建造水库对地质条件的要求

问：

建造水库的时候，对水库所在地的地质条件有什么要求吗？之前有同学告诉我貌似岩浆岩的条件比较适合建水库，砂岩就不行。网上也有说花岗岩是比较适合，有没有比较权威的统一的说法？

或者哪些资料包括有这方面的内容，请指教，不胜感激！

答：

作者：tiant86
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谢邀。

这个问题真要回答的话，真的需要厚厚的一本书来说明，并且需要穷其一生来研究这个问题。工程学不同于基础科学，需要大量的实践去探索。

恰好刚刚做完了十几个小（2）型水库的安全鉴定报告，我负责的部分恰好是与地质条件息息相关的渗流及稳定复核。简单说下，抛砖引玉。

就我们设计工作（非科研）来说，我们关心的问题其实就是两个：渗流和稳定。渗流是水力学问题，稳定是土力学问题。

（一）渗流问题

所谓渗流，是指流体在空隙介质中的流动成为渗流。对于水库来说，就是水库的水在坝体、坝基、库区的渗流问题。水库的一个重要功能是兴利，也就是说能蓄水。如果坝体、坝基、库区土体的渗透系数过大，则水库渗漏量大，影响水库的兴利。此外，渗流会引发渗流稳定问题，影响大坝安全，这些渗流问题有流土、管涌、接触冲刷、接触流失四种。这些渗流安全问题与土体的空隙率、渗透系数、比重等参数有关。

大家喜闻乐见的，举个栗子：这个水库的大坝为均质坝，填筑质量一般，渗透系数尚可，但地质真的是不乐观，是灰岩。什么是灰岩？喀斯特听说过没？溶洞总听说过吧，对，就是这货。这种地质条件非常典型，渗透系数很大。大家来看看等势线长什么样。

好吧，我知道你们都看不懂，给你们个能看懂的。

这样就很明显了，坝体有阴影，坝基黑乎乎的一片，没错，全从坝体这几层灰岩渗走了。给个放大图给你们感受下。

兴利水位单宽渗漏量是6.7立方米每天，渗漏量挺大的。这只是坝基的渗漏，库区则更加严重。仔细分析，坝基处上部还有一层壤土，起到了延长渗径的作用，而库区则是风化灰岩出露，支离破碎，库区渗漏比坝基还要厉害数倍。

下面再举个栗子，基本不漏的。虽然看起来挺唬人的，水都从坝体漏走了，其实渗漏量只有上面那货的1%。这个水库的坝体的地质和上面那货差不多，但坝基是页岩，基本不漏。

上面也说了，渗漏只是影响兴利，但不一定影响渗流安全。还是这两个例子，经计算都不会发生流土破坏。具体的判别就不说了，这又是一个专题。需要说明的是，发生渗流破坏是非常严重的情况，一定要采取工程措施。

那么问题来了，如果第一个水库渗漏量这么大，采取什么工程措施呢?一般来说坝基漏就对坝基进行帷幕灌浆，坝体漏就用混凝土防渗墙、垂直铺塑、迎水面土工膜防渗，下游设排水体。如果发生渗流破坏，下游设反滤及排水体。也不多说了，又是穷其一生。。。。。

（二）稳定问题。

水库的稳定问题和渗流是相辅相成的，和公路、铁路行业还不太一样。对这个问题我们当然最喜欢岩石边坡了，有个毛的稳定问题！对于土基，土木工程师表示要哭了有木有！光是计算模型就有：瑞典圆弧法、简化毕肖普法、摩根斯顿普莱斯法。而计算方法又分为有效应力法和总应力法。不同的工况（对，一般来说是7种工况）还要不同的土力学实验得出的C、φ值。。。。。

言归正传，虽然计算比较复杂，但就我所接触到的黏土、壤土来说，坡比在1:2以下基本上都没啥问题，但如果遇到红粘土、膨胀土之类的可就真要小心了。因为稳定计算没有好看的图片就不给你们发图了。

针对题主的提问，推荐几本规范参考《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）、《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）、《土坝坝体灌浆技术规范》（SD266-88）、《堤防工程设计规范》（GB50286- 2013）。

需要说下，这个问题真是有很多前辈、专家穷其一生去研究，给我们留下了宝贵的经验，不是这短短千字可以说明白的。新建水库，地质是很重要的一个影响因素，但还有区域水文特性、移民迁占、效益等重要影响因素。

要看楼主建设什么样的坝和什么样的水库，详细的讲可以写书了。
坝址要求土石坝侧重坝基渗漏情况，还需要考虑临近当地材料来源，如果没有合适的防渗料可能要改成面板堆石坝或者沥青心墙坝；拱坝要看坝肩地质稳定性，坝肩失稳会垮坝；重力坝对地基承受力要求最高，承受不了不均匀沉降甚至会垮掉。如果坝基有覆盖层，还需要考虑覆盖层限制，是否需求清基。大坝建设在峡谷中的还需要考虑边坡开挖造成的影响，边坡失稳也是要命的。水库主要是看近坝河段的地质渗漏情况，还需要考虑近坝河段的滑坡体是否会因为蓄水活化，这方面有个教训叫瓦依昂坝。
如果需要建一个库容比较大的大坝，比如承担防洪、供水任务需要大库容的还需要考虑库区地形能否提供这么大的库容。如果类似黄河水库泥沙含量高了，还要考虑泥沙淤积的各种因素。大坝泄洪量大的还需要考虑泄洪设施水流冲击的影响，河床地质不行的要改泄洪消能方式。

作者：王某叉
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作者：匿名用户
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这是一个需要十万字答案的问题，题主如果希望了解更多，则推荐你看中国建筑工程出版社的《基础工程》。但考虑到我现在加班加得头痛，就简单回答一下吧。

建造水库，当然建造的主要是挡水及泄水建筑物，主要对承载这些建筑物的基础的 力学强度、稳定性和渗透性 三方面有相应要求，而且这三方面往往是相互交叉着发生作用的。遇到达不到要求的建筑物基础时，人类会发明各种方法去应对。

比如水库的一个边坡，本来天然的边坡好好的，水库的水一涨上来，如果这边坡不是特别密实的岩石而是充满缝隙，甚至是土，一浸水后力学强度马上就变了，就要倒下来。
面对这种情况，常规方法是先钻一些六至九米不等的孔，孔中插入钢筋，再用水泥浆注满——就像串糖葫芦一样把这块边坡串起来，最后边坡表面再喷一层水泥。这样既使水不会浸入，又增强了边坡本身的整体性。这叫喷锚支护，比较常规。
如果这种手段还不能有效解决问题，那就可以在喷最后一层水泥前加挂一层钢丝编制的网，这就更有利于稳定了。这叫挂网喷锚支护，也比较常规。
如果发现边坡很深的地方有裂缝，则可以钻更深的孔，如80至100多米深，编制很粗很粗的钢丝绳，锚定在孔底，再拉紧，像缝衣服一样缝起来。这叫预应力锚索，属于比较贵的处理方法。
如果表面土层比较厚，则可使用土锚钉；如果土层特别厚并且坡度较缓，可以考虑采用钢管或混凝土桩；如果是坡度适中的土坡，则可以使用混凝土框格梁护坡。

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