段划分：规划选点阶段、可行性研究阶段、初步设计阶段和技施设计阶段〔1〕规划选定阶段：查明区域性工程地质条件，分析和研究区域性的地质问题〔2〕可行性研究阶段：选定工程建筑物的详细地址，通过详尽地调查各方案懂得工程工程地质条件，分析主要的工程地质问题，从工程地质的角度来比照分析各方案优劣，选出最正确方案，为初拟工程建筑类型和规模提供地质根据。〔3〕初步设计阶段：在选定的地址上，进一步深化全面详细地查明与工程建筑有关的工程地质条件，分析和研究与工程建筑有关的工程地质问题。〔4〕技施设计阶段：根据初步设计确定，验证和补充前阶段的测绘，勘探和试验成果资料以及解决在施工中出现的地质问题。.水利水电工程的工程地质勘察水利水电工程的工程地质勘察工作主要包括水库、坝址、渠道、水工洞室的勘察〔1〕水库地区工程勘察：主要查明整个库区工程的地质条件。对库区存在的工程地质问题有一个根本估计〔2〕坝址地区工程勘察：在规划选点阶段主要搜集和研究河流区域地质资料、进展线路勘探和区域工程地质勘察，主要是综合性工程地质勘察和测绘。在区域勘察的根底上，对各开发方案拟定的主要坝区进展勘察。以测绘为主，着重查明坝段河谷的工程地质条件和可能存在的工程地质问题。在可行性研究阶段在前一阶段的根底上，在坝段范围内提出几个方案比拟，详细研究各坝址的岩性和构造，还要注意研究岸坡岩体的稳定性。分析坝基〔肩〕产生渗漏的可能性和渗漏程度。初步设计阶段，在选定的坝址上围绕几个可能坝线，通过测绘和勘探及试验工作，详细研究工程地质条件，确定坝轴线，坝型和布置形式。技施设计对施工地质编录和预报可能出现的、威胁工程平安的地质现象，以及基坑开挖和施工米取处理措施。〔3〕渠道的工程勘察：主要从线路选择和可能产生的工程地质问题这个方面进展。在规划选线时，应查明沿线的工程地质条件，第二阶段勘察主要针对可能出现渗漏的地段、渠道边坡稳定问题进展详细勘探和现场试验，做出定性定量的评价。〔4〕水工洞室的工程地质勘察：主要对洞室沿线的岩体稳定性，工程地质条件进展调查，对开挖时可能出现的突然涌水、洞顶塌落以及岩溶发育情况进展评估实地勘察玛纳斯出山口〔1〕岩性及地形地貌：玛纳斯出山口位与平原和山区分界区，地貌的分界限位置同时也是区域地质构造的一个分界区，典型的地表是戈壁滩，由山区向平原区微倾斜，坡度在千分之十到十五.此地带为新近系泥岩砂岩地层，往上渐渐出现第四纪冲洪积地层，岩性变化非常明显，地表岩性主要以砂卵砾石为主，往北是冲积平原，地表是细粒的物质，大厚度的土层和砂层组成互层构造，坡降小于千分之五，在往北是沙漠平原，风积沙沉积而成，再往北是冲积平原和洪积平原。〔2〕地质构造：总体来说，有三排地质构造，第一排为南安集海背斜，第二排为玛纳斯背斜；第三排为埃及海背斜。红色物质是出露到地表的泥岩，出山口后突然下沉，从区域上有一个山前的断裂构造带，山脉的抬升，平原区的相对下降，形成了第四纪厚度非常大的一个凹陷构造带，东西向，往北第四纪厚度逐渐是600,500,200米，所以这个凹陷是出山口之后下沉然后缓慢的抬升。〔3〕水文地质：这里也是水文地质单元的分界限，此位置往上为山区和山间古迹，其下为山前冲洪积平原，下面主要是第四纪冲洪积松散孔隙含水层地下水，洪积扇前面为潜水，往下为承压水，河床覆盖冲积的砂卵砾石层有不超过5米，下面是基岩，地下水位在河床里面是1米到2米左右，山区顺着河床潜流补给到平原地下水每年300多万方水，量小，占玛河平原区地下水补给量有6亿到7亿左右很少〔4〕建筑物：三级水电站前池坐落在泥岩上，有1,2米的第四纪厚度，充分利用了玛纳斯河出山口的地形，下有河床，河漫滩，所在的地方是二级阶地，充分利用玛河东岸的四级阶地的平台位置，引水渠沿着四级阶地布置往下引，出山口之后，地层变松软，河道变宽，利用阶地前沿做压力管坡，地形选择非常好，利用了上下地形差，建成40年来，未发生破坏事故，因地质原因的危害一直存在，近10年才完全处理。主要的问题是，泥岩在工程地质上是一个软岩，决定岩石软硬程度的标准是1软化系数和2饱和抗压强度〔岩石充分吸水后测的抗压强度〕，泥岩的饱和抗压强度小于5兆帕，地形条件要求饱和抗压强度要大于60兆帕，修建6,7十米地下厂房最有利的条件是开挖完好岩石，之后进展衬砌，而如今的地方是新近纪的泥岩砂岩中软岩，岩石强度低，遇水之后易软化，浸透系数小，存在的问题是引水渠和前池有渗漏现象，在压力管坡两边的坡脚流出，1到2米的泥岩软化，导致水闸基层不稳定，前池进一步开裂，水流冲击流下后的水流冲击力，破坏压力管坡基层，冬天冻胀，所以在厂房后面修的排水沟将水导出，还有固结灌浆，修引水槽，在压力管前将上游水截断导走，渗水已非常弱，对工程影响不大。玛纳斯背斜〔南山洼地北源〕1〕岩性及地形地貌：，南山洼地地下沉积为第三纪地层，上面是第四纪地层，洼地中部为第四纪冲洪积平原物质，厚度最厚到达350m，为新近系泥岩砂岩。所在地的四级阶地的后期冲洪沟破坏地形，洪水季节会发生泥石流，形成了长期的洪积扇。〔2〕地形构造：玛河河谷进一步抬升，侵蚀下切，把南山洼地堆积的第四纪纪层侵蚀，形成相型河谷，两岸发育多级阶地，高差150左右。多级阶地为规划多级水利水电发电工程提供了良好的条件〔3〕水文地质：玛河在南山洼地中河谷切割最深，揭露了地下水含水层，于是，洼地东西两侧的地下水都向玛河河谷排泄，所以玛河河谷是地下水主要的排泄通道。玛河中间是洪水，东岸林带下是泉水溢出带，排泄量在红山嘴断面一年是到亿立方米左右，是玛河在红山嘴径流量亿左右的13分之一。背斜构造隆起为弱透水地层，阻隔了山区地下水包括南山洼地地下水向平原地区的排泄。玛河河谷是南山洼地地下水的一个主要排泄口。〔4〕存在的问题：玛河东岸有5级阶地，河流侵蚀到3级阶地，3级阶地形成一些陡坎，造成滑坡，河道60的流量由于滑坡渠道一侧造成塌方，于是将渠道改道，因此，渠道边坡的稳定性很重要，暴雨，渗漏对陡岸边坡的稳定性有影响，加速破坏，河流侵蚀使岸坡陡坎变陡，边坡支撑力逐渐消失，所以岸坡始终处于不稳定中。玛纳斯河流一级渠首〔1〕地形地貌：引水的首部，上游为自然河道，下端既有自然的河道也有引水渠道，主要功能是拦截河水，根据人们的需要合理分配地表水资源。该渠首为拦河式渠首，建成年代2007年前后，〔2〕选址位置及地质条件：在上游，西岸宽缓，有一些台阶，虽然是基岩却是古滑坡体，东岸有新型红色岩土体，不断有风化的随时块掉落，说明边坡不稳定，地应力作用下假设岩石非常破碎还会有断裂构造带的通过，甚至是活动性断裂，地应力的聚集带，活动性的。东岸岩层东西向延伸，背斜向南环球，往下为南山洼地砂砾石层，往上边坡陡峭，往北是南山洼地的砂砾石层，边坡非常陡，高差90到100米，不稳定，仍在发育的滑坡体，影响大，所以渠首核心泄水部位偏向西岸，躲避开了大渗漏水的地层，在出露基岩上，渠首选择适当的避开了不利地理灾害的影响，也将闸机坐落在了弱透水的泥岩上，并修建了护坡。肯斯瓦特水利枢纽坝后处〔1〕岩性：右岸〔东岸〕为玛河高阶地堆积的冲洪积层砂卵砾石层，坝坡前面为混凝土面板进展防渗。向下游为泥岩砂岩层，第三纪地层〔古近系地层〕，坝址位于白垩纪泥岩、砂岩和板岩，下面岩层为软岩，上面为中软岩，岩石强度较下游高。〔2〕地质条件：东岸是玛河高阶地的冲洪积的砂卵砾石层，坝坡前面是用混凝土面板进展防渗，下游西岸有滑坡体，东岸岩石非常破碎，有断层带，对坝肩的不稳定破坏影响很大。坝后西岸是冲刷形成的低坎，上面是古滑坡体，假如水位高于低坎，古滑坡体会二次复活，边坡更加不稳定，滑坡体会雍到河道里，造成淤积，水库库容的减小，坝东面有强透水的砂砾石，向下切割5,60米，说明玛河在形成如今的河槽之前在强透水层有一个古河槽，古河槽阻挡了强透水层。肯斯瓦特坝上〔1〕.右岸副坝选址位置及地质条件右岸副坝位于泥岩和砂岩上弱透水层之上，砂砾石厚度为60m左右，宽度为70-80m左右，西岸为白恶纪的基岩，东岸为砂砾石前沿，中间有古河槽，河道冲刷形成的，层理为程度堆积，为河水水流沉积最主要的特征，作用：防止东岸绕坝渗漏，〔2〕主坝选址位置及地质条件此地为中软岩，躲过了第三纪软岩，东岸和西岸两边全为基岩，西岸陡峭，白垩纪上面是程度堆积的第四纪早更新的砂砾石层，往上是中更新的冲洪积程度砂砾石层，再往上是晚更新的黄土。坝线不长，坝宽只有30m-50m左右，覆盖层厚度小，坝基防渗处理深度较浅，主要靠面板防渗。坝上修建了收缩裂缝，其目的是，防冻胀，降低后期不均匀沉降砂卵砾石变形破坏，所以要控制为最大相对密度，采用最小的孔隙率，碾压的密实度将变形减少到最小的程度。总体来说，水库比拟平安〔3〕水文地质：选址为玛河的主道和清水河交界处，充分利用河流水资源，白印为历史蓄水最高水位，径流量亿左右。坝前有渗漏水，很少，防渗效果好，坝左侧设有水流，流速等指标的测量标准，混凝土搅拌控制温度就是要为了控制后期的变形裂缝，就要有渗漏。西岸紫红色的泥岩和砂岩浸透性是弱透水到微透水，坝基处理后形成积水，但未能形成明流，蒸发量和渗漏量之间形成平衡。玛纳斯一级水电站〔1〕选址位置及地质条件位于南山洼地核部位置，高差90-100米左右，河床下有大约200米的砂卵砾石层，地下水埋深在100-150米左右，水的来源于玛纳斯一级渠首，距玛纳斯一级渠首大约14公里，从一级渠首之后有大约3公里明渠，2公里左右暗渠，中间有9公里隧洞，主体机构为前池、压力管坡，发电厂房，压力管坡上面地层为Q1,Q2地层，比拟致密，下面坡积物为上面的砂卵砾石层〔强透水层〕，被风化雨水堆积而成，构造松散，厂房在一级阶地根底上往下挖15m左右而建成，目的为了充分增加水头差。〔2〕主要存在问题：在河岸边坡陡峭不稳定，在雨洪冲击下不断的有雨洪冲击物聚集到坡底渠道进展破坏，发电水轮机组遇到洪积物，悬移质会破坏水轮机组，所以水流要在进入发电厂之前去除泥沙。施工厂房问题：其厂房比河面低和地下水埋深情况未知，是否会有水渗过来将其吞没或地下水涌出，对基坑排水产生问题。勘察后得知该河谷地下水埋深为17m左右，且河水垂直浸入，遇到隔水层或相对不透水层才会测渗，所以厂房不会被吞没玛纳斯二级水电站引水渠选址位置及地质条件此地为一非常典型的抽水融冰井，确保发电渠道正常运行的一个范例，此地地下水埋深为25米左右，选址利用了南山洼地储水构造，有第四季松散的孔隙含水层，且为强透水层，补给源比拟充足，充分利用地下水汇入到渠道但1、2月最低气温为零下26度左右，随着海拔升高，气温降低，存在最大问题引水水源季节性变化，夏季丰水期但泥沙含量大，冬季河水径流量表较小，还有冬季冰冻影响只能砸冰处理，确保冬季运行。五、实习心得通过这次的实习，我受益匪浅，使我对地形地貌、地层岩性、地质构造、物理地质现象、天然建筑材料及地下水等方面有了感性的认识，初步掌握从工程地质条件角度和水文地质角度选择水利工程建筑区，并进展工程设计方案优化的方法，培养了我们将所学到的水利工程地质根本理论知识与实际工程地质条件及工程地质问题结合起来的才能，同时对地下水的分布埋藏特征，补给、径流、排泄条件，含水层的富水性、水质，地下水的动态有了明晰的认识，掌握了地下水资源的开发利用，土壤盐渍化防治等根本知识；掌握了水文地质勘察、地下水资源评价和开发利用的根本方法与技能。第一天的前期培训使我对勘察目的及任务、勘察阶段划