典型水利水电工程的地质研究简介
中国是一个水利水电资源蕴藏极为丰富的国家，水利水电工程从无到有，数量不断增多，取得了丰富而宝贵的成功经验，下面就我国各个时期、各种不同类型地区成功建成的几座大坝作简要介绍。
1.乌江渡水电站——开创我国灰岩地区兴建高坝的先例
乌江渡水电站位于乌江中游，是乌江流域规划中确定开发的第一期骨干电站，也是我国在岩溶地区兴建的第一座高坝。因此乌江渡大坝的建设曾引起国内大坝建筑界的广泛关注，大坝的成功建设也为中国在石灰岩地区兴建众多的大坝开创了先例，并积累了丰富的经验，其中包括：
（1）石灰岩地区建坝，尽量选择坝址附近有可靠隔水层做防渗依托，成为在岩溶地区选择坝址的重要原则之一。
（2）重视岩溶发育规律和演变历史的研究，特别是河流发育过程、断裂构造和岩体水动力条件对岩溶发育的影响。
（3）在石灰岩地区利用地下水等水位线图指导研究岩溶发育状况是一种有效的方法。
（4）注意断层对隔水层隔水作用的破坏，是石灰岩地区大坝建设工程地质勘查时需认真注意的问题之一。
乌江渡大坝1979年建成，40余年的安全运行证明大坝建设十分成功。该项工程于1985年获国家科技进步一等奖。由于有乌江渡大坝成功建设的经验，消除了人们早期在岩溶地区建坝的恐惧心理。之后中国在石灰岩地区成功建设了一大批大型水电工程，如鲁布革、观音阁、隔河岩、东风、天生桥、万家寨等。
2.长江葛洲坝水利枢纽——软弱夹层研究的范例
长江葛洲坝水利枢纽位于长江三峡出口南津关下游2.3km，下距宜昌市2.0km，是兴建在长江干流上的第一座水坝（图5-25）。坝基岩体中含大量的软弱夹层，特别是泥化夹层及由此而引起的坝基抗滑稳定问题是工程建设的关键性技术问题之一。为此做了大量的技术探索和研究工作：
图5-25 葛洲坝水利枢纽全貌
（1）软弱夹层的勘查。为准确查清软弱（泥化）夹层的层位、分布范围、性状及厚度在空间的变化等技术难题，进行了大量的科学研究。软弱（泥化）夹层的成因和后期演变，夹层的类型划分，矿物、化学成分和结构、构造的分析研究，为后来众多工程的软弱（泥化）夹层的研究打下了基础。
（2）夹层的物理力学性质研究。不仅为葛洲坝工程提供了重要的设计依据，也在不同程度上推动了我国岩石力学特别是软弱层带岩石力学特性研究工作的进展。
（3）施工期地基岩体变形的监测。不仅大大加深了对地基岩体工程地质特性的认识，而且对适时修改设计，调整施工方案，提出工程措施起到了极其重要的作用。
（4）基础处理。由于地基岩体为软硬相间，多层面、多软弱夹层的复杂岩组，且是长江干流上的第一坝，因此，采取了极为慎重的综合基础处理措施。工程建成后，近40年的运行及监测资料反分析表明，葛洲坝工程运行期的各项指标均在设计控制范围以内，工程的安全是有保证的。该工程的勘测、设计和施工，先后获国家科技进步特等奖等多个奖项。
3.龙羊峡水电站——复杂地质条件的典型工程
龙羊峡水电站位于黄河上游青海省境内的龙羊峡峡谷进口段，大坝为混凝土重力拱坝，最大坝高178m。在龙羊峡水电站众多的工程地质问题中，最突出的是两大问题：一是坝肩岩体的抗滑稳定和基础处理；另一个是近坝库岸岸坡的稳定性及滑坡涌浪危害性评价。
（1）坝肩岩体抗滑稳定及基础处理。主要包括两岸坝肩几条陡、缓倾角的断层带设置混凝土抗滑键、传力洞（槽）塞，软弱破碎物质开挖置换，水泥、化学灌浆及复杂的防渗排水措施等。
（2）库岸的岸坡稳定及涌浪危害性研究。自坝前向上游长15.8km的河段内滑坡密布，约占库岸长度的80%以上。这些滑坡规模普遍较大，体积在数百万至上亿立方米之间。因此近坝库岸的岸坡稳定性及其在施工期、运行期的滑坡涌浪的危害性研究，成为龙羊峡工程的重大技术问题。这一问题的研究主要包括三个方面的内容：滑坡的地质背景及形成过程研究；滑坡涌浪危害性研究；滑坡监测及预报。通过多年的监测，取得了岸坡稳定性的重要资料，监测成果表明，滑坡不大可能产生高速滑动，引起巨大涌浪。
4.二滩水电站——我国已建最高的双曲拱坝
二滩水电站位于长江上游金沙江的支流雅砻江下游，为雅砻江梯级开发的第一期工程。大坝为混凝土双曲拱坝，最大坝高240m。针对区域构造稳定性、地震活动性、高地应力和坝基（肩）岩体力学特性所做的专门性勘查、试验与科学研究工作，在许多方面都积累了重要的经验，推动了我国工程地质相关学科的发展。
（1）构造稳定性和地震活动性的研究。经过大量的调查、长期监测等深入细致的研究及对南北向构造带的分段剖析，二滩水电站区域构造稳定性和地震活动性得出了明确的结论。二滩水电站的区域构造稳定性研究为我国在西部地震活动比较强烈的地区兴建高坝，积累了重要的经验。
（2）关于高地应力及其对工程的影响评价。二滩水电站是我国最早系统研究地应力的工程。围绕坝区应力场及其对工程的影响进行了大量的专题研究。在钻孔和平洞中测量大量的平面和三维地应力，求得坝区不同高程、不同地貌单元、不同建筑物部位的地应力值，再通过三维有限元分析，得出全坝区的地应力场，从而为评价地应力对建筑物设计、施工的影响提供了重要的基础资料。同时，地应力对岩体工程性质的影响及合理利用地应力提供了宝贵经验。
5.小浪底工程——平缓含软弱夹层地区建坝的新经验
小浪底工程位于黄河中游最后一个峡谷出口处，大坝为黏土斜心墙堆石坝，最大坝高154m。由于受到地形、地质条件的限制，工程总体布置，建筑物形式的选择及施工都必须面对许多无法回避的矛盾，也会遇到不利的工程地质条件和复杂的工程地质问题。其中最具特色和借鉴价值的是左岸单薄分水岭地下洞室群的围岩稳定及支护，以及泄水建筑物出口段边坡的稳定性问题。
（1）地下洞室群围岩稳定及支护设计。由于受到地形、地质条件和水工建筑物结构形式的限制，小浪底工程导流、泄洪、排沙、灌溉、发电等水工建筑物全部采用地下洞室形式，并集中布置在左岸单薄分水岭地段。由于洞室集中布置带来的复杂应力状态、岩体中众多的泥化夹层、软硬岩体本身强度的较大差异以及高倾角裂隙切割使得围岩稳定分析及支护设计极为复杂。小浪底地下工程的勘测、设计及施工，为在软硬相间，岩性极不均一，含大量软弱（泥化）夹层，且产状平缓的岩体中开挖大跨度地下洞室群提供了完整的经验。
（2）左岸泄水建筑物出口边坡稳定性及工程处理。岩性以细砂岩为主，次为粉砂岩和泥岩，并夹有众多软弱（泥化）夹层。岩层倾向下游（倾向泄水建筑物出口），因此存在出口边坡岩体沿泥化夹层或软弱层面产生较大面积平面滑动问题。上述边坡在施工期局部地段已发生不同程度的变形，表明边坡稳定问题的严重性。
在大量的勘查研究和多种方法的稳定分析计算的基础上，通过复杂的工程处理措施，泄水建筑物出口段边坡的稳定性得到了保证，监测成果表明，边坡未出现明显变形。
6.三峡工程——世界上最大的水电站
三峡工程是当今世界上规模最大的综合性水利枢纽。最大坝高181m，坝长2309.5m，装机容量18200MW，水库总库容39.3×109 m3。工程地质勘查始于20世纪50年代中期，先后历时40年。
三峡工程的地质研究，采用了地面地质、遥感地质、钻探、工程物探、专门性工程地质水文地质观测、测试与试验、岩（土）体物理力学性质试验研究、高精度形变测量、物理模拟、数值解析、先进的分析鉴定技术、专用地震监测台网等技术方法，围绕区域构造稳定和地震活动性、水库诱发地震、水库区工程地质与环境地质、坝址及建筑物工程地质与水文地质、天然建筑材料等与工程建设关系密切的重大地质问题进行研究。其中：区域构造稳定性和地震活动性方面，关于深部地球物理场和地壳结构的研究、主要断裂活动性的研究、现代地壳运动性质的研究、地震活动特征与地震危险性分析的研究等；水库诱发地震方面，关于库区深孔地应力的实测、小孔径台网强化的观测，极近场地震动参数的研究，库盆应力场和应变场的数值和物理模拟的研究等；水库区工程地质与环境地质方面，关于库岸稳定性的综合研究、水库区移民选址的工程地质勘查、水库下游河道演变及环境影响；坝址区及建筑物主要工程地质条件的研究方面，关于风化壳工程地质特性的研究、断裂构造工程特性的研究、缓倾角结构面的工程地质研究、岩体卸荷带特征研究、大坝建基岩体结构及质量研究、深挖岩质高边坡稳定性研究、岩（土）体物理力学性质试验研究等；以及天然建筑材料的勘查研究，都极具特色，取得了许多有价值的成果。
三峡工程的地质勘查研究时间跨度长达40年，经历了不同勘查阶段的多次反复和交叉，参与三峡工程重大地质地震问题研究的单位、部门和学者，都是国内相关科学研究的权威部门和专家，在一定程度上代表了我国工程地质，尤其是水坝工程地质勘查与研究的水平。