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工程地質(zhì)勘察論文:水利工程壩址選擇的工程地質(zhì)勘察探析
1 引言
水利項目和常見的項目不一樣,它有著自身的獨特性。由于它的存在,會使得很廣闊的區(qū)域之中的水文等出現(xiàn)改變。進而會導(dǎo)致滲漏以及淤泥等問題出現(xiàn)。所以,要積極的關(guān)注勘察和設(shè)計等活動,要不然的話其結(jié)局會非常的不利。在選擇壩址的時候,不但要分析其地質(zhì)狀態(tài),還要探索溢洪等的建筑體的狀態(tài),進而為后續(xù)的建設(shè)工作提供精準(zhǔn)的參考信息。
2 選壩的時候要開展的勘察工作
在天然的背景之中,地質(zhì)狀態(tài)的壩址總數(shù)是不多的,特別是大規(guī)模的水利工程,對于地質(zhì)對規(guī)定很是嚴苛,無法合乎當(dāng)前的規(guī)定。此處講到的最合理的規(guī)劃是比對來看的,就算是最的也會面對一些不利要素。所以,地質(zhì)狀態(tài)不是很好,估算費用較高的規(guī)劃是不應(yīng)該落實的。在選址的時候,工程地質(zhì)論證的主要內(nèi)容包括區(qū)域穩(wěn)定性、地形地貌、巖土性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件和物理地質(zhì)作用以及建筑材料等,同時還應(yīng)該分析或許會出現(xiàn)的一些地質(zhì)現(xiàn)象以及處理此類現(xiàn)象要耗費的人力物力等。接下來具體的探索。
2.1 關(guān)于地區(qū)的穩(wěn)定性
該項要素的探索在水利工程的建設(shè)活動中有著非常積極的作用。針對壩址以及那些要探索的區(qū)域,開展穩(wěn)定性的測試活動意義很是關(guān)鍵。尤其是地震的干擾關(guān)乎到其選擇,通常來講,烈度是由地震機構(gòu)提供的,但對于重大的水利樞紐工程要進行地震危險性分析和地震安全性評價。所以,對于大規(guī)模的水電項目,在開展該項探索工作的時候,要協(xié)調(diào)有關(guān)的人員積極地分析穩(wěn)定性相關(guān)的內(nèi)容。
2.2 地形地貌
它是明確壩形的關(guān)鍵參考內(nèi)容,而且其對于項目的布局以及建設(shè)條件等有一定的制約意義。狹窄、完整的基巖“V”型谷適合修建拱壩,寬高比大于2的“U”型基巖河谷區(qū)宜修建混凝土重力壩或砌石壩。寬敞河谷地區(qū)巖石風(fēng)化較深或有較厚的松散沉積層,一般適于修建土壩。對于不一樣的地貌區(qū)域,它的巖性和構(gòu)造等具有自身的很多獨特性,像是寬闊的區(qū)域,它的階地特征等存在一些滲漏性的現(xiàn)象。通常老河道掌控著滲漏的方式等。所以,在選取地址的時候要積極的分析該項要素。
2.3 巖土性質(zhì)
巖性對于建筑的穩(wěn)定性來講有著非常積極的意義,其對于選址來講,是要認真分析的一項要素。我們國家已經(jīng)完工的和正在建設(shè)的高壩,有超過一半的都是建設(shè)在有著較高的強度的巖基之上,一別的是設(shè)置在砂巖等上面,很少會存在于強度較小的巖石之中。經(jīng)由項目的具體分析,我們得知要結(jié)合壩體的具體狀態(tài)等對其關(guān)鍵的事項開展探索。
2.3.1 侵入的塊狀結(jié)晶巖體,一般致密堅硬、均一、完整、強度大、抗水性強、滲透性弱,是修建高混凝土壩最理想的地基,其中尤以花崗巖類為。這類巖石需注意它們與圍巖以及不同侵入期的邊緣接觸面,平緩的原生節(jié)理,風(fēng)化殼和風(fēng)化夾層的分布,選壩時避開這些不利因素。
2.3.2 噴出巖類強度較高、抗水性強,也是較理想的壩基。像是東部的一些靠海區(qū)域以及東北等區(qū)域的壩體都是設(shè)置在這種狀態(tài)之中。噴出巖的噴發(fā)間斷面往往是弱面,存在風(fēng)化夾層、夾泥層及松散的砂礫石層,還有凝灰?guī)r的泥化和軟化等,對壩基抗滑穩(wěn)定性的影響不可忽視。此外,玄武巖中的柱狀節(jié)理,透水性很強,在選壩時也須注意研究。
2.3.3 深變質(zhì)的片麻巖、變粒巖、混合巖、石英巖等,強度高、抗水性強、滲透性差,同樣是非常的壩基。不過在此類巖體之中進行選取活動的時候,要分析一些具體的要素,比如軟弱層等,在選取壩體的時候,不應(yīng)該存在于軟弱物質(zhì)非常多的區(qū)域之中。
2.3.4 沉積巖中,以厚層的砂巖和碳酸鹽巖為較好的壩基。這類巖石壩基較巖漿巖、變質(zhì)巖的條件復(fù)雜。這是因為在厚層硬巖層中常夾有軟弱巖層,這些夾層力學(xué)強度低,抗水能力差,易構(gòu)成滑移控制面。碎屑巖類如礫巖、砂巖等,強度與膠結(jié)物類型有關(guān),一些膠結(jié)物在水的作用下可能產(chǎn)生溶解、軟化、崩解、膨脹等。在構(gòu)造變動下往往發(fā)生層間錯動,經(jīng)由次生活動會出現(xiàn)泥化反應(yīng)。在選取壩址的時候要積極的分析此項內(nèi)容。
除此之外,在開展比對分析的時候,松散層具有非常積極的作用。在修筑土壩的時候,要確保其設(shè)置在基巖之中,假如河床的遮蓋層太厚的話,就導(dǎo)致開挖總數(shù)增加,此時建設(shè)條件就會變得非常繁瑣。因此當(dāng)別的狀態(tài)大體上一樣的時候,要把項目選取在覆蓋層的尺寸不是很寬的區(qū)域之中。一些區(qū)域由于該層的尺寸太厚,必須要用土石壩比選松散土體壩基的壩址時,須研究滲漏、滲透變形和振動液化等問題,而且應(yīng)避開如淤泥類土等軟弱、易變形土層。
2.4 地質(zhì)構(gòu)造
這個要素在選取的時候也具有非常顯著的意義,對于那些地形非常敏感的壩體來講,作用更是顯著。在地震多發(fā)的區(qū)域之中,在選取的時候要躲避活斷層,要設(shè)置在地質(zhì)穩(wěn)定的區(qū)域之中。在選壩前的可行性研究時,應(yīng)進行區(qū)域地質(zhì)研究,查明區(qū)域構(gòu)造格局,尤其要查明目前仍持續(xù)活動或可能活動斷裂的分布、類型、規(guī)模和錯動速率,并預(yù)測發(fā)生水庫誘發(fā)地震的可能及震級。國外有些水壩就因橫跨活斷層而壩體被錯開或致垮壩。地質(zhì)構(gòu)造也經(jīng)常控制壩基、壩肩巖體的穩(wěn)定。在層狀巖體分布地區(qū),傾向上游或下游的緩傾巖層中存在層間錯動帶時,在后期次生作用下往往演化為泥化夾層,若有其他構(gòu)造結(jié)構(gòu)面切割的話,對壩基抗滑穩(wěn)定極為不利,在選壩時應(yīng)特別注意。因為緩傾巖層的構(gòu)造變動一般較輕微,容易被忽視。陡傾甚至倒轉(zhuǎn)巖層,由于構(gòu)造形變強烈,巖石完整性受到強烈破壞,在選壩時更要特別注意查清壩基內(nèi)緩傾角的壓性斷裂。總之,要盡可能選擇巖體完整性較好的構(gòu)造部位作壩址,避開斷裂、裂隙強烈發(fā)育的地段。
2.5 水文地質(zhì)條件
在將滲漏事項當(dāng)成是關(guān)鍵要素的巖溶區(qū)域之中進行壩體的選取工作的時候,要積極地分析水文地質(zhì)要素。站在防滲的層次上分析,其壩址的尋求要設(shè)置在具有隔水層的區(qū)域之中。而且要積極的分析項目是不是存在滲漏性,庫區(qū)好是強透水層底部有隔水巖層的縱谷,且兩岸的地下分水嶺較高。當(dāng)巖溶區(qū)無隔水層可以利用的情況下,壩址應(yīng)盡可能選在弱巖溶化地段。這就要求仔細分析研究巖層結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造和地貌條件。
3 結(jié)束語
通過具體的情況我們得知,選壩是當(dāng)前建設(shè)工作中非常關(guān)鍵的一個事項,其關(guān)乎到建筑體的安全性以及穩(wěn)定性。地質(zhì)要素在選壩的時候有著非常積極的意義,選取的壩址,并據(jù)此合理配置水利樞紐的各個建筑物,進而切實的發(fā)揮出積極的地質(zhì)要素的優(yōu)勢,避免不利現(xiàn)象的出現(xiàn)。
工程地質(zhì)勘察論文:堤防工程地質(zhì)勘察中的若干問題
堤防工程地質(zhì)勘察中的若干問題
堤防工程建設(shè)的基礎(chǔ)是設(shè)計,而設(shè)計的依據(jù)是地質(zhì),這是工程建設(shè)的常識性問題,不會有什么質(zhì)疑。然而在實際工作中卻往往并非如此。問題主要出在人們對堤防工程地質(zhì)勘察工作的片面理解或被一些假象所迷惑,走了兩個極端。一個極端是過高地要求地質(zhì)勘察能在“查明”工程地質(zhì)條件的同時,“”地提供設(shè)計需要的地質(zhì)圖件和堤基巖土體物理力學(xué)參數(shù),一旦在有限的勘探控制工作量之內(nèi)不能同時達到“查明”和“”的要求時,就立即降低了對地質(zhì)勘察工作的認可和重視程度;另一個極端是我們的祖先在數(shù)百年乃至上千年來與洪水搏斗的歲月里修建的大量堤防工程,卻從來沒有進行過任何地質(zhì)勘察工作,許多堤防工程至今也是安全的。這兩個極端,不同程度地影響著堤防工程地質(zhì)勘察工作的有序開展,在大規(guī)模的堤防工程建設(shè)中,難免存在這樣那樣的問題。為使堤防工程地質(zhì)勘察工作能夠科學(xué)、客觀、完整、系統(tǒng)地為設(shè)計提供的地質(zhì)資料,我們有責(zé)任將近年來堤防工程地質(zhì)勘察工作中出現(xiàn)的若干問題展示出來,供同行們討論參考。1堤防工程地質(zhì)勘察的過去與現(xiàn)狀
我國已建江河堤防工程總長20余萬公里,98特大洪水后尚有大量堤防工程正在規(guī)劃建設(shè)中。許多已建堤防工程過去基本上沒有進行過真正工程意義上的工程地質(zhì)勘察,更談不上各大江河湖海堤防工程系統(tǒng)化規(guī)范性的地質(zhì)資料的匯編與分析整理工作。正因為如此,許多堤防工程在98特大洪水期間險象環(huán)生,出險堤段堤基的地質(zhì)條件沒有足夠的資料可供搶險分析,為確保萬無一失,只能按最壞情況進行搶險,其人力物力的巨大付出實在是不得已而為之;洪水期間上至中央下到地方的各級領(lǐng)導(dǎo)以及全國人民的精神緊張程度和精力耗費更是無法用實物價值去衡量。如此被動局面,一方面是大自然教訓(xùn)人類的生動一課,另一方面則是祖先給我們留下的世紀(jì)難題。
建國以來,隨著大規(guī)模工程建設(shè)的需要,工程地質(zhì)專業(yè)從無到有,日益發(fā)展壯大,成為國家工程建設(shè)不可缺少的重要基礎(chǔ)性專業(yè)。工程地質(zhì)勘察的法規(guī)性準(zhǔn)則也逐漸成熟與完善,與工程地質(zhì)相關(guān)的規(guī)程規(guī)范相繼出臺,并結(jié)合工程實踐的反饋信息進行修訂修編。水利部1997年2月了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》(以下簡稱《規(guī)程》,編號SL/T188,同年5月1日起實施),這是我國堤防工程地質(zhì)勘察的及時部法規(guī)性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。而國家標(biāo)準(zhǔn)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》(以下簡稱《規(guī)范》,編號為GB50286-98,自1998年10月15日起施行)則是98特大洪水之后出臺的。特大洪水前后出臺的這兩部法定標(biāo)準(zhǔn)或許是歷史的巧合,也許是歷史的必然。巧合與必然都說明這樣一個事實:工程地質(zhì)是工程建設(shè)的基礎(chǔ)和偵察兵,具有超前意識和預(yù)見性,信不信由你。
《規(guī)程》頒布前的堤防工程地質(zhì)勘察工作基本上沒有什么標(biāo)準(zhǔn)。《規(guī)程》頒布后,地質(zhì)工作有規(guī)可循,有法可依。更為98特大洪水后大規(guī)模堤防建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。首次頒布此《規(guī)程》,與工程實際存在一些差異再所難免。《規(guī)程》實施三年多來,主要存在三方面的問題,一是《規(guī)程》本身的實踐性與可操作性問題;二是地質(zhì)師對《規(guī)程》的理解程度與把握尺度;三是人們對堤防工程地質(zhì)勘察的認識程度與理解程度。近兩年來,生產(chǎn)及時線的廣大地質(zhì)師對《規(guī)程》提出了許多好的意見和建議,我們在工程審查過程中,也在逐漸地深化對堤防工程和《規(guī)程》的理解,力求較地把握審查尺度,緊密地與工程實際相結(jié)合,避免教條和呆板地執(zhí)行《規(guī)程》中明顯與工程實際不相符合的條款,要求客觀地、創(chuàng)造性地應(yīng)用和執(zhí)行《規(guī)程》,同時也強調(diào)執(zhí)行《規(guī)程》的嚴肅性。
近年來,堤防工程地質(zhì)勘察工作基本上可以滿足堤防工程設(shè)計與施工的要求。隨著工程實踐經(jīng)驗的積累和對堤防工程深層次的認識與理解,一些具有全局性和普遍性的問題,迫切需要提出來進行討論,以便引起足夠的重視。
2堤防工程隱患與險情分類
2.1分類的意義與原則
堤防工程存在隱患出現(xiàn)險情,導(dǎo)致大洪水時十分緊張。大規(guī)模的堤防工程建設(shè)正是針對隱患和險情而提出來的“整險加固”或“除險加固”。顯然,對隱患和險情實施科學(xué)分類,不僅是從實踐上升到理論的成熟過程,也為堤防工程的勘測設(shè)計工作明確了任務(wù),同時為“加固”工程指明方向,提供依據(jù)。
在分類之前,我們先給出險情和隱患的定義:
險情是指正在發(fā)生或發(fā)生過程中被搶險保住了的事故堤段,具有直觀性,措施明確性等特點。針對險情,需要分析出險原因,界定險情性質(zhì),預(yù)測再次出險的可能性,落實工程措施,確保大堤安全。
隱患是指尚未發(fā)生或可能將要發(fā)生險情的事故堤段,具有隱伏性,隨機性,再生性等特點,更需要技術(shù)人員的分析判斷,以便對癥下藥,采取措施消除隱患。
險情與隱患有明顯區(qū)別但又并沒有嚴格的界線,往往在險情中存在著隱患,在隱患中孕育著險情。辯證地看,險情是隱患發(fā)展到一定程度后的質(zhì)變或必然結(jié)果,隱患是潛藏著的險情。從過程時態(tài)來看,險情是現(xiàn)在進行時或過去完成時態(tài);隱患是過去、現(xiàn)在和將來組成的全過程時態(tài),或單個過程時態(tài)。
本文分類的原則主要體現(xiàn)在:水工建筑物(堤身、穿堤建筑物)與天然地質(zhì)體(堤基)區(qū)別開來,出險堤段和存在隱患的堤段與非出險堤段和不存在隱患的堤段區(qū)別開來,再按險情和隱患的性質(zhì)進一步細化,作為指導(dǎo)后續(xù)工作的綱要。
2.2堤防工程險情分類
按出險部位可分為堤基險情、崩岸險情、堤身險情和穿堤建筑物險情,這是出險時首先要明確的基本類型。前兩類與地質(zhì)條件直接有關(guān),后兩類與地質(zhì)條件間接有關(guān)。可進一步劃分如下:
(1)與地質(zhì)條件與河勢演變均有關(guān)系的險情:崩岸險情,具有可預(yù)見性、直觀性、發(fā)展性和多變性特征。
崩岸類險情多發(fā)生在河流凹岸迎流頂沖或深弘逼岸區(qū)段,地質(zhì)條件往往是抗沖刷能力較差的細砂類土或粘性土。由于河水位與河勢流態(tài)的變化關(guān)系,有的崩岸險情并不發(fā)生在洪水期(高水位)而是在退水期(低水位),因此可以進一步將崩岸險情分為洪水期崩岸險情和枯水期崩岸險情,前者搶險緊張,后者可以從容對待。
(2)與地質(zhì)條件直接有關(guān)的險情(主要為堤基險情,包括穿堤建筑物地基險情):堤基滲透破壞險情、堤基滑動破壞險情和堤基沉降破壞險情等。
堤基滲透破壞險情具有一定的隱伏性,往往不易判斷,洪水期發(fā)生的滲透破壞實例與理論計算有較大出入。另外,還需注意將承壓水性質(zhì)的滲透破壞與堤基接觸沖刷或砂性土堤基滲透破壞區(qū)別開來,因為滲透破壞機制不同,工程措施當(dāng)然也不一樣。
存在滑動或沉降破壞險情的堤段,堤基大多分布有軟弱土層,土體抗剪強度低,壓縮系數(shù)大;另一類滑動或沉降破壞是隨著崩岸險情而產(chǎn)生的,此類險情危害較大,搶險最困難。此外,堤基內(nèi)或堤基外可能存在陡坎或堤坡太陡,或堤身填筑施工速度太快,都可能出現(xiàn)類似破壞。
以上險情實際上也就是我們通常要求界定明確的堤防工程的三大主要工程地質(zhì)問題:崩岸、滲透破壞、滑動或沉降破壞。
(3)與地質(zhì)條件基本無關(guān)或關(guān)系不大的險情(主要為堤身險情):堤身滲透破壞險情(與堤身質(zhì)量有關(guān),如堤身土體的密實程度、填筑土體的滲透性質(zhì)和堤身單薄等)、堤身滑動破壞險情和堤身沉降破壞險情等。
2.3堤防工程隱患分類
按隱患存在的部位可分為:堤身隱患、穿堤建筑物隱患和堤基隱患。
按隱患的性質(zhì)可分為:常規(guī)性隱患和特殊性隱患。
常規(guī)性隱患:堤身單薄,堤坡太陡,填筑質(zhì)量差,填筑體中存在砂性土夾層,有明顯的堤身裂縫等。與地質(zhì)條件直接有關(guān)的主要為堤基類隱患(包括穿堤建筑物地基)。例如上覆粘性土層薄,或本身即為砂性土堤基(包括淺層砂性土透鏡體),存在滲透破壞 的可能性;堤基有軟弱土層分布,存在滑動穩(wěn)定問題。
常規(guī)性隱患具有直觀性和可檢測性,隱患的分析和工程處理措施都較為明確,一般情況下可以通過常規(guī)性的堤防工程維修加固予以消除。
特殊性隱患:進一步可分為隨機性隱患(堤身或堤基隨機分布有生物洞穴、植物腐爛物等)、再生性隱患(生物洞穴類隱患具有再生性)、人類活動留下的隱患(例如城市區(qū)與堤外江河相通的早已被廢棄了的各類排泄管道,工程勘探留下的封堵不合格的鉆孔等)以及地質(zhì)條件不明的堤基隱患等等。
特殊性隱患規(guī)律性差,檢測困難,在洪水期一旦演變成險情,其突發(fā)性質(zhì)增加了搶險難度。
2.4險情和隱患與堤型之間的關(guān)系
堤防工程的主體~防洪大堤,絕大多數(shù)為就地取材填筑的土堤類型,由于筑堤的歷史條件、筑堤材料、自然環(huán)境等等因素復(fù)雜,為后人留下了長期隱患,洪水期險情不斷,令人心驚。鑒于土堤存在的這些問題,近年來一些城市區(qū)的堤防工程比較傾向于改土堤為混凝土防洪墻(堤)。混凝土墻可以基本排除堤身隱患和險情,但卻增加了堤基的出險負擔(dān)。一是堤基的受力條件發(fā)生了較大變化,原來的土堤是大面積分布荷載,混凝土墻改為集中荷載;二是堤基較長滲徑變?yōu)樗^集中的較短滲徑。混凝土墻顯然對堤基地質(zhì)條件提出了更高的要求,這是地質(zhì)工作需要重視的。
另一方面,險情和隱患與堤防工程的擋水性質(zhì)在很大關(guān)系。例如一些丘陵山區(qū)城市堤防工程,其擋水性質(zhì)為暴漲暴落,遠不能與長江中下游堤防工程高水位較長時間運行情況相提并論,其險情和隱患的性質(zhì)也是有差別的,需要區(qū)別對待。而《規(guī)范》中只是對堤防工程的等級標(biāo)準(zhǔn)有所規(guī)定,并沒有對反映出險情和隱患與等級標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系,需要由有經(jīng)驗的地質(zhì)師和設(shè)計師根據(jù)具體情況去理解與把握。
3堤基工程地質(zhì)分段
3.1堤基工程地質(zhì)分段存在的問題
自然界的地質(zhì)條件千差萬別。堤防工程是長距離線狀工程,跨越了不同的地質(zhì)單元,不進行分段分類區(qū)別對待顯然是不行的。堤基工程地質(zhì)分段又稱堤基工程地質(zhì)分類。在實際工程中,一些勘測設(shè)計單位不進行工程地質(zhì)分段,或分段不合理,或即便是進行了地質(zhì)分段,但其巖土體的物理力學(xué)參數(shù)又不進行分段統(tǒng)計分析,工程地質(zhì)條件明顯不同的堤段沒有區(qū)別開來。還有一些堤基工程地質(zhì)分段的結(jié)果不同程度地存在自相矛盾性,對工程設(shè)計和工程措施的選定缺乏針對性。當(dāng)然,更多的情況是工程地質(zhì)分段的合理性與科學(xué)性不足。
例如某設(shè)計院參加過大量堤防工程地質(zhì)勘察,有豐富的堤防工程地質(zhì)勘察經(jīng)驗,他們進行堤基工程地質(zhì)分段所考慮的因素有:上覆粘性土層的厚度、外灘寬度和歷史險情等,將堤基分為工程地質(zhì)條件好、較好、較差和差四個等級。如此分段其大原則沒有什么問題,但對于一些特殊組合則不易明確。例如,某堤基段其上覆粘性土層足夠厚,堤內(nèi)也沒有任何險情,但堤外無灘,受水流沖刷崩岸嚴重,是典型的險工險段。將這種堤段分成工程地質(zhì)條件差或較差都不一定合適。因為出現(xiàn)的險情不是堤基本身的工程地質(zhì)條件差,而是堤外腳受水流沖刷產(chǎn)生的崩塌或塌滑,且在不同水位條件下其險情不同,與江河水流及河勢變化都有關(guān)系。顯然,崩岸類險工險段在堤基工程地質(zhì)分段時應(yīng)結(jié)合河勢水流特征單獨進行分類,以便于有針對性考慮工程處理措施。例如對某一類崩岸問題,拋石護腳是有效的,而另一類崩岸問題或許要與“丁壩”挑流改變流態(tài)相結(jié)合才能從根本上解決問題,或者無建“丁堤”的條件,則需考慮“樁”、“籠”等工程措施。
另一方面,對于堤基工程地質(zhì)條件用“好”與“差”來評價,其針對性不強。例如,存在滲透破壞的堤基劃為工程地質(zhì)條件差,而實際上可能此類堤基的承載能力和抗滑穩(wěn)定性都是很好的,如砂性土堤基。又如淤泥質(zhì)土類堤基,其承載能力和抗滑穩(wěn)定性差些,但滲透系數(shù)卻很小,抗?jié)B條件是好的。如此等等,用常規(guī)的工程地質(zhì)條件好或差來評價,都存在明顯的矛盾。
目前各勘測單位自行制定的堤基工程地質(zhì)分段原則,基本上是以工程地質(zhì)條件為基礎(chǔ),再考慮一些自然因素和工程因素,筆者認為這種分段法的思路源自于常規(guī)的工程地質(zhì)分類法,跳不出傳統(tǒng)思維的約束,不能較好地適應(yīng)堤防工程的實際,需要探索新路。
3.2堤基工程地質(zhì)分段
我們在進行傳統(tǒng)意義上的工程地質(zhì)評價時,通常從工程地質(zhì)條件出發(fā),結(jié)合工程建筑物特點,界定出主要工程地質(zhì)問題。在堤基工程地質(zhì)分段中,我們不妨借用逆向思維的思想,以工程地質(zhì)問題為主線,以工程地質(zhì)條件為基礎(chǔ),再結(jié)合歷史險情類型,爭取探討出一個符合工程實際的堤基工程地質(zhì)分段法。
本文強調(diào)的是“工程地質(zhì)”分段,因此主要是對堤基而言的。我們知道,無論堤基地質(zhì)條件有多復(fù)雜,其主要工程地質(zhì)問題則是明確的,歸納起來主要為三類(即三大主要工程地質(zhì)問題):崩岸、滲透破壞、滑動與沉降變形。絕大多數(shù)堤基巖土體不外乎為:砂性土、粘性土和砂性土與粘性土的混合結(jié)構(gòu);城市區(qū)雜填土較為復(fù)雜,另當(dāng)別論。
根據(jù)以上以工程地質(zhì)問題為主線的分段原則,我們首先將堤基分為三大類:Ⅰ類(不存在問題的堤基)、Ⅱ類(可能存在問題的堤基)和Ⅲ類(存在問題的堤基)。對于Ⅱ類和Ⅲ類堤基,按其存在問題的性質(zhì)可繼續(xù)劃分亞類。
(1)Ⅲ類(存在問題的堤基)
堤基發(fā)生過歷史險情,尤其是一些每年汛期都要出險的部位,在汛期要投入大量的人力物力搶險才能保障大堤安全的堤段。按出除性質(zhì)又分為兩個亞類:Ⅲ-1和Ⅲ-2類。
Ⅲ-1類:主要指崩岸類,這是在堤基分段時對有問題的堤基段應(yīng)首先分出來的一類。
Ⅲ-2類:除崩岸之外的一切堤基存在問題的堤段。按工程地質(zhì)問題繼續(xù)分出兩個子類:
Ⅲ-2-1類:存在滲透破壞的堤基段。汛期出現(xiàn)過冒砂、涌混水等險情;堤基為砂性土,或表層粘性土較薄,或淺層有砂性土透境體分布,或堤身與堤基接觸部位存在滲漏破壞問題。
Ⅲ-2-2類:存在滑動與沉降變形的堤基段。運行期或施工期發(fā)生過堤基土層滑動,或沉降過大導(dǎo)致堤身開裂;堤基有壓縮性大、承載力和抗剪強度低的軟弱土層分布,或堤基清基不徹底,導(dǎo)致堤身與堤基接觸面存在滑動軟弱帶。
(2)Ⅱ類(可能存在問題的堤基段)
此類與前述的堤基隱患相對應(yīng)。在汛期有一定滲水情況發(fā)生,但并未發(fā)展成為險情;或經(jīng)地質(zhì)勘察,地基中存在砂性土透鏡體、軟弱夾層等不利地質(zhì)條件,經(jīng)滲控或穩(wěn)定性驗算,安全系數(shù)達不到規(guī)范要求的堤基;或存在生物洞穴等其它隱患的堤基。
(3)Ⅰ類(不存在問題堤基段)
歷史上無險情發(fā)生,堤基為厚度較大的粘性土或基巖,物性指標(biāo)和力學(xué)指標(biāo)均較好,不存在三大主要工程地質(zhì)問題。
(4)結(jié)合工程實際進一步細分亞類的原則
以上分類法,從宏觀上將堤基分為三大類別,但在具體實施過程中,還可以根據(jù)工程實際按不同工程地質(zhì)條件和工程地質(zhì)問題進一步細化。例如,對于Ⅱ類堤基段,可以按可能存在問題的性質(zhì)進一步細化;對于Ⅲ類堤基段,也可以按存在問題的嚴重程度或巖土體的性質(zhì)等進一步細化。堤基分段的科學(xué)性、合理性、實用性和可操作性,不但是地質(zhì)師對堤防工程理解程度的反映,更是一項創(chuàng)造性的工作。本文所提出的分段原則和方法,尚有待工程實踐去檢驗。
3.3堤基工程地質(zhì)分段對勘測設(shè)計工作的指導(dǎo)作用
在進行工程地質(zhì)勘察時,Ⅲ類是重點,應(yīng)根據(jù)具體情況加密勘探點;Ⅱ類次之,實施常規(guī)性勘探即可;Ⅰ類基本上可以不考慮地質(zhì)勘察。設(shè)計方面,Ⅲ類堤基必須考慮工程措施;Ⅱ類堤基應(yīng)視具體情況而定,也可以通過進一步勘探和檢測或監(jiān)測結(jié)果來確定工程措施;Ⅰ類堤基則不需要采取工程措施,僅僅通過堤防工程的常規(guī)性維護即可。
4執(zhí)行《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》的基本原則
從《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》頒布實施三年多來的實踐可以看到,除了《規(guī)程》本身存在一些尚需修訂的問題之外,能夠?qū)ⅰ兑?guī)程》與工程實際相結(jié)合,創(chuàng)造性地執(zhí)行和應(yīng)用《規(guī)程》,地把握《規(guī)程》的原則性與靈活性,是對地質(zhì)師綜合素質(zhì)的高標(biāo)準(zhǔn)要求。業(yè)務(wù)能力和創(chuàng)新意識,是檢驗和考察我們對堤防工程的認識深度與理解能力。筆者的理解主要反映在以下幾個方面。
4.1勘測階段
已建堤防除險加固工程可以一次進場,達到初設(shè) 深度;新建堤防可按可研和初設(shè)兩個階段進行。其理由是:新建堤防存在線路比選問題,不可能將比選堤線的工程地質(zhì)條件都按初設(shè)要求做到相同深度;已建堤防一般不存在線路比選問題,因此也就不存在多階段多方案的反復(fù)比選問題。另外,新建堤防工程應(yīng)該在規(guī)劃階段即開展工程地質(zhì)工作,以便將規(guī)劃線路從地質(zhì)專業(yè)的角度先期界定其可行性。
4.2勘測深度及勘探工作量
在實際工作中,對于堤防工程勘測深度與勘探工作量問題,在理解和把握上有較大差異。有人喜歡嚴格按《規(guī)程》要求布置勘探工作量,而少在工程地質(zhì)條件的查明與工程地質(zhì)問題的分析方面下功夫。筆者強烈主張,一是將安全正常運行的堤段與險工險段區(qū)別開來,二是將堤身出險情況與堤基出險情況區(qū)別開來,分別對待。這也是本文費了較多筆墨進行險情隱患分類和堤基工程地質(zhì)分段的目的之一。特別是經(jīng)歷了98特大洪水考驗過的堤防工程,未出險的堤段沒有必要“嚴格”按照《規(guī)程》要求的勘探工作量去實施地質(zhì)勘探,即使按照《規(guī)程》中的上限要求,也是一種毫無意義的巨大浪費。而應(yīng)在分析險工險段的具體問題之基礎(chǔ)上明確勘察目的,研究和選擇勘探方法,合理布置勘探工作量,重點在工程地質(zhì)問題的分析上下功夫。如果認可本文提出的堤基分段原則和方法,地質(zhì)勘探工作的布置則更為方向明確目標(biāo)清楚。
4.3《規(guī)程》原則性與靈活性的把握
《規(guī)程》的原則性和嚴肅性是不可置疑的,這并不等于“死”規(guī)定。明顯與工程實際不相符合的具體問題,需要由地質(zhì)師的創(chuàng)造性勞動加以“靈活”處理。規(guī)程規(guī)范是指導(dǎo)技術(shù)工作的法規(guī)性文件,并不等同于為犯罪分子定罪的法律條款,因此執(zhí)行規(guī)程規(guī)范是可以有“靈活”性的。靈活性的把握原則是:不應(yīng)因忠實嚴格執(zhí)行規(guī)程規(guī)范而遺漏重大工程地質(zhì)問題,留下工程隱患造成工程事故;也不應(yīng)造成不必要的浪費。例如,對于某些特殊的險工險段、Ⅲ類堤基、城市區(qū)規(guī)律性差的雜填土和人類活動留下的隱患管道等,《規(guī)程》規(guī)定的勘探工作量可能就不能滿足要求;而對于安全正常運行多年的Ⅰ類堤基,按《規(guī)程》規(guī)定的勘探工作量又顯得沒有必要。總之,把握執(zhí)行規(guī)程規(guī)范的原則性與靈活性,需要地質(zhì)師的責(zé)任心、業(yè)務(wù)水平和創(chuàng)新意識,同時也體現(xiàn)出了工程地質(zhì)專業(yè)的特殊性與復(fù)雜性。
5不同行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系
堤防工程地基多為土質(zhì)地基,其工程地質(zhì)評價的基本理論依據(jù)是土力學(xué),因而容易與工民建基礎(chǔ)設(shè)計相混淆。目前反映比較集中的是執(zhí)行水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還是執(zhí)行以工民建為主要對象的《巖土工程勘察規(guī)范》(國家標(biāo)準(zhǔn)GB50021—94簡稱《巖土規(guī)范》)。兩個標(biāo)準(zhǔn)既有共同之處,又有一定的差異。我們認為應(yīng)該以水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為主要依據(jù),同時參照《巖土規(guī)范》。原因是:①《巖土規(guī)范》主要是針對一般性工民建地基勘察與評價,而水工建筑物與工民建有根本性的區(qū)別,前者地基所承受的荷載以垂直向為主,建筑物對地基的要求主要反映在承載力;后者的荷載是垂向與水平向的組合,地基巖土體處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài),特別是水荷載對地基巖土體的復(fù)雜作用,是水工建筑物與工民建的根本區(qū)別。②《巖土規(guī)范》在總則中表示該規(guī)范適用于除水利工程、……以外的工程建設(shè)巖土工程勘察。明確了不適用于水利工程。③《巖土規(guī)范》中對勘探量的安排和勘探工作的布置主要依照巖土工程勘察等級來制定,而堤防工程則主要從工程勘測設(shè)計的階段來確定。
關(guān)于土的分類問題,也是近年來較為混亂的問題之一。1990年以前,土的分類主要以1962年版的《土工試驗操作規(guī)程》為依據(jù),采用土的分類三角坐標(biāo),這種分類法以顆分為基礎(chǔ),以礫石、砂粒和細粒的含量百分比來給細粒土定名。廣大設(shè)計院應(yīng)用這種分類方法比較成熟。1991年國標(biāo)《土的分類標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ145-90)頒布,此標(biāo)準(zhǔn)以顆分為基礎(chǔ),以塑性指數(shù)和液限為控制指標(biāo)對土進行分類,1999年頒布的水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《土工試驗規(guī)程》對土的分類也沿用此國標(biāo)。我們認為,目前兩種分類都有各自的特點,原則上應(yīng)使用國標(biāo)和近期的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為主,現(xiàn)階段也可以根據(jù)各單位對標(biāo)準(zhǔn)的理解和與工程相結(jié)合的具體情況,互相參照使用,只要能夠客觀地反映工程實際,滿足為工程設(shè)計提供有關(guān)地質(zhì)參數(shù)的要求即可。另一方面,我們也提倡和鼓勵對此類問題深入探討,為進一步統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進行實踐和理論準(zhǔn)備。
6堤防工程地質(zhì)勘察的成果資料
堤防工程地質(zhì)勘察所獲得的基礎(chǔ)性資料數(shù)據(jù),具有種類繁多數(shù)量巨大的特點。這些資料數(shù)據(jù)的分析整理歸納匯總,要求標(biāo)準(zhǔn)化,計算機化,形成能夠通過計算機綜合管理的數(shù)字化的基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),并與堤防工程的其它資料數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)集成,充分應(yīng)用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù),為堤防工程建設(shè)、管理和抗洪搶險提供使用方便功能強大的檢索查詢指揮調(diào)度系統(tǒng)。集成后的系統(tǒng)可在局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和Internet/Intranet上運行。系統(tǒng)要求具有靈活的結(jié)構(gòu)定義、多種存儲方式、強大方便的查詢定位功能、豐富的統(tǒng)計報表功能以及的數(shù)據(jù)安全保障體系等;能夠通過圖示圖表提供隱患預(yù)測、險情分析、搶險提示、決策支持、模擬潰堤和決口后洪水進堤的演變趨勢。目前的基礎(chǔ)性工作是制定目標(biāo),統(tǒng)一規(guī)劃,結(jié)構(gòu)設(shè)計,系統(tǒng)集成。
堤防工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)需要列為專題研究,力爭全國統(tǒng)一,至少也應(yīng)該全流域統(tǒng)一。各類資料數(shù)據(jù)的使用權(quán)限、歸檔管理、存儲格式和形式、存儲介質(zhì)等等,都應(yīng)該及早研究,統(tǒng)一規(guī)定。
7結(jié)語
98特大洪水期間,抗洪搶險場面之驚心動魄,至今仍然令人難以忘懷。大洪水給人以大啟示。中國歷史上前所未有的大規(guī)模堤防工程建設(shè)在98特大洪水之后迅速拉開序幕。經(jīng)歷了98特大洪水洗禮過的江河堤防工程,其工程隱患基本暴露無遺,認真研究堤防工程的出險機理,總結(jié)未出險工程的成功范例,吸取前人修建堤防工程的歷史經(jīng)驗,做好堤防工程的勘測設(shè)計工作,是肩負著堤防工程建設(shè)的各級領(lǐng)導(dǎo)和工程技術(shù)人員的神圣職責(zé)。
近幾年來我們參加了大量堤防工程審查,在向生產(chǎn)及時線的廣大工程技術(shù)干部學(xué)習(xí)的同時,也對堤防工程地質(zhì)勘察中普遍存在的一些問題進行了認真思考。本文對于執(zhí)行《規(guī)程》的原則、勘探工作量的控制、勘測資料的整理等等問題表明了我們的觀點;關(guān)于堤防工程險情和隱患分類,我們認為是實踐上升到理論的必然過程;關(guān)于堤基分段分類的原則與方法,屬于工程地質(zhì)理論與實踐相結(jié)合的探討性課題,同時又是指導(dǎo)工程勘測設(shè)計的基礎(chǔ)性工作。
本文觀點供同行們參考,愿與大家共同討論.
工程地質(zhì)勘察論文:工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)研究
摘要:水文地質(zhì)研究在工程勘察中有著十分重要的地位,本文主要闡述工程地質(zhì)勘查中水文地質(zhì)評價內(nèi)容,巖土水理性質(zhì),地下水引起的巖土工程危害等問題。
關(guān)鍵詞:工程勘察;水文地質(zhì);巖土;危害
1 工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評價內(nèi)容
在工程勘察中,對水文地質(zhì)問題的評價,主要應(yīng)考慮以下內(nèi)容:
1.1 應(yīng)重點評價地下水對巖土體和建筑物的作用和影響,預(yù)測可能產(chǎn)生的巖土工程危害,提出防治措施。
1.2 工程勘察中還應(yīng)密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類型的需要,查明有關(guān)水文地質(zhì)問題,提供選型所需的水文地質(zhì)資料。
1.3 應(yīng)從工程角度,按地下水對工程的作用與影響,提出不同條件下應(yīng)當(dāng)著重評價的地質(zhì)問題,如:①對埋藏在地下水位以下的建筑物基礎(chǔ)中水對砼及砼內(nèi)鋼筋的腐蝕性。②對選用軟質(zhì)巖石、強風(fēng)化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎(chǔ)持力層的建筑場地,應(yīng)著重評價地下水活動對上述巖土體可能產(chǎn)生的軟化、崩解、脹縮等作用。在地基基礎(chǔ)壓縮層范圍內(nèi)存在松散、飽和的粉細砂、粉上時,應(yīng)預(yù)測產(chǎn)生潛蝕、流砂、管涌的可能性。③當(dāng)基礎(chǔ)下部存在承壓含水層,應(yīng)對基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進行計算和評價。④在地下水位以下開挖基坑,應(yīng)進行滲透和富水試驗,并評價由于人工降水引起土體沉降、邊坡失穩(wěn)進而影響周圍建筑物穩(wěn)定的可能性。
2 巖土水理性質(zhì)
巖土水理性質(zhì)是指巖士與地下水相互作用時顯示出來的各種性質(zhì)。巖土水理性質(zhì)與巖土的物理性質(zhì)都是巖:巖土的水理性質(zhì)不僅影響巖土的強度和變形,而且有些性質(zhì)還直接影響到建筑物的穩(wěn)定性。以往在勘察中對巖土的物理力學(xué)性質(zhì)的測試比較重視,對巖土的水理性質(zhì)卻有所忽視,因而對巖土工程地質(zhì)的評價是不夠的。巖土的水理性質(zhì)是巖土與地下水相互作用顯示出來的性質(zhì),下面首先介紹一下地下水的賦存形式及對巖土水理性質(zhì)的影響,然后再對巖土的幾個重要的水理性質(zhì)及研究測試方法進行簡單的介紹。
2.1 地下水的賦存形式:地下水按其在巖土中的賦存形式可分為結(jié)合水、毛細管水和重力水三種,其中結(jié)合水又可分為強結(jié)合水和弱結(jié)合水兩種。
2.2 巖土的主要的水理性質(zhì)及測試辦法:①軟化性,是指巖土體浸水后,力學(xué)強度降低的特性,一般用軟化系數(shù)表示,它是判斷巖石耐風(fēng)化、耐水浸能力的指標(biāo)。在巖石層中存在易軟化巖層時,在地下水的作用下往往會形成軟弱夾層。各類成因的粘性上層、泥巖、頁巖、泥質(zhì)砂巖等均普遍存在軟化特性。②透水性,是指水在重力作用下,巖土容許水透過自身的性能。松散巖上的顆粒愈細、愈不均勻,其透水性便愈弱。堅硬巖石的裂隙或巖溶愈發(fā)育,其透水性就愈強。透水性一般可用滲透系數(shù)表示,巖上體的滲透系數(shù)可通過抽水試驗求取。
③崩解性,是指巖浸水濕化后,由于土粒連接被削弱,破壞,使土體崩敞、解體的特性。④給水性,是指在重力作用下飽水巖土能從孔隙、裂隙中自由流出一定水的性能,以給水度表示。給水度是含水層的幾個重要水文地質(zhì)參數(shù),也影響場地疏時間。給水度一般采用實驗室方法測定。⑤脹縮性,是指巖土吸水后體積增大,失水后體積減小的特性,巖土的漲縮性是由于顆粒表面結(jié)合水膜吸水變厚,失水變薄造成的。
3 地下水引起的巖土工程危害
地下水引起的巖土工程危害,主要是由于地下水位升降變化和地下水動水壓力作用兩個方面的原因造成的。
3.1 地下水升降變化引起的巖土工程危害。地下水位變化可由天然因素或人為因素引起,但不管什么原因,當(dāng)?shù)叵滤坏淖兓_到一定程度時,都會對巖土工程造成危害,地下水位變化引起危害又可分為三種方式:
3.1.1 水位上升引起的巖土工程危害。潛水位上升的原因是多種多樣的,其主要受地質(zhì)因素如含水層結(jié)構(gòu)、總體巖性產(chǎn)狀;水文氣象因素如降雨量、氣溫等及人為因素如灌溉、施工等的影響,有時往往是幾種因素的綜合結(jié)果。由于潛水面上升對巖土工程可能造成:①土壤沼澤化、鹽漬化,巖土及地下水對建筑物腐蝕性增強。②斜坡、河岸等巖土體巖產(chǎn)生滑移、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。③一些具特殊性的巖土體結(jié)構(gòu)破壞、強度降低、軟化。④引起粉細砂及粉土飽和液化、出現(xiàn)流砂,管涌等現(xiàn)象。⑤地下洞室充水淹沒,基礎(chǔ)上浮,建筑物失穩(wěn)。 3.1.2 地下水位下降引起的巖土工程危害。地下水位的降低多是由于人為因素造成的,如集中大量抽取地下水.采礦活動中的礦床疏干以及上游筑壩,修建水庫截奪下游地下水的補給等。地下水的過大下降,常常誘發(fā)地裂、地面沉降、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害以及地下水源枯竭、水質(zhì)惡化等環(huán)境問題,對巖土體、建筑物的穩(wěn)定性和人類自身的居住環(huán)境造成很大威脅。
3.1.3 地下水頻繁升降對巖土工程造成的危害。地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產(chǎn)生不均勻的脹縮變形,當(dāng)?shù)叵滤殿l繁時.不僅使巖上的膨脹收縮變形往復(fù),而且會導(dǎo)致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大,進而形成地裂引起建筑物特別是輕型建筑物的破壞。地下水升降變動帶內(nèi)由于地下水的滲透,會將土層中的鐵、鋁成分淋失,土層失去膠結(jié)物將造成土質(zhì)變松、含水量孔隙比增大,壓縮模量、承載力降低,給巖土工程基礎(chǔ)選擇、處理帶來較大的麻煩。
3.2 地下水動壓力作用引起巖土工程危害。地下水在天然狀態(tài)下動水壓力作用比較微弱,一般不會造成什么危害,但在人為工程活動中由于改變地下水天然動力平衡條件,在移動的動水壓力作用下,往往會引起一些嚴重的巖土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成條件和防治措施在有關(guān)的工程地質(zhì)文獻已有較詳細的論述,這里不再重復(fù)。
4 結(jié)束語
綜上所述,水文地質(zhì)工作在建筑物持力層選擇、基礎(chǔ)設(shè)計、工程地質(zhì)災(zāi)害防治等方面都起著重要的作用,隨著工程勘察的發(fā)展,將受到越來越廣泛的重視,切實做好水文地質(zhì)工作將對勘察水平的提高起著極大的推動作用。
工程地質(zhì)勘察論文:談水利工程壩址選擇的工程地質(zhì)勘察
【論文關(guān)鍵詞】工程地質(zhì)勘察 水利工程 壩址選取
【論文摘要】通過結(jié)合工程實踐表明,工程地質(zhì)勘察人員不僅要了解地質(zhì)也要了解設(shè)計,同時應(yīng)當(dāng)對工程地質(zhì)的相關(guān)問題提出分析,并結(jié)合水利工程的實際情況而選取合適的壩址。
1.引言
水工建筑物不同于其他建筑物,有其自身的特點。因水工建筑物的建成,而使廣大范圍內(nèi)的水文和水文地質(zhì)條件發(fā)生變化。這種變化就可能引起水庫岸坡再造、水庫滲漏、水庫淤積和壩下游河床沖刷等作用。因此,必須重視勘察、設(shè)計、施工全過程,否則,后果極其嚴重。在壩址選擇時除了考慮主體建筑物攔水壩的地質(zhì)條件外,還應(yīng)研究包括溢洪、引水、電廠、航閘等建筑物的地質(zhì)條件,為規(guī)劃、設(shè)計和施工提供依據(jù)。
2.壩址選取的工程地質(zhì)勘察
在自然界中,地質(zhì)條件的壩址很少,尤其是大型的水利樞紐,對地質(zhì)條件的要求很高,更不能滿足建筑物的要求。所謂“方案”是比較而言的,壩址在地質(zhì)上也會存在缺陷。所以在壩址選擇時,應(yīng)當(dāng)考慮不同方案,并采取改善不良地質(zhì)條件的處理措施。因此,地質(zhì)條件較差,預(yù)計處理困難,投資高昂的方案,應(yīng)首先被否定。壩址選擇時,工程地質(zhì)論證的主要內(nèi)容包括區(qū)域穩(wěn)定性、地形地貌、巖土性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件和物理地質(zhì)作用以及建筑材料等,還要預(yù)計到可能產(chǎn)生的工程地質(zhì)問題和處理這些問題的難易程度,工作量大小等,下面分別論述。
2.1 區(qū)域穩(wěn)定性
區(qū)域穩(wěn)定性問題的研究在水利水電建設(shè)中具有特別重要的意義。圍繞壩址或要開發(fā)的河段,對區(qū)域地殼穩(wěn)定性和區(qū)域場地穩(wěn)定性進行深入研究是一項戰(zhàn)略任務(wù)。特別是地震的影響直接關(guān)系著壩址和壩型的選擇,一般情況下,地震烈度由地震部門提供,但對于重大的水利樞紐工程要進行地震危險性分析和地震安全性評價。因此,對于大型水電工程,在可行性研究階段,應(yīng)組織專門力量解決區(qū)域穩(wěn)定性評價。
2.2 地形地貌
地形地貌條件是確定壩型的主要依據(jù)之一,同時,它對工程布置和施工條件有制約作用。狹窄、完整的基巖“V”型谷適合修建拱壩,寬高比大于2的“U”型基巖河谷區(qū)宜修建混凝土重力壩或砌石壩。寬敞河谷地區(qū)巖石風(fēng)化較深或有較厚的松散沉積層,一般適于修建土壩。不同地貌單元,其巖性、結(jié)構(gòu)有其自身的特點,如河谷開闊地段,其階地發(fā)育,二元結(jié)構(gòu)和多元結(jié)構(gòu)往往存在滲漏和滲透變形問題。古河道往往控制著滲漏途徑和滲漏量等。因此,在壩址比選時要充分考慮地形、地貌條件。
2.3 巖土性質(zhì)
巖土性質(zhì)對建筑物的穩(wěn)定來說十分重要,對壩址的比選具有決定性意義。因此,在壩址比選時,首先要考慮巖土性質(zhì)。修建高壩,特別是混凝土壩,應(yīng)選擇堅硬、完整、新鮮均勻、透水性差而抗水性強的巖石作為壩址。我國已建和正在施工的70余座高壩中,有半數(shù)建于強度較高的巖漿巖地基上,其余的絕大多數(shù)建于片麻巖、石英巖和砂巖上,而建于可溶性碳酸鹽巖、強度低易變形的頁巖、千枚巖上的極少。通過結(jié)合工程實踐,根據(jù)不同成因類型巖土的建壩適宜性及其主要問題作簡要概述。
(1)侵入的塊狀結(jié)晶巖體,一般致密堅硬、均一、完整、強度大、抗水性強、滲透性弱,是修建高混凝土壩最理想的地基,其中尤以花崗巖類為。這類巖石需注意它們與圍巖以及不同侵入期的邊緣接觸面,平緩的原生節(jié)理,風(fēng)化殼和風(fēng)化夾層的分布,選壩時避開這些不利因素。
(2)噴出巖類強度較高、抗水性強,也是較理想的壩基。我國東南沿海、華北和東北有不少大壩坐落在這類巖石上。噴出巖的噴發(fā)間斷面往往是弱面,存在風(fēng)化夾層、夾泥層及松散的砂礫石層,還有凝灰?guī)r的泥化和軟化等,對壩基抗滑穩(wěn)定性的影響不可忽視。此外,玄武巖中的柱狀節(jié)理,透水性很強,在選壩時也須注意研究。例如:桑干河干流上的山西省冊田水庫大壩壩基為新生代的玄武巖,柱狀節(jié)理極發(fā)育,壩基及繞壩滲漏嚴重,影響著水庫效益。
(3)深變質(zhì)的片麻巖、變粒巖、混合巖、石英巖等,強度高、抗水性強、滲透性差,也是較理想的壩基。但是在這類巖體中選壩址,必須注意片理面的各向異性及軟弱夾層的存在,選壩時,應(yīng)避開軟弱礦物富集的片巖(如云母片巖、石墨片巖、綠泥石片巖、滑石片巖)。在淺變質(zhì)巖的板巖、千枚巖區(qū),應(yīng)特別注意巖石的軟化和泥化問題。
(4)沉積巖中,以厚層的砂巖和碳酸鹽巖為較好的壩基。這類巖石壩基較巖漿巖、變質(zhì)巖的條件復(fù)雜。這是因為在厚層硬巖層中常夾有軟弱巖層,這些夾層力學(xué)強度低,抗水能力差,易構(gòu)成滑移控制面。碎屑巖類如礫巖、砂巖等,強度與膠結(jié)物類型有關(guān),一些膠結(jié)物在水的作用下可能產(chǎn)生溶解、軟化、崩解、膨脹等。在構(gòu)造變動下往往發(fā)生層間錯動,經(jīng)過次生作用易于發(fā)生泥化。在壩址比選時必須十分注意這一問題。此外,碳酸鹽巖的巖溶洞穴和裂隙的發(fā)育,可能會產(chǎn)生嚴重的滲漏。
另外,在壩址比選中,河床松散覆蓋層具有重要意義。修建高混凝土壩,壩體必須座落在基巖之上,若河床覆蓋層過厚,就會增加壩基的開挖工程量,使施工條件復(fù)雜化。所以當(dāng)其他條件大致相同時,應(yīng)將壩址選擇在覆蓋層較薄的地段。有的河段因覆蓋層過厚,只得采用土石壩型。比選松散土體壩基的壩址時,須研究滲漏、滲透變形和振動液化等問題,而且應(yīng)避開如淤泥類土等軟弱、易變形土層。
2.4 地質(zhì)構(gòu)造
地質(zhì)構(gòu)造在壩址選擇中同樣占有重要地位,對變形較為敏感的剛性壩來說更為重要。在地震強烈活動或活動性斷裂發(fā)育的地區(qū),選壩時應(yīng)盡量避開或遠離活斷層,而位于區(qū)域穩(wěn)定條件相對較好的地塊上。在選壩前的可行性研究時,應(yīng)進行區(qū)域地質(zhì)研究,查明區(qū)域構(gòu)造格局,尤其要查明目前仍持續(xù)活動或可能活動斷裂的分布、類型、規(guī)模和錯動速率,并預(yù)測發(fā)生水庫誘發(fā)地震的可能及震級。國外有些水壩就因橫跨活斷層而壩體被錯開或致垮壩。地質(zhì)構(gòu)造也經(jīng)常控制壩基、壩肩巖體的穩(wěn)定。在層狀巖體分布地區(qū),傾向上游或下游的緩傾巖層中存在層間錯動帶時,在后期次生作用下往往演化為泥化夾層,若有其他構(gòu)造結(jié)構(gòu)面切割的話,對壩基抗滑穩(wěn)定極為不利,在選壩時應(yīng)特別注意。因為緩傾巖層的構(gòu)造變動一般較輕微,容易被忽視。陡傾甚至倒轉(zhuǎn)巖層,由于構(gòu)造形變強烈,巖石完整性受到強烈破壞,在選壩時更要特別注意查清壩基內(nèi)緩傾角的壓性斷裂。總之,要盡可能選擇巖體完整性較好的構(gòu)造部位作壩址,避開斷裂、裂隙強烈發(fā)育的地段。
2.5 水文地質(zhì)條件
在以滲漏問題為主的巖溶區(qū)和深厚河床覆蓋層上選壩時,水文地質(zhì)條件應(yīng)作為主要考慮的因素。從防滲角度出發(fā),巖溶區(qū)的壩址應(yīng)盡量選在有隔水層的橫谷、且陡傾巖層傾向上游的河段上。同時還要考慮水庫有否嚴重的滲漏問題,庫區(qū)好是強透水層底部有隔水巖層的縱谷,且兩岸的地下分水嶺較高。當(dāng)巖溶區(qū)無隔水層可以利用的情況下,壩址應(yīng)盡可能選在弱巖溶化地段。這就要求仔細分析研究巖層結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造和地貌條件。
2.6 物理地質(zhì)作用
影響地址選擇的物理地質(zhì)作用較多,諸如巖石風(fēng)化、巖溶、滑坡、崩塌、泥石流等,但從一些水庫失事實例來看,滑坡對選擇壩址的影響較大。在河谷狹窄的河段上建壩可節(jié)省工程量和投資,所以選擇壩址時總希望找最窄的峽谷段。但是,峽谷地段往往存在岸坡穩(wěn)定問題,一定要慎重研究。如法國羅曼什河上游一壩址,地形上系狹窄河段,河谷左岸由花崗巖和三疊紀(jì)砂巖及石灰?guī)r構(gòu)成。右岸是里亞斯 頁巖,表面上看來巖體較完整,后經(jīng)鉆探發(fā)現(xiàn)頁巖下面為古河床相的砂礫石層,表明了頁巖是古滑坡體物質(zhì),滑坡作用將河槽向左岸推移了70m。因而只得放棄該壩址而另選新址。
2.7 天然建筑材料
天然建筑材料也是壩址選擇的一個重要因素。壩體施工常常需要當(dāng)?shù)夭牧?壩址附近是否有質(zhì)量合乎要求,儲量滿足建壩需要的建材,如砂石、黏土等,是壩址選擇應(yīng)考慮的。天然建筑材料的種類、數(shù)量、質(zhì)量及開采條件及運輸條件對工程的質(zhì)量、投資影響很大,在選擇壩址時應(yīng)進行勘察。
3.結(jié)語
從實踐表明,選擇壩址是水利水電建設(shè)中一項具有戰(zhàn)略意義的工作,它直接關(guān)系到水工建筑物的安全、經(jīng)濟和正常使用。工程地質(zhì)條件在選壩中占有極其重要的地位,選擇一個地質(zhì)條件優(yōu)良的壩址,并據(jù)此合理配置水利樞紐的各個建筑物,以便充分利用有利的地質(zhì)因素、避開或改造不利的地質(zhì)因素。
工程地質(zhì)勘察論文:分析水利工程壩址選擇的工程地質(zhì)勘察
1 引言
水利項目和常見的項目不一樣,它有著自身的獨特性。由于它的存在,會使得很廣闊的區(qū)域之中的水文等出現(xiàn)改變。進而會導(dǎo)致滲漏以及淤泥等問題出現(xiàn)。所以,要積極的關(guān)注勘察和設(shè)計等活動,要不然的話其結(jié)局會非常的不利。在選擇壩址的時候,不但要分析其地質(zhì)狀態(tài),還要探索溢洪等的建筑體的狀態(tài),進而為后續(xù)的建設(shè)工作提供精準(zhǔn)的參考信息。
2 選壩的時候要開展的勘察工作
在天然的背景之中,地質(zhì)狀態(tài)的壩址總數(shù)是不多的,特別是大規(guī)模的水利工程,對于地質(zhì)對規(guī)定很是嚴苛,無法合乎當(dāng)前的規(guī)定。此處講到的最合理的規(guī)劃是比對來看的,就算是最的也會面對一些不利要素。所以,地質(zhì)狀態(tài)不是很好,估算費用較高的規(guī)劃是不應(yīng)該落實的。在選址的時候,工程地質(zhì)論證的主要內(nèi)容包括區(qū)域穩(wěn)定性、地形地貌、巖土性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件和物理地質(zhì)作用以及建筑材料等,同時還應(yīng)該分析或許會出現(xiàn)的一些地質(zhì)現(xiàn)象以及處理此類現(xiàn)象要耗費的人力物力等。接下來具體的探索。
2.1 關(guān)于地區(qū)的穩(wěn)定性
該項要素的探索在水利工程的建設(shè)活動中有著非常積極的作用。針對壩址以及那些要探索的區(qū)域,開展穩(wěn)定性的測試活動意義很是關(guān)鍵。尤其是地震的干擾關(guān)乎到其選擇,通常來講,烈度是由地震機構(gòu)提供的,但對于重大的水利樞紐工程要進行地震危險性分析和地震安全性評價。所以,對于大規(guī)模的水電項目,在開展該項探索工作的時候,要協(xié)調(diào)有關(guān)的人員積極地分析穩(wěn)定性相關(guān)的內(nèi)容。
2.2 地形地貌
它是明確壩形的關(guān)鍵參考內(nèi)容,而且其對于項目的布局以及建設(shè)條件等有一定的制約意義。狹窄、完整的基巖“V”型谷適合修建拱壩,寬高比大于2的“U”型基巖河谷區(qū)宜修建混凝土重力壩或砌石壩。寬敞河谷地區(qū)巖石風(fēng)化較深或有較厚的松散沉積層,一般適于修建土壩。對于不一樣的地貌區(qū)域,它的巖性和構(gòu)造等具有自身的很多獨特性,像是寬闊的區(qū)域,它的階地特征等存在一些滲漏性的現(xiàn)象。通常老河道掌控著滲漏的方式等。所以,在選取地址的時候要積極的分析該項要素。
2.3 巖土性質(zhì)
巖性對于建筑的穩(wěn)定性來講有著非常積極的意義,其對于選址來講,是要認真分析的一項要素。我們國家已經(jīng)完工的和正在建設(shè)的高壩,有超過一半的都是建設(shè)在有著較高的強度的巖基之上,一別的是設(shè)置在砂巖等上面,很少會存在于強度較小的巖石之中。經(jīng)由項目的具體分析,我們得知要結(jié)合壩體的具體狀態(tài)等對其關(guān)鍵的事項開展探索。
2.3.1 侵入的塊狀結(jié)晶巖體,一般致密堅硬、均一、完整、強度大、抗水性強、滲透性弱,是修建高混凝土壩最理想的地基,其中尤以花崗巖類為。這類巖石需注意它們與圍巖以及不同侵入期的邊緣接觸面,平緩的原生節(jié)理,風(fēng)化殼和風(fēng)化夾層的分布,選壩時避開這些不利因素。
2.3.2 噴出巖類強度較高、抗水性強,也是較理想的壩基。像是東部的一些靠海區(qū)域以及東北等區(qū)域的壩體都是設(shè)置在這種狀態(tài)之中。噴出巖的噴發(fā)間斷面往往是弱面,存在風(fēng)化夾層、夾泥層及松散的砂礫石層,還有凝灰?guī)r的泥化和軟化等,對壩基抗滑穩(wěn)定性的影響不可忽視。此外,玄武巖中的柱狀節(jié)理,透水性很強,在選壩時也須注意研究。
2.3.3 深變質(zhì)的片麻巖、變粒巖、混合巖、石英巖等,強度高、抗水性強、滲透性差,同樣是非常的壩基。不過在此類巖體之中進行選取活動的時候,要分析一些具體的要素,比如軟弱層等,在選取壩體的時候,不應(yīng)該存在于軟弱物質(zhì)非常多的區(qū)域之中。
2.3.4 沉積巖中,以厚層的砂巖和碳酸鹽巖為較好的壩基。這類巖石壩基較巖漿巖、變質(zhì)巖的條件復(fù)雜。這是因為在厚層硬巖層中常夾有軟弱巖層,這些夾層力學(xué)強度低,抗水能力差,易構(gòu)成滑移控制面。碎屑巖類如礫巖、砂巖等,強度與膠結(jié)物類型有關(guān),一些膠結(jié)物在水的作用下可能產(chǎn)生溶解、軟化、崩解、膨脹等。在構(gòu)造變動下往往發(fā)生層間錯動,經(jīng)由次生活動會出現(xiàn)泥化反應(yīng)。在選取壩址的時候要積極的分析此項內(nèi)容。
除此之外,在開展比對分析的時候,松散層具有非常積極的作用。在修筑土壩的時候,要確保其設(shè)置在基巖之中,假如河床的遮蓋層太厚的話,就導(dǎo)致開挖總數(shù)增加,此時建設(shè)條件就會變得非常繁瑣。因此當(dāng)別的狀態(tài)大體上一樣的時候,要把項目選取在覆蓋層的尺寸不是很寬的區(qū)域之中。一些區(qū)域由于該層的尺寸太厚,必須要用土石壩比選松散土體壩基的壩址時,須研究滲漏、滲透變形和振動液化等問題,而且應(yīng)避開如淤泥類土等軟弱、易變形土層。
2.4 地質(zhì)構(gòu)造
這個要素在選取的時候也具有非常顯著的意義,對于那些地形非常敏感的壩體來講,作用更是顯著。在地震多發(fā)的區(qū)域之中,在選取的時候要躲避活斷層,要設(shè)置在地質(zhì)穩(wěn)定的區(qū)域之中。在選壩前的可行性研究時,應(yīng)進行區(qū)域地質(zhì)研究,查明區(qū)域構(gòu)造格局,尤其要查明目前仍持續(xù)活動或可能活動斷裂的分布、類型、規(guī)模和錯動速率,并預(yù)測發(fā)生水庫誘發(fā)地震的可能及震級。國外有些水壩就因橫跨活斷層而壩體被錯開或致垮壩。地質(zhì)構(gòu)造也經(jīng)常控制壩基、壩肩巖體的穩(wěn)定。在層狀巖體分布地區(qū),傾向上游或下游的緩傾巖層中存在層間錯動帶時,在后期次生作用下往往演化為泥化夾層,若有其他構(gòu)造結(jié)構(gòu)面切割的話,對壩基抗滑穩(wěn)定極為不利,在選壩時應(yīng)特別注意。因為緩傾巖層的構(gòu)造變動一般較輕微,容易被忽視。陡傾甚至倒轉(zhuǎn)巖層,由于構(gòu)造形變強烈,巖石完整性受到強烈破壞,在選壩時更要特別注意查清壩基內(nèi)緩傾角的壓性斷裂。總之,要盡可能選擇巖體完整性較好的構(gòu)造部位作壩址,避開斷裂、裂隙強烈發(fā)育的地段。
2.5 水文地質(zhì)條件
在將滲漏事項當(dāng)成是關(guān)鍵要素的巖溶區(qū)域之中進行壩體的選取工作的時候,要積極地分析水文地質(zhì)要素。站在防滲的層次上分析,其壩址的尋求要設(shè)置在具有隔水層的區(qū)域之中。而且要積極的分析項目是不是存在滲漏性,庫區(qū)好是強透水層底部有隔水巖層的縱谷,且兩岸的地下分水嶺較高。當(dāng)巖溶區(qū)無隔水層可以利用的情況下,壩址應(yīng)盡可能選在弱巖溶化地段。這就要求仔細分析研究巖層結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造和地貌條件。
3 結(jié)束語
通過具體的情況我們得知,選壩是當(dāng)前建設(shè)工作中非常關(guān)鍵的一個事項,其關(guān)乎到建筑體的安全性以及穩(wěn)定性。地質(zhì)要素在選壩的時候有著非常積極的意義,選取的壩址,并據(jù)此合理配置水利樞紐的各個建筑物,進而切實的發(fā)揮出積極的地質(zhì)要素的優(yōu)勢,避免不利現(xiàn)象的出現(xiàn)。
工程地質(zhì)勘察論文:堤防工程地質(zhì)勘察中的若干問題
除險加固工程地質(zhì)勘察的一般性原則摘要:據(jù)統(tǒng)計資料,我國有數(shù)萬座病險水庫。對這些病險水庫實施除險加固,將是今后數(shù)年水利工程建設(shè)的又一個重點。水利工程除險加固的工程地質(zhì)勘察沒有現(xiàn)成的規(guī)范可循,其地質(zhì)勘探工作的布置依據(jù)是什么?工程地質(zhì)工作的原則究竟如何把握?生產(chǎn)及時線的同志們不斷地提出這樣的問題,一直也沒有性的解答。這里筆者希望借學(xué)術(shù)交流的舞臺與同仁們討論,或許有些啟發(fā)。
關(guān)鍵詞:除險加固 地質(zhì)勘察 原則
1 存在的問題
現(xiàn)行的水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)程規(guī)范基本上是針對新建工程而編制的,倒是堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程還對已建堤防工程的地質(zhì)勘察工作有所界定。這也許與沒有大張其鼓地實施除險加固工程有關(guān)。雖然某些典型病險工程從一開始運行就被珍斷為“有病”,甚至數(shù)十年來一直就沒有停止過除險加固,但卻一直沒有被治好過,為什么?道理似乎也太簡單了,一是沒有找到病因,二是沒有錢或不愿花錢去治病,三是……大家捉摸去吧,這里也不好意思全部寫出來了。
近幾年來,病險水庫工程的除險加固在建設(shè)程序上已經(jīng)比較正規(guī)化、程序化,規(guī)模較大的工程一般要通過總院審查,但一次性審查過關(guān)的工程并不多,可見此類工程看似難度不大,卻存在著一些理解上的差異。勘測設(shè)計單位的理解與審查單位的要求有一定出入,使得除險加固工程的前期工作出現(xiàn)了一些反復(fù),走了彎路。我們在工程審查過程中體會到一些帶有普遍性的問題,因此也有必要提出來與大家討論。
就勘測單位而言,根據(jù)自己對所承擔(dān)的除險加固工程的理解去做地質(zhì)工作,無可非議;根據(jù)設(shè)計師的要求去做地質(zhì)工作,似乎也說不出個所以然,地質(zhì)是設(shè)計的輔助配合性專業(yè),這一點我們還是有自知之明的;根據(jù)委托方的任務(wù)要求開展地質(zhì)勘探工作,就不好說了;具有說服力的是根據(jù)除險加固工程的安全鑒定報告的評價意見去做地質(zhì)工作,名正言順。對于審查人員來說,按什么標(biāo)準(zhǔn)和原則來把握?這恐怕就有些學(xué)問了。
歸納以上存在的問題不難看出,勘測工作和審查工作中都存在著一定的人為因素,把握尺度有一定的揉性。例如根據(jù)自己的理解去做地質(zhì)勘察工作,顯然不同的人對同一問題的理解會有一定的差異,從而導(dǎo)致工程勘測工作的差異;雖然按設(shè)計師的要求去做地質(zhì)工作也是符合一些勘測設(shè)計單位的管理程序的,但對于極賦創(chuàng)造性的地質(zhì)工作來說,是否未免太過于呆板死心眼了?審查人員的把握尺度,其人為因素就更多一些,因為沒有了規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),也就沒有了機械性的硬指標(biāo),幾乎取決于審查者自身的業(yè)務(wù)素質(zhì)和職業(yè)素質(zhì)。
2 問題討論
以上若干問題很難有一個的或性的定論,因此也就給思考者們留出了討論空間。通過討論,也許會有些啟發(fā)。筆者先在此暴露一些個人體會,僅供討論參考。
顧名思義,病險工程首先有病后才有險,然后才引出除險加固。是否有病有險,工程安全鑒定報告具有法律上的性(是否具有符合工程實際的性?本文回避)。因此筆者基本同意按照工程安全鑒定報告中的評價意見去考慮工程地質(zhì)勘察工作,這是開展工程地質(zhì)工作的基本依據(jù)和原則。這里存在的問題是某些安全鑒定報告中對某些問題的界定有些含糊,造成了理解誤差。
例如,安全鑒定意見指出壩基存在滲漏問題,但并沒有指出滲漏問題的性質(zhì),這就讓做具體工作的同志在技術(shù)把握上存在一定的疑惑性。這時,我們需要的是首先根據(jù)壩基地質(zhì)條件,分析清楚滲漏的性質(zhì),進而決定開展工作的原則。從大壩安全角度只需回答存在滲透穩(wěn)定問題或不存在滲透穩(wěn)定問題,前者需要進行工程處理,后者不需要進行工程處理;如果從控制滲漏量的角度考慮,為了達到減滲的目的,即是不存在深透穩(wěn)定問題,也可能仍然會考慮適當(dāng)?shù)姆罎B工程措施。這里的關(guān)鍵是對滲漏問題的定性,如果定性存在困難,針對性地布置勘探工作將是必要的。
當(dāng)工程安全鑒定報告中沒有提及到某些建筑物地基存在病險問題,工程地質(zhì)工作還需要考慮嗎?回答應(yīng)該是中性的,需視具體情況而定。例如壩基不存在病險問題,可以分兩種情況區(qū)別對待。一種情況是大壩沒有加高任務(wù),或即是需要加高大壩但壩基工程地質(zhì)條件能夠通過分析前人留下的地質(zhì)資料作出肯定性結(jié)論,這時不必進行壩基地質(zhì)勘探;第二種情況是需要加高大壩且前人留下的地質(zhì)資料不足以作出滿足大壩加高的工程地質(zhì)評價,則需要補充進行壩基地質(zhì)勘探。
對于早期地質(zhì)資料與現(xiàn)行評價標(biāo)準(zhǔn)有出入的,有可能需要考慮一些復(fù)核性地質(zhì)勘探,以便有利于對前人留下的地質(zhì)資料加深分析與理解。
需要討論的還有一個值得思考的問題:必須用勘探資料說話,或先有勘探后才有地質(zhì)分析,在某些情況下這可能是地質(zhì)工作的一個誤區(qū)。筆者比較強調(diào)先有地質(zhì)分析判斷,再行勘探驗證,或進一步通過勘探資料修正先期的分析認識。這相當(dāng)于我們在開展一個新工程的地質(zhì)工作時,要盡可能地收集和分析已有的工程區(qū)地質(zhì)資料,再根據(jù)分析結(jié)果結(jié)合工程需要布置勘探工作。反過來,在沒有任何分析認識的基礎(chǔ)上一開始就布置地質(zhì)勘探,就可能會走彎路。傳統(tǒng)的以勘探工作量來衡量勘測設(shè)計深度的原則,不是工程地質(zhì)工作的正確選擇,也不能體現(xiàn)出具有創(chuàng)新潛力的工程地質(zhì)工作的水平!
3 工程地質(zhì)工作的原則
通過以上討論,我們可以概括地歸納出除險加固工程地質(zhì)勘察工作的一般性原則。
3.1 工程地質(zhì)勘察工作的依據(jù)和范圍
除險加固工程地質(zhì)勘察工作的依據(jù)是工程安全鑒定報告中與地質(zhì)有關(guān)的評價意見,此報告中沒有提及到的建筑物地基的地質(zhì)問題,說明沒有問題或不是問題,不必自作多情地去布置地質(zhì)勘探工作,即不必面面俱到象勘測一個新建工程一樣將所有樞紐區(qū)工程地質(zhì)條件勘察論證一遍。
3.2 工程地質(zhì)勘察工作的基本原則
以查明與地質(zhì)條件有關(guān)的險工、險段和險情部位的出險原因,這是除險加固工程勘察工作的基本原則,其余沒有出險的部位不必進行勘察,除非委托方另有要求。此原則就相當(dāng)于醫(yī)生面對一個腿關(guān)節(jié)疼痛的病人,用不著給人家做胸部CT和謂鏡檢查,除非病人要求作體檢,否則就有 “敲詐”之嫌!對于病險工程的體檢,那是安全鑒定的任務(wù),不是加固工程地質(zhì)勘察的職責(zé)!這個原則一定要分清楚,否則費力不討好。
某些工程還有大壩加高任務(wù),是在原大壩上增加了新的荷載,壩基受力條件有所變化,這時必須進行壩基工程地質(zhì)評價,作出壩基地質(zhì)體是否能夠滿足大壩加高要求的地質(zhì)結(jié)論,這一點在實際工作中往往容易被忽略,因為工程安全鑒定報告并不一定對此提出要求。
某些特殊工程的大壩加高,還需對壩基地質(zhì)體進行科學(xué)研究,以便得出具有足夠說服力的結(jié)論。例如,南水北調(diào)中線水源工程~丹江口大壩加高工程,雖然在該大壩興建時壩基就已經(jīng)按照今后最終壩高要求進行了工程處理,但仍然不能簡單地認為加高是可行的。因為原大壩已經(jīng)建成運行了三十多年,壩基地質(zhì)體受力變形已經(jīng)達到了協(xié)調(diào)平衡,加高大壩后,壩基必需接受新增加的大壩荷載、水荷載和其它荷載,壩基地質(zhì)體必然要打破原來的平衡并進行新的應(yīng)力應(yīng)變調(diào)整,以達到新的受力平衡。顯然,研究新的平衡條件下地質(zhì)體的工作狀態(tài)及其對上部結(jié)構(gòu)的影響,滲流場的改變等,也許是有必要的。
3.3 加強工程地質(zhì)分析工作
工程地質(zhì)勘察成果的優(yōu)劣,主要體現(xiàn)在工程地質(zhì)的分析水平。某些地質(zhì)報告,只有地質(zhì)條件的一般性描述,勘探資料的匯積堆砌,工程地質(zhì)的膚淺評價,而沒有地質(zhì)師的認真分析、邏輯推理和基本判斷,缺乏針對工程建筑物特性的工程地質(zhì)評價,少有地質(zhì)預(yù)測,甚至遺漏基本結(jié)論。
工程地質(zhì)學(xué)發(fā)展到今天仍然不能在工程實踐中體現(xiàn)出她的精髓與魅力,這是我們不得不承認的專業(yè)遺憾。話又說回來,這種現(xiàn)象顯然不能單純地去責(zé)怪在艱難環(huán)境下辛勤工作的地質(zhì)師,深層次的原因也許并不在于地質(zhì)師的責(zé)任心、素質(zhì)、經(jīng)驗、能力和水平,或許屬于深奧的哲學(xué)問題。筆者在此只好用一句不疼不癢的空話來勉勵這個似乎陷于困境的尷尬專業(yè):加強工程地質(zhì)分析工作。
4 關(guān)于壩體檢測
除險加固工程的勘測設(shè)計工作,往往包括對當(dāng)?shù)夭牧蠅螇误w某些部位的檢測任務(wù)(有人將此項工作當(dāng)成工程地質(zhì)勘察,這是概念性的低級錯誤)。由于壩體是人類修建的水工建筑物,并不是天然地質(zhì)體,不能沿用地質(zhì)基本理論去作違反客觀實際的“地質(zhì)勘察”,但是卻可以充分借用地質(zhì)師的常規(guī)性或特殊性手段和方法,通過鉆孔探測和取樣試驗,結(jié)合物探手段,研究大壩設(shè)計和施工資料,對壩體質(zhì)量作出基本評價,這是地質(zhì)師的本事,其他專業(yè)的技術(shù)人員是無能為力的。
此項工作我們需要注意的是,充分估計到壩體質(zhì)量缺陷的隨機性、生物洞穴的再生性和檢測手段的局限性,千萬不要進行地質(zhì)意義上的推理與判斷,對于大壩的加高、陪厚、防滲和排水等工程處理措施的建議要留有余地。
5 遺留問題
本文所論的一般性原則,遺留了一些非一般性問題。例如,工程安全鑒定報告中沒有提及到的與地質(zhì)有關(guān)的又是地質(zhì)師可能質(zhì)疑的問題,或者已經(jīng)存在但有可能被安全鑒定本身所遺漏的地質(zhì)問題,或者不屬于安全鑒定范圍內(nèi)的地質(zhì)問題(如庫區(qū)地質(zhì)環(huán)境的改變、工程區(qū)潛在的地質(zhì)災(zāi)害、加固工程完建后水庫運行水位的抬高可能引起的一系列問題等),等等。
遺留問題是客觀存在的。按本文的觀點:除險加固工程地質(zhì)勘察的依據(jù)是工程安全鑒定報告,而遺留問題在此報告中可能都不會出現(xiàn),因此,工程地質(zhì)勘察工作就沒有合法的工作依據(jù)。
遺留問題要不要開展工作?回答仍然是中性的。因為有可能是領(lǐng)導(dǎo)說了算,也有可能是老板說了算,當(dāng)然也有可能在遵重科學(xué)的原則下專業(yè)技術(shù)人員有一定的發(fā)言權(quán)。筆者建議,當(dāng)遺留問題的確存在時,地質(zhì)師可以從工程地質(zhì)專業(yè)的角度將問題提出來,表明自己的觀點,為領(lǐng)導(dǎo)和老板決策提供依據(jù)。
工程地質(zhì)勘察論文:堤防工程地質(zhì)勘察中的若干問題
簡談工程地質(zhì)勘察存在的理由以及策略一、地質(zhì)勘察概述
(一)工程地質(zhì)勘察目的
工程地質(zhì)勘察目的是為了在工程施工建設(shè)的設(shè)計及施工環(huán)節(jié),實現(xiàn)安全無事故的目標(biāo),在達到預(yù)期建設(shè)目的的同時,較大限度的使建筑物與現(xiàn)場的地質(zhì)條件相適應(yīng)。工程地質(zhì)勘察涉及到很多的方面,具體工作是由專業(yè)的單位進行的,對工程地質(zhì)的評價也需要遵循一定的原則。
(二)工程地質(zhì)勘察內(nèi)容
1.地質(zhì)結(jié)構(gòu)
在較為穩(wěn)定的地質(zhì)結(jié)構(gòu)之上修建建筑物,可以確保建筑物的穩(wěn)定性,克服地質(zhì)條件所需要付出的代價較小,但是,如果選址的土層情況不好,那么往往需要花費很大的人力、物力、財力來克服土層的缺陷,才能保障建筑物的安全。
2.不良地質(zhì)作用及特殊性巖土
對于建筑物來說,地震、泥石流等不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害對建筑物的安全有較大風(fēng)險。首先要分析其主要分布區(qū)域,選址盡量避開這些區(qū)域。比如,地震區(qū)的工程項目,首要考慮的理由就是地震對建筑物可能造成的影響;有一些區(qū)域還有可能分布軟土、膨脹土等特殊性巖土,這就需要在工程勘察的時候認真細致,查明場區(qū)工程地質(zhì)情況。
二、建筑工程地質(zhì)勘察的重點
對于一個城市的建設(shè),離不開居住區(qū)、衛(wèi)生設(shè)施、公共設(shè)施等各方面建筑的建設(shè),而這些建筑的順利建設(shè),需要與城市道路建設(shè)進行有效的結(jié)合。城市的發(fā)展過程中,還會有一些工廠等建筑的建設(shè),來推動城市的發(fā)展,所以,對上述建筑進行工程地質(zhì)勘察時,勘察的重點主要有三個方面:及時勘探點的布置及巖土測試項目應(yīng)充分理解設(shè)計意圖,同時滿足規(guī)范要求,這是勘察項目能否高質(zhì)量完成的前提。第二,對所要進行的建筑主體對象進行勘察,即地形地貌特征、土的物理與力學(xué)性質(zhì)、地層縱橫向分布情況、地下水的化學(xué)成分、地下水的埋藏深度以及地下水的動態(tài)特征等。第三,根據(jù)地層特征、地質(zhì)參數(shù)及擬建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)特點,進行有針對性的工程地質(zhì)分析和評價,并提出合理的工程措施倡議。
三、工程地質(zhì)勘察存在的理由
(一)工程地質(zhì)勘察的質(zhì)量理由
根據(jù)工程地質(zhì)勘察工作出現(xiàn)的理由有很多的共性,主要是工程概念模糊,勘察的目的不夠明確,使用的勘察策略不恰當(dāng);對于現(xiàn)場的實際情況,使用的分析策略存在諸多的不足,公式使用錯誤;在提交的地質(zhì)報告中,很多敘述不夠清晰,得到的結(jié)論所采用的依據(jù)不夠合理,甚至是存在一些錯誤;有極少數(shù)的地質(zhì)報告敷衍了事,實際的勘察工作并沒有完成,匆忙下結(jié)論,這是對自身工作不嚴肅的表現(xiàn)。出現(xiàn)了這些理由,階段性工程審查自然得不到認可,工程建設(shè)的工期可能會受到延誤;假使審查合格,那么工程建設(shè)過程中以及未來建筑物的使用過程中也是后患無窮。
(二)現(xiàn)場鉆探中常見理由
目前,我國工程地質(zhì)勘察業(yè)也進行了一系列的改革,具體體現(xiàn)在技術(shù)與勞務(wù)漸漸的分離,而勘察單位配備的勘探設(shè)備也逐漸減少,并且原本的鉆機在經(jīng)濟責(zé)任制名義下都轉(zhuǎn)變成個體鉆機。在簽訂完勘察合同后就聯(lián)系社會上的個體鉆機,即便有的單位本身就擁有一些鉆機,但是因為工期太短,就必須聯(lián)系個體鉆機參與搶工期。這使得社會上的個體鉆機增加,通常只是到工地后臨時簽個安全責(zé)任狀和技術(shù)交底,卻沒有系統(tǒng)的進行管理。個體鉆機的鉆探勞務(wù)費比較低,但是鉆機工人工資卻逐年提高,且鉆探設(shè)備、耗材等的費用也在不斷增長,使得鉆探成本加大。個體鉆機業(yè)者按規(guī)范要求進行鉆探就無法掙錢,因此就會出現(xiàn)違規(guī)工作。現(xiàn)場常見的違規(guī)行為有不取巖芯或少取芯、開水掃孔鉆進、超管鉆進、不做標(biāo)貫或不按規(guī)范要求進行標(biāo)貫;取土樣不規(guī)范或采用人工包芯樣;甚至編造鉆孔資料等。
(三)勘察報告編寫中常見理由
對于進行勘察工作時,因為缺乏經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員,勘察單位經(jīng)常啟用剛畢業(yè)不久的工程經(jīng)驗不足的年輕人管理現(xiàn)場或編寫報告,進而其不能把握巖土體的物理力學(xué)特性,同時還存不能合理的對擬建物的特征,并結(jié)合巖土特征提出的地基基礎(chǔ)方案,尤其是邊坡治理方案、基坑支護方案、地基處理方案等。
工程地質(zhì)勘察論文:堤防工程地質(zhì)勘察中的若干問題
公路工程地質(zhì)勘察一、公路工程地質(zhì)勘察內(nèi)容
1.路線工程地質(zhì)勘察。主要查明與路線方案及路線布設(shè)有關(guān)的地質(zhì)問題。選擇地質(zhì)條件相對良好的路線方案,在地形、地質(zhì)條件復(fù)雜的地段,重點調(diào)查對路線方案與路線布設(shè)起控制作用的地質(zhì)問題,確定路線的合理布設(shè)。
2.路基、路面工程地質(zhì)勘察。在初勘、定測階段,根據(jù)選定的路線位置,對中線兩側(cè)一定范圍的地帶,進行詳細的工程地質(zhì)勘察,為路基路面的設(shè)計與施工提供工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料。
3.橋涵工程地質(zhì)勘察。按初勘、詳勘階段的不同深度要求,進行相應(yīng)的工程地質(zhì)勘察,為橋涵的基礎(chǔ)設(shè)計提供地質(zhì)資料。一是對各比較方案進行調(diào)查,配合路線、橋梁專業(yè)人員,選擇地質(zhì)條件比較好的橋位;二是對選定的橋位進行詳細的工程地質(zhì)勘察,為橋梁及其附屬工程的設(shè)計和施工提供所需要的地質(zhì)資料。
4.隧道工程地質(zhì)勘察。隧道多是路線布設(shè)的控制點且影響路線方案的選擇。通常包括兩項內(nèi)容:一是隧道方案與位置的選擇,包括隧道與展線或明挖的比較;二是隧道洞口與洞身的勘察。
5.天然筑路材料工程地質(zhì)勘察。筑路材料勘察的任務(wù)是充分發(fā)掘、改造和就近利用沿線的一切材料對分布在沿線的天然筑路材料和工業(yè)廢料,按初勘和詳勘階段的不同深度進行勘察,為公路設(shè)計提供筑路材料的資料。
二、報告的編制程序
1.外業(yè)實物工作量的匯集、檢查和統(tǒng)計。此項工作應(yīng)于外業(yè)結(jié)束后即進行。首先應(yīng)檢查各項資料是否齊全,特別是試驗資料是否出全,同時可編制測量成果表、勘察工作量統(tǒng)計表和勘探點(鉆孔)工程地質(zhì)平面圖。
2.對照原位測試和土工試驗資料,校正現(xiàn)場地質(zhì)編錄。這是一項很重要的工作,但往往被忽視,從而出現(xiàn)野外定名與試驗資料相矛盾,鑒定砂土的狀態(tài)與原位測試和試驗資料相矛盾。
3.對整個報告進行框架結(jié)構(gòu)規(guī)劃。由于公路工程地質(zhì)有其特殊性,屬于多專業(yè)合作工程。因此,對整個報告提前進行整體框架結(jié)構(gòu)規(guī)劃是十分必要的。
4.編繪鉆孔工程地質(zhì)綜合柱狀圖。柱狀圖中標(biāo)明各層的地質(zhì)年代、成因類型、承載力基本容許值、摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值和地下水位及地質(zhì)描述。
5.劃分巖土工程地質(zhì)層,編制分層統(tǒng)計表,進行數(shù)理統(tǒng)計。地基巖土的分層恰當(dāng)與否,直接關(guān)系到評價的正確性和性。因此,此項工作必須按地質(zhì)年代、成因類型、巖性、狀態(tài)、風(fēng)化程度、物理力學(xué)特征來綜合考慮,正確地劃分每一個單元的巖土層。另外應(yīng)注意,工程地質(zhì)層的劃分,不是越細越好,當(dāng)然也不是越粗越好,除了遵循一般的劃分原則之外,還應(yīng)結(jié)合工程對象進行劃分。在正確劃分出工程地質(zhì)層后,編制分層統(tǒng)計表。,進行分層試驗資料的數(shù)理統(tǒng)計,查算分層承載力。
6.編繪工程地質(zhì)縱斷面圖和其他專門圖件。公路工程地質(zhì)縱斷面圖是公路工程地質(zhì)勘察報告的重要組成部分,對公路工程的設(shè)計和施工有著重要意義。
7.編寫工點工程地質(zhì)勘察報告。按以上順序進行工作可減少重復(fù),提高效率;避免差錯,保障質(zhì)量。
8.編寫全線工程地質(zhì)總說明書。總說明書是報告的核心框架,它地分析了整條路線的工程特征,是設(shè)計人員掌握全線地質(zhì)情況的指南。
三、全線工程地質(zhì)總說明書論述的主要內(nèi)容
一個完整的全線工程地質(zhì)總說明書應(yīng)由下面幾部分組成:
1.前言:要敘述工程概況、勘察的目的和任務(wù),勘察依據(jù)、勘察的方法和完成的工作量。本部分重點要注意的是:公路的等級,勘察所屬階段,編制報告所使用的規(guī)范、規(guī)程一定要保障是現(xiàn)行版本,已經(jīng)廢棄的規(guī)范不能作為勘察依據(jù)。
2.工程地質(zhì)條件:自然地理、氣象和水文條件、地形地貌、區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、區(qū)域地層巖性、工程地質(zhì)分區(qū)。地震活動性和抗震設(shè)計主要參數(shù)、沿線不良地質(zhì)和特殊性巖土問題、水文地質(zhì)特征。
3.巖土的主要物理力學(xué)指標(biāo):本部分主要是把整條路線的巖土參數(shù),按照巖土形成時間、成因及性質(zhì)進行數(shù)據(jù)分類統(tǒng)計分析,然后依據(jù)分析結(jié)果對各類巖土進行概括性評價。
4.工程地質(zhì)評價:包括勘區(qū)穩(wěn)定性和適宜性的評價、重點工點工程地質(zhì)評價和路線方案評價。對于路線方案的比較,主要根據(jù)各路線方案所經(jīng)地區(qū)的地質(zhì)情況的差異進行比較分析,最終推薦出地質(zhì)情況相對較好的路線方案。
5.沿線天然筑路材料:取土場要依據(jù)有關(guān)規(guī)范的要求,根據(jù)土料強度CBR、含水率W、液限WP、塑性指數(shù)Ip等參數(shù)對料場質(zhì)量進行評述。
6.結(jié)論及建議:結(jié)論是勘察報告的精華,一般包括以下幾點:(1)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造單元、地震參數(shù)和建筑適宜性的評價;(2)勘區(qū)不良地質(zhì)、特殊性巖土的分布及地質(zhì)災(zāi)害對工程影響的大小;(3)重要構(gòu)筑物的地基情況、基礎(chǔ)形式及其他處理措施;(4)勘區(qū)內(nèi)的地下水及地表水的腐蝕性評價;(5)路線方案的評選;(6)其他需要專門說明的問題。
7.附表及附圖:全線工程地質(zhì)總說明書的附表和附圖主要包括:完成工程量一覽表、地震液化判別計算表、水質(zhì)評價表、水質(zhì)分析報告、路基分段說明表、不良地質(zhì)地段表、區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造圖、路線工程地質(zhì)平面圖、路線工程地質(zhì)縱斷面圖、取土場工程地質(zhì)柱狀圖、路基工程地質(zhì)柱狀圖等。
四、工點工程地質(zhì)勘察報告的內(nèi)容
應(yīng)根據(jù)任務(wù)要求、勘察階段、地質(zhì)條件、工程特點等具體情況確定,主要包括以下內(nèi)容:
1.?dāng)M建工程概述,介紹擬建構(gòu)筑物的地理位置、中心里程和規(guī)模。
2.勘察方法和勘察任務(wù)布置,介紹本工點所使用的勘察手段及布設(shè)工作量的多少。
3.地質(zhì)地貌概況,應(yīng)從以下三個方面加以論述:(1)地質(zhì)結(jié)構(gòu)。主要闡述的內(nèi)容是:地層(巖石)、巖性、厚度;構(gòu)造形跡,路線所經(jīng)地區(qū)的構(gòu)造狀況,構(gòu)造與線路關(guān)系及影響程度;巖層中節(jié)理、裂隙發(fā)育情況和風(fēng)化、破碎程度;(2)地貌。包括勘察場地的地貌部位、主要形態(tài)、次一級地貌單元劃分;(3)不良地質(zhì)現(xiàn)象。包括勘察場地及其周圍有無滑坡、崩塌、塌陷、潛蝕、沖溝、地裂縫等不良地質(zhì)現(xiàn)象。
4.地基巖土分層及其物理力學(xué)性質(zhì),這一部分是工點工程地質(zhì)勘察報告著重論述的問題,為工程地質(zhì)評價、基礎(chǔ)類型和地基處理方案建議提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。下面介紹分層的原則和分層敘述的內(nèi)容:
(1)分層原則。土層按地質(zhì)時代、成因類型、巖性、狀態(tài)和物理力學(xué)性質(zhì)劃分;巖層按巖性、風(fēng)化程度、物理力學(xué)性質(zhì)劃分。厚度小、分布局限的可作夾層處理,厚度小而反復(fù)出現(xiàn)可作互層處理。
(2)分層編號方法。常見三種編號法:及時,從上至下連續(xù)編號,即①、②、③……層;第二,土層、巖層分別連續(xù)編號,如土層Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3……巖層Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3……第三,按土、石大類和土層成因類型分別編號。如某工地填土1;沖積黏土2-1、沖積粉質(zhì)黏土2-2,沖積細砂2-3;殘積可塑狀粉質(zhì)黏土3-1、殘積硬塑狀粉質(zhì)黏土3-2;強風(fēng)化花崗巖4-1,中風(fēng)化花崗巖4-2,微風(fēng)花崗巖4-3。目前,大多數(shù)分層是采用及時種方法,并已逐步地加以完善。總之,地基巖土分層編號、編排方法應(yīng)根據(jù)勘察的實際情況,以簡單明了,敘述方便為原則。
(3)分層敘述內(nèi)容。對每一層巖土,要敘述如下的內(nèi)容:
分布:通常有“普遍”、“較普遍”、“廣泛”、“較廣泛”、“局限”、“僅見于”等用語。
埋藏條件:包括層頂埋藏深度、標(biāo)高、厚度。
巖性和狀態(tài):土層,要敘述顏色、成分、飽和度、稠度、密實度、分選性等;巖層,要敘述顏色、礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、節(jié)理裂隙發(fā)育情況、風(fēng)化程度、巖心完整程度;裂隙的發(fā)育情況,要描述裂隙的產(chǎn)狀、密度、張閉性質(zhì)、充填情況;關(guān)于巖心的完整程度,除區(qū)分完整、較完整、較破碎、破碎和極破碎外,還應(yīng)描述巖心的形狀,即區(qū)分出長柱狀、短柱狀、餅狀、碎塊狀等。
取樣和試驗數(shù)據(jù):應(yīng)敘述取樣個數(shù)、主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。對敘述的每一物理力學(xué)指標(biāo),應(yīng)有較大值、最小值、平均值和經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計后的修正值。
原位測試情況:包括試驗類別、次數(shù)和主要數(shù)據(jù)。也應(yīng)敘述其較大值、最小值、平均值和經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計后的修正值。
承載力:據(jù)土工試驗資料和原位測試資料分別查算承載力基本容許值和摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值。
5.地下水簡述:地下水是決定場地工程地質(zhì)條件的重要因素。報告中一般涉及有關(guān)地下水的參數(shù)有:(1)地下水埋藏條件:是孔隙水,或是裂隙水,或是巖溶水;是承壓水,或是潛水,或是滯水,或是層間水,含水巖組的巖性,滲透性大小空間分布特征。(2)地下水的動態(tài):水位水量隨年度、季節(jié)等時段的變化規(guī)律和幅度大小,水質(zhì)變化情況,徑流方向的變化。(3)補徑排條件:補給區(qū)在哪,補給量多大,補給范圍多大;徑流區(qū)在哪,徑流量多大,徑流方向如何;排泄區(qū)在哪,排匯量多少。(4)水質(zhì)特征:一般性指標(biāo),腐蝕性指標(biāo),特殊指標(biāo)(如礦泉水)。
6.場地穩(wěn)定性和適宜性的評價:場地穩(wěn)定性評價主要是選址和初勘階段的任務(wù)。應(yīng)從以下幾個方面加以論述:(1)場地所處的地質(zhì)構(gòu)造部位,有無活動斷層通過,附近有無發(fā)震斷層;(2)地震基本烈度,地震動峰值加速度;(3)場地所在地貌部位,地形平緩程度,是否臨江河湖海,或臨近陡崖深谷;(4)場地及其附近有無不良地質(zhì)現(xiàn)象,其發(fā)展趨勢如何;(5)地層產(chǎn)狀,節(jié)理裂隙產(chǎn)狀,地基土中有無軟弱層或可液化砂土;(6)地下水對基礎(chǔ)有無不良影響。報告對場地穩(wěn)定性作出評價的同時,應(yīng)對不良地質(zhì)作用的防治,增強建筑物穩(wěn)定性方面的措施提供建議。
7.其他專門要求,論述的問題對于設(shè)計部門提出的一些專門問題,報告應(yīng)予以論述。
8.結(jié)論與建議。一般來說,上列概述、地基巖土分層及其物理力學(xué)性質(zhì)、地下水簡述和結(jié)論與建議等四項,是每個勘察報告必須敘述的內(nèi)容。總之,要根據(jù)勘察項目的實際情況,盡量做到報告內(nèi)容齊全、重點突出、條理通順、文字簡練、論據(jù)充實、結(jié)論明確、簡明扼要、合理適用。
9.對于公路工程中的收費站及服務(wù)區(qū)的勘察及報告編寫,屬于工業(yè)與民用建筑范疇,要依據(jù)現(xiàn)行版的《巖土工程勘察規(guī)范》、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》、《建筑地震設(shè)計規(guī)范》和其他相關(guān)規(guī)范。
五、工程地質(zhì)圖表編制要點
1.綜合工程地質(zhì)平面圖,在總說明中的附圖,要求提綱契領(lǐng),應(yīng)綱要性標(biāo)出各種工程地質(zhì)現(xiàn)象,或可作專門圖件,不能圖省事以“路線工程地質(zhì)平面圖”來替代“綜合工程地質(zhì)平面圖”。
2.勘探點平面布置圖,勘探點平面布置圖是在地形圖上標(biāo)明工程構(gòu)筑物、各勘探點、各現(xiàn)場原位測試點以及勘探剖面線的位置,并注明各勘探點、原位測試點的坐標(biāo)及高程。該圖應(yīng)在較大比例尺的工程地質(zhì)圖上進行編制,地形地貌復(fù)雜時應(yīng)專門作測繪工作。
3.鉆孔柱狀圖,反映場地的地層變化情況,在圖上應(yīng)標(biāo)明地層代號、巖土分層序號、層底深度、層底標(biāo)高、層厚、地質(zhì)柱狀圖、鉆孔結(jié)構(gòu)、巖心采取率、巖土取樣深度和樣號、原位測試深度和相關(guān)數(shù)據(jù)。在柱狀圖的上方,應(yīng)標(biāo)明鉆孔編號、里程、坐標(biāo)、孔口標(biāo)高、地下水靜止水位埋深、施工日期等。柱狀圖比例尺一般采用整比例,如1∶100或1∶150。
4.工程地質(zhì)剖面圖,此圖是作為地基基礎(chǔ)設(shè)計的主要圖件。其質(zhì)量好壞的關(guān)鍵在于:剖面線的布設(shè)是否恰當(dāng);地基巖土分層是否正確;分層界線,尤其是透鏡體層、巖性漸變線的勾連是否合理;剖面線縱橫比例尺的選擇是否恰當(dāng)。理論上剖面比例尺的選擇,應(yīng)盡量使縱、橫比例尺一致或相差不大,以便真實反映地層產(chǎn)狀,但由于公路工程中的構(gòu)筑物一般呈條帶狀,如大中橋等,致使縱、橫比例尺一般相差較大,一般橫比例尺采用(1∶2000),受報告篇幅影響,縱比例尺一般采用(1∶200)~(1∶500),具體比例要按鉆孔的深度而定。在剖面圖上,必須標(biāo)上剖面線號,如6-6′或F-F′。剖面中各孔柱,應(yīng)標(biāo)明分層深度、鉆孔孔深和巖性花紋,以及巖土取樣位置及原位測試位置和相關(guān)數(shù)據(jù)。在剖面圖旁側(cè),應(yīng)用垂直線比例尺標(biāo)注標(biāo)高,孔口高程須與標(biāo)注的標(biāo)高一致。剖面上鄰孔間的距離用數(shù)字寫明,并附上巖性圖例。
5.土工試驗成果表,主要有抗剪強度曲線、壓縮曲線等,一般由土工試驗室提供。
6.現(xiàn)場原位測試圖件,包括載荷試驗、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、重型動力觸探試驗、十字板剪切試驗等的成果圖件。
7.樁基力學(xué)參數(shù)表,如果建議采用樁基礎(chǔ),應(yīng)按選用的樁型列出分層樁周摩擦力,并考慮樁的入土深度確定樁端土承載力。除上述附表之外。有的分層復(fù)雜時,應(yīng)編制地基巖土劃分及其埋藏條件表。
8.其他專門圖件,對于特殊地質(zhì)條件及專門性工程,根據(jù)各自的特殊需要,繪制相應(yīng)的專門圖件等。
六、結(jié)語
本文簡單介紹了公路工程地質(zhì)勘察報告的編制方法,由于公路工程的勘察階段較多,線路工程所跨越的地質(zhì)單元繁雜,一般每個工程對報告的編制都會有特殊的要求,因此本文很難將各種情況一一盡述,更詳盡的內(nèi)容,有待于進一步論述。
工程地質(zhì)勘察論文:淺析山區(qū)公路工程地質(zhì)勘察問題
摘要:山地面積在國內(nèi)陸地面積中占到了70%之多。山地的地質(zhì)條件非常復(fù)雜,不管是地形地貌還是水文都存在很明顯的區(qū)域化特征。所以在山區(qū)公路工程施工之前一定要做好地質(zhì)勘察,及時發(fā)現(xiàn)施工區(qū)域內(nèi)潛在地質(zhì)隱患,以避免影響到山區(qū)公路工程的施工質(zhì)量。山區(qū)公路地質(zhì)勘察一定要選擇那些有針對性的勘察方法,這樣才能夠為山區(qū)公路工程的設(shè)計與施工打下一個堅實的基礎(chǔ),從根本上保障公路工程的施工質(zhì)量。下文中筆者對山區(qū)公路工程地質(zhì)勘察中存在的問題進行了總結(jié),并且針對這類問題的解決提出了自己的見解。
關(guān)鍵詞:山區(qū)公路;地質(zhì)勘察;問題;解決措施
近年來國內(nèi)經(jīng)濟高速發(fā)展,山區(qū)經(jīng)濟也有了顯著的起色。為了能夠更好的推動偏遠地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展,縮小區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的差距,就必須擴大山區(qū)公路工程的建設(shè)力度。對工程建設(shè)單位來說,要從工程勘察部分工作著手,提高施工質(zhì)量,要認識到山區(qū)公路工程地質(zhì)勘察中存在的問題,并且制定出有針對性的解決方案。
一、勘察方法的選擇
實際操作中,應(yīng)該綜合施工區(qū)域內(nèi)的地形、地質(zhì)條件以及勘察對象來確定勘察方法。現(xiàn)在常用的山區(qū)公路工程地質(zhì)勘察方法可以分為兩種:首先是宏觀控制法。這種方法一般通過RS技術(shù),在宏觀角度上觀察施工區(qū)域地質(zhì)環(huán)境的全貌,這能夠幫助勘察人員了解施工區(qū)域的地質(zhì)狀況,也能夠發(fā)現(xiàn)大型地質(zhì)災(zāi)害。再配合以本區(qū)域內(nèi)不同時期的地質(zhì)資料,就能夠?qū)Φ刭|(zhì)災(zāi)害的成因以及發(fā)展趨勢做到有效的掌控。之后要做的就是對地質(zhì)單元進行劃分,這是山區(qū)公路工程地質(zhì)勘察中非常重要的一部分工作。嘗試從地質(zhì)的角度去論證地表形態(tài),去探究不同地貌的歷史成因,這對于山區(qū)公路工程的施工有著非常重要的參考價值。其次微觀分析。這種方式主要就是采用鉆探、挖深以及取樣等物理勘探手段來判定施工區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)條件。鉆探、挖深、取樣以及原位測試等工序能夠?qū)Φ刭|(zhì)條件對公路工程施工的影響進行的定量分析。
二、山區(qū)公路工程地質(zhì)勘察中存在的問題以及應(yīng)對措施
(一)山區(qū)公路選線的問題
線路的選擇是山區(qū)公路建設(shè)中非常重要的一部分工作。實際選線時,要綜合考慮各個方面的因素,要保障選線與公路的要求相符合。山區(qū)公路工程地質(zhì)勘察中的選線問題主要體現(xiàn)在選擇線路與勘察結(jié)果不適應(yīng)這一方面,這是工程勘察階段具代表性的一個問題。一旦出現(xiàn)類似問題,必然會影響到后期公路工程的設(shè)計以及施工。因此山區(qū)公路地質(zhì)勘察中,相關(guān)人員一定要落實好工作中的細節(jié),嚴格按照相關(guān)的技術(shù)規(guī)范來操作,以此來確保選線的合理性。降低公路的后期養(yǎng)護成本,保障工程質(zhì)量。具體來說,應(yīng)該遵循以下原則來完成公路選線。首先應(yīng)該盡可能的選擇線形線路,公路選線時最短里程即是直線線路。當(dāng)然實際線路設(shè)計時,應(yīng)該將環(huán)境因素、經(jīng)濟因素以及地質(zhì)條件考慮在內(nèi),但這也打破不了線形線路的模式。在這里需要強調(diào)的是,為了避免發(fā)生各種不必要的糾紛,一定要選擇遠離人群和建筑物的區(qū)域來進行布線。其次在進行山區(qū)公路選線時,一定要重視環(huán)境的保護,切忌因為追求高品質(zhì)的施工而對施工區(qū)域內(nèi)的環(huán)境造成破壞。此外應(yīng)該以工程勘察的結(jié)論為參考來進行線路選擇,正視地質(zhì)勘察的作用,提高公路選線的科學(xué)性,選擇一條最合適的線路。
(二)沿河線設(shè)計的問題
沿河線設(shè)計的問題也是山區(qū)公路地質(zhì)勘察的重點,如果不能積極應(yīng)對這一問題,必然會影響到公路工程的施工質(zhì)量并且威脅的施工人員以及公路沿線居民的安全。在過去很長的一段時間里,山區(qū)公路基本都是選擇的沿河線。雖說這種方式降低了地質(zhì)勘察與工程方案設(shè)計工作的難度,但也存在著很大的弊病。不僅線路較為繁瑣,而且其區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)災(zāi)害也比較嚴重,這給工程的質(zhì)量埋下了巨大的安全隱患,更會對當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境造成不同程度的破壞。近年來國內(nèi)公路建設(shè)事業(yè)得到了顯著的發(fā)展,人們對山區(qū)公路工程的要求也在不斷提高。今后公路的設(shè)計以及施工必然要保障其便捷性,要盡可能的去縮短公路里程,這就必然要打破過去沿河線的方案。如果公路線路系數(shù)大于1.2,就應(yīng)該對地質(zhì)勘察的結(jié)果進行復(fù)核,對勘察結(jié)論中的關(guān)鍵數(shù)值要進行反復(fù)驗證。必要時應(yīng)該設(shè)計出兩種施工方案,從中擇挑選擇最終的方案。落實好沿河線設(shè)計,在保障施工質(zhì)量的同時能夠盡可能的延長公路的使用壽命。
(三)生態(tài)安全問題
生態(tài)安全問題歷來都是山區(qū)公路工程地質(zhì)勘察的重點,通過地質(zhì)勘察將施工可能帶來的生態(tài)問題進行一次嚴密的統(tǒng)籌,由問題出發(fā)制定出有針對性的解決方案,才能夠避免各種生態(tài)問題的出現(xiàn)。所以在地質(zhì)勘察時應(yīng)該將自然與生態(tài)環(huán)境納入勘察工作的重點。如果勘察結(jié)論顯示本區(qū)域內(nèi)有待于解決的生態(tài)問題,相關(guān)部門應(yīng)該及時采取措施。(四)地質(zhì)勘察方面的問題雖說眼下有很多勘察方式可以選擇,但這方面也存在不少問題。實際工作中應(yīng)該注意以下幾個方面的問題:首先應(yīng)該結(jié)合工程的實際需要來選擇勘察方式,在勘察開始之前相關(guān)人員要認清勘察工作的目的并且了解工程的總體概況。尤其對山區(qū)公路工程來說,只有選擇合理的勘察方式才能保障勘察人員的生命安全。其次地質(zhì)勘察的各個階段,所采用的勘察方式也有一定的區(qū)別。例如最初階段,涉及到的主要是地質(zhì)的調(diào)查以及測繪工作,隨著勘察工作的逐漸推進,之后會用到鉆探、取樣等物理勘察方式。所以一定要給地質(zhì)勘察留出足夠的時間,根據(jù)實際勘察需要來選擇合適的方式,以此來保障地質(zhì)勘察的質(zhì)量。
三、總結(jié)
地質(zhì)勘察是山區(qū)公路建設(shè)過程中非常重要的一部分工作,它能夠幫助施工方做好工程的風(fēng)險管理,提高施工質(zhì)量。但因為多方面因素的限制,這部分工作中還存在一系列的問題,上文結(jié)合筆者的經(jīng)驗,對這類問題進行了總結(jié)。
作者:蘇瀧 單位:江西省煤田地質(zhì)局二二六地質(zhì)隊
工程地質(zhì)勘察論文:水利工程地質(zhì)勘察壩址研究
摘要:水利工程中大壩是十分常見的工程項目,對壩址必須要進行高質(zhì)量的地質(zhì)勘察。地質(zhì)情況決定大壩地基的穩(wěn)定與否,對于大壩的穩(wěn)定性及平穩(wěn)運行起著十分重要的作用,本文詳細介紹了大壩建設(shè)中的工程地質(zhì)勘察的主要內(nèi)容,希望在工程建設(shè)中對壩址的地質(zhì)勘察工作提供幫助。
關(guān)鍵詞:水利工程;地質(zhì);勘察;壩址
1大壩壩址地質(zhì)勘察的重要性及選取原則
水利工程建設(shè)不同于其他的普通建筑物,多數(shù)都建設(shè)在臨水或涉水的地方,而水利工程的建成,還會導(dǎo)致一定范圍內(nèi)的水文和地質(zhì)發(fā)生變化,水文地質(zhì)同時也會對水利工程產(chǎn)生影響,比如地基沉降、水庫壩體承受水壓、水庫淤積和壩下游河床沖刷等,這些水文影響都會導(dǎo)致壩體發(fā)生變化,出現(xiàn)滲漏險情,所以在工程建設(shè)中,必須要重視工程地質(zhì)的勘察,科學(xué)設(shè)計、嚴謹施工,確保工程的質(zhì)量,如果勘察不細致,就會對設(shè)計、施工產(chǎn)生影響,從而導(dǎo)致工程質(zhì)量的不穩(wěn)定,甚至引發(fā)一些安全事故。在自然界中,理想的地質(zhì)條件是十分少見的,特別是對于一些大型水利工程。如水庫壩址的選擇上只能選相對的方案,壩址選擇不可避免會存在許多不足,所以在大壩壩址的選取上,要綜合考慮,以安全性、穩(wěn)定性、易于施工而且投入相對經(jīng)濟為原則,通過對壩址附近地質(zhì)、水文的勘察,進行科學(xué)的規(guī)劃設(shè)計,同時對一些地質(zhì)問題及處理問題的難度進行科學(xué)的預(yù)判,計算出工作量,然后再做最終決定。
2水利工程壩址勘察的主要內(nèi)容
2.1區(qū)域穩(wěn)定性勘察
大壩建設(shè)中,壩址的選定一定要先進行區(qū)域穩(wěn)定性勘察,只有確定工程建設(shè)區(qū)域的穩(wěn)定,才能進行下一步規(guī)劃建設(shè)。要圍繞壩址對地殼的穩(wěn)定性及場地進行深入研究,特別是對于一些地震帶地區(qū),要通過地震部門進行深入了解,掌握工程建設(shè)區(qū)域內(nèi)地震活動的情況,進行地震危險性分析和地震安全性評價,避免工程建在地震活躍地帶上。
2.2地形地貌勘察地形地貌
對于壩型的確定有重要的影響,不同的地形地貌決定著如何進行工程布置和進行施工,所以在水利工程建設(shè)中,通過對地形地貌的詳細勘察,才能確定壩型的設(shè)計。一般地形屬于狹窄、完整的基巖“V”型谷,則多數(shù)要修建拱壩,如果是寬高比大于2的“U”型基巖河谷,則比較適合修建重力壩或砌石壩,而一些河谷地帶,巖石風(fēng)化較深,或沉積層較厚,比較適合修建土壩,所以要根據(jù)地形地貌的特點來確定壩址和壩形。
2.3巖土性質(zhì)
在大壩選址時還要重點對建壩處的巖土性質(zhì)進行勘察,巖土的性質(zhì)對于壩體的穩(wěn)定有著重要的影響,可以說是具有決定性意義,不同的壩型對于地基的要求不同,必須要詳細勘察建壩處巖土的性質(zhì)。在實際建設(shè)過程中,高壩的修建,特別是混凝土壩,壩身的自重較大,所以要求地基的強度必須足夠,才能確保壩體的穩(wěn)定,應(yīng)以堅硬、完整、新鮮均勻、透水性差的巖石為壩址,這種巖土具有較強的強度及抗水性,有利于壩體的長久穩(wěn)定。不同種類的巖體具有不同的性質(zhì),侵入的塊狀結(jié)晶巖體是修建混凝土壩的理想基礎(chǔ),這種巖體都比較堅硬、均一、完整、強度大、抗水性強、滲透性弱。另外噴出巖類也是比較理想的壩基,這類巖體強度也較高、抗水性也比較強,但在選擇時要注意勘察其噴發(fā)間斷面,因為可能存在風(fēng)化層、混泥層或松散的砂礫石,對壩基的穩(wěn)定有一定影響,不能忽視。深變質(zhì)的片麻巖、變粒巖、混合巖、石英巖等,強度高、抗水性強、滲透性差,也是較理想的壩基,但同樣也要勘察片理面的各向異性及軟弱夾層的存在,要避開軟弱礦物富集的片巖。對于沉積巖,相對厚層的砂巖和碳酸鹽巖是比較好的壩基,在選擇沉積巖作壩址時,同樣也要對是否夾有軟弱巖層進行細致勘察,因為這些夾層力學(xué)強度低,抗水能力差,易構(gòu)成滑移控制面,從而造成地基的不穩(wěn)定。
2.4水文、地質(zhì)構(gòu)造勘察
在選壩前要進行可行性研究,對于區(qū)域地質(zhì)進行研究,查明要建壩的區(qū)域構(gòu)造格局,特別是要查明壩址所處區(qū)域是否處于持續(xù)活動或可能活動的斷裂帶上,同時要對本區(qū)域及相鄰區(qū)域的活動斷裂的分布、類型、規(guī)模和錯動速率進行掌握。要聯(lián)合地震部門,通過對以往地震數(shù)據(jù)的分析,預(yù)測此區(qū)域是否會因修建水庫而誘發(fā)地震,以及地震的級別。壩址選擇要以巖體完整性較好的構(gòu)造部位為,盡可能避開斷裂地帶。要詳細勘察水文地質(zhì),特別是滲漏問題,從防滲角度出發(fā),如果是巖溶區(qū),則要盡量選在有隔水層的橫谷,且陡傾巖層傾向上游的河段上。當(dāng)巖溶區(qū)無隔水層可以利用的情況下,壩址應(yīng)盡可能選在弱巖溶化地段。
2.5物理地質(zhì)作用及天然建材
巖石風(fēng)化、巖溶、滑坡、崩塌、泥石流等都會對壩體產(chǎn)生影響,所以在選取壩址時一定要充分考慮到這些物理地質(zhì)因素,提前做好防范,特別是滑坡,在一些大的水庫失事實例中占大多數(shù),是不可忽視的重要因素。另外壩址的選擇還要考慮到天然建材的供應(yīng)情況,壩址附近是否有質(zhì)量合乎要求、儲量滿足建壩需要的建材,如砂石、黏土等。天然建筑材料的充足與否,對于工程建設(shè)的質(zhì)量以及投資有很大影響,一方面是材料成本的節(jié)省,另外在運輸方面也會帶來便利。
3結(jié)語
水利工程的穩(wěn)定與否,地基的穩(wěn)固起決定性作用。壩址的選擇是一項系統(tǒng)、復(fù)雜的工作,具有一定的戰(zhàn)略意義,對于大壩安全、經(jīng)濟及平穩(wěn)運行有著至關(guān)重要的影響,因此在工程建設(shè)中,必須要進行細致的地質(zhì)勘察,針對區(qū)域穩(wěn)定、地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、巖土類型等方面進行勘察工作,確保工程的穩(wěn)定及耐久。
作者:高亮 單位:雙遼市雙山灌區(qū)管理局
工程地質(zhì)勘察論文:海外項目水電工程地質(zhì)勘察技術(shù)管理方法
摘要:
以東非區(qū)某水電工程為例,介紹了海外項目地質(zhì)勘察的特點及基本流程,通過分析勘察技術(shù)管理工作的難點,闡述了國內(nèi)外水電系統(tǒng)規(guī)范體系技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的差異,提出了相應(yīng)的應(yīng)對措施,為以后涉外工程勘察設(shè)計工作提供借鑒。
關(guān)鍵詞:海外項目,地質(zhì)勘察,水電系統(tǒng)
0引言
在經(jīng)歷近十五年的水電資源開發(fā)高峰后,國內(nèi)主要河流的品質(zhì)水電資源已大多開發(fā)完畢,中國電建集團正積極向西藏地區(qū)及海外市場拓展業(yè)務(wù)。本文以烏干達總裝機600MW的引水式電站某項目為工程背景,闡述海外勘察工作的重點、難點,探討東非地區(qū)勘察工作的技術(shù)及管理經(jīng)驗,為后續(xù)的海外項目提供借鑒意義。
1海外項目地質(zhì)勘察的特點
目前,海外水電開發(fā)一般分為設(shè)計—招標(biāo)—建造模式(De-sign-Bid-Build)、建筑工程管理模式(Construction-Management-Ap-proach)、建造—運營—移交模式(Build-Operate-Transfer)、設(shè)計—采購—施工模式(Engineering-Procurement-Construction)等多種方式。非洲國家普遍在體制、資金、技術(shù)等方面存在缺陷,因此一般主推總包模式,包括EPC,BOT等。這些海外項目一般具有周期特別快的顯著特點,即在中標(biāo)后,項目馬上進入施工階段,但此時前期的勘察設(shè)計成果的深度一般較淺,無法滿足施工圖的要求。在這種情況下,留給工程地質(zhì)勘察工作的周期特別短,一般陷入邊勘察、邊設(shè)計、邊施工的境地,由此形成的倒逼機制對勘察工作的組織及執(zhí)行形成巨大壓力。
2海外項目地質(zhì)勘察的基本流程
目前,海外工程勘察任務(wù)主要來自于勘察設(shè)計分包合同。施工企業(yè)簽訂海外項目總承包合同時,常將勘察設(shè)計任務(wù)分包,有力地推動了勘察設(shè)計企業(yè)的國際化進程[1]。
3勘察項目執(zhí)行流程
國外一般把水電項目開發(fā)劃分為可行性研究階段(FeasibilityStudy)、初步設(shè)計階段(PreliminaryDesign)、詳細設(shè)計階段(De-tailedDesign)、施工圖設(shè)計階段(ConstructionDocumentationPhase)等,與國內(nèi)水電開發(fā)階段的劃分有一定差異[2]。地質(zhì)工程師應(yīng)全程參與項目的投標(biāo)及履約過程,以便提供地質(zhì)方面的技術(shù)支撐。海外項目一般在競標(biāo)成功后即破土動工,勘察設(shè)計工作也同步開展。但由于歐美的巖土工程咨詢體系與中國有較大區(qū)別,在可研階段的研究深度較淺,因此會遺留較多的地質(zhì)問題需要查明,此時的勘察工作就非常關(guān)鍵,能顯著降低施工風(fēng)險,其勘察工作的組織有幾個關(guān)鍵步驟:
1)組織方案:承攬勘察任務(wù)后,除組織地質(zhì)技術(shù)人員進場外,項目部需要盡快組織開展勘探工作。目前勘探資源的調(diào)配有三種方式:國內(nèi)調(diào)配、外委和當(dāng)?shù)刭徺I設(shè)備及國內(nèi)指派鉆探技術(shù)人員。國內(nèi)調(diào)配的優(yōu)點主要是勘探技術(shù)員與地質(zhì)技術(shù)員相互熟悉,勘探質(zhì)量及進度有保障,缺點主要是:a.設(shè)備調(diào)配周期長;b.成本急劇增加。外委的缺點主要是勘探質(zhì)量及進度的控制難度增大,且在執(zhí)行過程中存在被迫更換外委方的風(fēng)險,而其優(yōu)勢主要是外委方在當(dāng)?shù)氐娜嗣}資源;當(dāng)?shù)刭徺I設(shè)備及國內(nèi)指派鉆探技術(shù)人員結(jié)合了前兩種方案的特點,但其主要缺點是新購設(shè)備能否滿足需要,且撤場后的處理難度較大。一般而言,在充分的市場調(diào)研及合同管理的前提下,將勘探工作全部外委的方案是的。
2)外委合同談判及簽訂:合同談判及簽訂是勘察項目順利推進的根本保障。項目經(jīng)理初涉海外,需要迅速尋找相關(guān)信息,判斷潛在的合作伙伴,完成合同談判及簽訂,為項目推進奠定堅實基礎(chǔ)。合同談判涉及工作內(nèi)容、工程量、價格、結(jié)算、責(zé)任及義務(wù)、免責(zé)條款等,包含一般條款及技術(shù)條款,需要熟悉和合理遵守菲迪克(FIDIC)條款。
3)項目管理:海外勘察項目運行成本高,后勤保障難,且存在安全、疾病等諸多風(fēng)險。
4)合同管理及結(jié)算:由于歐美標(biāo)準(zhǔn)體系及工作方法與中國存在差異,項目管理要更加細化和靈活,加強管理和記錄,確保勘探質(zhì)量,保障合同結(jié)算順利進行,避免出現(xiàn)嚴重糾紛。
4勘察技術(shù)管理工作特點及難點
本節(jié)以某項目勘察經(jīng)歷為背景,嘗試闡述東非區(qū)勘察技術(shù)管理工作的特點、難點及應(yīng)對策略,以期為以后的工程項目提供科學(xué)依據(jù)及經(jīng)驗教訓(xùn)。
1)政府辦事效率低下:非洲政府機關(guān)的辦事效率普遍低下,各項工作應(yīng)盡早準(zhǔn)備及啟動,并充分考慮計劃的彈性。如該項目的設(shè)計方案、環(huán)評報告等諸多事項均批復(fù)較慢。
2)履約意識不強:由于傳統(tǒng)習(xí)慣及社會風(fēng)氣的影響,外委方往往難以如期完成工作,只能不斷催促。該項目的地震安評工作外委給了能源礦產(chǎn)部的下屬機構(gòu),合同規(guī)定為3個月,但最終歷時7個月。
3)規(guī)范差異:國內(nèi)外規(guī)范的差異是海外工程的一大難點,一般要求同時滿足中國及當(dāng)?shù)貒业募夹g(shù)、質(zhì)量、安全、環(huán)境等管理制度,但執(zhí)行過程中難免有沖突。該項目就曾經(jīng)在風(fēng)化帶的劃分、壓水試驗、圍巖分類的評分等技術(shù)細節(jié)上與業(yè)主工程師產(chǎn)生分歧,但最終通過溝通取得了一致。
4)勘察工作方法的差異:比較明顯的有兩點:a.報告格式及內(nèi)容的差異,國外的勘察報告主體內(nèi)容為鉆探、物探、試驗等原始資料,對巖土體物理力學(xué)性質(zhì)側(cè)重于定性分析,定量評價較少,一般不提供巖土體物理力學(xué)參數(shù)建議值;b.工作方法及深度的差異,國外的勘察一般工作量少,深度淺,對覆蓋層的取樣及分層要求低,重視物探。該項目FeasibilityStudy階段的勘察報告中,主要是各種鉆探、物探、試驗的原始資料,對地層僅區(qū)分覆蓋層與基巖,而中方劃分了殘積土、全風(fēng)化、強風(fēng)化、弱風(fēng)化、微風(fēng)化、新鮮等多級界限,從而提高了勘察質(zhì)量,編制了更詳實的勘察報告。
5)專題外委:區(qū)域地質(zhì)及地震研究等專題研究宜考慮專項外委,以便充分調(diào)動當(dāng)?shù)匮芯繖C構(gòu)的專業(yè)能力及社會影響力。
6)取費標(biāo)準(zhǔn):東非國家雖然貧窮落后,但帶技術(shù)含量的工作取費多顯著高于國內(nèi)平均水平。
7)鉆探:非洲大陸地形平緩,往往采用整體移動式繩索取芯鉆機,搬遷及鉆探速度很快,一般能到3m/(10min)的平均進尺,巖芯采取率較高,但覆蓋層的取樣能力普遍較差,且一般沒有河中鉆探的經(jīng)驗。東非當(dāng)?shù)劂@探公司的原位試驗?zāi)芰^低,一般只有壓水、動力觸探、標(biāo)貫,沒有靜力觸探等工程經(jīng)驗。
8)試驗項目:土工試驗室宜選擇當(dāng)?shù)赜姓J證證書的機構(gòu),并應(yīng)作實地考察。但當(dāng)?shù)卦囼炇曳桨缚赡艽嬖谝韵聠栴}:a.進度緩慢,時間安排上要有所準(zhǔn)備;b.試驗項目與國內(nèi)有區(qū)別,要抓住關(guān)鍵試驗項目。該項目就因試驗進度及質(zhì)量問題無法解決,最終選擇托運部分樣品回國開展試驗。
9)語言:海外水電項目常見的有英語、西班牙語、法語,因此要加強項目成員的外語能力,并在必要時配備翻譯。如該項目的所有資料均出具了中英文版本,對項目組成員既是嚴峻的考驗也是鍛煉的機會。
10)安全管控:當(dāng)前,恐怖主義威脅漸趨嚴重,突發(fā)事件和地緣政治動蕩不安帶來的風(fēng)險,給承擔(dān)海外項目的企業(yè)造成了巨大影響[5]。中資企業(yè)在非洲曾遭遇盜竊、搶劫、罷工、綁架、恐怖襲擊等事件。該項目勘察期間,項目部要求當(dāng)?shù)毓蛦T加強與外界的溝通,與附近居民、醫(yī)院、警局、軍隊保持必要的接觸和良好的關(guān)系,并經(jīng)常閱讀當(dāng)?shù)貓蠹垼罱K未發(fā)生安全事故。東非區(qū)瘧疾盛行,威脅很大,項目部配備了物資及抗瘧疾藥物,有力抵抗了瘧疾威脅。
5國外水電系統(tǒng)規(guī)范體系
國內(nèi)外規(guī)范的差異是海外工程的一大難點。歐美體系的技術(shù)規(guī)范主要分技術(shù)法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)兩類,其中前者是強制性標(biāo)準(zhǔn),后者為非強制性標(biāo)準(zhǔn)。這里以美國水電系統(tǒng)規(guī)范為例進行比較。中國規(guī)范的條款較細,可操作性強,而美國規(guī)范的規(guī)定較寬泛,要求工程師有較強的專業(yè)背景及經(jīng)驗,并對勘察方法的使用及成果承擔(dān)終身責(zé)任。在美國的水利水電建設(shè)體系中,主要采用美國陸軍工程師兵團(USACE)及美國墾務(wù)局(USBR)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。其中,比較常用的有EngineeringGeologyFieldManual(SecondEdi-tion)[3],GeotechnicalInvestigations(EM1110-1-1804)[4],GeneralDesignandConstructionConsiderationsforEarthandRock-FillDams(EM1110-2-2300)等,詳細介紹了各類巖土工程項目的勘察工作方法。USACE編制的標(biāo)準(zhǔn)體系在水電工程的勘察、設(shè)計、施工等方面的研究、開發(fā)及應(yīng)用得到了世界范圍的廣泛認可和應(yīng)用,成為水電項目建設(shè)的世界通用標(biāo)準(zhǔn)之一,
6結(jié)語
本文以東非區(qū)某項目為例,闡述了東非區(qū)水電工程勘察的特點及難點,從海外勘察項目的特點、流程、管理、文化等方面入手,系統(tǒng)介紹了相關(guān)背景知識及技術(shù)需求,特別是水電勘察項目執(zhí)行中的難點,以及國內(nèi)外技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的差異,以期為以后的海外項目提供借鑒意義。同時建議為了應(yīng)對激烈的市場競爭,涉外勘察企業(yè)應(yīng)收集并對比國際標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范,研究國際勘察設(shè)計管理規(guī)則,加強海外市場技術(shù)管理團隊的建設(shè)力度。
作者:章奇鋒 李華 周穎博 單位:浙江華東建設(shè)工程有限公司
工程地質(zhì)勘察論文:水利水電工程地質(zhì)勘察及施工
一、水利工程地質(zhì)勘察發(fā)現(xiàn)的主要問題
我國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟收益正處于快速增長階段,與經(jīng)濟事業(yè)相配套的基礎(chǔ)工程得到擴建,水利工程改建是現(xiàn)代化中不可缺少的內(nèi)容。鑒于水利水電項目的重要地位,國家要求地方水利部門做好日常勘察與維護工作,及時掌握水電站的工作狀態(tài)。根據(jù)現(xiàn)場勘察所得的結(jié)果,總結(jié)出以下3方面主要問題。
1.1地質(zhì)方面
水文地質(zhì)是目前水利工程面臨的主要問題,水文運動規(guī)律變化導(dǎo)致地面層出現(xiàn)異常變化,同時引發(fā)了諸多的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象。參考水利工程勘察結(jié)果,30%以上的地質(zhì)病害來源于水文運動,地下水流動產(chǎn)生巨大的力學(xué)作用,破壞了水電站地質(zhì)層的穩(wěn)定性。例如,滑坡是水電站圍擋結(jié)構(gòu)比較多發(fā)的病害,在水庫堤壩周邊建造的支護坡度中,極易受到地質(zhì)作用而發(fā)生滑坡現(xiàn)象。滑坡既能破壞土地層的牢固性,坡度滑移也引起了周邊設(shè)施的病害。
1.2設(shè)施方面勘察
發(fā)現(xiàn),國內(nèi)大部分水電站均面臨著不同情況的病害,這些病害主要發(fā)生于水利設(shè)施的主體結(jié)構(gòu),以及建筑物的基礎(chǔ)層。例如,廠房是水電站的主要生產(chǎn)區(qū)域,勘察發(fā)現(xiàn)廠房建筑均有不同程度的裂縫現(xiàn)象,廠房墻體基礎(chǔ)部分有明顯的沉降問題,這些都是由于地質(zhì)條件變動引起的結(jié)構(gòu)性病害。另外發(fā)現(xiàn),隨著水利水電運作規(guī)模的擴大,廠房病害率也越高,大型、超大型水電站廠房病害率達40%以上,但受損程度不一。
1.3防護方面
正常條件下,水電站處于24h發(fā)電作業(yè)狀態(tài),高強度運行也使得水利渠道工程有所耗損,水工建筑物整體性能指標(biāo)下降,造成大量水資源浪費。這是由于水利渠道長時間處于供輸水狀態(tài),渠道四壁承載的水流量較大,混凝土結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)滲漏問題。滲漏降低了渠道供輸水的效率,水資源耗損率普遍上升;大面積滲漏基本破壞了渠道的水利性能,進一步引起更為嚴重的裂縫病害,這些都是破壞水利設(shè)施功能的主要因素。
二、基于地質(zhì)勘察的水利施工方法
水利水電工程是社會現(xiàn)代改造的主要項目,不僅關(guān)系著區(qū)域水資源調(diào)配的利用效率,也決定了一個地區(qū)的總體發(fā)電生產(chǎn)效率。在施工地質(zhì)工作中發(fā)現(xiàn),地質(zhì)條件對水利工程產(chǎn)生的破壞性,主要集中在渠道、廠房、邊坡穩(wěn)定3個方面,這些結(jié)構(gòu)發(fā)生病害嚴重影響到了水電站的作業(yè)性能,不利于水利水電設(shè)施改造的有序進行。結(jié)合現(xiàn)有的水利施工技術(shù)條件,筆者通過自身的有限經(jīng)驗,針對這些病害提出幾點可行的施工方法和治理方案。
2.1渠道基礎(chǔ)及防滲
1)地基處理。在渠道防滲工程施工之前,應(yīng)進行科學(xué)的施工放樣,按照設(shè)計圖紙中的底腳線和渠口線進行結(jié)構(gòu)規(guī)劃,配合機械進行土方開挖,使得地基土的水分能夠在自然風(fēng)干狀態(tài)下得到降低,以保障土基的強度質(zhì)量,具體克服冬季凍脹的破壞效果。2)混凝土的拌和。混凝土的拌合物需要具有與施工制備條件相協(xié)調(diào)的和易效果,盡量保障搗碎密實的前提下進行鋼筋結(jié)構(gòu)部件的搭配;利用機械振搗處理中,可選用較小的坍落度進行質(zhì)量水準(zhǔn)補充,爭取渠道防滲建設(shè)工程能夠順利進行。
2.2廠房邊坡
1)大方量土方開挖。開挖采用反鏟,在高度方向從上至下分層開挖,一次開挖高度3m,在上下游方向分段依次進行開挖,由下游向上游方向,嚴禁從中間開作業(yè)面掏挖。分層分段挖掘時用人工配合反鏟整修邊坡。同時加強測量控制,邊坡隨開挖隨成型,保持邊坡平順。確保開挖步驟符合現(xiàn)場的地質(zhì)條件要求,避免破壞地質(zhì)層結(jié)構(gòu)的牢固性。2)護坡。邊坡預(yù)留20cm的保護層,在大方量開挖完畢后,采用人工削坡,以保障設(shè)計輪廓線的形成和避免保留體受到擾動。為防止修整后的長期開挖邊坡遭受雨水沖刷,在邊坡修整驗收后,及時進行護坡施工。根據(jù)招標(biāo)圖紙及工程量清單,該邊坡防護型式為混凝土護坡,擬在邊坡開挖完成后一個月內(nèi)完成混凝土護坡施工。具體結(jié)構(gòu)按設(shè)計圖紙進行施工。
2.3滑坡體治理
1)削坡。削坡是處理滑坡體病害的常用方式,主要施工:巖體受節(jié)理、裂隙切割,較為破碎,可能產(chǎn)生崩塌墜石、邊坡局部失穩(wěn)現(xiàn)象,可采取剝除“危巖”削緩邊坡頂部。對土質(zhì)滑坡體,削緩邊坡,減小滑動體厚度,以減小滑動力,注意對坡腳下部可能阻滑部分不可削減。邊坡高度較大時,可分級留出平臺,提高邊坡穩(wěn)定性。2)抗滑擋墻。擋墻是目前較為廣泛的抗滑建筑物,借助于擋墻本身重量,支檔滑體的剩余下滑力,有抗滑片垛、抗滑片石竹籠、漿砌石抗滑擋墻、混凝土或鋼筋混凝土抗滑擋墻、空心抗滑擋墻(明洞)及沉井式抗滑檔墻等。現(xiàn)場施工人員要注重每個環(huán)節(jié)的工藝安排,嚴格按照圖紙要求執(zhí)行施工操作,保障滑坡體得到有效的治理。
三、結(jié)論
水利水電工程是現(xiàn)代化建設(shè)的重點項目,搞好水電站建設(shè)對區(qū)域水資源調(diào)度起到了保障作用,同時也促進了我國發(fā)電生產(chǎn)行業(yè)的可持續(xù)性。針對地質(zhì)勘察發(fā)現(xiàn)的諸多問題,水利部門應(yīng)要求施工單位編制有效的處理方案,避免結(jié)構(gòu)性病害對水利項目造成的危害。此次經(jīng)過地基防滲、滑坡治理、廠房加固等方式,水電站設(shè)施整體功能得到了完善。
作者:張欣 單位:新疆水利水電勘測設(shè)計研究院地質(zhì)勘察研究所
工程地質(zhì)勘察論文:高速鐵路工程地質(zhì)勘察問題分析
摘要:山區(qū)高速鐵路工程線長站點多,工程類型多,經(jīng)過的地域廣,地形地質(zhì)條件十分復(fù)雜,工程地質(zhì)勘察難度大,存在的問題也比較多。本文是筆者在贛龍高鐵福建段勘察監(jiān)理工作的基礎(chǔ)上,以贛龍高鐵勘察為調(diào)查研究對象,結(jié)合福建山區(qū)的地貌、地質(zhì)和水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)條件,主要不良地質(zhì)問題及形成原因,對山區(qū)高速鐵路勘察方法及存在的問題進行分析研究,為類似鐵路勘察提供借鑒和參考。
關(guān)鍵詞:山區(qū)高速鐵路;贛龍鐵路福建段;工程地質(zhì)勘察;存在問題
贛龍鐵路擴能改造工程(簡稱贛龍高鐵,下同)為國家鐵路Ⅰ級干線,設(shè)計雙線、行車速度為200km/h的高速鐵路,屬國家重要建設(shè)項目。贛龍高鐵正線線路全長250.4km,福建省境內(nèi)全長139.095km,是我國在地形、地質(zhì)條件復(fù)雜的山區(qū)修建的一條高標(biāo)準(zhǔn)干線鐵路,其地質(zhì)條件復(fù)雜,是目前我省山區(qū)鐵路建設(shè)較困難的地區(qū)之一。特別是橋梁和隧道眾多,占線路長77.8%,工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件復(fù)雜,各種不良地質(zhì)作用發(fā)育,勘察過程難度大,存在的問題也較多,經(jīng)驗和教訓(xùn)值得總結(jié)。
1贛龍高鐵福建段地質(zhì)概況
本段位于閩西北中低山區(qū),區(qū)內(nèi)有丘陵及河流階地分布,發(fā)育有山間谷地等,區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育、碳酸鹽巖廣布,巖溶發(fā)育,地勢陡峻、河谷切割較深,河谷形態(tài)多呈V型。測區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育,自晚元古代以來,經(jīng)歷了多旋回的發(fā)展過程。構(gòu)造體系主要為南北向、東西向、北東向及北北東向、“山”字型構(gòu)造等四大構(gòu)造,這些構(gòu)造其控制了區(qū)內(nèi)侵入巖的分布產(chǎn)狀以及河流的走向,對區(qū)內(nèi)巖體工程地質(zhì)條件影響較大。沿線出露地層多,巖性復(fù)雜,主要為元古界、震旦系、寒武系、奧陶系-志留系頁巖、泥質(zhì)頁巖(夾變質(zhì)粉砂巖);泥盆系到第三系的沉積巖地層,巖性主要為砂巖、粉砂巖、砂礫巖等,偶夾煤線。沿線侵入巖分布區(qū)較為廣泛,約占本線路段的40%,主要巖性為燕山早期侵入的黑云母花崗巖,細粒花崗巖、印支—華力西期的片麻狀黑云母二長花崗巖、加里東期混合花崗巖、燕山晚期侵入的花崗閃長巖以及不同時期的脈巖。沿線第四系地層成因類型復(fù)雜,主要分布有全新統(tǒng)到更新統(tǒng)的沖洪積層(巖性主要為黏性土、砂卵礫石層等),更新統(tǒng)坡殘積層(巖性主要為砂質(zhì)粘性土)。分布及厚度變化較大。山間谷地或丘間谷地局部存在2~10m的淤泥質(zhì)土。沿線地下水類型主要有松散巖類孔隙水、基巖裂隙水、巖溶水。
2山區(qū)高速鐵路勘察方法
山區(qū)高速鐵路工程地質(zhì)勘察工作是綜合性的工作,首先是先搜集沿線地質(zhì)資料,再進行地質(zhì)或工程地質(zhì)測繪,而后進行物探、鉆探、地質(zhì)測試、室內(nèi)試驗等勘探方法,通過綜合分析、資料整理,編制出合格的勘察報告。高速鐵路工程地質(zhì)勘察的發(fā)展趨勢就是采用綜合勘察和綜合分析方法,因此,山區(qū)高速鐵路勘察時既要考慮工序的先后,還要考慮各專業(yè)的銜接,合理安排勘察工作,這樣才能保障勘察工作合理有序地進行。高速鐵路工程地質(zhì)勘察方法的研究是伴隨著高速鐵路的興建而開展的,近幾年在地質(zhì)條件復(fù)雜地區(qū)高速鐵路建設(shè)過程中,何華武等鐵路工程技術(shù)人員對高速鐵路勘探技術(shù)和勘察方法進行了不斷探索,并取得一定成果。山區(qū)高速鐵路工程沿線往往跨越的地質(zhì)地貌單元眾多,并且分布大量的隧道、橋梁(如贛龍高鐵占線路長77.8%)等控制工程。贛龍高鐵福建段沿線地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件極其復(fù)雜,造就了沿線眾多的崩塌、滑坡、泥石流及巖溶塌陷等不良地質(zhì)問題,其有類型多、分布廣、規(guī)模大的特點,其影響主要表現(xiàn)在巖體破碎或巖性軟弱。引起碳酸鹽巖類巖溶在長汀盆地廣泛分布,另外在中復(fù)、小池、龍巖等地也有零星分布,均為覆蓋型巖溶。贛龍高鐵綜合勘察方法的運用,對于查明工程所處的地質(zhì)背景、巖溶和巖溶水的發(fā)育特征及其與橋隧的關(guān)系及危害程度、為各橋隧的巖溶水文地質(zhì)條件評價奠定了基礎(chǔ),對有效規(guī)避存在的地質(zhì)風(fēng)險起到了至關(guān)重要的作用。
3高速鐵路勘察中存在的問題
總結(jié)山區(qū)高速鐵路勘察中普遍存在的問題,主要有如下幾個方面。(1)不同行業(yè)勘察人員對鐵路勘察認識不足和對鐵路規(guī)范理解的偏差。如大量的房建、冶金、化工、港通等勘察單位跨行業(yè)進行鐵路勘察,各部門習(xí)慣地將其行業(yè)勘察方法照搬過來,導(dǎo)致對沿線工程地質(zhì)條件錯誤的評價。長期以來,我國的勘察業(yè)普遍存在著多頭管理、條塊分割的局面,一直沒有形成一個完整統(tǒng)一的工程勘察體系,沒有一本國家標(biāo)準(zhǔn)能夠?qū)φ麄€土木工程都適用的工程勘察原則的規(guī)定。由于現(xiàn)行的各行業(yè)工程勘察執(zhí)行的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)均有所不同,在具體勘察要求和內(nèi)容方面也存在差異,如巖土體定名,巖土設(shè)計計算參數(shù)及計算公式,地震砂土液化差別方法,水、土對建筑材料的腐蝕性評價,取樣及原位測試要求,以及室內(nèi)試驗規(guī)程和操作等。(2)勘察階段合并,勘察周期不合理。鐵路工程地質(zhì)勘察應(yīng)由面到點、由淺入深,分階段開展工作,提供不同勘察階段所需勘察成果。但個別線路由于時間緊,任務(wù)重,勘察階段往往合并,沒有足夠的時間進行勘察工作,其造成的后果往往是嚴重的,如地質(zhì)條件沒有調(diào)查清楚,施工后不斷修改設(shè)計,形成返工浪費,這樣會給后期工作造成被動,工期延長,投資增加,重者可能會給運營階段留下了安全隱患,造成重大安全事故。(3)鉆探工藝落后,鉆探進度和巖心采取率低,鉆孔深度不夠或超深等,鉆探工作未能滿足勘察設(shè)計要求。鉆孔深度不夠或超深在橋基孔中所見較多。構(gòu)造破碎帶的巖性較為破碎松散,大中橋、特大橋及高橋的基礎(chǔ)宜避開構(gòu)造破碎帶,特別是軟硬巖層的接觸帶上由于巖層軟硬不均,基礎(chǔ)施工或處理困難。若斷裂帶較寬,應(yīng)設(shè)法使最少量的墩臺置于其上。在勘察時宜將斷裂帶揭穿。如文坊特大橋JZ-Ⅲ097-B文T14孔40.0m以上為花崗巖風(fēng)化層;40.0~55.0m為構(gòu)造破碎帶,巖性為碎裂巖化的強風(fēng)化花崗巖,見有擦痕;孔深則要進入下部弱風(fēng)化花崗巖5m。對于大中橋、特大橋及高橋,一般橋基荷載大,大多采用大直徑的嵌巖樁,持力層為弱風(fēng)化巖是毫無疑義的,但若弱風(fēng)化巖埋藏深度大,上部有巨厚層強風(fēng)化巖,樁側(cè)阻力可以滿足承載力要求時,孔深控制強風(fēng)化巖一定厚度即可。根據(jù)相關(guān)文獻資料[5],嵌巖樁當(dāng)樁的長徑比較大(L/d>20)(即樁長較長,超過50m時),同時樁周土層性質(zhì)較好的情況下,側(cè)阻力分擔(dān)荷載比Qsk/Quk都超過了70%,大部分在80%以上,樁端阻力分擔(dān)荷載的比例小。如正華山特大橋JZ-Ⅲ097-BG正T7孔6.2m以上為沖積層;6.2~49.6m為全風(fēng)化花崗巖;49.6~67.0m為強風(fēng)化花崗巖,可采用摩擦樁,可終孔。(4)地質(zhì)參數(shù)追求,誤導(dǎo)評價的可信性。物理學(xué)有個著名的測不準(zhǔn)原理,同樣適用于巖土工程或地質(zhì)工程中的某些地質(zhì)問題:即巖土體充滿獨特性與變異性,巖土工程設(shè)計參數(shù)或物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)不應(yīng)用的定值來確定,只能通過綜合分析、統(tǒng)計和經(jīng)驗判斷后,提出一個建議區(qū)間值,供設(shè)計人員使用。因為巖土工程中定量預(yù)測是困難的,這緣于巖與土是不連續(xù)的介質(zhì),巖石中充滿節(jié)理裂隙,土就是碎散的顆粒集合體,都是由多相組成的。例如巖質(zhì)邊坡測量節(jié)理裂隙等結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀時,用一個區(qū)間值來表達比較符合實際,若只用一個定值來表達結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀,則不符合客觀實際。又如巖石風(fēng)化程度由上而下是漸變的,力學(xué)指標(biāo)也是漸變的,巖土工程設(shè)計參數(shù)也只能是一個區(qū)間值或統(tǒng)計值,不宜把到某個定值的巖土力學(xué)參數(shù)認為是的,否則會影響巖土工程評價的性。(5)工程地質(zhì)測試工作、土工試驗工作的管理不到位,數(shù)量和質(zhì)量不符合要求,影響了巖土參數(shù)的確定性。工程地質(zhì)測試有野外原位測試、室內(nèi)試驗等,具有多樣性,同一參數(shù)因測試方法不同就得出不同的數(shù)據(jù),測試方法選用是否合理成為巖土工程設(shè)計參數(shù)是否的重要環(huán)節(jié)。巖土體測試數(shù)據(jù)的不,原因是多方面的,一是土樣的擾動,主要是由于取樣方法不當(dāng)、長途運輸、樣品制備不符合要求,試驗操作不當(dāng)?shù)拳h(huán)節(jié)造成;二是計算產(chǎn)生的誤差,使測試數(shù)據(jù)呈隨機分布;三是相對于建筑材料而言,巖土材料的復(fù)雜性與多變性,樣品個數(shù)不足時,其測試的指標(biāo)一般缺乏代表性,必須有一定數(shù)量的測試指標(biāo),經(jīng)過數(shù)理統(tǒng)計才能得到代表值。(6)地質(zhì)技術(shù)人員經(jīng)驗不足,未能做好地質(zhì)背資料綜合分析工作,綜合分析水平欠缺。由于地質(zhì)條件的差異性和巖土設(shè)計參數(shù)的不性,導(dǎo)致勘察成果的不能很好地反映地質(zhì)條件,使巖土設(shè)計計算性降低,因些要強調(diào)工程地質(zhì)勘察成果的定性分析與定量分析相結(jié)合,實行綜合判斷。綜合判斷就是要求既要有扎實的理論知識,又要有豐富的實踐經(jīng)驗。經(jīng)驗不足還反映在對地層或地質(zhì)體存在誤判。如對于埋藏型巖溶,在可溶巖與非可溶巖交接處,巖溶一般發(fā)育,上覆砂巖誤判為粗礫土,巖溶充填物易誤判成沖積物。如路基JZ-Ⅲ097-B18907孔在1.8~4.3m為紫紅色砂巖,碎塊狀,誤判為粗礫土;4.3~7.4m為深灰色含角礫粘性土,礫徑5~10mm,為巖溶充填物,誤判成沖積物(礫砂土)。
4結(jié)論
中低山及丘陵地區(qū)高速鐵路勘察具有地形、地質(zhì)條件復(fù)雜,不良地質(zhì)條件發(fā)育等特點,其發(fā)展趨勢就是采用綜合勘察和綜合分析方法。在勘察時應(yīng)深入學(xué)習(xí)鐵路工程相關(guān)規(guī)范規(guī)程,總結(jié)各種成功經(jīng)驗和失敗教訓(xùn),這是高質(zhì)量勘察的保障。
作者:蘭堅強 單位:福建省地質(zhì)工程勘察院
工程地質(zhì)勘察論文:鐵路工程地質(zhì)勘察措施研究
摘要:巖溶是鐵路工程中最常見,也是危害性最強的地質(zhì),在鐵路工程施工中,針對巖溶地區(qū)要采取勘察的方式,避免影響鐵路工程的質(zhì)量,確保巖溶地區(qū)的地質(zhì),能夠達到鐵路工程的荷載標(biāo)準(zhǔn),以此來提高鐵路工程的性能和質(zhì)量,規(guī)避巖溶地區(qū)的工程風(fēng)險。本文主要探討巖溶地區(qū)鐵路工程的地質(zhì)勘察措施。
關(guān)鍵詞:巖溶地區(qū);鐵路工程;地質(zhì)勘察
我國巖溶地質(zhì)的分布非常廣,而且我國地質(zhì)具備巖溶發(fā)育的條件,促使巖溶地區(qū)的范圍非常廣,增加了鐵路項目的工程壓力,潛在很大的風(fēng)險。鐵路工程方面,要監(jiān)督好巖溶地區(qū),考慮到此類地質(zhì)的破壞性,應(yīng)該采用勘察的方法。把控巖溶地質(zhì)中的鐵路建設(shè),用于提高鐵路工程的施工水平,保障鐵路運營的安全性。
一、鐵路工程巖溶地區(qū)的勘察需求
鐵路工程施工中,巖溶環(huán)境經(jīng)常遇到,巖溶具有可溶性的特征,主要由巖石的化學(xué)成分決定,具有很明顯的透水性,此類地質(zhì)無法支撐鐵路施工及運營的荷載。雖然巖石可溶性很強,但是可以通過勘察的方法,提供有效的處理措施,一來提高巖溶地質(zhì)的穩(wěn)固性,二來加強巖溶地區(qū)的承載荷載,確保鐵路施工的順利進行,避免影響鐵路工程的后期運營。巖溶地區(qū)對鐵路工程的影響體現(xiàn)在多個方面,常見的危害有:巖溶水涌入到鐵路工程的地基、隧道、基坑內(nèi),沖擊原有的土層,引起土層沉陷、變形,無法保障鐵路施工的安全性;巖溶地區(qū)中的填充物,導(dǎo)致鐵路隧道潛在坍塌、滑坡的風(fēng)險,導(dǎo)致鐵路工程的巖體環(huán)境不穩(wěn)定,容易引起傾倒。巖溶涌水、坍塌,是鐵路工程中危險性較強的風(fēng)險,因此,必須采用勘察的方法,掌握巖溶地區(qū)的具體狀態(tài),提前規(guī)劃好治理的方法,較大程度的提升鐵路工程的施工質(zhì)量,控制巖溶地質(zhì)。
二、巖溶地區(qū)鐵路工程勘察的方法
鐵路工程巖溶地區(qū),勘察時主要采取兩種方法,主要分為巖溶地區(qū)地質(zhì)勘察以及綜合勘察的方法,分析如下:1、地質(zhì)勘察鐵路工程中遇到的巖溶地質(zhì),不同的地貌特征,會反饋出巖溶的發(fā)育狀態(tài),表明鐵路工程中的石芽、溶槽等地質(zhì),還要勘察出地下水的水流狀態(tài)。一般情況下,巖溶地區(qū)的初期發(fā)育階段,表現(xiàn)為溶蝕裂縫、孤立管道等,此巖溶的地下水,基本是孤立管狀的水流,巖溶地區(qū)的發(fā)展后期,體現(xiàn)出石林、洼地,此階段的地下水,呈現(xiàn)出網(wǎng)狀系統(tǒng),為網(wǎng)狀水流,在地下水面表現(xiàn)出統(tǒng)一的流向。巖溶形態(tài)的勘察,研究鐵路工程榮幸地區(qū)形態(tài)中的高程、涌水、充填等方式,要特別注意巖溶高程、階地以及河床的關(guān)系,以便研究古水文網(wǎng)、巖溶發(fā)育史,逐步預(yù)測出鐵路工程巖溶地區(qū)突然涌水的實際情況。鐵路施工單位,勘察巖溶洞穴,找出影響鐵路施工線路的巖溶,尤其是地下通道、大型洞穴,如果現(xiàn)場勘察具有條件,還要逐步追索調(diào)查,便于獲取更多的勘察資料。鐵路工程中,要明確巖溶地區(qū)屬于可溶巖層還是非可溶巖層,掌握巖溶的發(fā)育情況,勘察熔巖發(fā)育中的斷層、褶皺以及裂縫。除此以外,巖溶地區(qū)還要勘察水文地質(zhì),查明地下水的動態(tài)變化,地表水的分布,科學(xué)分析巖溶水、地表水的相互關(guān)聯(lián)。2、綜合勘察巖溶地區(qū)鐵路工程綜合勘察方面,遙感技術(shù)是比較重要的勘察方法。遙感技術(shù)側(cè)重于巖溶地貌的測量,遙感技術(shù)在綜合勘察中的應(yīng)用,需要利用遙感圖像判斷鐵路工程的地質(zhì)情況。具體的判斷圖像有:(1)巖溶地區(qū)鐵路工程區(qū)域內(nèi),有對應(yīng)的地貌特征,規(guī)劃巖溶的地貌單元,逐步確定出巖溶的個體形態(tài),還要掌握巖溶組合的方式,了解施工現(xiàn)場水系的分布、河道變遷;(2)地質(zhì)構(gòu)造的遙感圖像,能夠了解地質(zhì)區(qū)域的輪廓,規(guī)劃地質(zhì)單元的構(gòu)造體系,探討巖溶地區(qū)的力學(xué)特征;(3)遙感圖像中的地層巖性,找出不同時代的地層接線,規(guī)劃好碳酸鹽和非碳酸鹽的實際分布;(4)巖溶水文地質(zhì)的遙感圖像,根據(jù)地貌的特征,規(guī)劃處地表、地下水的具體分布、補給、徑流等,劃分水文單元。物探方法,其在巖溶地區(qū)鐵路工程勘察中,可以分為電阻率法、充電法、地震法等等,各種方法的綜合應(yīng)用,完成巖溶地區(qū)的勘察工作。物探方法在勘察中的應(yīng)用,先要掌握各項方法的使用條件,再對物探方法實行綜合搭配,采用指導(dǎo)的方法,落實物探綜合勘察的操作。鉆探方法,可以用在巖溶地區(qū)鐵路工程的遙感、物探、地質(zhì)調(diào)查等多個方面,根據(jù)鉆探的研究成果,勘察鐵路工程的巖溶地質(zhì),以免勘察中出現(xiàn)局限性、片面性的問題。鉆探在勘察中,還要實行驗證,提高定測的水平,主要是按照巖溶地區(qū)鐵路工程的需求,安排勘察的工作,利用鉆探,獲取勘察的數(shù)據(jù)。
三、巖溶地區(qū)鐵路工程勘察的注意事項
首先巖溶地區(qū)鐵路工程勘察期間,要聘請專業(yè)的操作人員,通過配置專業(yè)人員,提高巖溶地區(qū)勘察的基礎(chǔ)水平,保障各項勘察工作的科學(xué)性,緩解鐵路工程勘察巖溶工作的實際壓力,而且人員是勘察工作的支持,規(guī)劃并分配好人力資源,才能改善巖溶地區(qū)勘察的環(huán)境。然后鐵路工程單位,勘察巖溶地區(qū)地質(zhì)時,要提前設(shè)計好勘察的方案,根據(jù)方案的要求準(zhǔn)備好使用的設(shè)備和器械,引進信息化的設(shè)備,推進巖溶地區(qū)勘察工作朝向信息化的方向發(fā)展,同時還要做好新舊勘察設(shè)備的相互銜接,不能出現(xiàn)設(shè)備干擾,確保鐵路工程巖溶地區(qū)勘察工作可以高效的完成。是注重巖溶地區(qū)鐵路工程勘察數(shù)據(jù)、參數(shù)的審核及驗收,審核與驗收,是保障數(shù)據(jù)的必要措施。結(jié)合鐵路工程的施工要求,審核并驗收巖溶地區(qū)的勘察數(shù)據(jù),及時發(fā)現(xiàn)有問題或者有缺陷的參數(shù)、數(shù)據(jù),給與可用的處理措施,禁止不合格的數(shù)據(jù)、參數(shù)應(yīng)用到工程施工中,維護數(shù)據(jù)的性。
結(jié)束語:
巖溶地區(qū)鐵路工程勘察工作,是鐵路建設(shè)中的重要項目,勘察時,必須明確勘察的方法和技術(shù),同時結(jié)合注意事項,由此才能保障巖溶地區(qū)鐵路工程的有效性,維護鐵路工程建設(shè),體現(xiàn)巖溶地區(qū)勘察工作的重要性。巖溶地區(qū)勘察時,要注重勘察結(jié)果的應(yīng)用,合理分析巖溶地質(zhì),以便提高鐵路工程的質(zhì)量,避免鐵路運營中存在風(fēng)險。
作者:張佳楠 單位:中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司
工程地質(zhì)勘察論文:水文地質(zhì)與巖土工程地質(zhì)勘察的影響
摘要隨著我國社會和經(jīng)濟的不斷發(fā)展,人民的生活水平得到了很大的提高,建筑行業(yè)作為一個受人民關(guān)注的焦點,也得到了迅猛的發(fā)展。對于建筑行業(yè)的發(fā)展來說,工程地質(zhì)勘察工作起到非常重要的作用,是發(fā)展的基礎(chǔ)和有效推動力。從我國的現(xiàn)狀來看,有很多的施工單位在進行工程地質(zhì)勘察時依然存著許多問題,他們大多對水文地質(zhì)的勘察不夠重視,導(dǎo)致勘察的結(jié)果不夠和完整,最終影響到后續(xù)工作的開展,延緩了建筑行業(yè)的發(fā)展速度。所以我們一定要對巖土工程地質(zhì)勘察工作進行完善,要將水文地質(zhì)作為一個重要工作區(qū)深入和重視,要依靠正確的、實時的數(shù)據(jù)區(qū)反映實際情況,從而推動工程項目的順利開展。
關(guān)鍵詞巖土工程;水文地質(zhì);地質(zhì)勘測
在巖土工程中對水文地質(zhì)進行勘測和檢查是十分重要的工作。因為了解和掌握地下水文地質(zhì)的狀況,不僅可以給巖土工程工作的開展帶來便利,提供良好的工作環(huán)境,更能夠幫助巖土工程排查掉一些安全級別低的隱患,從而使巖土工程的施工質(zhì)量得到保障。現(xiàn)階段,在進行巖土工程地質(zhì)勘察的過程中易受水文地質(zhì)等因素的影響,為其帶來損害,因此,就需要認識到水文地質(zhì)工作的重要性,將其勘察工作做好,以確保巖土工程的質(zhì)量不受影響。
1水文地質(zhì)在巖土工程地質(zhì)勘測中的作用及要求
當(dāng)前,由于我國在水文地質(zhì)的勘探工作中存在一定的不足,使得巖土工程地質(zhì)勘察受到了影響,大大制約了其工作的開展進程,還為其勘察工作的進行帶來了諸多的難題。所以,就需要我們在對水文地質(zhì)進行勘測時,要對其情況進行分析,掌握其大體信息和數(shù)據(jù)。在勘察過程中要力求工作的性,仔細分析,從而為巖土工程地質(zhì)勘察提供必要的理論依據(jù),盡可能地減少工作中難題的出現(xiàn)。當(dāng)然,在實際工作時,相關(guān)部門和人員也要正確認識水文地質(zhì)工作,對與其有關(guān)的資料和數(shù)據(jù)、信息等都要進行詳細的匯總和分析,還要充分展開調(diào)查工作,使勘察結(jié)果更具性和真實性。在實際工作時對其有以下幾點要求:一是在進行勘察時,要根據(jù)水文地質(zhì)的地理因素和自然因素對其進行的分析,主要分析的內(nèi)容有地形、天氣以及地貌等等,以此來辨別出當(dāng)?shù)氐臏囟取穸龋瑢儆谄皆€是高山,與哪條水系相聯(lián)系等;二是地質(zhì)環(huán)境的分析,也就是對地質(zhì)的構(gòu)造、形態(tài)等進行的分析;三是對地下水位情況進行實時勘察,要隨時隨地的了解地下水位的變化情況,上下波動的范圍等;四是了解水文地質(zhì)的隔層結(jié)構(gòu),對其隔層進行勘察主要是為了了解隔層水的保水程度和水位的變化范圍以及地下水的整體分布、流向等。
2水文地質(zhì)工作對巖土工程勘察產(chǎn)生的影響
2.1地下水位上下波動對巖土工程的影響
首先,要對地下水進行分析和確定,并按照其所埋藏的要求及實際情況來展開對基礎(chǔ)的埋藏。當(dāng)存在地下水時,就要在地下水位以上將基礎(chǔ)地面進行埋藏,若基礎(chǔ)底面只限于埋藏在地下水之下時,就要將安全措施準(zhǔn)備齊全,以備不時之需,及時將降水排水工作落到實處,以免因水分侵襲而使鋼筋水泥等遭到腐蝕,造成更嚴重的損害。若將基礎(chǔ)底面埋藏在含有地下水層或水壓地方時,在埋藏之前要考慮其承壓的范圍及能力,以免因水壓過高而使地基受到損害。此外,在進行橋梁埋藏的工作時,要充分對其地表水的流向及程度進行分析,只有將其埋藏在洪水的較大沖刷線之內(nèi),才能使橋墩的穩(wěn)固性最強,不易受侵害。如果在埋設(shè)地基時沒有按照其要求或?qū)嶋H情況去做,那么當(dāng)?shù)叵滤簧仙龝r就極有可能存在粉細砂等顆粒物,造成流砂或是管涌的現(xiàn)象,從而使工程進度受到影響,阻礙其正常施工;更為嚴重時還有可能造成地基坍塌、洼陷的現(xiàn)象。而當(dāng)?shù)鼗L時間接觸到地下水時,也會將土地軟化,從而導(dǎo)致地基整體向下遷移,加之膨脹土同時兼具冷縮和膨脹的特點,所以在地基下沉的帶動下,終究也會導(dǎo)致其自身出現(xiàn)傾斜、裂縫的現(xiàn)象。
2.2地下水過高對建筑物的影響
地基對于整個建筑物來說有著重要的作用,地基的好壞會影響到建筑物的整體質(zhì)量。當(dāng)?shù)叵滤桓叱鼋缦抟院螅蜁?dǎo)致建筑物的地基受潮,當(dāng)建筑物地下結(jié)果發(fā)生變化以后,就會影響到整個建筑物的堅固程度;同時水位過高還會造成土壤鹽化,最終對建筑物產(chǎn)生嚴重的腐蝕;而且當(dāng)建筑物地基出現(xiàn)問題以后,還會對其周圍的建筑物產(chǎn)生影響。如果地下水位忽高忽低,還會使得膨脹土出現(xiàn)脹縮現(xiàn)象,最終也會造成地表裂縫、建筑物坍塌的事情發(fā)生。
2.3地下水對基坑的影響
由于社會的發(fā)展,人民對于建筑物的需求也發(fā)生了很大的改變,高層建筑已然成為了建筑物行業(yè)發(fā)展的一種必然趨勢,特別是對于農(nóng)村的一些住房改建項目,目前往往是采用垂直挖掘的方法進行。一般情況下,我們大多會采取抽取地下水的方法去降低水位。從便面上看,似乎是可以緩解土地的力,當(dāng)時卻存在著很大的弊端,因為抽水時大多參用局部抽水的方法進行,長期下去就會使得水位嚴重下降,最終導(dǎo)致附近建筑設(shè)施的變形,嚴重時,可能會出現(xiàn)坍塌的事情。所以,我們在開展地下工作的前期,一定要確保施設(shè)是否齊全,可以通過水帷幕、防護體等多種方式規(guī)避地下水流入流出對工程造成影響。
2.4水流壓力對勘察的影響
地下水水流所產(chǎn)生的壓力對勘探工作產(chǎn)生的影響是非常嚴重的,如果我們沒有重視或者是忽視了對他的分析,就會造成勘探的結(jié)果不夠,勘探進度緩慢等一系列的問題發(fā)生。在我們開展勘探工作時,這種問題往往表現(xiàn)為由于工作人員的大意,觸碰到了一些不該觸碰的東西,最終出現(xiàn)惡劣問題和影響。舉例,由于一些因素使得地下水失去了原有的平衡狀態(tài),產(chǎn)生影響,造成這種情況的主要因素是自然環(huán)境的變化。這時,我們很難對其進行控制,導(dǎo)致水流擠壓,產(chǎn)生超出范圍的壓力。這種異常的水流壓力會嚴重的影響到我們勘探工作的開展,打亂我們的工作計劃,使勘探工作最終延期,而且通過勘探得來的數(shù)據(jù)也不夠,無法反映真實情況,最終影響到我們的分析工作的開展,分析結(jié)果也不具有意義。另外,由于水流壓力長時間處于高壓狀態(tài),就會使得巖土工程出現(xiàn)問題,對于我們的勘探工作開展百害而無一利,不僅提高了我們的工作難度,最終還會影響到工程的開展。
3結(jié)論
通過分析我們不難看出,水文地質(zhì)對于巖土工程的勘察來說有著重要的作用和意義,所以就要求我們一定要對水文地質(zhì)中產(chǎn)生的問題提起重視。不但要熟練掌握有關(guān)于水文地質(zhì)方面的基礎(chǔ)知識的理論,還要學(xué)會如何利用科技去確定和完善關(guān)于水文地質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù),利用合理正確的辦法去解決來自水文地質(zhì)方面的問題,減少對巖土施工的影響,從而在基礎(chǔ)環(huán)節(jié)保障施工的正常開展。另外還要對工程中負責(zé)勘探的責(zé)任人進行整體的素質(zhì)提升培訓(xùn),要規(guī)范他們的作業(yè)方式和方法,要確保他們所測量的數(shù)據(jù)、實時,在勘察時,要提前做好工作計劃和工作預(yù)案,要的體現(xiàn)巖土勘測的效果,對于測量的數(shù)據(jù)一定要量化、精準(zhǔn),為后期的開工以及整個工程的順利進行打下良好的基礎(chǔ),同時也為工程的整體質(zhì)量提供根本保障。在勘探工作的開展過程中可以適當(dāng)?shù)亩靡恍└呖萍荚O(shè)備,從而來保障工作的有效性,同時還要嚴格遵守相關(guān)文件要求,最終推動勘探工作快速、的進行。
作者:丁超 單位:河北省地礦局第三地質(zhì)大隊
工程地質(zhì)勘察論文:建筑工程地質(zhì)勘察與基礎(chǔ)設(shè)計問題分析
摘要:地質(zhì)勘察和基礎(chǔ)設(shè)計是建筑工程建設(shè)施工過程中尤為重要的一項前期基礎(chǔ)準(zhǔn)備工作,它的工作質(zhì)量水平直接關(guān)系到后期工程項目的施工進度和質(zhì)量安全,因此,必須要加強地質(zhì)勘察和基礎(chǔ)設(shè)計工作的水平。本文就目前建筑工程地質(zhì)勘察與基礎(chǔ)設(shè)計工作中存在的問題和不足進行簡要分析和總結(jié),并就如何進一步提高地質(zhì)勘察和基礎(chǔ)設(shè)計工作的水平提出自己的建議和看法,以期更好的保障和提高建筑工程施工建設(shè)的質(zhì)量安全。
關(guān)鍵詞:建筑工程;地質(zhì)勘察;基礎(chǔ)設(shè)計;問題;對策
近些年來,隨著我國社會經(jīng)濟以及城市化建設(shè)的飛速發(fā)展,建筑工程的數(shù)量越來越多,類型越來越復(fù)雜,其施工建設(shè)場地環(huán)境也越來越復(fù)雜,這使得地質(zhì)勘察與基礎(chǔ)設(shè)計工作也出現(xiàn)了諸多變化,面臨著新的問題和挑戰(zhàn)。下面,文章簡單分析和總結(jié)我國當(dāng)前建筑工程地質(zhì)勘察與基礎(chǔ)設(shè)計工作中存在的一些問題,并研究和探討提高建筑工程地質(zhì)勘察與基礎(chǔ)設(shè)計質(zhì)量水平的對策措施,從而不斷提高建筑工程的施工質(zhì)量和性能安全,促進我國建筑行業(yè)的高效、安全、經(jīng)濟、快速發(fā)展。
一、建筑工程地質(zhì)勘察與基礎(chǔ)上設(shè)計工作中的問題
目前,我國大部分建筑工程在地質(zhì)勘察與基礎(chǔ)設(shè)計工作中普遍存在以下幾個方面的問題和不足,具體表現(xiàn)在:
1、地質(zhì)勘察與基礎(chǔ)設(shè)計的時間周期較短
建筑工程的地質(zhì)勘察和基礎(chǔ)設(shè)計工作是一項專業(yè)性、技術(shù)性要求較高的工作,且涉及內(nèi)容繁多復(fù)雜,需要工作人員在施工現(xiàn)場進行長時間的地質(zhì)勘察和樣本采集,以便為設(shè)計人員提供更加科學(xué)、詳實、的地質(zhì)環(huán)境資料。而設(shè)計人員也需要一定的時間對勘察資料進行耐心、細致的分析和研究,并對設(shè)計圖紙進行反復(fù)審查和驗算,以確保建筑工程的施工質(zhì)量。但在實際工作中,有些建設(shè)單位的勘察人員和設(shè)計人員由于受到工期等時間方面的限制,在地質(zhì)勘察以及基礎(chǔ)設(shè)計時的時間較短,不能很好的對施工場地的地質(zhì)環(huán)境進行、詳細的探測勘察,設(shè)計人員對施工圖紙的設(shè)計也存在一些疏漏,沒有充分的時間進行審查核對,從而影響到建筑工程的施工進度和質(zhì)量安全。
2、勘察資料的收集不
地質(zhì)勘察工作的主要作用就是為工程設(shè)計人員提供施工現(xiàn)場的水文地質(zhì)環(huán)境資料,一般更好的進行工程地基、規(guī)模、材料等方面的設(shè)計。然而在實際工作中,有些勘察單位存在資料收集不、不詳盡等問題,對巖石及土壤的類型、地面整平標(biāo)高、荷載分布以及擬建物結(jié)構(gòu)情況等方面沒有進行、細致、認真的探測和勘察,有些甚至只是對表層地質(zhì)土壤情況進行簡單收集分析,沒有對深層的巖石、土壤以及水文情況進行詳盡勘察,導(dǎo)致地質(zhì)勘察工作缺乏性、真實性和性,從而給建設(shè)工程的設(shè)計以及施工均造成較大的不良影響。
3、地質(zhì)勘察的方法選擇不當(dāng)
勘察方法選擇是否合理恰當(dāng)直接關(guān)系到地質(zhì)勘察工作的效率和成果,在實際勘察中,有些勘察人員由于對施工現(xiàn)場環(huán)境判斷不或自身專業(yè)素質(zhì)水平較低、實踐經(jīng)驗不豐富,導(dǎo)致在進行勘察方法選擇時缺乏科學(xué)性和合理性,從而嚴重影響到勘察工作的進度和效果。
二、加強建筑工程地質(zhì)勘察與基礎(chǔ)設(shè)計的措施
針對目前建筑工程項目在地質(zhì)勘察與基礎(chǔ)設(shè)計工作中出現(xiàn)的諸多問題和不足,在今后的工作開展中,勘察設(shè)計單位可以從以下幾個方面著手,有效提高工程的地質(zhì)勘察及基礎(chǔ)設(shè)計水平。具體措施如下:
1、制定科學(xué)合理的地質(zhì)勘察及基礎(chǔ)設(shè)計方案
地質(zhì)勘察及基礎(chǔ)設(shè)計方案是指導(dǎo)和保障工程勘察設(shè)計工作能夠順利開展的重要基礎(chǔ)和條件。因此,勘察設(shè)計單位必須要在勘察開始前,結(jié)合工程項目要求以及自身實際情況制定科學(xué)、合理、切實、科學(xué)的地質(zhì)勘察及基礎(chǔ)設(shè)計工作方案,在保障工期的同時盡量延長勘察及設(shè)計工作的周期時間,以便更好的提高勘察及設(shè)計工作的完成質(zhì)量和水平,從而更好的為后期的工程施工工作打下堅實的基礎(chǔ)。
2、加強勘察方法的合理選擇
勘察單位在進行實地地質(zhì)勘察工作時,要根據(jù)現(xiàn)在實際情況合理的選擇多種勘察方法進行綜合地質(zhì)勘探,加強現(xiàn)場勘察的原位測試和取樣工作,擴大勘察范圍和深度,并針對地質(zhì)勘察工作中的重點、難點問題制定行之有效的詳細勘察計劃,從而更好的保障地質(zhì)勘察資料收集的性、真實性,提高地質(zhì)參數(shù)的度,保障能夠真實的反映勘察現(xiàn)場各方面的情況,為工程設(shè)計人員提供科學(xué)、詳盡的勘察資料。
3、加強對勘察、設(shè)計人員的專業(yè)培訓(xùn)
勘察設(shè)計單位可以采用定期培訓(xùn)的方式,聘請專業(yè)人員針對地質(zhì)勘察以及基礎(chǔ)設(shè)計工作中經(jīng)常出現(xiàn)的一些問題、錯誤或難點問題進行重點培訓(xùn),并對相關(guān)的法律規(guī)定、行業(yè)規(guī)范、技術(shù)方法等進行系統(tǒng)講解和指導(dǎo),使勘察、設(shè)計人員能夠更加的把握建筑行業(yè)的規(guī)范和方向,提高自身專業(yè)素質(zhì)水平,避免不必要問題的發(fā)生,從而更好的確保工程地質(zhì)勘察及基礎(chǔ)設(shè)計工作的順利開展。
總結(jié)
地質(zhì)勘察與基礎(chǔ)設(shè)計工作對建筑工程的施工建設(shè)有著極為重要的基礎(chǔ)保障意義和作用,也是確保工程施工質(zhì)量和安全的重要手段之一。因此,在實際勘察設(shè)計過程中,勘探設(shè)計單位必須要加強對現(xiàn)場地質(zhì)勘察以及基礎(chǔ)設(shè)計工作的關(guān)注和重視,制定科學(xué)、合理的地質(zhì)勘察及基礎(chǔ)設(shè)計方案,適當(dāng)延長工作周期,合理選擇和優(yōu)化勘察方法,加強人員安全意識,從而不斷提高地質(zhì)勘察和基礎(chǔ)設(shè)計工作的科學(xué)性、性、科學(xué)性和安全性,進一步保障和促進我國建筑工程行業(yè)向著科學(xué)、安全、經(jīng)濟、可持續(xù)的方向不斷邁進。
作者:龐莉 王璐 單位:云南地質(zhì)工程第二勘察院
工程地質(zhì)勘察論文:輸氣管道工程地質(zhì)勘察技術(shù)研究
1穿越工程概況
(1)工程背景。黃岡-大冶天然氣輸氣管道(以下簡稱黃大線)為鄂東地區(qū)連接西氣東輸、川氣東送兩條部級輸氣干線的支干線。輸氣管道擬采用定向鉆的施工方法于黃岡和鄂州之間穿越長江。穿越隧道長度近2.7km,穿越處長江江面常水位寬度約1700m,江堤之間的寬度約2290m。
(2)穿越段地質(zhì)概況。穿越段位于揚子斷塊的桐柏-大別斷隆與下?lián)P子隆陷帶接壤處。30km半徑范圍內(nèi),主要分布襄樊-廣濟斷裂、麻城-團風(fēng)斷裂、巴河斷裂3條大斷裂,其中襄樊-廣濟斷裂從穿越段南端通過。穿越段兩岸地勢開闊平坦,水陸交通便利。覆蓋層厚11~35m,總體呈北厚南薄狀。從上至下依次為黏性土、粉細砂及卵礫石等。下伏基巖為白堊-第三系東湖群、二疊系棲霞組及茅口組地層,巖層走向與穿越軸線近直交,傾角陡立,巖性以中厚-厚層淺灰鈣質(zhì)砂巖、礫巖、紫紅色泥質(zhì)砂巖居多,其次為含絹云母粉砂巖、灰質(zhì)白云巖、碳質(zhì)灰?guī)r、鈣質(zhì)砂巖、泥巖,以及沿襄樊-廣濟斷裂侵入的安山質(zhì)火山巖等。襄樊-廣濟斷裂從穿越河段南岸通過,在穿越斷面上的水平寬度大于300m,構(gòu)造巖主要由碎塊巖、含角礫碎裂巖、碎粉巖、含角礫糜棱巖組成,巖體破碎、性狀較差。穿越段巖體風(fēng)化整體上具垂直分帶性。強風(fēng)化帶巖體分布不連續(xù),鉛直厚一般為0.5~4.5m,受襄樊-廣濟斷裂影響,穿越段南側(cè)強風(fēng)化巖體分布厚度較大,達2.5~8.5m,襄樊-廣濟斷裂主斷帶強風(fēng)帶巖體鉛直厚度在30m以上;中等風(fēng)化帶巖體鉛直厚度一般為3~12m,南岸襄樊-廣濟斷裂影響帶一般呈中等風(fēng)化狀;本次勘察未揭穿微風(fēng)化帶。長江是該區(qū)域的低排泄基準(zhǔn)面,地表水總體向長江排泄。地下水按埋藏和徑流條件可分為孔隙水、基巖裂隙水和巖溶水等。
2地質(zhì)勘察難點分析
從地質(zhì)條件看,襄樊-廣濟斷裂、巴河斷裂等區(qū)域性的大斷裂分別從穿越段南端和近場區(qū)通過,穿越段沿線還分布深厚覆蓋層(厚度近30m,主要巖性有黏性土、砂、圓礫及卵石);且下伏灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖等碳酸鹽巖,及礫巖、鈣質(zhì)砂巖、泥質(zhì)砂巖、泥巖等軟硬極為不一的沉積巖,和沿斷裂侵入的各類火成巖。長江復(fù)雜的地理特點及穿越段特有的復(fù)雜地質(zhì)條件給勘察、設(shè)計、施工帶來了諸多難題,主要包含以下3個方面。
(1)黃大線長江穿越段南岸分布有襄樊-廣濟大斷裂,且斷裂帶規(guī)模逾600m,定向鉆隧道需斜穿斷裂帶300余米。斷裂帶規(guī)模大,地質(zhì)條件復(fù)雜,之前國內(nèi)尚無大型定向鉆穿越的成功經(jīng)驗,因此,能否查明斷裂帶地質(zhì)條件,成為制約該次穿越成敗的重要因素。
(2)河床南側(cè),定向鉆穿越隧道沿線分布有厚達約230m的可溶巖-灰?guī)r及灰質(zhì)白云巖,可溶巖體內(nèi)發(fā)育的溶洞、脈狀透水通道使定向鉆施工面臨巨大風(fēng)險,存在掉鉆、卡鉆、泥漿外泄或地下水滲漏等問題。
(3)河床中部,定向鉆穿越隧道沿線分布厚達近480m的礫巖,礫巖基質(zhì)與礫石的軟硬不均,是定向鉆導(dǎo)向施工的一大難題,同時礫石原巖大部為灰?guī)r、石英質(zhì)巖等巖石,其巖質(zhì)堅硬,部分顆粒較大,定向鉆鉆進施工難以將其破碎,還為施工排渣帶來較大困難。因此,能否查明礫巖內(nèi)礫石成分、顆粒大小、級配等參數(shù),從而制定合理、有效的施工處理方案顯得尤為重要。
3勘察研究概況與實施情況
(1)區(qū)域性斷裂帶勘察、研究概況與實施情況。區(qū)域性斷裂———襄樊-廣濟大斷裂從穿越段南端通過,定向鉆需穿越斷裂帶至少300m,之前國內(nèi)外尚無大型水域定向鉆穿越的成功經(jīng)驗。鑒于此,在勘察時除采用傳統(tǒng)小口徑鉆探外,還結(jié)合了聲波、高密度電法及松散巖土層可視化探查技術(shù)等綜合手段。首先,通過小口徑鉆探基本查明了穿越段范圍內(nèi)斷裂帶主要巖性及其性狀特征。其次,采用鉆孔聲波和地表高密電法測試,統(tǒng)計分析不同性狀巖體的聲波波速和電阻率反映值,以高密度電法測試剖面結(jié)合鉆孔揭露情況,為深埋地下的斷裂帶進行構(gòu)造和巖性分帶。然后采用補充勘探和松散巖土層可視化探查技術(shù),對穿越段關(guān)鍵部位進行地質(zhì)驗證和地質(zhì)信息收集,查明斷裂帶的空間展布、構(gòu)造巖和沿斷裂侵入巖體的特征及分布規(guī)律,以此充分研究定向鉆施工可能遇到的地質(zhì)問題。針對各種問題存在的部位,提出切實可行的解決方案,為首次實現(xiàn)大型水域定向鉆成功穿越區(qū)域性斷裂奠定了堅實基礎(chǔ)。
(2)可溶巖灰?guī)r層勘察、研究概況與實施情況。穿越段河床南側(cè)分布可溶巖灰?guī)r及灰質(zhì)白云巖,巖體內(nèi)發(fā)育的溶洞及存在的脈狀透水體使定向鉆施工面臨巨大風(fēng)險,可能引起泥漿外泄或地下水涌漏等問題。勘察期間,建立了以鉆孔連續(xù)水文試驗及井下全息彩電探測技術(shù)為基礎(chǔ)的鉆孔全孔分段巖溶脈狀透水體分析方法。首先,對可溶巖層巖性進行礦物分析,了解巖體內(nèi)可溶礦物含量和分布發(fā)育規(guī)律。其次,對鉆孔進行全孔段連續(xù)壓水試驗,了解脈狀透水體發(fā)育的深度范圍。再次,利用井下全息彩電探測技術(shù)查明可能的脈狀透水體規(guī)模與走向。,結(jié)合鉆孔揭示的巖體構(gòu)造特征(主要指構(gòu)成脈狀透水體的長大巖溶裂隙產(chǎn)狀、性狀等)以及上覆江水水頭高度,綜合計算分析定向鉆穿越處地下水可能產(chǎn)生的涌漏量,或在較大泥漿壓力下施工時可能產(chǎn)生的泥漿滲漏量。勘察期間的分析計算結(jié)果與施工實際吻合較好,為定向鉆選擇穿越路徑、提前制訂相應(yīng)施工處理措施提供了基礎(chǔ),保障了定向鉆穿越工程順利實施。
(3)礫巖層勘察、研究概況。礫巖基質(zhì)與礫石軟硬不均,是定向鉆導(dǎo)向施工的一大難題。因此,能否查明礫巖內(nèi)礫石成分、顆粒大小、級配等參數(shù),從而制訂合理、有效的施工處理方案顯得尤為重要。傳統(tǒng)的試驗分析方法一般是磨碎分離、篩分,但黃大線穿越段礫巖成巖膠結(jié)極好,巖體難以磨碎分離。勘察實踐過程中,引入了全息數(shù)字化技術(shù),采用室內(nèi)巖芯薄片建立了礫巖三維模型,查明了礫石顆粒大小、含量等重要參數(shù),為定向鉆施工方案設(shè)計和采取有效應(yīng)對措施提供了地質(zhì)依據(jù)。
4關(guān)鍵勘察技術(shù)方法探究
(1)松散巖土層可視化探查技術(shù)。深厚松散巖土層結(jié)構(gòu)松散,勘察中通常采用的小口徑鉆探方法取芯較為困難,存在獲取地質(zhì)信息不足的問題。即使增大鉆探口徑,或采用雙管雙動、雙管單動等改良措施,也僅能一定程度上提高巖土的取芯率。松散巖土層可視化探查技術(shù),采用透光率92.8%以上的高透明PMMA管(PMMA管也稱壓克力管,有機玻璃管,英文為AcrylicTube,耐紫外線和大氣老化,機械強度和韌性良好,較高使用溫度為80℃)制作與鉆孔孔徑相匹配的各種不同口徑的護壁器,并通過全息彩電,了解松散層的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)特征。可視化探查技術(shù)可不計較芯樣的完整性,能真實、直觀地反映松散巖土層的結(jié)構(gòu)特征和配比,大大提高了地質(zhì)原始資料的性。本次勘察過程中,運用這項技術(shù)在查明松散斷裂破碎帶構(gòu)造巖分布、劃分主斷帶、次級斷裂帶、次級斷裂及侵入巖體分布方面發(fā)揮了不可或缺的作用,確保了國內(nèi)大型水域定向鉆首次成功穿越區(qū)域型大斷裂。
(2)全息影像探測技術(shù)。針對地下巖溶,常規(guī)勘察方法多通過鉆進情況(如掉鉆、漏漿等)判別巖溶發(fā)育部位,其缺點在于對巖溶發(fā)育的深度、規(guī)模、成因等判別比較粗糙,容易遺漏中小規(guī)模溶蝕裂隙。考慮到定向鉆穿越的特殊施工工藝,一方面鉆進施工中伴隨著巨大的泥漿壓力,中小型巖溶裂隙構(gòu)成的脈狀透水體也可能造成泥漿大量外泄,導(dǎo)致穿越失敗;另一方面,隧道深埋于長江水位以下,較大的上覆水頭可能導(dǎo)致地下水向隧洞內(nèi)大量滲漏,不利于隧洞長期穩(wěn)定和管道安全。因此,查明穿越段巖溶發(fā)育的深度、規(guī)模,以及巖溶裂隙發(fā)育走向等地質(zhì)信息極為重要。全息影像探測技術(shù),將帶有特制方位儀的全息影像設(shè)備放入鉆孔,可有效查明基巖內(nèi)主要巖溶裂隙通道發(fā)育程度、規(guī)模及特征,為設(shè)計施工方案時提前制定相應(yīng)處理措施提供依據(jù)。其具體實施步驟如下:①以常規(guī)的鉆進方法進行鉆進和護壁。②對下入彩電探測器的空段實施清洗,以排出水流清澈不混濁為準(zhǔn)。③清洗完畢即下入彩電探測器。④用探頭自帶的方位儀,讀取孔內(nèi)斷層出露的較高點和低點方位;在確定方位時將探測器分別移動至斷層頂、底面,計算測繩長度差。⑤進入室內(nèi)編輯,分析影像成果。鉆孔全息影像資料,可不計較鉆孔取芯的完整性,而獲得常規(guī)鉆探工藝不能取得的埋藏于地下的巖溶裂隙的產(chǎn)狀、規(guī)模等信息,對判別深埋地下的巖體巖溶發(fā)育情況有重要意義,為該工程判別可溶巖層巖溶發(fā)育情況提供了保障。
5結(jié)語
定向鉆特殊的施工方法,對地質(zhì)勘察精度要求頗高,需根據(jù)不同地段的不同地質(zhì)條件制定相應(yīng)施工方案和故障處理措施,不斷調(diào)整施工參數(shù)。黃大線長江穿越段地質(zhì)條件極為復(fù)雜,但自2009年黃大線長江穿越工程地質(zhì)勘察工作開展以來,采取多種勘察方法和研究手段,有效提高了勘察精度,勘察資料詳實、、,為工程決策與工程建設(shè)提供了重要依據(jù),并提出了一系列合理化工程建議,被設(shè)計方或業(yè)主采納,使工程提前竣工并通過驗收,節(jié)約工程投資數(shù)千萬元。工程現(xiàn)已正常運行多年,取得了明顯的綜合效益。本項目勘察同時也獲得湖北省勘察一等獎。該項目勘察中采用的多種勘察手段及分析方法,對復(fù)雜地質(zhì)條件下大型水域定向鉆穿越工程的勘察工作有著重要的參考價值和指導(dǎo)意義,已在國內(nèi)得到廣泛運用。
作者:邵玉冰 劉培培 龐云銘 李強 岳全慶 單位:長江三峽勘測研究院有限公司