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工程地质勘察论文:水利工程坝址选择的工程地质勘察探析
1 引言
水利项目和常见的项目不一样,它有着自身的独特性。由于它的存在,会使得很广阔的区域之中的水文等出现改变。进而会导致渗漏以及淤泥等问题出现。所以,要积极的关注勘察和设计等活动,要不然的话其结局会非常的不利。在选择坝址的时候,不但要分析其地质状态,还要探索溢洪等的建筑体的状态,进而为后续的建设工作提供精准的参考信息。
2 选坝的时候要开展的勘察工作
在天然的背景之中,地质状态的坝址总数是不多的,特别是大规模的水利工程,对于地质对规定很是严苛,无法合乎当前的规定。此处讲到的最合理的规划是比对来看的,就算是最的也会面对一些不利要素。所以,地质状态不是很好,估算费用较高的规划是不应该落实的。在选址的时候,工程地质论证的主要内容包括区域稳定性、地形地貌、岩土性质、地质构造、水文地质条件和物理地质作用以及建筑材料等,同时还应该分析或许会出现的一些地质现象以及处理此类现象要耗费的人力物力等。接下来具体的探索。
2.1 关于地区的稳定性
该项要素的探索在水利工程的建设活动中有着非常积极的作用。针对坝址以及那些要探索的区域,开展稳定性的测试活动意义很是关键。尤其是地震的干扰关乎到其选择,通常来讲,烈度是由地震机构提供的,但对于重大的水利枢纽工程要进行地震危险性分析和地震安全性评价。所以,对于大规模的水电项目,在开展该项探索工作的时候,要协调有关的人员积极地分析稳定性相关的内容。
2.2 地形地貌
它是明确坝形的关键参考内容,而且其对于项目的布局以及建设条件等有一定的制约意义。狭窄、完整的基岩“V”型谷适合修建拱坝,宽高比大于2的“U”型基岩河谷区宜修建混凝土重力坝或砌石坝。宽敞河谷地区岩石风化较深或有较厚的松散沉积层,一般适于修建土坝。对于不一样的地貌区域,它的岩性和构造等具有自身的很多独特性,像是宽阔的区域,它的阶地特征等存在一些渗漏性的现象。通常老河道掌控着渗漏的方式等。所以,在选取地址的时候要积极的分析该项要素。
2.3 岩土性质
岩性对于建筑的稳定性来讲有着非常积极的意义,其对于选址来讲,是要认真分析的一项要素。我们国家已经完工的和正在建设的高坝,有超过一半的都是建设在有着较高的强度的岩基之上,一别的是设置在砂岩等上面,很少会存在于强度较小的岩石之中。经由项目的具体分析,我们得知要结合坝体的具体状态等对其关键的事项开展探索。
2.3.1 侵入的块状结晶岩体,一般致密坚硬、均一、完整、强度大、抗水性强、渗透性弱,是修建高混凝土坝最理想的地基,其中尤以花岗岩类为。这类岩石需注意它们与围岩以及不同侵入期的边缘接触面,平缓的原生节理,风化壳和风化夹层的分布,选坝时避开这些不利因素。
2.3.2 喷出岩类强度较高、抗水性强,也是较理想的坝基。像是东部的一些靠海区域以及东北等区域的坝体都是设置在这种状态之中。喷出岩的喷发间断面往往是弱面,存在风化夹层、夹泥层及松散的砂砾石层,还有凝灰岩的泥化和软化等,对坝基抗滑稳定性的影响不可忽视。此外,玄武岩中的柱状节理,透水性很强,在选坝时也须注意研究。
2.3.3 深变质的片麻岩、变粒岩、混合岩、石英岩等,强度高、抗水性强、渗透性差,同样是非常的坝基。不过在此类岩体之中进行选取活动的时候,要分析一些具体的要素,比如软弱层等,在选取坝体的时候,不应该存在于软弱物质非常多的区域之中。
2.3.4 沉积岩中,以厚层的砂岩和碳酸盐岩为较好的坝基。这类岩石坝基较岩浆岩、变质岩的条件复杂。这是因为在厚层硬岩层中常夹有软弱岩层,这些夹层力学强度低,抗水能力差,易构成滑移控制面。碎屑岩类如砾岩、砂岩等,强度与胶结物类型有关,一些胶结物在水的作用下可能产生溶解、软化、崩解、膨胀等。在构造变动下往往发生层间错动,经由次生活动会出现泥化反应。在选取坝址的时候要积极的分析此项内容。
除此之外,在开展比对分析的时候,松散层具有非常积极的作用。在修筑土坝的时候,要确保其设置在基岩之中,假如河床的遮盖层太厚的话,就导致开挖总数增加,此时建设条件就会变得非常繁琐。因此当别的状态大体上一样的时候,要把项目选取在覆盖层的尺寸不是很宽的区域之中。一些区域由于该层的尺寸太厚,必须要用土石坝比选松散土体坝基的坝址时,须研究渗漏、渗透变形和振动液化等问题,而且应避开如淤泥类土等软弱、易变形土层。
2.4 地质构造
这个要素在选取的时候也具有非常显着的意义,对于那些地形非常敏感的坝体来讲,作用更是显着。在地震多发的区域之中,在选取的时候要躲避活断层,要设置在地质稳定的区域之中。在选坝前的可行性研究时,应进行区域地质研究,查明区域构造格局,尤其要查明目前仍持续活动或可能活动断裂的分布、类型、规模和错动速率,并预测发生水库诱发地震的可能及震级。国外有些水坝就因横跨活断层而坝体被错开或致垮坝。地质构造也经常控制坝基、坝肩岩体的稳定。在层状岩体分布地区,倾向上游或下游的缓倾岩层中存在层间错动带时,在后期次生作用下往往演化为泥化夹层,若有其他构造结构面切割的话,对坝基抗滑稳定极为不利,在选坝时应特别注意。因为缓倾岩层的构造变动一般较轻微,容易被忽视。陡倾甚至倒转岩层,由于构造形变强烈,岩石完整性受到强烈破坏,在选坝时更要特别注意查清坝基内缓倾角的压性断裂。总之,要尽可能选择岩体完整性较好的构造部位作坝址,避开断裂、裂隙强烈发育的地段。
2.5 水文地质条件
在将渗漏事项当成是关键要素的岩溶区域之中进行坝体的选取工作的时候,要积极地分析水文地质要素。站在防渗的层次上分析,其坝址的寻求要设置在具有隔水层的区域之中。而且要积极的分析项目是不是存在渗漏性,库区好是强透水层底部有隔水岩层的纵谷,且两岸的地下分水岭较高。当岩溶区无隔水层可以利用的情况下,坝址应尽可能选在弱岩溶化地段。这就要求仔细分析研究岩层结构、地质构造和地貌条件。
3 结束语
通过具体的情况我们得知,选坝是当前建设工作中非常关键的一个事项,其关乎到建筑体的安全性以及稳定性。地质要素在选坝的时候有着非常积极的意义,选取的坝址,并据此合理配置水利枢纽的各个建筑物,进而切实的发挥出积极的地质要素的优势,避免不利现象的出现。
工程地质勘察论文:堤防工程地质勘察中的若干问题
堤防工程地质勘察中的若干问题
堤防工程建设的基础是设计,而设计的依据是地质,这是工程建设的常识性问题,不会有什么质疑。然而在实际工作中却往往并非如此。问题主要出在人们对堤防工程地质勘察工作的片面理解或被一些假象所迷惑,走了两个极端。一个极端是过高地要求地质勘察能在“查明”工程地质条件的同时,“”地提供设计需要的地质图件和堤基岩土体物理力学参数,一旦在有限的勘探控制工作量之内不能同时达到“查明”和“”的要求时,就立即降低了对地质勘察工作的认可和重视程度;另一个极端是我们的祖先在数百年乃至上千年来与洪水搏斗的岁月里修建的大量堤防工程,却从来没有进行过任何地质勘察工作,许多堤防工程至今也是安全的。这两个极端,不同程度地影响着堤防工程地质勘察工作的有序开展,在大规模的堤防工程建设中,难免存在这样那样的问题。为使堤防工程地质勘察工作能够科学、客观、完整、系统地为设计提供的地质资料,我们有责任将近年来堤防工程地质勘察工作中出现的若干问题展示出来,供同行们讨论参考。1堤防工程地质勘察的过去与现状
我国已建江河堤防工程总长20余万公里,98特大洪水后尚有大量堤防工程正在规划建设中。许多已建堤防工程过去基本上没有进行过真正工程意义上的工程地质勘察,更谈不上各大江河湖海堤防工程系统化规范性的地质资料的汇编与分析整理工作。正因为如此,许多堤防工程在98特大洪水期间险象环生,出险堤段堤基的地质条件没有足够的资料可供抢险分析,为确保万无一失,只能按最坏情况进行抢险,其人力物力的巨大付出实在是不得已而为之;洪水期间上至中央下到地方的各级领导以及全国人民的精神紧张程度和精力耗费更是无法用实物价值去衡量。如此被动局面,一方面是大自然教训人类的生动一课,另一方面则是祖先给我们留下的世纪难题。
建国以来,随着大规模工程建设的需要,工程地质专业从无到有,日益发展壮大,成为国家工程建设不可缺少的重要基础性专业。工程地质勘察的法规性准则也逐渐成熟与完善,与工程地质相关的规程规范相继出台,并结合工程实践的反馈信息进行修订修编。水利部1997年2月了行业标准《堤防工程地质勘察规程》(以下简称《规程》,编号SL/T188,同年5月1日起实施),这是我国堤防工程地质勘察的及时部法规性行业标准。而国家标准《堤防工程设计规范》(以下简称《规范》,编号为GB50286-98,自1998年10月15日起施行)则是98特大洪水之后出台的。特大洪水前后出台的这两部法定标准或许是历史的巧合,也许是历史的必然。巧合与必然都说明这样一个事实:工程地质是工程建设的基础和侦察兵,具有超前意识和预见性,信不信由你。
《规程》颁布前的堤防工程地质勘察工作基本上没有什么标准。《规程》颁布后,地质工作有规可循,有法可依。更为98特大洪水后大规模堤防建设奠定了基础。首次颁布此《规程》,与工程实际存在一些差异再所难免。《规程》实施三年多来,主要存在三方面的问题,一是《规程》本身的实践性与可操作性问题;二是地质师对《规程》的理解程度与把握尺度;三是人们对堤防工程地质勘察的认识程度与理解程度。近两年来,生产及时线的广大地质师对《规程》提出了许多好的意见和建议,我们在工程审查过程中,也在逐渐地深化对堤防工程和《规程》的理解,力求较地把握审查尺度,紧密地与工程实际相结合,避免教条和呆板地执行《规程》中明显与工程实际不相符合的条款,要求客观地、创造性地应用和执行《规程》,同时也强调执行《规程》的严肃性。
近年来,堤防工程地质勘察工作基本上可以满足堤防工程设计与施工的要求。随着工程实践经验的积累和对堤防工程深层次的认识与理解,一些具有全局性和普遍性的问题,迫切需要提出来进行讨论,以便引起足够的重视。
2堤防工程隐患与险情分类
2.1分类的意义与原则
堤防工程存在隐患出现险情,导致大洪水时十分紧张。大规模的堤防工程建设正是针对隐患和险情而提出来的“整险加固”或“除险加固”。显然,对隐患和险情实施科学分类,不仅是从实践上升到理论的成熟过程,也为堤防工程的勘测设计工作明确了任务,同时为“加固”工程指明方向,提供依据。
在分类之前,我们先给出险情和隐患的定义:
险情是指正在发生或发生过程中被抢险保住了的事故堤段,具有直观性,措施明确性等特点。针对险情,需要分析出险原因,界定险情性质,预测再次出险的可能性,落实工程措施,确保大堤安全。
隐患是指尚未发生或可能将要发生险情的事故堤段,具有隐伏性,随机性,再生性等特点,更需要技术人员的分析判断,以便对症下药,采取措施消除隐患。
险情与隐患有明显区别但又并没有严格的界线,往往在险情中存在着隐患,在隐患中孕育着险情。辩证地看,险情是隐患发展到一定程度后的质变或必然结果,隐患是潜藏着的险情。从过程时态来看,险情是现在进行时或过去完成时态;隐患是过去、现在和将来组成的全过程时态,或单个过程时态。
本文分类的原则主要体现在:水工建筑物(堤身、穿堤建筑物)与天然地质体(堤基)区别开来,出险堤段和存在隐患的堤段与非出险堤段和不存在隐患的堤段区别开来,再按险情和隐患的性质进一步细化,作为指导后续工作的纲要。
2.2堤防工程险情分类
按出险部位可分为堤基险情、崩岸险情、堤身险情和穿堤建筑物险情,这是出险时首先要明确的基本类型。前两类与地质条件直接有关,后两类与地质条件间接有关。可进一步划分如下:
(1)与地质条件与河势演变均有关系的险情:崩岸险情,具有可预见性、直观性、发展性和多变性特征。
崩岸类险情多发生在河流凹岸迎流顶冲或深弘逼岸区段,地质条件往往是抗冲刷能力较差的细砂类土或粘性土。由于河水位与河势流态的变化关系,有的崩岸险情并不发生在洪水期(高水位)而是在退水期(低水位),因此可以进一步将崩岸险情分为洪水期崩岸险情和枯水期崩岸险情,前者抢险紧张,后者可以从容对待。
(2)与地质条件直接有关的险情(主要为堤基险情,包括穿堤建筑物地基险情):堤基渗透破坏险情、堤基滑动破坏险情和堤基沉降破坏险情等。
堤基渗透破坏险情具有一定的隐伏性,往往不易判断,洪水期发生的渗透破坏实例与理论计算有较大出入。另外,还需注意将承压水性质的渗透破坏与堤基接触冲刷或砂性土堤基渗透破坏区别开来,因为渗透破坏机制不同,工程措施当然也不一样。
存在滑动或沉降破坏险情的堤段,堤基大多分布有软弱土层,土体抗剪强度低,压缩系数大;另一类滑动或沉降破坏是随着崩岸险情而产生的,此类险情危害较大,抢险最困难。此外,堤基内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,都可能出现类似破坏。
以上险情实际上也就是我们通常要求界定明确的堤防工程的三大主要工程地质问题:崩岸、渗透破坏、滑动或沉降破坏。
(3)与地质条件基本无关或关系不大的险情(主要为堤身险情):堤身渗透破坏险情(与堤身质量有关,如堤身土体的密实程度、填筑土体的渗透性质和堤身单薄等)、堤身滑动破坏险情和堤身沉降破坏险情等。
2.3堤防工程隐患分类
按隐患存在的部位可分为:堤身隐患、穿堤建筑物隐患和堤基隐患。
按隐患的性质可分为:常规性隐患和特殊性隐患。
常规性隐患:堤身单薄,堤坡太陡,填筑质量差,填筑体中存在砂性土夹层,有明显的堤身裂缝等。与地质条件直接有关的主要为堤基类隐患(包括穿堤建筑物地基)。例如上覆粘性土层薄,或本身即为砂性土堤基(包括浅层砂性土透镜体),存在渗透破坏 的可能性;堤基有软弱土层分布,存在滑动稳定问题。
常规性隐患具有直观性和可检测性,隐患的分析和工程处理措施都较为明确,一般情况下可以通过常规性的堤防工程维修加固予以消除。
特殊性隐患:进一步可分为随机性隐患(堤身或堤基随机分布有生物洞穴、植物腐烂物等)、再生性隐患(生物洞穴类隐患具有再生性)、人类活动留下的隐患(例如城市区与堤外江河相通的早已被废弃了的各类排泄管道,工程勘探留下的封堵不合格的钻孔等)以及地质条件不明的堤基隐患等等。
特殊性隐患规律性差,检测困难,在洪水期一旦演变成险情,其突发性质增加了抢险难度。
2.4险情和隐患与堤型之间的关系
堤防工程的主体~防洪大堤,绝大多数为就地取材填筑的土堤类型,由于筑堤的历史条件、筑堤材料、自然环境等等因素复杂,为后人留下了长期隐患,洪水期险情不断,令人心惊。鉴于土堤存在的这些问题,近年来一些城市区的堤防工程比较倾向于改土堤为混凝土防洪墙(堤)。混凝土墙可以基本排除堤身隐患和险情,但却增加了堤基的出险负担。一是堤基的受力条件发生了较大变化,原来的土堤是大面积分布荷载,混凝土墙改为集中荷载;二是堤基较长渗径变为水头集中的较短渗径。混凝土墙显然对堤基地质条件提出了更高的要求,这是地质工作需要重视的。
另一方面,险情和隐患与堤防工程的挡水性质在很大关系。例如一些丘陵山区城市堤防工程,其挡水性质为暴涨暴落,远不能与长江中下游堤防工程高水位较长时间运行情况相提并论,其险情和隐患的性质也是有差别的,需要区别对待。而《规范》中只是对堤防工程的等级标准有所规定,并没有对反映出险情和隐患与等级标准之间的关系,需要由有经验的地质师和设计师根据具体情况去理解与把握。
3堤基工程地质分段
3.1堤基工程地质分段存在的问题
自然界的地质条件千差万别。堤防工程是长距离线状工程,跨越了不同的地质单元,不进行分段分类区别对待显然是不行的。堤基工程地质分段又称堤基工程地质分类。在实际工程中,一些勘测设计单位不进行工程地质分段,或分段不合理,或即便是进行了地质分段,但其岩土体的物理力学参数又不进行分段统计分析,工程地质条件明显不同的堤段没有区别开来。还有一些堤基工程地质分段的结果不同程度地存在自相矛盾性,对工程设计和工程措施的选定缺乏针对性。当然,更多的情况是工程地质分段的合理性与科学性不足。
例如某设计院参加过大量堤防工程地质勘察,有丰富的堤防工程地质勘察经验,他们进行堤基工程地质分段所考虑的因素有:上覆粘性土层的厚度、外滩宽度和历史险情等,将堤基分为工程地质条件好、较好、较差和差四个等级。如此分段其大原则没有什么问题,但对于一些特殊组合则不易明确。例如,某堤基段其上覆粘性土层足够厚,堤内也没有任何险情,但堤外无滩,受水流冲刷崩岸严重,是典型的险工险段。将这种堤段分成工程地质条件差或较差都不一定合适。因为出现的险情不是堤基本身的工程地质条件差,而是堤外脚受水流冲刷产生的崩塌或塌滑,且在不同水位条件下其险情不同,与江河水流及河势变化都有关系。显然,崩岸类险工险段在堤基工程地质分段时应结合河势水流特征单独进行分类,以便于有针对性考虑工程处理措施。例如对某一类崩岸问题,抛石护脚是有效的,而另一类崩岸问题或许要与“丁坝”挑流改变流态相结合才能从根本上解决问题,或者无建“丁堤”的条件,则需考虑“桩”、“笼”等工程措施。
另一方面,对于堤基工程地质条件用“好”与“差”来评价,其针对性不强。例如,存在渗透破坏的堤基划为工程地质条件差,而实际上可能此类堤基的承载能力和抗滑稳定性都是很好的,如砂性土堤基。又如淤泥质土类堤基,其承载能力和抗滑稳定性差些,但渗透系数却很小,抗渗条件是好的。如此等等,用常规的工程地质条件好或差来评价,都存在明显的矛盾。
目前各勘测单位自行制定的堤基工程地质分段原则,基本上是以工程地质条件为基础,再考虑一些自然因素和工程因素,笔者认为这种分段法的思路源自于常规的工程地质分类法,跳不出传统思维的约束,不能较好地适应堤防工程的实际,需要探索新路。
3.2堤基工程地质分段
我们在进行传统意义上的工程地质评价时,通常从工程地质条件出发,结合工程建筑物特点,界定出主要工程地质问题。在堤基工程地质分段中,我们不妨借用逆向思维的思想,以工程地质问题为主线,以工程地质条件为基础,再结合历史险情类型,争取探讨出一个符合工程实际的堤基工程地质分段法。
本文强调的是“工程地质”分段,因此主要是对堤基而言的。我们知道,无论堤基地质条件有多复杂,其主要工程地质问题则是明确的,归纳起来主要为三类(即三大主要工程地质问题):崩岸、渗透破坏、滑动与沉降变形。绝大多数堤基岩土体不外乎为:砂性土、粘性土和砂性土与粘性土的混合结构;城市区杂填土较为复杂,另当别论。
根据以上以工程地质问题为主线的分段原则,我们首先将堤基分为三大类:Ⅰ类(不存在问题的堤基)、Ⅱ类(可能存在问题的堤基)和Ⅲ类(存在问题的堤基)。对于Ⅱ类和Ⅲ类堤基,按其存在问题的性质可继续划分亚类。
(1)Ⅲ类(存在问题的堤基)
堤基发生过历史险情,尤其是一些每年汛期都要出险的部位,在汛期要投入大量的人力物力抢险才能保障大堤安全的堤段。按出除性质又分为两个亚类:Ⅲ-1和Ⅲ-2类。
Ⅲ-1类:主要指崩岸类,这是在堤基分段时对有问题的堤基段应首先分出来的一类。
Ⅲ-2类:除崩岸之外的一切堤基存在问题的堤段。按工程地质问题继续分出两个子类:
Ⅲ-2-1类:存在渗透破坏的堤基段。汛期出现过冒砂、涌混水等险情;堤基为砂性土,或表层粘性土较薄,或浅层有砂性土透境体分布,或堤身与堤基接触部位存在渗漏破坏问题。
Ⅲ-2-2类:存在滑动与沉降变形的堤基段。运行期或施工期发生过堤基土层滑动,或沉降过大导致堤身开裂;堤基有压缩性大、承载力和抗剪强度低的软弱土层分布,或堤基清基不彻底,导致堤身与堤基接触面存在滑动软弱带。
(2)Ⅱ类(可能存在问题的堤基段)
此类与前述的堤基隐患相对应。在汛期有一定渗水情况发生,但并未发展成为险情;或经地质勘察,地基中存在砂性土透镜体、软弱夹层等不利地质条件,经渗控或稳定性验算,安全系数达不到规范要求的堤基;或存在生物洞穴等其它隐患的堤基。
(3)Ⅰ类(不存在问题堤基段)
历史上无险情发生,堤基为厚度较大的粘性土或基岩,物性指标和力学指标均较好,不存在三大主要工程地质问题。
(4)结合工程实际进一步细分亚类的原则
以上分类法,从宏观上将堤基分为三大类别,但在具体实施过程中,还可以根据工程实际按不同工程地质条件和工程地质问题进一步细化。例如,对于Ⅱ类堤基段,可以按可能存在问题的性质进一步细化;对于Ⅲ类堤基段,也可以按存在问题的严重程度或岩土体的性质等进一步细化。堤基分段的科学性、合理性、实用性和可操作性,不但是地质师对堤防工程理解程度的反映,更是一项创造性的工作。本文所提出的分段原则和方法,尚有待工程实践去检验。
3.3堤基工程地质分段对勘测设计工作的指导作用
在进行工程地质勘察时,Ⅲ类是重点,应根据具体情况加密勘探点;Ⅱ类次之,实施常规性勘探即可;Ⅰ类基本上可以不考虑地质勘察。设计方面,Ⅲ类堤基必须考虑工程措施;Ⅱ类堤基应视具体情况而定,也可以通过进一步勘探和检测或监测结果来确定工程措施;Ⅰ类堤基则不需要采取工程措施,仅仅通过堤防工程的常规性维护即可。
4执行《堤防工程地质勘察规程》的基本原则
从《堤防工程地质勘察规程》颁布实施三年多来的实践可以看到,除了《规程》本身存在一些尚需修订的问题之外,能够将《规程》与工程实际相结合,创造性地执行和应用《规程》,地把握《规程》的原则性与灵活性,是对地质师综合素质的高标准要求。业务能力和创新意识,是检验和考察我们对堤防工程的认识深度与理解能力。笔者的理解主要反映在以下几个方面。
4.1勘测阶段
已建堤防除险加固工程可以一次进场,达到初设 深度;新建堤防可按可研和初设两个阶段进行。其理由是:新建堤防存在线路比选问题,不可能将比选堤线的工程地质条件都按初设要求做到相同深度;已建堤防一般不存在线路比选问题,因此也就不存在多阶段多方案的反复比选问题。另外,新建堤防工程应该在规划阶段即开展工程地质工作,以便将规划线路从地质专业的角度先期界定其可行性。
4.2勘测深度及勘探工作量
在实际工作中,对于堤防工程勘测深度与勘探工作量问题,在理解和把握上有较大差异。有人喜欢严格按《规程》要求布置勘探工作量,而少在工程地质条件的查明与工程地质问题的分析方面下功夫。笔者强烈主张,一是将安全正常运行的堤段与险工险段区别开来,二是将堤身出险情况与堤基出险情况区别开来,分别对待。这也是本文费了较多笔墨进行险情隐患分类和堤基工程地质分段的目的之一。特别是经历了98特大洪水考验过的堤防工程,未出险的堤段没有必要“严格”按照《规程》要求的勘探工作量去实施地质勘探,即使按照《规程》中的上限要求,也是一种毫无意义的巨大浪费。而应在分析险工险段的具体问题之基础上明确勘察目的,研究和选择勘探方法,合理布置勘探工作量,重点在工程地质问题的分析上下功夫。如果认可本文提出的堤基分段原则和方法,地质勘探工作的布置则更为方向明确目标清楚。
4.3《规程》原则性与灵活性的把握
《规程》的原则性和严肃性是不可置疑的,这并不等于“死”规定。明显与工程实际不相符合的具体问题,需要由地质师的创造性劳动加以“灵活”处理。规程规范是指导技术工作的法规性文件,并不等同于为犯罪分子定罪的法律条款,因此执行规程规范是可以有“灵活”性的。灵活性的把握原则是:不应因忠实严格执行规程规范而遗漏重大工程地质问题,留下工程隐患造成工程事故;也不应造成不必要的浪费。例如,对于某些特殊的险工险段、Ⅲ类堤基、城市区规律性差的杂填土和人类活动留下的隐患管道等,《规程》规定的勘探工作量可能就不能满足要求;而对于安全正常运行多年的Ⅰ类堤基,按《规程》规定的勘探工作量又显得没有必要。总之,把握执行规程规范的原则性与灵活性,需要地质师的责任心、业务水平和创新意识,同时也体现出了工程地质专业的特殊性与复杂性。
5不同行业标准之间的关系
堤防工程地基多为土质地基,其工程地质评价的基本理论依据是土力学,因而容易与工民建基础设计相混淆。目前反映比较集中的是执行水利行业标准还是执行以工民建为主要对象的《岩土工程勘察规范》(国家标准GB50021—94简称《岩土规范》)。两个标准既有共同之处,又有一定的差异。我们认为应该以水利行业标准为主要依据,同时参照《岩土规范》。原因是:①《岩土规范》主要是针对一般性工民建地基勘察与评价,而水工建筑物与工民建有根本性的区别,前者地基所承受的荷载以垂直向为主,建筑物对地基的要求主要反映在承载力;后者的荷载是垂向与水平向的组合,地基岩土体处于复杂应力状态,特别是水荷载对地基岩土体的复杂作用,是水工建筑物与工民建的根本区别。②《岩土规范》在总则中表示该规范适用于除水利工程、……以外的工程建设岩土工程勘察。明确了不适用于水利工程。③《岩土规范》中对勘探量的安排和勘探工作的布置主要依照岩土工程勘察等级来制定,而堤防工程则主要从工程勘测设计的阶段来确定。
关于土的分类问题,也是近年来较为混乱的问题之一。1990年以前,土的分类主要以1962年版的《土工试验操作规程》为依据,采用土的分类三角坐标,这种分类法以颗分为基础,以砾石、砂粒和细粒的含量百分比来给细粒土定名。广大设计院应用这种分类方法比较成熟。1991年国标《土的分类标准》(GBJ145-90)颁布,此标准以颗分为基础,以塑性指数和液限为控制指标对土进行分类,1999年颁布的水利行业标准《土工试验规程》对土的分类也沿用此国标。我们认为,目前两种分类都有各自的特点,原则上应使用国标和近期的行业标准为主,现阶段也可以根据各单位对标准的理解和与工程相结合的具体情况,互相参照使用,只要能够客观地反映工程实际,满足为工程设计提供有关地质参数的要求即可。另一方面,我们也提倡和鼓励对此类问题深入探讨,为进一步统一标准进行实践和理论准备。
6堤防工程地质勘察的成果资料
堤防工程地质勘察所获得的基础性资料数据,具有种类繁多数量巨大的特点。这些资料数据的分析整理归纳汇总,要求标准化,计算机化,形成能够通过计算机综合管理的数字化的基础资料数据库系统,并与堤防工程的其它资料数据库系统集成,充分应用计算机网络技术,为堤防工程建设、管理和抗洪抢险提供使用方便功能强大的检索查询指挥调度系统。集成后的系统可在局域网、城域网、广域网和Internet/Intranet上运行。系统要求具有灵活的结构定义、多种存储方式、强大方便的查询定位功能、丰富的统计报表功能以及的数据安全保障体系等;能够通过图示图表提供隐患预测、险情分析、抢险提示、决策支持、模拟溃堤和决口后洪水进堤的演变趋势。目前的基础性工作是制定目标,统一规划,结构设计,系统集成。
堤防工程数据库系统需要列为专题研究,力争全国统一,至少也应该全流域统一。各类资料数据的使用权限、归档管理、存储格式和形式、存储介质等等,都应该及早研究,统一规定。
7结语
98特大洪水期间,抗洪抢险场面之惊心动魄,至今仍然令人难以忘怀。大洪水给人以大启示。中国历史上前所未有的大规模堤防工程建设在98特大洪水之后迅速拉开序幕。经历了98特大洪水洗礼过的江河堤防工程,其工程隐患基本暴露无遗,认真研究堤防工程的出险机理,总结未出险工程的成功范例,吸取前人修建堤防工程的历史经验,做好堤防工程的勘测设计工作,是肩负着堤防工程建设的各级领导和工程技术人员的神圣职责。
近几年来我们参加了大量堤防工程审查,在向生产及时线的广大工程技术干部学习的同时,也对堤防工程地质勘察中普遍存在的一些问题进行了认真思考。本文对于执行《规程》的原则、勘探工作量的控制、勘测资料的整理等等问题表明了我们的观点;关于堤防工程险情和隐患分类,我们认为是实践上升到理论的必然过程;关于堤基分段分类的原则与方法,属于工程地质理论与实践相结合的探讨性课题,同时又是指导工程勘测设计的基础性工作。
本文观点供同行们参考,愿与大家共同讨论.
工程地质勘察论文:工程地质勘察中水文地质研究
摘要:水文地质研究在工程勘察中有着十分重要的地位,本文主要阐述工程地质勘查中水文地质评价内容,岩土水理性质,地下水引起的岩土工程危害等问题。
关键词:工程勘察;水文地质;岩土;危害
1 工程地质勘察中水文地质评价内容
在工程勘察中,对水文地质问题的评价,主要应考虑以下内容:
1.1 应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响,预测可能产生的岩土工程危害,提出防治措施。
1.2 工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要,查明有关水文地质问题,提供选型所需的水文地质资料。
1.3 应从工程角度,按地下水对工程的作用与影响,提出不同条件下应当着重评价的地质问题,如:①对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对砼及砼内钢筋的腐蚀性。②对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的建筑场地,应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用。在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉上时,应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。③当基础下部存在承压含水层,应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价。④在地下水位以下开挖基坑,应进行渗透和富水试验,并评价由于人工降水引起土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定的可能性。
2 岩土水理性质
岩土水理性质是指岩士与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩:岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形,而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视,对岩土的水理性质却有所忽视,因而对岩土工程地质的评价是不够的。岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质,下面首先介绍一下地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响,然后再对岩土的几个重要的水理性质及研究测试方法进行简单的介绍。
2.1 地下水的赋存形式:地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水三种,其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。
2.2 岩土的主要的水理性质及测试办法:①软化性,是指岩土体浸水后,力学强度降低的特性,一般用软化系数表示,它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时,在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性上层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。②透水性,是指水在重力作用下,岩土容许水透过自身的性能。松散岩上的颗粒愈细、愈不均匀,其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育,其透水性就愈强。透水性一般可用渗透系数表示,岩上体的渗透系数可通过抽水试验求取。
③崩解性,是指岩浸水湿化后,由于土粒连接被削弱,破坏,使土体崩敞、解体的特性。④给水性,是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水的性能,以给水度表示。给水度是含水层的几个重要水文地质参数,也影响场地疏时间。给水度一般采用实验室方法测定。⑤胀缩性,是指岩土吸水后体积增大,失水后体积减小的特性,岩土的涨缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚,失水变薄造成的。
3 地下水引起的岩土工程危害
地下水引起的岩土工程危害,主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。
3.1 地下水升降变化引起的岩土工程危害。地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害,地下水位变化引起危害又可分为三种方式:
3.1.1 水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的,其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状;水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响,有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成:①土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。②斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象。③一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。④引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂,管涌等现象。⑤地下洞室充水淹没,基础上浮,建筑物失稳。 3.1.2 地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位的降低多是由于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水.采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝,修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。
3.1.3 地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形,当地下水升降频繁时.不仅使岩上的膨胀收缩变形往复,而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大,进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的渗透,会将土层中的铁、铝成分淋失,土层失去胶结物将造成土质变松、含水量孔隙比增大,压缩模量、承载力降低,给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。
3.2 地下水动压力作用引起岩土工程危害。地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,一般不会造成什么危害,但在人为工程活动中由于改变地下水天然动力平衡条件,在移动的动水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成条件和防治措施在有关的工程地质文献已有较详细的论述,这里不再重复。
4 结束语
综上所述,水文地质工作在建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用,随着工程勘察的发展,将受到越来越广泛的重视,切实做好水文地质工作将对勘察水平的提高起着极大的推动作用。
工程地质勘察论文:谈水利工程坝址选择的工程地质勘察
【论文关键词】工程地质勘察 水利工程 坝址选取
【论文摘要】通过结合工程实践表明,工程地质勘察人员不仅要了解地质也要了解设计,同时应当对工程地质的相关问题提出分析,并结合水利工程的实际情况而选取合适的坝址。
1.引言
水工建筑物不同于其他建筑物,有其自身的特点。因水工建筑物的建成,而使广大范围内的水文和水文地质条件发生变化。这种变化就可能引起水库岸坡再造、水库渗漏、水库淤积和坝下游河床冲刷等作用。因此,必须重视勘察、设计、施工全过程,否则,后果极其严重。在坝址选择时除了考虑主体建筑物拦水坝的地质条件外,还应研究包括溢洪、引水、电厂、航闸等建筑物的地质条件,为规划、设计和施工提供依据。
2.坝址选取的工程地质勘察
在自然界中,地质条件的坝址很少,尤其是大型的水利枢纽,对地质条件的要求很高,更不能满足建筑物的要求。所谓“方案”是比较而言的,坝址在地质上也会存在缺陷。所以在坝址选择时,应当考虑不同方案,并采取改善不良地质条件的处理措施。因此,地质条件较差,预计处理困难,投资高昂的方案,应首先被否定。坝址选择时,工程地质论证的主要内容包括区域稳定性、地形地貌、岩土性质、地质构造、水文地质条件和物理地质作用以及建筑材料等,还要预计到可能产生的工程地质问题和处理这些问题的难易程度,工作量大小等,下面分别论述。
2.1 区域稳定性
区域稳定性问题的研究在水利水电建设中具有特别重要的意义。围绕坝址或要开发的河段,对区域地壳稳定性和区域场地稳定性进行深入研究是一项战略任务。特别是地震的影响直接关系着坝址和坝型的选择,一般情况下,地震烈度由地震部门提供,但对于重大的水利枢纽工程要进行地震危险性分析和地震安全性评价。因此,对于大型水电工程,在可行性研究阶段,应组织专门力量解决区域稳定性评价。
2.2 地形地貌
地形地貌条件是确定坝型的主要依据之一,同时,它对工程布置和施工条件有制约作用。狭窄、完整的基岩“V”型谷适合修建拱坝,宽高比大于2的“U”型基岩河谷区宜修建混凝土重力坝或砌石坝。宽敞河谷地区岩石风化较深或有较厚的松散沉积层,一般适于修建土坝。不同地貌单元,其岩性、结构有其自身的特点,如河谷开阔地段,其阶地发育,二元结构和多元结构往往存在渗漏和渗透变形问题。古河道往往控制着渗漏途径和渗漏量等。因此,在坝址比选时要充分考虑地形、地貌条件。
2.3 岩土性质
岩土性质对建筑物的稳定来说十分重要,对坝址的比选具有决定性意义。因此,在坝址比选时,首先要考虑岩土性质。修建高坝,特别是混凝土坝,应选择坚硬、完整、新鲜均匀、透水性差而抗水性强的岩石作为坝址。我国已建和正在施工的70余座高坝中,有半数建于强度较高的岩浆岩地基上,其余的绝大多数建于片麻岩、石英岩和砂岩上,而建于可溶性碳酸盐岩、强度低易变形的页岩、千枚岩上的极少。通过结合工程实践,根据不同成因类型岩土的建坝适宜性及其主要问题作简要概述。
(1)侵入的块状结晶岩体,一般致密坚硬、均一、完整、强度大、抗水性强、渗透性弱,是修建高混凝土坝最理想的地基,其中尤以花岗岩类为。这类岩石需注意它们与围岩以及不同侵入期的边缘接触面,平缓的原生节理,风化壳和风化夹层的分布,选坝时避开这些不利因素。
(2)喷出岩类强度较高、抗水性强,也是较理想的坝基。我国东南沿海、华北和东北有不少大坝坐落在这类岩石上。喷出岩的喷发间断面往往是弱面,存在风化夹层、夹泥层及松散的砂砾石层,还有凝灰岩的泥化和软化等,对坝基抗滑稳定性的影响不可忽视。此外,玄武岩中的柱状节理,透水性很强,在选坝时也须注意研究。例如:桑干河干流上的山西省册田水库大坝坝基为新生代的玄武岩,柱状节理极发育,坝基及绕坝渗漏严重,影响着水库效益。
(3)深变质的片麻岩、变粒岩、混合岩、石英岩等,强度高、抗水性强、渗透性差,也是较理想的坝基。但是在这类岩体中选坝址,必须注意片理面的各向异性及软弱夹层的存在,选坝时,应避开软弱矿物富集的片岩(如云母片岩、石墨片岩、绿泥石片岩、滑石片岩)。在浅变质岩的板岩、千枚岩区,应特别注意岩石的软化和泥化问题。
(4)沉积岩中,以厚层的砂岩和碳酸盐岩为较好的坝基。这类岩石坝基较岩浆岩、变质岩的条件复杂。这是因为在厚层硬岩层中常夹有软弱岩层,这些夹层力学强度低,抗水能力差,易构成滑移控制面。碎屑岩类如砾岩、砂岩等,强度与胶结物类型有关,一些胶结物在水的作用下可能产生溶解、软化、崩解、膨胀等。在构造变动下往往发生层间错动,经过次生作用易于发生泥化。在坝址比选时必须十分注意这一问题。此外,碳酸盐岩的岩溶洞穴和裂隙的发育,可能会产生严重的渗漏。
另外,在坝址比选中,河床松散覆盖层具有重要意义。修建高混凝土坝,坝体必须座落在基岩之上,若河床覆盖层过厚,就会增加坝基的开挖工程量,使施工条件复杂化。所以当其他条件大致相同时,应将坝址选择在覆盖层较薄的地段。有的河段因覆盖层过厚,只得采用土石坝型。比选松散土体坝基的坝址时,须研究渗漏、渗透变形和振动液化等问题,而且应避开如淤泥类土等软弱、易变形土层。
2.4 地质构造
地质构造在坝址选择中同样占有重要地位,对变形较为敏感的刚性坝来说更为重要。在地震强烈活动或活动性断裂发育的地区,选坝时应尽量避开或远离活断层,而位于区域稳定条件相对较好的地块上。在选坝前的可行性研究时,应进行区域地质研究,查明区域构造格局,尤其要查明目前仍持续活动或可能活动断裂的分布、类型、规模和错动速率,并预测发生水库诱发地震的可能及震级。国外有些水坝就因横跨活断层而坝体被错开或致垮坝。地质构造也经常控制坝基、坝肩岩体的稳定。在层状岩体分布地区,倾向上游或下游的缓倾岩层中存在层间错动带时,在后期次生作用下往往演化为泥化夹层,若有其他构造结构面切割的话,对坝基抗滑稳定极为不利,在选坝时应特别注意。因为缓倾岩层的构造变动一般较轻微,容易被忽视。陡倾甚至倒转岩层,由于构造形变强烈,岩石完整性受到强烈破坏,在选坝时更要特别注意查清坝基内缓倾角的压性断裂。总之,要尽可能选择岩体完整性较好的构造部位作坝址,避开断裂、裂隙强烈发育的地段。
2.5 水文地质条件
在以渗漏问题为主的岩溶区和深厚河床覆盖层上选坝时,水文地质条件应作为主要考虑的因素。从防渗角度出发,岩溶区的坝址应尽量选在有隔水层的横谷、且陡倾岩层倾向上游的河段上。同时还要考虑水库有否严重的渗漏问题,库区好是强透水层底部有隔水岩层的纵谷,且两岸的地下分水岭较高。当岩溶区无隔水层可以利用的情况下,坝址应尽可能选在弱岩溶化地段。这就要求仔细分析研究岩层结构、地质构造和地貌条件。
2.6 物理地质作用
影响地址选择的物理地质作用较多,诸如岩石风化、岩溶、滑坡、崩塌、泥石流等,但从一些水库失事实例来看,滑坡对选择坝址的影响较大。在河谷狭窄的河段上建坝可节省工程量和投资,所以选择坝址时总希望找最窄的峡谷段。但是,峡谷地段往往存在岸坡稳定问题,一定要慎重研究。如法国罗曼什河上游一坝址,地形上系狭窄河段,河谷左岸由花岗岩和三叠纪砂岩及石灰岩构成。右岸是里亚斯 页岩,表面上看来岩体较完整,后经钻探发现页岩下面为古河床相的砂砾石层,表明了页岩是古滑坡体物质,滑坡作用将河槽向左岸推移了70m。因而只得放弃该坝址而另选新址。
2.7 天然建筑材料
天然建筑材料也是坝址选择的一个重要因素。坝体施工常常需要当地材料,坝址附近是否有质量合乎要求,储量满足建坝需要的建材,如砂石、黏土等,是坝址选择应考虑的。天然建筑材料的种类、数量、质量及开采条件及运输条件对工程的质量、投资影响很大,在选择坝址时应进行勘察。
3.结语
从实践表明,选择坝址是水利水电建设中一项具有战略意义的工作,它直接关系到水工建筑物的安全、经济和正常使用。工程地质条件在选坝中占有极其重要的地位,选择一个地质条件优良的坝址,并据此合理配置水利枢纽的各个建筑物,以便充分利用有利的地质因素、避开或改造不利的地质因素。
工程地质勘察论文:分析水利工程坝址选择的工程地质勘察
1 引言
水利项目和常见的项目不一样,它有着自身的独特性。由于它的存在,会使得很广阔的区域之中的水文等出现改变。进而会导致渗漏以及淤泥等问题出现。所以,要积极的关注勘察和设计等活动,要不然的话其结局会非常的不利。在选择坝址的时候,不但要分析其地质状态,还要探索溢洪等的建筑体的状态,进而为后续的建设工作提供精准的参考信息。
2 选坝的时候要开展的勘察工作
在天然的背景之中,地质状态的坝址总数是不多的,特别是大规模的水利工程,对于地质对规定很是严苛,无法合乎当前的规定。此处讲到的最合理的规划是比对来看的,就算是最的也会面对一些不利要素。所以,地质状态不是很好,估算费用较高的规划是不应该落实的。在选址的时候,工程地质论证的主要内容包括区域稳定性、地形地貌、岩土性质、地质构造、水文地质条件和物理地质作用以及建筑材料等,同时还应该分析或许会出现的一些地质现象以及处理此类现象要耗费的人力物力等。接下来具体的探索。
2.1 关于地区的稳定性
该项要素的探索在水利工程的建设活动中有着非常积极的作用。针对坝址以及那些要探索的区域,开展稳定性的测试活动意义很是关键。尤其是地震的干扰关乎到其选择,通常来讲,烈度是由地震机构提供的,但对于重大的水利枢纽工程要进行地震危险性分析和地震安全性评价。所以,对于大规模的水电项目,在开展该项探索工作的时候,要协调有关的人员积极地分析稳定性相关的内容。
2.2 地形地貌
它是明确坝形的关键参考内容,而且其对于项目的布局以及建设条件等有一定的制约意义。狭窄、完整的基岩“V”型谷适合修建拱坝,宽高比大于2的“U”型基岩河谷区宜修建混凝土重力坝或砌石坝。宽敞河谷地区岩石风化较深或有较厚的松散沉积层,一般适于修建土坝。对于不一样的地貌区域,它的岩性和构造等具有自身的很多独特性,像是宽阔的区域,它的阶地特征等存在一些渗漏性的现象。通常老河道掌控着渗漏的方式等。所以,在选取地址的时候要积极的分析该项要素。
2.3 岩土性质
岩性对于建筑的稳定性来讲有着非常积极的意义,其对于选址来讲,是要认真分析的一项要素。我们国家已经完工的和正在建设的高坝,有超过一半的都是建设在有着较高的强度的岩基之上,一别的是设置在砂岩等上面,很少会存在于强度较小的岩石之中。经由项目的具体分析,我们得知要结合坝体的具体状态等对其关键的事项开展探索。
2.3.1 侵入的块状结晶岩体,一般致密坚硬、均一、完整、强度大、抗水性强、渗透性弱,是修建高混凝土坝最理想的地基,其中尤以花岗岩类为。这类岩石需注意它们与围岩以及不同侵入期的边缘接触面,平缓的原生节理,风化壳和风化夹层的分布,选坝时避开这些不利因素。
2.3.2 喷出岩类强度较高、抗水性强,也是较理想的坝基。像是东部的一些靠海区域以及东北等区域的坝体都是设置在这种状态之中。喷出岩的喷发间断面往往是弱面,存在风化夹层、夹泥层及松散的砂砾石层,还有凝灰岩的泥化和软化等,对坝基抗滑稳定性的影响不可忽视。此外,玄武岩中的柱状节理,透水性很强,在选坝时也须注意研究。
2.3.3 深变质的片麻岩、变粒岩、混合岩、石英岩等,强度高、抗水性强、渗透性差,同样是非常的坝基。不过在此类岩体之中进行选取活动的时候,要分析一些具体的要素,比如软弱层等,在选取坝体的时候,不应该存在于软弱物质非常多的区域之中。
2.3.4 沉积岩中,以厚层的砂岩和碳酸盐岩为较好的坝基。这类岩石坝基较岩浆岩、变质岩的条件复杂。这是因为在厚层硬岩层中常夹有软弱岩层,这些夹层力学强度低,抗水能力差,易构成滑移控制面。碎屑岩类如砾岩、砂岩等,强度与胶结物类型有关,一些胶结物在水的作用下可能产生溶解、软化、崩解、膨胀等。在构造变动下往往发生层间错动,经由次生活动会出现泥化反应。在选取坝址的时候要积极的分析此项内容。
除此之外,在开展比对分析的时候,松散层具有非常积极的作用。在修筑土坝的时候,要确保其设置在基岩之中,假如河床的遮盖层太厚的话,就导致开挖总数增加,此时建设条件就会变得非常繁琐。因此当别的状态大体上一样的时候,要把项目选取在覆盖层的尺寸不是很宽的区域之中。一些区域由于该层的尺寸太厚,必须要用土石坝比选松散土体坝基的坝址时,须研究渗漏、渗透变形和振动液化等问题,而且应避开如淤泥类土等软弱、易变形土层。
2.4 地质构造
这个要素在选取的时候也具有非常显着的意义,对于那些地形非常敏感的坝体来讲,作用更是显着。在地震多发的区域之中,在选取的时候要躲避活断层,要设置在地质稳定的区域之中。在选坝前的可行性研究时,应进行区域地质研究,查明区域构造格局,尤其要查明目前仍持续活动或可能活动断裂的分布、类型、规模和错动速率,并预测发生水库诱发地震的可能及震级。国外有些水坝就因横跨活断层而坝体被错开或致垮坝。地质构造也经常控制坝基、坝肩岩体的稳定。在层状岩体分布地区,倾向上游或下游的缓倾岩层中存在层间错动带时,在后期次生作用下往往演化为泥化夹层,若有其他构造结构面切割的话,对坝基抗滑稳定极为不利,在选坝时应特别注意。因为缓倾岩层的构造变动一般较轻微,容易被忽视。陡倾甚至倒转岩层,由于构造形变强烈,岩石完整性受到强烈破坏,在选坝时更要特别注意查清坝基内缓倾角的压性断裂。总之,要尽可能选择岩体完整性较好的构造部位作坝址,避开断裂、裂隙强烈发育的地段。
2.5 水文地质条件
在将渗漏事项当成是关键要素的岩溶区域之中进行坝体的选取工作的时候,要积极地分析水文地质要素。站在防渗的层次上分析,其坝址的寻求要设置在具有隔水层的区域之中。而且要积极的分析项目是不是存在渗漏性,库区好是强透水层底部有隔水岩层的纵谷,且两岸的地下分水岭较高。当岩溶区无隔水层可以利用的情况下,坝址应尽可能选在弱岩溶化地段。这就要求仔细分析研究岩层结构、地质构造和地貌条件。
3 结束语
通过具体的情况我们得知,选坝是当前建设工作中非常关键的一个事项,其关乎到建筑体的安全性以及稳定性。地质要素在选坝的时候有着非常积极的意义,选取的坝址,并据此合理配置水利枢纽的各个建筑物,进而切实的发挥出积极的地质要素的优势,避免不利现象的出现。
工程地质勘察论文:堤防工程地质勘察中的若干问题
除险加固工程地质勘察的一般性原则摘要:据统计资料,我国有数万座病险水库。对这些病险水库实施除险加固,将是今后数年水利工程建设的又一个重点。水利工程除险加固的工程地质勘察没有现成的规范可循,其地质勘探工作的布置依据是什么?工程地质工作的原则究竟如何把握?生产及时线的同志们不断地提出这样的问题,一直也没有性的解答。这里笔者希望借学术交流的舞台与同仁们讨论,或许有些启发。
关键词:除险加固 地质勘察 原则
1 存在的问题
现行的水利水电工程地质勘察规程规范基本上是针对新建工程而编制的,倒是堤防工程地质勘察规程还对已建堤防工程的地质勘察工作有所界定。这也许与没有大张其鼓地实施除险加固工程有关。虽然某些典型病险工程从一开始运行就被珍断为“有病”,甚至数十年来一直就没有停止过除险加固,但却一直没有被治好过,为什么?道理似乎也太简单了,一是没有找到病因,二是没有钱或不愿花钱去治病,三是……大家捉摸去吧,这里也不好意思全部写出来了。
近几年来,病险水库工程的除险加固在建设程序上已经比较正规化、程序化,规模较大的工程一般要通过总院审查,但一次性审查过关的工程并不多,可见此类工程看似难度不大,却存在着一些理解上的差异。勘测设计单位的理解与审查单位的要求有一定出入,使得除险加固工程的前期工作出现了一些反复,走了弯路。我们在工程审查过程中体会到一些带有普遍性的问题,因此也有必要提出来与大家讨论。
就勘测单位而言,根据自己对所承担的除险加固工程的理解去做地质工作,无可非议;根据设计师的要求去做地质工作,似乎也说不出个所以然,地质是设计的辅助配合性专业,这一点我们还是有自知之明的;根据委托方的任务要求开展地质勘探工作,就不好说了;具有说服力的是根据除险加固工程的安全鉴定报告的评价意见去做地质工作,名正言顺。对于审查人员来说,按什么标准和原则来把握?这恐怕就有些学问了。
归纳以上存在的问题不难看出,勘测工作和审查工作中都存在着一定的人为因素,把握尺度有一定的揉性。例如根据自己的理解去做地质勘察工作,显然不同的人对同一问题的理解会有一定的差异,从而导致工程勘测工作的差异;虽然按设计师的要求去做地质工作也是符合一些勘测设计单位的管理程序的,但对于极赋创造性的地质工作来说,是否未免太过于呆板死心眼了?审查人员的把握尺度,其人为因素就更多一些,因为没有了规范标准,也就没有了机械性的硬指标,几乎取决于审查者自身的业务素质和职业素质。
2 问题讨论
以上若干问题很难有一个的或性的定论,因此也就给思考者们留出了讨论空间。通过讨论,也许会有些启发。笔者先在此暴露一些个人体会,仅供讨论参考。
顾名思义,病险工程首先有病后才有险,然后才引出除险加固。是否有病有险,工程安全鉴定报告具有法律上的性(是否具有符合工程实际的性?本文回避)。因此笔者基本同意按照工程安全鉴定报告中的评价意见去考虑工程地质勘察工作,这是开展工程地质工作的基本依据和原则。这里存在的问题是某些安全鉴定报告中对某些问题的界定有些含糊,造成了理解误差。
例如,安全鉴定意见指出坝基存在渗漏问题,但并没有指出渗漏问题的性质,这就让做具体工作的同志在技术把握上存在一定的疑惑性。这时,我们需要的是首先根据坝基地质条件,分析清楚渗漏的性质,进而决定开展工作的原则。从大坝安全角度只需回答存在渗透稳定问题或不存在渗透稳定问题,前者需要进行工程处理,后者不需要进行工程处理;如果从控制渗漏量的角度考虑,为了达到减渗的目的,即是不存在深透稳定问题,也可能仍然会考虑适当的防渗工程措施。这里的关键是对渗漏问题的定性,如果定性存在困难,针对性地布置勘探工作将是必要的。
当工程安全鉴定报告中没有提及到某些建筑物地基存在病险问题,工程地质工作还需要考虑吗?回答应该是中性的,需视具体情况而定。例如坝基不存在病险问题,可以分两种情况区别对待。一种情况是大坝没有加高任务,或即是需要加高大坝但坝基工程地质条件能够通过分析前人留下的地质资料作出肯定性结论,这时不必进行坝基地质勘探;第二种情况是需要加高大坝且前人留下的地质资料不足以作出满足大坝加高的工程地质评价,则需要补充进行坝基地质勘探。
对于早期地质资料与现行评价标准有出入的,有可能需要考虑一些复核性地质勘探,以便有利于对前人留下的地质资料加深分析与理解。
需要讨论的还有一个值得思考的问题:必须用勘探资料说话,或先有勘探后才有地质分析,在某些情况下这可能是地质工作的一个误区。笔者比较强调先有地质分析判断,再行勘探验证,或进一步通过勘探资料修正先期的分析认识。这相当于我们在开展一个新工程的地质工作时,要尽可能地收集和分析已有的工程区地质资料,再根据分析结果结合工程需要布置勘探工作。反过来,在没有任何分析认识的基础上一开始就布置地质勘探,就可能会走弯路。传统的以勘探工作量来衡量勘测设计深度的原则,不是工程地质工作的正确选择,也不能体现出具有创新潜力的工程地质工作的水平!
3 工程地质工作的原则
通过以上讨论,我们可以概括地归纳出除险加固工程地质勘察工作的一般性原则。
3.1 工程地质勘察工作的依据和范围
除险加固工程地质勘察工作的依据是工程安全鉴定报告中与地质有关的评价意见,此报告中没有提及到的建筑物地基的地质问题,说明没有问题或不是问题,不必自作多情地去布置地质勘探工作,即不必面面俱到象勘测一个新建工程一样将所有枢纽区工程地质条件勘察论证一遍。
3.2 工程地质勘察工作的基本原则
以查明与地质条件有关的险工、险段和险情部位的出险原因,这是除险加固工程勘察工作的基本原则,其余没有出险的部位不必进行勘察,除非委托方另有要求。此原则就相当于医生面对一个腿关节疼痛的病人,用不着给人家做胸部CT和谓镜检查,除非病人要求作体检,否则就有 “敲诈”之嫌!对于病险工程的体检,那是安全鉴定的任务,不是加固工程地质勘察的职责!这个原则一定要分清楚,否则费力不讨好。
某些工程还有大坝加高任务,是在原大坝上增加了新的荷载,坝基受力条件有所变化,这时必须进行坝基工程地质评价,作出坝基地质体是否能够满足大坝加高要求的地质结论,这一点在实际工作中往往容易被忽略,因为工程安全鉴定报告并不一定对此提出要求。
某些特殊工程的大坝加高,还需对坝基地质体进行科学研究,以便得出具有足够说服力的结论。例如,南水北调中线水源工程~丹江口大坝加高工程,虽然在该大坝兴建时坝基就已经按照今后最终坝高要求进行了工程处理,但仍然不能简单地认为加高是可行的。因为原大坝已经建成运行了三十多年,坝基地质体受力变形已经达到了协调平衡,加高大坝后,坝基必需接受新增加的大坝荷载、水荷载和其它荷载,坝基地质体必然要打破原来的平衡并进行新的应力应变调整,以达到新的受力平衡。显然,研究新的平衡条件下地质体的工作状态及其对上部结构的影响,渗流场的改变等,也许是有必要的。
3.3 加强工程地质分析工作
工程地质勘察成果的优劣,主要体现在工程地质的分析水平。某些地质报告,只有地质条件的一般性描述,勘探资料的汇积堆砌,工程地质的肤浅评价,而没有地质师的认真分析、逻辑推理和基本判断,缺乏针对工程建筑物特性的工程地质评价,少有地质预测,甚至遗漏基本结论。
工程地质学发展到今天仍然不能在工程实践中体现出她的精髓与魅力,这是我们不得不承认的专业遗憾。话又说回来,这种现象显然不能单纯地去责怪在艰难环境下辛勤工作的地质师,深层次的原因也许并不在于地质师的责任心、素质、经验、能力和水平,或许属于深奥的哲学问题。笔者在此只好用一句不疼不痒的空话来勉励这个似乎陷于困境的尴尬专业:加强工程地质分析工作。
4 关于坝体检测
除险加固工程的勘测设计工作,往往包括对当地材料坝坝体某些部位的检测任务(有人将此项工作当成工程地质勘察,这是概念性的低级错误)。由于坝体是人类修建的水工建筑物,并不是天然地质体,不能沿用地质基本理论去作违反客观实际的“地质勘察”,但是却可以充分借用地质师的常规性或特殊性手段和方法,通过钻孔探测和取样试验,结合物探手段,研究大坝设计和施工资料,对坝体质量作出基本评价,这是地质师的本事,其他专业的技术人员是无能为力的。
此项工作我们需要注意的是,充分估计到坝体质量缺陷的随机性、生物洞穴的再生性和检测手段的局限性,千万不要进行地质意义上的推理与判断,对于大坝的加高、陪厚、防渗和排水等工程处理措施的建议要留有余地。
5 遗留问题
本文所论的一般性原则,遗留了一些非一般性问题。例如,工程安全鉴定报告中没有提及到的与地质有关的又是地质师可能质疑的问题,或者已经存在但有可能被安全鉴定本身所遗漏的地质问题,或者不属于安全鉴定范围内的地质问题(如库区地质环境的改变、工程区潜在的地质灾害、加固工程完建后水库运行水位的抬高可能引起的一系列问题等),等等。
遗留问题是客观存在的。按本文的观点:除险加固工程地质勘察的依据是工程安全鉴定报告,而遗留问题在此报告中可能都不会出现,因此,工程地质勘察工作就没有合法的工作依据。
遗留问题要不要开展工作?回答仍然是中性的。因为有可能是领导说了算,也有可能是老板说了算,当然也有可能在遵重科学的原则下专业技术人员有一定的发言权。笔者建议,当遗留问题的确存在时,地质师可以从工程地质专业的角度将问题提出来,表明自己的观点,为领导和老板决策提供依据。
工程地质勘察论文:堤防工程地质勘察中的若干问题
简谈工程地质勘察存在的理由以及策略一、地质勘察概述
(一)工程地质勘察目的
工程地质勘察目的是为了在工程施工建设的设计及施工环节,实现安全无事故的目标,在达到预期建设目的的同时,较大限度的使建筑物与现场的地质条件相适应。工程地质勘察涉及到很多的方面,具体工作是由专业的单位进行的,对工程地质的评价也需要遵循一定的原则。
(二)工程地质勘察内容
1.地质结构
在较为稳定的地质结构之上修建建筑物,可以确保建筑物的稳定性,克服地质条件所需要付出的代价较小,但是,如果选址的土层情况不好,那么往往需要花费很大的人力、物力、财力来克服土层的缺陷,才能保障建筑物的安全。
2.不良地质作用及特殊性岩土
对于建筑物来说,地震、泥石流等不良地质作用和地质灾害对建筑物的安全有较大风险。首先要分析其主要分布区域,选址尽量避开这些区域。比如,地震区的工程项目,首要考虑的理由就是地震对建筑物可能造成的影响;有一些区域还有可能分布软土、膨胀土等特殊性岩土,这就需要在工程勘察的时候认真细致,查明场区工程地质情况。
二、建筑工程地质勘察的重点
对于一个城市的建设,离不开居住区、卫生设施、公共设施等各方面建筑的建设,而这些建筑的顺利建设,需要与城市道路建设进行有效的结合。城市的发展过程中,还会有一些工厂等建筑的建设,来推动城市的发展,所以,对上述建筑进行工程地质勘察时,勘察的重点主要有三个方面:及时勘探点的布置及岩土测试项目应充分理解设计意图,同时满足规范要求,这是勘察项目能否高质量完成的前提。第二,对所要进行的建筑主体对象进行勘察,即地形地貌特征、土的物理与力学性质、地层纵横向分布情况、地下水的化学成分、地下水的埋藏深度以及地下水的动态特征等。第三,根据地层特征、地质参数及拟建(构)筑物基础特点,进行有针对性的工程地质分析和评价,并提出合理的工程措施倡议。
三、工程地质勘察存在的理由
(一)工程地质勘察的质量理由
根据工程地质勘察工作出现的理由有很多的共性,主要是工程概念模糊,勘察的目的不够明确,使用的勘察策略不恰当;对于现场的实际情况,使用的分析策略存在诸多的不足,公式使用错误;在提交的地质报告中,很多叙述不够清晰,得到的结论所采用的依据不够合理,甚至是存在一些错误;有极少数的地质报告敷衍了事,实际的勘察工作并没有完成,匆忙下结论,这是对自身工作不严肃的表现。出现了这些理由,阶段性工程审查自然得不到认可,工程建设的工期可能会受到延误;假使审查合格,那么工程建设过程中以及未来建筑物的使用过程中也是后患无穷。
(二)现场钻探中常见理由
目前,我国工程地质勘察业也进行了一系列的改革,具体体现在技术与劳务渐渐的分离,而勘察单位配备的勘探设备也逐渐减少,并且原本的钻机在经济责任制名义下都转变成个体钻机。在签订完勘察合同后就联系社会上的个体钻机,即便有的单位本身就拥有一些钻机,但是因为工期太短,就必须联系个体钻机参与抢工期。这使得社会上的个体钻机增加,通常只是到工地后临时签个安全责任状和技术交底,却没有系统的进行管理。个体钻机的钻探劳务费比较低,但是钻机工人工资却逐年提高,且钻探设备、耗材等的费用也在不断增长,使得钻探成本加大。个体钻机业者按规范要求进行钻探就无法挣钱,因此就会出现违规工作。现场常见的违规行为有不取岩芯或少取芯、开水扫孔钻进、超管钻进、不做标贯或不按规范要求进行标贯;取土样不规范或采用人工包芯样;甚至编造钻孔资料等。
(三)勘察报告编写中常见理由
对于进行勘察工作时,因为缺乏经验丰富的技术人员,勘察单位经常启用刚毕业不久的工程经验不足的年轻人管理现场或编写报告,进而其不能把握岩土体的物理力学特性,同时还存不能合理的对拟建物的特征,并结合岩土特征提出的地基基础方案,尤其是边坡治理方案、基坑支护方案、地基处理方案等。
工程地质勘察论文:堤防工程地质勘察中的若干问题
公路工程地质勘察一、公路工程地质勘察内容
1.路线工程地质勘察。主要查明与路线方案及路线布设有关的地质问题。选择地质条件相对良好的路线方案,在地形、地质条件复杂的地段,重点调查对路线方案与路线布设起控制作用的地质问题,确定路线的合理布设。
2.路基、路面工程地质勘察。在初勘、定测阶段,根据选定的路线位置,对中线两侧一定范围的地带,进行详细的工程地质勘察,为路基路面的设计与施工提供工程地质和水文地质资料。
3.桥涵工程地质勘察。按初勘、详勘阶段的不同深度要求,进行相应的工程地质勘察,为桥涵的基础设计提供地质资料。一是对各比较方案进行调查,配合路线、桥梁专业人员,选择地质条件比较好的桥位;二是对选定的桥位进行详细的工程地质勘察,为桥梁及其附属工程的设计和施工提供所需要的地质资料。
4.隧道工程地质勘察。隧道多是路线布设的控制点且影响路线方案的选择。通常包括两项内容:一是隧道方案与位置的选择,包括隧道与展线或明挖的比较;二是隧道洞口与洞身的勘察。
5.天然筑路材料工程地质勘察。筑路材料勘察的任务是充分发掘、改造和就近利用沿线的一切材料对分布在沿线的天然筑路材料和工业废料,按初勘和详勘阶段的不同深度进行勘察,为公路设计提供筑路材料的资料。
二、报告的编制程序
1.外业实物工作量的汇集、检查和统计。此项工作应于外业结束后即进行。首先应检查各项资料是否齐全,特别是试验资料是否出全,同时可编制测量成果表、勘察工作量统计表和勘探点(钻孔)工程地质平面图。
2.对照原位测试和土工试验资料,校正现场地质编录。这是一项很重要的工作,但往往被忽视,从而出现野外定名与试验资料相矛盾,鉴定砂土的状态与原位测试和试验资料相矛盾。
3.对整个报告进行框架结构规划。由于公路工程地质有其特殊性,属于多专业合作工程。因此,对整个报告提前进行整体框架结构规划是十分必要的。
4.编绘钻孔工程地质综合柱状图。柱状图中标明各层的地质年代、成因类型、承载力基本容许值、摩阻力标准值和地下水位及地质描述。
5.划分岩土工程地质层,编制分层统计表,进行数理统计。地基岩土的分层恰当与否,直接关系到评价的正确性和性。因此,此项工作必须按地质年代、成因类型、岩性、状态、风化程度、物理力学特征来综合考虑,正确地划分每一个单元的岩土层。另外应注意,工程地质层的划分,不是越细越好,当然也不是越粗越好,除了遵循一般的划分原则之外,还应结合工程对象进行划分。在正确划分出工程地质层后,编制分层统计表。,进行分层试验资料的数理统计,查算分层承载力。
6.编绘工程地质纵断面图和其他专门图件。公路工程地质纵断面图是公路工程地质勘察报告的重要组成部分,对公路工程的设计和施工有着重要意义。
7.编写工点工程地质勘察报告。按以上顺序进行工作可减少重复,提高效率;避免差错,保障质量。
8.编写全线工程地质总说明书。总说明书是报告的核心框架,它地分析了整条路线的工程特征,是设计人员掌握全线地质情况的指南。
三、全线工程地质总说明书论述的主要内容
一个完整的全线工程地质总说明书应由下面几部分组成:
1.前言:要叙述工程概况、勘察的目的和任务,勘察依据、勘察的方法和完成的工作量。本部分重点要注意的是:公路的等级,勘察所属阶段,编制报告所使用的规范、规程一定要保障是现行版本,已经废弃的规范不能作为勘察依据。
2.工程地质条件:自然地理、气象和水文条件、地形地貌、区域地质构造、区域地层岩性、工程地质分区。地震活动性和抗震设计主要参数、沿线不良地质和特殊性岩土问题、水文地质特征。
3.岩土的主要物理力学指标:本部分主要是把整条路线的岩土参数,按照岩土形成时间、成因及性质进行数据分类统计分析,然后依据分析结果对各类岩土进行概括性评价。
4.工程地质评价:包括勘区稳定性和适宜性的评价、重点工点工程地质评价和路线方案评价。对于路线方案的比较,主要根据各路线方案所经地区的地质情况的差异进行比较分析,最终推荐出地质情况相对较好的路线方案。
5.沿线天然筑路材料:取土场要依据有关规范的要求,根据土料强度CBR、含水率W、液限WP、塑性指数Ip等参数对料场质量进行评述。
6.结论及建议:结论是勘察报告的精华,一般包括以下几点:(1)区域地质构造单元、地震参数和建筑适宜性的评价;(2)勘区不良地质、特殊性岩土的分布及地质灾害对工程影响的大小;(3)重要构筑物的地基情况、基础形式及其他处理措施;(4)勘区内的地下水及地表水的腐蚀性评价;(5)路线方案的评选;(6)其他需要专门说明的问题。
7.附表及附图:全线工程地质总说明书的附表和附图主要包括:完成工程量一览表、地震液化判别计算表、水质评价表、水质分析报告、路基分段说明表、不良地质地段表、区域地质构造图、路线工程地质平面图、路线工程地质纵断面图、取土场工程地质柱状图、路基工程地质柱状图等。
四、工点工程地质勘察报告的内容
应根据任务要求、勘察阶段、地质条件、工程特点等具体情况确定,主要包括以下内容:
1.拟建工程概述,介绍拟建构筑物的地理位置、中心里程和规模。
2.勘察方法和勘察任务布置,介绍本工点所使用的勘察手段及布设工作量的多少。
3.地质地貌概况,应从以下三个方面加以论述:(1)地质结构。主要阐述的内容是:地层(岩石)、岩性、厚度;构造形迹,路线所经地区的构造状况,构造与线路关系及影响程度;岩层中节理、裂隙发育情况和风化、破碎程度;(2)地貌。包括勘察场地的地貌部位、主要形态、次一级地貌单元划分;(3)不良地质现象。包括勘察场地及其周围有无滑坡、崩塌、塌陷、潜蚀、冲沟、地裂缝等不良地质现象。
4.地基岩土分层及其物理力学性质,这一部分是工点工程地质勘察报告着重论述的问题,为工程地质评价、基础类型和地基处理方案建议提供基础数据。下面介绍分层的原则和分层叙述的内容:
(1)分层原则。土层按地质时代、成因类型、岩性、状态和物理力学性质划分;岩层按岩性、风化程度、物理力学性质划分。厚度小、分布局限的可作夹层处理,厚度小而反复出现可作互层处理。
(2)分层编号方法。常见三种编号法:及时,从上至下连续编号,即①、②、③……层;第二,土层、岩层分别连续编号,如土层Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3……岩层Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3……第三,按土、石大类和土层成因类型分别编号。如某工地填土1;冲积黏土2-1、冲积粉质黏土2-2,冲积细砂2-3;残积可塑状粉质黏土3-1、残积硬塑状粉质黏土3-2;强风化花岗岩4-1,中风化花岗岩4-2,微风花岗岩4-3。目前,大多数分层是采用及时种方法,并已逐步地加以完善。总之,地基岩土分层编号、编排方法应根据勘察的实际情况,以简单明了,叙述方便为原则。
(3)分层叙述内容。对每一层岩土,要叙述如下的内容:
分布:通常有“普遍”、“较普遍”、“广泛”、“较广泛”、“局限”、“仅见于”等用语。
埋藏条件:包括层顶埋藏深度、标高、厚度。
岩性和状态:土层,要叙述颜色、成分、饱和度、稠度、密实度、分选性等;岩层,要叙述颜色、矿物成分、结构、构造、节理裂隙发育情况、风化程度、岩心完整程度;裂隙的发育情况,要描述裂隙的产状、密度、张闭性质、充填情况;关于岩心的完整程度,除区分完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎外,还应描述岩心的形状,即区分出长柱状、短柱状、饼状、碎块状等。
取样和试验数据:应叙述取样个数、主要物理力学性质指标。对叙述的每一物理力学指标,应有较大值、最小值、平均值和经数理统计后的修正值。
原位测试情况:包括试验类别、次数和主要数据。也应叙述其较大值、最小值、平均值和经数理统计后的修正值。
承载力:据土工试验资料和原位测试资料分别查算承载力基本容许值和摩阻力标准值。
5.地下水简述:地下水是决定场地工程地质条件的重要因素。报告中一般涉及有关地下水的参数有:(1)地下水埋藏条件:是孔隙水,或是裂隙水,或是岩溶水;是承压水,或是潜水,或是滞水,或是层间水,含水岩组的岩性,渗透性大小空间分布特征。(2)地下水的动态:水位水量随年度、季节等时段的变化规律和幅度大小,水质变化情况,径流方向的变化。(3)补径排条件:补给区在哪,补给量多大,补给范围多大;径流区在哪,径流量多大,径流方向如何;排泄区在哪,排汇量多少。(4)水质特征:一般性指标,腐蚀性指标,特殊指标(如矿泉水)。
6.场地稳定性和适宜性的评价:场地稳定性评价主要是选址和初勘阶段的任务。应从以下几个方面加以论述:(1)场地所处的地质构造部位,有无活动断层通过,附近有无发震断层;(2)地震基本烈度,地震动峰值加速度;(3)场地所在地貌部位,地形平缓程度,是否临江河湖海,或临近陡崖深谷;(4)场地及其附近有无不良地质现象,其发展趋势如何;(5)地层产状,节理裂隙产状,地基土中有无软弱层或可液化砂土;(6)地下水对基础有无不良影响。报告对场地稳定性作出评价的同时,应对不良地质作用的防治,增强建筑物稳定性方面的措施提供建议。
7.其他专门要求,论述的问题对于设计部门提出的一些专门问题,报告应予以论述。
8.结论与建议。一般来说,上列概述、地基岩土分层及其物理力学性质、地下水简述和结论与建议等四项,是每个勘察报告必须叙述的内容。总之,要根据勘察项目的实际情况,尽量做到报告内容齐全、重点突出、条理通顺、文字简练、论据充实、结论明确、简明扼要、合理适用。
9.对于公路工程中的收费站及服务区的勘察及报告编写,属于工业与民用建筑范畴,要依据现行版的《岩土工程勘察规范》、《建筑地基基础设计规范》、《建筑地震设计规范》和其他相关规范。
五、工程地质图表编制要点
1.综合工程地质平面图,在总说明中的附图,要求提纲契领,应纲要性标出各种工程地质现象,或可作专门图件,不能图省事以“路线工程地质平面图”来替代“综合工程地质平面图”。
2.勘探点平面布置图,勘探点平面布置图是在地形图上标明工程构筑物、各勘探点、各现场原位测试点以及勘探剖面线的位置,并注明各勘探点、原位测试点的坐标及高程。该图应在较大比例尺的工程地质图上进行编制,地形地貌复杂时应专门作测绘工作。
3.钻孔柱状图,反映场地的地层变化情况,在图上应标明地层代号、岩土分层序号、层底深度、层底标高、层厚、地质柱状图、钻孔结构、岩心采取率、岩土取样深度和样号、原位测试深度和相关数据。在柱状图的上方,应标明钻孔编号、里程、坐标、孔口标高、地下水静止水位埋深、施工日期等。柱状图比例尺一般采用整比例,如1∶100或1∶150。
4.工程地质剖面图,此图是作为地基基础设计的主要图件。其质量好坏的关键在于:剖面线的布设是否恰当;地基岩土分层是否正确;分层界线,尤其是透镜体层、岩性渐变线的勾连是否合理;剖面线纵横比例尺的选择是否恰当。理论上剖面比例尺的选择,应尽量使纵、横比例尺一致或相差不大,以便真实反映地层产状,但由于公路工程中的构筑物一般呈条带状,如大中桥等,致使纵、横比例尺一般相差较大,一般横比例尺采用(1∶2000),受报告篇幅影响,纵比例尺一般采用(1∶200)~(1∶500),具体比例要按钻孔的深度而定。在剖面图上,必须标上剖面线号,如6-6′或F-F′。剖面中各孔柱,应标明分层深度、钻孔孔深和岩性花纹,以及岩土取样位置及原位测试位置和相关数据。在剖面图旁侧,应用垂直线比例尺标注标高,孔口高程须与标注的标高一致。剖面上邻孔间的距离用数字写明,并附上岩性图例。
5.土工试验成果表,主要有抗剪强度曲线、压缩曲线等,一般由土工试验室提供。
6.现场原位测试图件,包括载荷试验、标准贯入试验、重型动力触探试验、十字板剪切试验等的成果图件。
7.桩基力学参数表,如果建议采用桩基础,应按选用的桩型列出分层桩周摩擦力,并考虑桩的入土深度确定桩端土承载力。除上述附表之外。有的分层复杂时,应编制地基岩土划分及其埋藏条件表。
8.其他专门图件,对于特殊地质条件及专门性工程,根据各自的特殊需要,绘制相应的专门图件等。
六、结语
本文简单介绍了公路工程地质勘察报告的编制方法,由于公路工程的勘察阶段较多,线路工程所跨越的地质单元繁杂,一般每个工程对报告的编制都会有特殊的要求,因此本文很难将各种情况一一尽述,更详尽的内容,有待于进一步论述。
工程地质勘察论文:浅析山区公路工程地质勘察问题
摘要:山地面积在国内陆地面积中占到了70%之多。山地的地质条件非常复杂,不管是地形地貌还是水文都存在很明显的区域化特征。所以在山区公路工程施工之前一定要做好地质勘察,及时发现施工区域内潜在地质隐患,以避免影响到山区公路工程的施工质量。山区公路地质勘察一定要选择那些有针对性的勘察方法,这样才能够为山区公路工程的设计与施工打下一个坚实的基础,从根本上保障公路工程的施工质量。下文中笔者对山区公路工程地质勘察中存在的问题进行了总结,并且针对这类问题的解决提出了自己的见解。
关键词:山区公路;地质勘察;问题;解决措施
近年来国内经济高速发展,山区经济也有了显著的起色。为了能够更好的推动偏远地区的经济发展,缩小区域经济发展的差距,就必须扩大山区公路工程的建设力度。对工程建设单位来说,要从工程勘察部分工作着手,提高施工质量,要认识到山区公路工程地质勘察中存在的问题,并且制定出有针对性的解决方案。
一、勘察方法的选择
实际操作中,应该综合施工区域内的地形、地质条件以及勘察对象来确定勘察方法。现在常用的山区公路工程地质勘察方法可以分为两种:首先是宏观控制法。这种方法一般通过RS技术,在宏观角度上观察施工区域地质环境的全貌,这能够帮助勘察人员了解施工区域的地质状况,也能够发现大型地质灾害。再配合以本区域内不同时期的地质资料,就能够对地质灾害的成因以及发展趋势做到有效的掌控。之后要做的就是对地质单元进行划分,这是山区公路工程地质勘察中非常重要的一部分工作。尝试从地质的角度去论证地表形态,去探究不同地貌的历史成因,这对于山区公路工程的施工有着非常重要的参考价值。其次微观分析。这种方式主要就是采用钻探、挖深以及取样等物理勘探手段来判定施工区域内的地质条件。钻探、挖深、取样以及原位测试等工序能够对地质条件对公路工程施工的影响进行的定量分析。
二、山区公路工程地质勘察中存在的问题以及应对措施
(一)山区公路选线的问题
线路的选择是山区公路建设中非常重要的一部分工作。实际选线时,要综合考虑各个方面的因素,要保障选线与公路的要求相符合。山区公路工程地质勘察中的选线问题主要体现在选择线路与勘察结果不适应这一方面,这是工程勘察阶段具代表性的一个问题。一旦出现类似问题,必然会影响到后期公路工程的设计以及施工。因此山区公路地质勘察中,相关人员一定要落实好工作中的细节,严格按照相关的技术规范来操作,以此来确保选线的合理性。降低公路的后期养护成本,保障工程质量。具体来说,应该遵循以下原则来完成公路选线。首先应该尽可能的选择线形线路,公路选线时最短里程即是直线线路。当然实际线路设计时,应该将环境因素、经济因素以及地质条件考虑在内,但这也打破不了线形线路的模式。在这里需要强调的是,为了避免发生各种不必要的纠纷,一定要选择远离人群和建筑物的区域来进行布线。其次在进行山区公路选线时,一定要重视环境的保护,切忌因为追求高品质的施工而对施工区域内的环境造成破坏。此外应该以工程勘察的结论为参考来进行线路选择,正视地质勘察的作用,提高公路选线的科学性,选择一条最合适的线路。
(二)沿河线设计的问题
沿河线设计的问题也是山区公路地质勘察的重点,如果不能积极应对这一问题,必然会影响到公路工程的施工质量并且威胁的施工人员以及公路沿线居民的安全。在过去很长的一段时间里,山区公路基本都是选择的沿河线。虽说这种方式降低了地质勘察与工程方案设计工作的难度,但也存在着很大的弊病。不仅线路较为繁琐,而且其区域内的地质灾害也比较严重,这给工程的质量埋下了巨大的安全隐患,更会对当地的环境造成不同程度的破坏。近年来国内公路建设事业得到了显著的发展,人们对山区公路工程的要求也在不断提高。今后公路的设计以及施工必然要保障其便捷性,要尽可能的去缩短公路里程,这就必然要打破过去沿河线的方案。如果公路线路系数大于1.2,就应该对地质勘察的结果进行复核,对勘察结论中的关键数值要进行反复验证。必要时应该设计出两种施工方案,从中择挑选择最终的方案。落实好沿河线设计,在保障施工质量的同时能够尽可能的延长公路的使用寿命。
(三)生态安全问题
生态安全问题历来都是山区公路工程地质勘察的重点,通过地质勘察将施工可能带来的生态问题进行一次严密的统筹,由问题出发制定出有针对性的解决方案,才能够避免各种生态问题的出现。所以在地质勘察时应该将自然与生态环境纳入勘察工作的重点。如果勘察结论显示本区域内有待于解决的生态问题,相关部门应该及时采取措施。(四)地质勘察方面的问题虽说眼下有很多勘察方式可以选择,但这方面也存在不少问题。实际工作中应该注意以下几个方面的问题:首先应该结合工程的实际需要来选择勘察方式,在勘察开始之前相关人员要认清勘察工作的目的并且了解工程的总体概况。尤其对山区公路工程来说,只有选择合理的勘察方式才能保障勘察人员的生命安全。其次地质勘察的各个阶段,所采用的勘察方式也有一定的区别。例如最初阶段,涉及到的主要是地质的调查以及测绘工作,随着勘察工作的逐渐推进,之后会用到钻探、取样等物理勘察方式。所以一定要给地质勘察留出足够的时间,根据实际勘察需要来选择合适的方式,以此来保障地质勘察的质量。
三、总结
地质勘察是山区公路建设过程中非常重要的一部分工作,它能够帮助施工方做好工程的风险管理,提高施工质量。但因为多方面因素的限制,这部分工作中还存在一系列的问题,上文结合笔者的经验,对这类问题进行了总结。
作者:苏泷 单位:江西省煤田地质局二二六地质队
工程地质勘察论文:水利工程地质勘察坝址研究
摘要:水利工程中大坝是十分常见的工程项目,对坝址必须要进行高质量的地质勘察。地质情况决定大坝地基的稳定与否,对于大坝的稳定性及平稳运行起着十分重要的作用,本文详细介绍了大坝建设中的工程地质勘察的主要内容,希望在工程建设中对坝址的地质勘察工作提供帮助。
关键词:水利工程;地质;勘察;坝址
1大坝坝址地质勘察的重要性及选取原则
水利工程建设不同于其他的普通建筑物,多数都建设在临水或涉水的地方,而水利工程的建成,还会导致一定范围内的水文和地质发生变化,水文地质同时也会对水利工程产生影响,比如地基沉降、水库坝体承受水压、水库淤积和坝下游河床冲刷等,这些水文影响都会导致坝体发生变化,出现渗漏险情,所以在工程建设中,必须要重视工程地质的勘察,科学设计、严谨施工,确保工程的质量,如果勘察不细致,就会对设计、施工产生影响,从而导致工程质量的不稳定,甚至引发一些安全事故。在自然界中,理想的地质条件是十分少见的,特别是对于一些大型水利工程。如水库坝址的选择上只能选相对的方案,坝址选择不可避免会存在许多不足,所以在大坝坝址的选取上,要综合考虑,以安全性、稳定性、易于施工而且投入相对经济为原则,通过对坝址附近地质、水文的勘察,进行科学的规划设计,同时对一些地质问题及处理问题的难度进行科学的预判,计算出工作量,然后再做最终决定。
2水利工程坝址勘察的主要内容
2.1区域稳定性勘察
大坝建设中,坝址的选定一定要先进行区域稳定性勘察,只有确定工程建设区域的稳定,才能进行下一步规划建设。要围绕坝址对地壳的稳定性及场地进行深入研究,特别是对于一些地震带地区,要通过地震部门进行深入了解,掌握工程建设区域内地震活动的情况,进行地震危险性分析和地震安全性评价,避免工程建在地震活跃地带上。
2.2地形地貌勘察地形地貌
对于坝型的确定有重要的影响,不同的地形地貌决定着如何进行工程布置和进行施工,所以在水利工程建设中,通过对地形地貌的详细勘察,才能确定坝型的设计。一般地形属于狭窄、完整的基岩“V”型谷,则多数要修建拱坝,如果是宽高比大于2的“U”型基岩河谷,则比较适合修建重力坝或砌石坝,而一些河谷地带,岩石风化较深,或沉积层较厚,比较适合修建土坝,所以要根据地形地貌的特点来确定坝址和坝形。
2.3岩土性质
在大坝选址时还要重点对建坝处的岩土性质进行勘察,岩土的性质对于坝体的稳定有着重要的影响,可以说是具有决定性意义,不同的坝型对于地基的要求不同,必须要详细勘察建坝处岩土的性质。在实际建设过程中,高坝的修建,特别是混凝土坝,坝身的自重较大,所以要求地基的强度必须足够,才能确保坝体的稳定,应以坚硬、完整、新鲜均匀、透水性差的岩石为坝址,这种岩土具有较强的强度及抗水性,有利于坝体的长久稳定。不同种类的岩体具有不同的性质,侵入的块状结晶岩体是修建混凝土坝的理想基础,这种岩体都比较坚硬、均一、完整、强度大、抗水性强、渗透性弱。另外喷出岩类也是比较理想的坝基,这类岩体强度也较高、抗水性也比较强,但在选择时要注意勘察其喷发间断面,因为可能存在风化层、混泥层或松散的砂砾石,对坝基的稳定有一定影响,不能忽视。深变质的片麻岩、变粒岩、混合岩、石英岩等,强度高、抗水性强、渗透性差,也是较理想的坝基,但同样也要勘察片理面的各向异性及软弱夹层的存在,要避开软弱矿物富集的片岩。对于沉积岩,相对厚层的砂岩和碳酸盐岩是比较好的坝基,在选择沉积岩作坝址时,同样也要对是否夹有软弱岩层进行细致勘察,因为这些夹层力学强度低,抗水能力差,易构成滑移控制面,从而造成地基的不稳定。
2.4水文、地质构造勘察
在选坝前要进行可行性研究,对于区域地质进行研究,查明要建坝的区域构造格局,特别是要查明坝址所处区域是否处于持续活动或可能活动的断裂带上,同时要对本区域及相邻区域的活动断裂的分布、类型、规模和错动速率进行掌握。要联合地震部门,通过对以往地震数据的分析,预测此区域是否会因修建水库而诱发地震,以及地震的级别。坝址选择要以岩体完整性较好的构造部位为,尽可能避开断裂地带。要详细勘察水文地质,特别是渗漏问题,从防渗角度出发,如果是岩溶区,则要尽量选在有隔水层的横谷,且陡倾岩层倾向上游的河段上。当岩溶区无隔水层可以利用的情况下,坝址应尽可能选在弱岩溶化地段。
2.5物理地质作用及天然建材
岩石风化、岩溶、滑坡、崩塌、泥石流等都会对坝体产生影响,所以在选取坝址时一定要充分考虑到这些物理地质因素,提前做好防范,特别是滑坡,在一些大的水库失事实例中占大多数,是不可忽视的重要因素。另外坝址的选择还要考虑到天然建材的供应情况,坝址附近是否有质量合乎要求、储量满足建坝需要的建材,如砂石、黏土等。天然建筑材料的充足与否,对于工程建设的质量以及投资有很大影响,一方面是材料成本的节省,另外在运输方面也会带来便利。
3结语
水利工程的稳定与否,地基的稳固起决定性作用。坝址的选择是一项系统、复杂的工作,具有一定的战略意义,对于大坝安全、经济及平稳运行有着至关重要的影响,因此在工程建设中,必须要进行细致的地质勘察,针对区域稳定、地形地貌、地质构造、岩土类型等方面进行勘察工作,确保工程的稳定及耐久。
作者:高亮 单位:双辽市双山灌区管理局
工程地质勘察论文:海外项目水电工程地质勘察技术管理方法
摘要:
以东非区某水电工程为例,介绍了海外项目地质勘察的特点及基本流程,通过分析勘察技术管理工作的难点,阐述了国内外水电系统规范体系技术标准的差异,提出了相应的应对措施,为以后涉外工程勘察设计工作提供借鉴。
关键词:海外项目,地质勘察,水电系统
0引言
在经历近十五年的水电资源开发高峰后,国内主要河流的品质水电资源已大多开发完毕,中国电建集团正积极向西藏地区及海外市场拓展业务。本文以乌干达总装机600MW的引水式电站某项目为工程背景,阐述海外勘察工作的重点、难点,探讨东非地区勘察工作的技术及管理经验,为后续的海外项目提供借鉴意义。
1海外项目地质勘察的特点
目前,海外水电开发一般分为设计—招标—建造模式(De-sign-Bid-Build)、建筑工程管理模式(Construction-Management-Ap-proach)、建造—运营—移交模式(Build-Operate-Transfer)、设计—采购—施工模式(Engineering-Procurement-Construction)等多种方式。非洲国家普遍在体制、资金、技术等方面存在缺陷,因此一般主推总包模式,包括EPC,BOT等。这些海外项目一般具有周期特别快的显著特点,即在中标后,项目马上进入施工阶段,但此时前期的勘察设计成果的深度一般较浅,无法满足施工图的要求。在这种情况下,留给工程地质勘察工作的周期特别短,一般陷入边勘察、边设计、边施工的境地,由此形成的倒逼机制对勘察工作的组织及执行形成巨大压力。
2海外项目地质勘察的基本流程
目前,海外工程勘察任务主要来自于勘察设计分包合同。施工企业签订海外项目总承包合同时,常将勘察设计任务分包,有力地推动了勘察设计企业的国际化进程[1]。
3勘察项目执行流程
国外一般把水电项目开发划分为可行性研究阶段(FeasibilityStudy)、初步设计阶段(PreliminaryDesign)、详细设计阶段(De-tailedDesign)、施工图设计阶段(ConstructionDocumentationPhase)等,与国内水电开发阶段的划分有一定差异[2]。地质工程师应全程参与项目的投标及履约过程,以便提供地质方面的技术支撑。海外项目一般在竞标成功后即破土动工,勘察设计工作也同步开展。但由于欧美的岩土工程咨询体系与中国有较大区别,在可研阶段的研究深度较浅,因此会遗留较多的地质问题需要查明,此时的勘察工作就非常关键,能显著降低施工风险,其勘察工作的组织有几个关键步骤:
1)组织方案:承揽勘察任务后,除组织地质技术人员进场外,项目部需要尽快组织开展勘探工作。目前勘探资源的调配有三种方式:国内调配、外委和当地购买设备及国内指派钻探技术人员。国内调配的优点主要是勘探技术员与地质技术员相互熟悉,勘探质量及进度有保障,缺点主要是:a.设备调配周期长;b.成本急剧增加。外委的缺点主要是勘探质量及进度的控制难度增大,且在执行过程中存在被迫更换外委方的风险,而其优势主要是外委方在当地的人脉资源;当地购买设备及国内指派钻探技术人员结合了前两种方案的特点,但其主要缺点是新购设备能否满足需要,且撤场后的处理难度较大。一般而言,在充分的市场调研及合同管理的前提下,将勘探工作全部外委的方案是的。
2)外委合同谈判及签订:合同谈判及签订是勘察项目顺利推进的根本保障。项目经理初涉海外,需要迅速寻找相关信息,判断潜在的合作伙伴,完成合同谈判及签订,为项目推进奠定坚实基础。合同谈判涉及工作内容、工程量、价格、结算、责任及义务、免责条款等,包含一般条款及技术条款,需要熟悉和合理遵守菲迪克(FIDIC)条款。
3)项目管理:海外勘察项目运行成本高,后勤保障难,且存在安全、疾病等诸多风险。
4)合同管理及结算:由于欧美标准体系及工作方法与中国存在差异,项目管理要更加细化和灵活,加强管理和记录,确保勘探质量,保障合同结算顺利进行,避免出现严重纠纷。
4勘察技术管理工作特点及难点
本节以某项目勘察经历为背景,尝试阐述东非区勘察技术管理工作的特点、难点及应对策略,以期为以后的工程项目提供科学依据及经验教训。
1)政府办事效率低下:非洲政府机关的办事效率普遍低下,各项工作应尽早准备及启动,并充分考虑计划的弹性。如该项目的设计方案、环评报告等诸多事项均批复较慢。
2)履约意识不强:由于传统习惯及社会风气的影响,外委方往往难以如期完成工作,只能不断催促。该项目的地震安评工作外委给了能源矿产部的下属机构,合同规定为3个月,但最终历时7个月。
3)规范差异:国内外规范的差异是海外工程的一大难点,一般要求同时满足中国及当地国家的技术、质量、安全、环境等管理制度,但执行过程中难免有冲突。该项目就曾经在风化带的划分、压水试验、围岩分类的评分等技术细节上与业主工程师产生分歧,但最终通过沟通取得了一致。
4)勘察工作方法的差异:比较明显的有两点:a.报告格式及内容的差异,国外的勘察报告主体内容为钻探、物探、试验等原始资料,对岩土体物理力学性质侧重于定性分析,定量评价较少,一般不提供岩土体物理力学参数建议值;b.工作方法及深度的差异,国外的勘察一般工作量少,深度浅,对覆盖层的取样及分层要求低,重视物探。该项目FeasibilityStudy阶段的勘察报告中,主要是各种钻探、物探、试验的原始资料,对地层仅区分覆盖层与基岩,而中方划分了残积土、全风化、强风化、弱风化、微风化、新鲜等多级界限,从而提高了勘察质量,编制了更详实的勘察报告。
5)专题外委:区域地质及地震研究等专题研究宜考虑专项外委,以便充分调动当地研究机构的专业能力及社会影响力。
6)取费标准:东非国家虽然贫穷落后,但带技术含量的工作取费多显著高于国内平均水平。
7)钻探:非洲大陆地形平缓,往往采用整体移动式绳索取芯钻机,搬迁及钻探速度很快,一般能到3m/(10min)的平均进尺,岩芯采取率较高,但覆盖层的取样能力普遍较差,且一般没有河中钻探的经验。东非当地钻探公司的原位试验能力较低,一般只有压水、动力触探、标贯,没有静力触探等工程经验。
8)试验项目:土工试验室宜选择当地有认证证书的机构,并应作实地考察。但当地试验室方案可能存在以下问题:a.进度缓慢,时间安排上要有所准备;b.试验项目与国内有区别,要抓住关键试验项目。该项目就因试验进度及质量问题无法解决,最终选择托运部分样品回国开展试验。
9)语言:海外水电项目常见的有英语、西班牙语、法语,因此要加强项目成员的外语能力,并在必要时配备翻译。如该项目的所有资料均出具了中英文版本,对项目组成员既是严峻的考验也是锻炼的机会。
10)安全管控:当前,恐怖主义威胁渐趋严重,突发事件和地缘政治动荡不安带来的风险,给承担海外项目的企业造成了巨大影响[5]。中资企业在非洲曾遭遇盗窃、抢劫、罢工、绑架、恐怖袭击等事件。该项目勘察期间,项目部要求当地雇员加强与外界的沟通,与附近居民、医院、警局、军队保持必要的接触和良好的关系,并经常阅读当地报纸,最终未发生安全事故。东非区疟疾盛行,威胁很大,项目部配备了物资及抗疟疾药物,有力抵抗了疟疾威胁。
5国外水电系统规范体系
国内外规范的差异是海外工程的一大难点。欧美体系的技术规范主要分技术法规和技术标准两类,其中前者是强制性标准,后者为非强制性标准。这里以美国水电系统规范为例进行比较。中国规范的条款较细,可操作性强,而美国规范的规定较宽泛,要求工程师有较强的专业背景及经验,并对勘察方法的使用及成果承担终身责任。在美国的水利水电建设体系中,主要采用美国陆军工程师兵团(USACE)及美国垦务局(USBR)的技术标准。其中,比较常用的有EngineeringGeologyFieldManual(SecondEdi-tion)[3],GeotechnicalInvestigations(EM1110-1-1804)[4],GeneralDesignandConstructionConsiderationsforEarthandRock-FillDams(EM1110-2-2300)等,详细介绍了各类岩土工程项目的勘察工作方法。USACE编制的标准体系在水电工程的勘察、设计、施工等方面的研究、开发及应用得到了世界范围的广泛认可和应用,成为水电项目建设的世界通用标准之一,
6结语
本文以东非区某项目为例,阐述了东非区水电工程勘察的特点及难点,从海外勘察项目的特点、流程、管理、文化等方面入手,系统介绍了相关背景知识及技术需求,特别是水电勘察项目执行中的难点,以及国内外技术标准的差异,以期为以后的海外项目提供借鉴意义。同时建议为了应对激烈的市场竞争,涉外勘察企业应收集并对比国际标准及规范,研究国际勘察设计管理规则,加强海外市场技术管理团队的建设力度。
作者:章奇锋 李华 周颖博 单位:浙江华东建设工程有限公司
工程地质勘察论文:水利水电工程地质勘察及施工
一、水利工程地质勘察发现的主要问题
我国产业经济收益正处于快速增长阶段,与经济事业相配套的基础工程得到扩建,水利工程改建是现代化中不可缺少的内容。鉴于水利水电项目的重要地位,国家要求地方水利部门做好日常勘察与维护工作,及时掌握水电站的工作状态。根据现场勘察所得的结果,总结出以下3方面主要问题。
1.1地质方面
水文地质是目前水利工程面临的主要问题,水文运动规律变化导致地面层出现异常变化,同时引发了诸多的地质灾害现象。参考水利工程勘察结果,30%以上的地质病害来源于水文运动,地下水流动产生巨大的力学作用,破坏了水电站地质层的稳定性。例如,滑坡是水电站围挡结构比较多发的病害,在水库堤坝周边建造的支护坡度中,极易受到地质作用而发生滑坡现象。滑坡既能破坏土地层的牢固性,坡度滑移也引起了周边设施的病害。
1.2设施方面勘察
发现,国内大部分水电站均面临着不同情况的病害,这些病害主要发生于水利设施的主体结构,以及建筑物的基础层。例如,厂房是水电站的主要生产区域,勘察发现厂房建筑均有不同程度的裂缝现象,厂房墙体基础部分有明显的沉降问题,这些都是由于地质条件变动引起的结构性病害。另外发现,随着水利水电运作规模的扩大,厂房病害率也越高,大型、超大型水电站厂房病害率达40%以上,但受损程度不一。
1.3防护方面
正常条件下,水电站处于24h发电作业状态,高强度运行也使得水利渠道工程有所耗损,水工建筑物整体性能指标下降,造成大量水资源浪费。这是由于水利渠道长时间处于供输水状态,渠道四壁承载的水流量较大,混凝土结构容易出现渗漏问题。渗漏降低了渠道供输水的效率,水资源耗损率普遍上升;大面积渗漏基本破坏了渠道的水利性能,进一步引起更为严重的裂缝病害,这些都是破坏水利设施功能的主要因素。
二、基于地质勘察的水利施工方法
水利水电工程是社会现代改造的主要项目,不仅关系着区域水资源调配的利用效率,也决定了一个地区的总体发电生产效率。在施工地质工作中发现,地质条件对水利工程产生的破坏性,主要集中在渠道、厂房、边坡稳定3个方面,这些结构发生病害严重影响到了水电站的作业性能,不利于水利水电设施改造的有序进行。结合现有的水利施工技术条件,笔者通过自身的有限经验,针对这些病害提出几点可行的施工方法和治理方案。
2.1渠道基础及防渗
1)地基处理。在渠道防渗工程施工之前,应进行科学的施工放样,按照设计图纸中的底脚线和渠口线进行结构规划,配合机械进行土方开挖,使得地基土的水分能够在自然风干状态下得到降低,以保障土基的强度质量,具体克服冬季冻胀的破坏效果。2)混凝土的拌和。混凝土的拌合物需要具有与施工制备条件相协调的和易效果,尽量保障捣碎密实的前提下进行钢筋结构部件的搭配;利用机械振捣处理中,可选用较小的坍落度进行质量水准补充,争取渠道防渗建设工程能够顺利进行。
2.2厂房边坡
1)大方量土方开挖。开挖采用反铲,在高度方向从上至下分层开挖,一次开挖高度3m,在上下游方向分段依次进行开挖,由下游向上游方向,严禁从中间开作业面掏挖。分层分段挖掘时用人工配合反铲整修边坡。同时加强测量控制,边坡随开挖随成型,保持边坡平顺。确保开挖步骤符合现场的地质条件要求,避免破坏地质层结构的牢固性。2)护坡。边坡预留20cm的保护层,在大方量开挖完毕后,采用人工削坡,以保障设计轮廓线的形成和避免保留体受到扰动。为防止修整后的长期开挖边坡遭受雨水冲刷,在边坡修整验收后,及时进行护坡施工。根据招标图纸及工程量清单,该边坡防护型式为混凝土护坡,拟在边坡开挖完成后一个月内完成混凝土护坡施工。具体结构按设计图纸进行施工。
2.3滑坡体治理
1)削坡。削坡是处理滑坡体病害的常用方式,主要施工:岩体受节理、裂隙切割,较为破碎,可能产生崩塌坠石、边坡局部失稳现象,可采取剥除“危岩”削缓边坡顶部。对土质滑坡体,削缓边坡,减小滑动体厚度,以减小滑动力,注意对坡脚下部可能阻滑部分不可削减。边坡高度较大时,可分级留出平台,提高边坡稳定性。2)抗滑挡墙。挡墙是目前较为广泛的抗滑建筑物,借助于挡墙本身重量,支档滑体的剩余下滑力,有抗滑片垛、抗滑片石竹笼、浆砌石抗滑挡墙、混凝土或钢筋混凝土抗滑挡墙、空心抗滑挡墙(明洞)及沉井式抗滑档墙等。现场施工人员要注重每个环节的工艺安排,严格按照图纸要求执行施工操作,保障滑坡体得到有效的治理。
三、结论
水利水电工程是现代化建设的重点项目,搞好水电站建设对区域水资源调度起到了保障作用,同时也促进了我国发电生产行业的可持续性。针对地质勘察发现的诸多问题,水利部门应要求施工单位编制有效的处理方案,避免结构性病害对水利项目造成的危害。此次经过地基防渗、滑坡治理、厂房加固等方式,水电站设施整体功能得到了完善。
作者:张欣 单位:新疆水利水电勘测设计研究院地质勘察研究所
工程地质勘察论文:高速铁路工程地质勘察问题分析
摘要:山区高速铁路工程线长站点多,工程类型多,经过的地域广,地形地质条件十分复杂,工程地质勘察难度大,存在的问题也比较多。本文是笔者在赣龙高铁福建段勘察监理工作的基础上,以赣龙高铁勘察为调查研究对象,结合福建山区的地貌、地质和水文地质、工程地质、环境地质条件,主要不良地质问题及形成原因,对山区高速铁路勘察方法及存在的问题进行分析研究,为类似铁路勘察提供借鉴和参考。
关键词:山区高速铁路;赣龙铁路福建段;工程地质勘察;存在问题
赣龙铁路扩能改造工程(简称赣龙高铁,下同)为国家铁路Ⅰ级干线,设计双线、行车速度为200km/h的高速铁路,属国家重要建设项目。赣龙高铁正线线路全长250.4km,福建省境内全长139.095km,是我国在地形、地质条件复杂的山区修建的一条高标准干线铁路,其地质条件复杂,是目前我省山区铁路建设较困难的地区之一。特别是桥梁和隧道众多,占线路长77.8%,工程地质和水文地质条件复杂,各种不良地质作用发育,勘察过程难度大,存在的问题也较多,经验和教训值得总结。
1赣龙高铁福建段地质概况
本段位于闽西北中低山区,区内有丘陵及河流阶地分布,发育有山间谷地等,区内构造发育、碳酸盐岩广布,岩溶发育,地势陡峻、河谷切割较深,河谷形态多呈V型。测区内地质构造发育,自晚元古代以来,经历了多旋回的发展过程。构造体系主要为南北向、东西向、北东向及北北东向、“山”字型构造等四大构造,这些构造其控制了区内侵入岩的分布产状以及河流的走向,对区内岩体工程地质条件影响较大。沿线出露地层多,岩性复杂,主要为元古界、震旦系、寒武系、奥陶系-志留系页岩、泥质页岩(夹变质粉砂岩);泥盆系到第三系的沉积岩地层,岩性主要为砂岩、粉砂岩、砂砾岩等,偶夹煤线。沿线侵入岩分布区较为广泛,约占本线路段的40%,主要岩性为燕山早期侵入的黑云母花岗岩,细粒花岗岩、印支—华力西期的片麻状黑云母二长花岗岩、加里东期混合花岗岩、燕山晚期侵入的花岗闪长岩以及不同时期的脉岩。沿线第四系地层成因类型复杂,主要分布有全新统到更新统的冲洪积层(岩性主要为黏性土、砂卵砾石层等),更新统坡残积层(岩性主要为砂质粘性土)。分布及厚度变化较大。山间谷地或丘间谷地局部存在2~10m的淤泥质土。沿线地下水类型主要有松散岩类孔隙水、基岩裂隙水、岩溶水。
2山区高速铁路勘察方法
山区高速铁路工程地质勘察工作是综合性的工作,首先是先搜集沿线地质资料,再进行地质或工程地质测绘,而后进行物探、钻探、地质测试、室内试验等勘探方法,通过综合分析、资料整理,编制出合格的勘察报告。高速铁路工程地质勘察的发展趋势就是采用综合勘察和综合分析方法,因此,山区高速铁路勘察时既要考虑工序的先后,还要考虑各专业的衔接,合理安排勘察工作,这样才能保障勘察工作合理有序地进行。高速铁路工程地质勘察方法的研究是伴随着高速铁路的兴建而开展的,近几年在地质条件复杂地区高速铁路建设过程中,何华武等铁路工程技术人员对高速铁路勘探技术和勘察方法进行了不断探索,并取得一定成果。山区高速铁路工程沿线往往跨越的地质地貌单元众多,并且分布大量的隧道、桥梁(如赣龙高铁占线路长77.8%)等控制工程。赣龙高铁福建段沿线地形地貌、地质构造、工程地质和水文地质条件极其复杂,造就了沿线众多的崩塌、滑坡、泥石流及岩溶塌陷等不良地质问题,其有类型多、分布广、规模大的特点,其影响主要表现在岩体破碎或岩性软弱。引起碳酸盐岩类岩溶在长汀盆地广泛分布,另外在中复、小池、龙岩等地也有零星分布,均为覆盖型岩溶。赣龙高铁综合勘察方法的运用,对于查明工程所处的地质背景、岩溶和岩溶水的发育特征及其与桥隧的关系及危害程度、为各桥隧的岩溶水文地质条件评价奠定了基础,对有效规避存在的地质风险起到了至关重要的作用。
3高速铁路勘察中存在的问题
总结山区高速铁路勘察中普遍存在的问题,主要有如下几个方面。(1)不同行业勘察人员对铁路勘察认识不足和对铁路规范理解的偏差。如大量的房建、冶金、化工、港通等勘察单位跨行业进行铁路勘察,各部门习惯地将其行业勘察方法照搬过来,导致对沿线工程地质条件错误的评价。长期以来,我国的勘察业普遍存在着多头管理、条块分割的局面,一直没有形成一个完整统一的工程勘察体系,没有一本国家标准能够对整个土木工程都适用的工程勘察原则的规定。由于现行的各行业工程勘察执行的规范和标准均有所不同,在具体勘察要求和内容方面也存在差异,如岩土体定名,岩土设计计算参数及计算公式,地震砂土液化差别方法,水、土对建筑材料的腐蚀性评价,取样及原位测试要求,以及室内试验规程和操作等。(2)勘察阶段合并,勘察周期不合理。铁路工程地质勘察应由面到点、由浅入深,分阶段开展工作,提供不同勘察阶段所需勘察成果。但个别线路由于时间紧,任务重,勘察阶段往往合并,没有足够的时间进行勘察工作,其造成的后果往往是严重的,如地质条件没有调查清楚,施工后不断修改设计,形成返工浪费,这样会给后期工作造成被动,工期延长,投资增加,重者可能会给运营阶段留下了安全隐患,造成重大安全事故。(3)钻探工艺落后,钻探进度和岩心采取率低,钻孔深度不够或超深等,钻探工作未能满足勘察设计要求。钻孔深度不够或超深在桥基孔中所见较多。构造破碎带的岩性较为破碎松散,大中桥、特大桥及高桥的基础宜避开构造破碎带,特别是软硬岩层的接触带上由于岩层软硬不均,基础施工或处理困难。若断裂带较宽,应设法使最少量的墩台置于其上。在勘察时宜将断裂带揭穿。如文坊特大桥JZ-Ⅲ097-B文T14孔40.0m以上为花岗岩风化层;40.0~55.0m为构造破碎带,岩性为碎裂岩化的强风化花岗岩,见有擦痕;孔深则要进入下部弱风化花岗岩5m。对于大中桥、特大桥及高桥,一般桥基荷载大,大多采用大直径的嵌岩桩,持力层为弱风化岩是毫无疑义的,但若弱风化岩埋藏深度大,上部有巨厚层强风化岩,桩侧阻力可以满足承载力要求时,孔深控制强风化岩一定厚度即可。根据相关文献资料[5],嵌岩桩当桩的长径比较大(L/d>20)(即桩长较长,超过50m时),同时桩周土层性质较好的情况下,侧阻力分担荷载比Qsk/Quk都超过了70%,大部分在80%以上,桩端阻力分担荷载的比例小。如正华山特大桥JZ-Ⅲ097-BG正T7孔6.2m以上为冲积层;6.2~49.6m为全风化花岗岩;49.6~67.0m为强风化花岗岩,可采用摩擦桩,可终孔。(4)地质参数追求,误导评价的可信性。物理学有个著名的测不准原理,同样适用于岩土工程或地质工程中的某些地质问题:即岩土体充满独特性与变异性,岩土工程设计参数或物理力学性质指标不应用的定值来确定,只能通过综合分析、统计和经验判断后,提出一个建议区间值,供设计人员使用。因为岩土工程中定量预测是困难的,这缘于岩与土是不连续的介质,岩石中充满节理裂隙,土就是碎散的颗粒集合体,都是由多相组成的。例如岩质边坡测量节理裂隙等结构面产状时,用一个区间值来表达比较符合实际,若只用一个定值来表达结构面产状,则不符合客观实际。又如岩石风化程度由上而下是渐变的,力学指标也是渐变的,岩土工程设计参数也只能是一个区间值或统计值,不宜把到某个定值的岩土力学参数认为是的,否则会影响岩土工程评价的性。(5)工程地质测试工作、土工试验工作的管理不到位,数量和质量不符合要求,影响了岩土参数的确定性。工程地质测试有野外原位测试、室内试验等,具有多样性,同一参数因测试方法不同就得出不同的数据,测试方法选用是否合理成为岩土工程设计参数是否的重要环节。岩土体测试数据的不,原因是多方面的,一是土样的扰动,主要是由于取样方法不当、长途运输、样品制备不符合要求,试验操作不当等环节造成;二是计算产生的误差,使测试数据呈随机分布;三是相对于建筑材料而言,岩土材料的复杂性与多变性,样品个数不足时,其测试的指标一般缺乏代表性,必须有一定数量的测试指标,经过数理统计才能得到代表值。(6)地质技术人员经验不足,未能做好地质背资料综合分析工作,综合分析水平欠缺。由于地质条件的差异性和岩土设计参数的不性,导致勘察成果的不能很好地反映地质条件,使岩土设计计算性降低,因些要强调工程地质勘察成果的定性分析与定量分析相结合,实行综合判断。综合判断就是要求既要有扎实的理论知识,又要有丰富的实践经验。经验不足还反映在对地层或地质体存在误判。如对于埋藏型岩溶,在可溶岩与非可溶岩交接处,岩溶一般发育,上覆砂岩误判为粗砾土,岩溶充填物易误判成冲积物。如路基JZ-Ⅲ097-B18907孔在1.8~4.3m为紫红色砂岩,碎块状,误判为粗砾土;4.3~7.4m为深灰色含角砾粘性土,砾径5~10mm,为岩溶充填物,误判成冲积物(砾砂土)。
4结论
中低山及丘陵地区高速铁路勘察具有地形、地质条件复杂,不良地质条件发育等特点,其发展趋势就是采用综合勘察和综合分析方法。在勘察时应深入学习铁路工程相关规范规程,总结各种成功经验和失败教训,这是高质量勘察的保障。
作者:兰坚强 单位:福建省地质工程勘察院
工程地质勘察论文:铁路工程地质勘察措施研究
摘要:岩溶是铁路工程中最常见,也是危害性最强的地质,在铁路工程施工中,针对岩溶地区要采取勘察的方式,避免影响铁路工程的质量,确保岩溶地区的地质,能够达到铁路工程的荷载标准,以此来提高铁路工程的性能和质量,规避岩溶地区的工程风险。本文主要探讨岩溶地区铁路工程的地质勘察措施。
关键词:岩溶地区;铁路工程;地质勘察
我国岩溶地质的分布非常广,而且我国地质具备岩溶发育的条件,促使岩溶地区的范围非常广,增加了铁路项目的工程压力,潜在很大的风险。铁路工程方面,要监督好岩溶地区,考虑到此类地质的破坏性,应该采用勘察的方法。把控岩溶地质中的铁路建设,用于提高铁路工程的施工水平,保障铁路运营的安全性。
一、铁路工程岩溶地区的勘察需求
铁路工程施工中,岩溶环境经常遇到,岩溶具有可溶性的特征,主要由岩石的化学成分决定,具有很明显的透水性,此类地质无法支撑铁路施工及运营的荷载。虽然岩石可溶性很强,但是可以通过勘察的方法,提供有效的处理措施,一来提高岩溶地质的稳固性,二来加强岩溶地区的承载荷载,确保铁路施工的顺利进行,避免影响铁路工程的后期运营。岩溶地区对铁路工程的影响体现在多个方面,常见的危害有:岩溶水涌入到铁路工程的地基、隧道、基坑内,冲击原有的土层,引起土层沉陷、变形,无法保障铁路施工的安全性;岩溶地区中的填充物,导致铁路隧道潜在坍塌、滑坡的风险,导致铁路工程的岩体环境不稳定,容易引起倾倒。岩溶涌水、坍塌,是铁路工程中危险性较强的风险,因此,必须采用勘察的方法,掌握岩溶地区的具体状态,提前规划好治理的方法,较大程度的提升铁路工程的施工质量,控制岩溶地质。
二、岩溶地区铁路工程勘察的方法
铁路工程岩溶地区,勘察时主要采取两种方法,主要分为岩溶地区地质勘察以及综合勘察的方法,分析如下:1、地质勘察铁路工程中遇到的岩溶地质,不同的地貌特征,会反馈出岩溶的发育状态,表明铁路工程中的石芽、溶槽等地质,还要勘察出地下水的水流状态。一般情况下,岩溶地区的初期发育阶段,表现为溶蚀裂缝、孤立管道等,此岩溶的地下水,基本是孤立管状的水流,岩溶地区的发展后期,体现出石林、洼地,此阶段的地下水,呈现出网状系统,为网状水流,在地下水面表现出统一的流向。岩溶形态的勘察,研究铁路工程荣幸地区形态中的高程、涌水、充填等方式,要特别注意岩溶高程、阶地以及河床的关系,以便研究古水文网、岩溶发育史,逐步预测出铁路工程岩溶地区突然涌水的实际情况。铁路施工单位,勘察岩溶洞穴,找出影响铁路施工线路的岩溶,尤其是地下通道、大型洞穴,如果现场勘察具有条件,还要逐步追索调查,便于获取更多的勘察资料。铁路工程中,要明确岩溶地区属于可溶岩层还是非可溶岩层,掌握岩溶的发育情况,勘察熔岩发育中的断层、褶皱以及裂缝。除此以外,岩溶地区还要勘察水文地质,查明地下水的动态变化,地表水的分布,科学分析岩溶水、地表水的相互关联。2、综合勘察岩溶地区铁路工程综合勘察方面,遥感技术是比较重要的勘察方法。遥感技术侧重于岩溶地貌的测量,遥感技术在综合勘察中的应用,需要利用遥感图像判断铁路工程的地质情况。具体的判断图像有:(1)岩溶地区铁路工程区域内,有对应的地貌特征,规划岩溶的地貌单元,逐步确定出岩溶的个体形态,还要掌握岩溶组合的方式,了解施工现场水系的分布、河道变迁;(2)地质构造的遥感图像,能够了解地质区域的轮廓,规划地质单元的构造体系,探讨岩溶地区的力学特征;(3)遥感图像中的地层岩性,找出不同时代的地层接线,规划好碳酸盐和非碳酸盐的实际分布;(4)岩溶水文地质的遥感图像,根据地貌的特征,规划处地表、地下水的具体分布、补给、径流等,划分水文单元。物探方法,其在岩溶地区铁路工程勘察中,可以分为电阻率法、充电法、地震法等等,各种方法的综合应用,完成岩溶地区的勘察工作。物探方法在勘察中的应用,先要掌握各项方法的使用条件,再对物探方法实行综合搭配,采用指导的方法,落实物探综合勘察的操作。钻探方法,可以用在岩溶地区铁路工程的遥感、物探、地质调查等多个方面,根据钻探的研究成果,勘察铁路工程的岩溶地质,以免勘察中出现局限性、片面性的问题。钻探在勘察中,还要实行验证,提高定测的水平,主要是按照岩溶地区铁路工程的需求,安排勘察的工作,利用钻探,获取勘察的数据。
三、岩溶地区铁路工程勘察的注意事项
首先岩溶地区铁路工程勘察期间,要聘请专业的操作人员,通过配置专业人员,提高岩溶地区勘察的基础水平,保障各项勘察工作的科学性,缓解铁路工程勘察岩溶工作的实际压力,而且人员是勘察工作的支持,规划并分配好人力资源,才能改善岩溶地区勘察的环境。然后铁路工程单位,勘察岩溶地区地质时,要提前设计好勘察的方案,根据方案的要求准备好使用的设备和器械,引进信息化的设备,推进岩溶地区勘察工作朝向信息化的方向发展,同时还要做好新旧勘察设备的相互衔接,不能出现设备干扰,确保铁路工程岩溶地区勘察工作可以高效的完成。是注重岩溶地区铁路工程勘察数据、参数的审核及验收,审核与验收,是保障数据的必要措施。结合铁路工程的施工要求,审核并验收岩溶地区的勘察数据,及时发现有问题或者有缺陷的参数、数据,给与可用的处理措施,禁止不合格的数据、参数应用到工程施工中,维护数据的性。
结束语:
岩溶地区铁路工程勘察工作,是铁路建设中的重要项目,勘察时,必须明确勘察的方法和技术,同时结合注意事项,由此才能保障岩溶地区铁路工程的有效性,维护铁路工程建设,体现岩溶地区勘察工作的重要性。岩溶地区勘察时,要注重勘察结果的应用,合理分析岩溶地质,以便提高铁路工程的质量,避免铁路运营中存在风险。
作者:张佳楠 单位:中铁第五勘察设计院集团有限公司
工程地质勘察论文:水文地质与岩土工程地质勘察的影响
摘要随着我国社会和经济的不断发展,人民的生活水平得到了很大的提高,建筑行业作为一个受人民关注的焦点,也得到了迅猛的发展。对于建筑行业的发展来说,工程地质勘察工作起到非常重要的作用,是发展的基础和有效推动力。从我国的现状来看,有很多的施工单位在进行工程地质勘察时依然存着许多问题,他们大多对水文地质的勘察不够重视,导致勘察的结果不够和完整,最终影响到后续工作的开展,延缓了建筑行业的发展速度。所以我们一定要对岩土工程地质勘察工作进行完善,要将水文地质作为一个重要工作区深入和重视,要依靠正确的、实时的数据区反映实际情况,从而推动工程项目的顺利开展。
关键词岩土工程;水文地质;地质勘测
在岩土工程中对水文地质进行勘测和检查是十分重要的工作。因为了解和掌握地下水文地质的状况,不仅可以给岩土工程工作的开展带来便利,提供良好的工作环境,更能够帮助岩土工程排查掉一些安全级别低的隐患,从而使岩土工程的施工质量得到保障。现阶段,在进行岩土工程地质勘察的过程中易受水文地质等因素的影响,为其带来损害,因此,就需要认识到水文地质工作的重要性,将其勘察工作做好,以确保岩土工程的质量不受影响。
1水文地质在岩土工程地质勘测中的作用及要求
当前,由于我国在水文地质的勘探工作中存在一定的不足,使得岩土工程地质勘察受到了影响,大大制约了其工作的开展进程,还为其勘察工作的进行带来了诸多的难题。所以,就需要我们在对水文地质进行勘测时,要对其情况进行分析,掌握其大体信息和数据。在勘察过程中要力求工作的性,仔细分析,从而为岩土工程地质勘察提供必要的理论依据,尽可能地减少工作中难题的出现。当然,在实际工作时,相关部门和人员也要正确认识水文地质工作,对与其有关的资料和数据、信息等都要进行详细的汇总和分析,还要充分展开调查工作,使勘察结果更具性和真实性。在实际工作时对其有以下几点要求:一是在进行勘察时,要根据水文地质的地理因素和自然因素对其进行的分析,主要分析的内容有地形、天气以及地貌等等,以此来辨别出当地的温度、湿度,属于平原还是高山,与哪条水系相联系等;二是地质环境的分析,也就是对地质的构造、形态等进行的分析;三是对地下水位情况进行实时勘察,要随时随地的了解地下水位的变化情况,上下波动的范围等;四是了解水文地质的隔层结构,对其隔层进行勘察主要是为了了解隔层水的保水程度和水位的变化范围以及地下水的整体分布、流向等。
2水文地质工作对岩土工程勘察产生的影响
2.1地下水位上下波动对岩土工程的影响
首先,要对地下水进行分析和确定,并按照其所埋藏的要求及实际情况来展开对基础的埋藏。当存在地下水时,就要在地下水位以上将基础地面进行埋藏,若基础底面只限于埋藏在地下水之下时,就要将安全措施准备齐全,以备不时之需,及时将降水排水工作落到实处,以免因水分侵袭而使钢筋水泥等遭到腐蚀,造成更严重的损害。若将基础底面埋藏在含有地下水层或水压地方时,在埋藏之前要考虑其承压的范围及能力,以免因水压过高而使地基受到损害。此外,在进行桥梁埋藏的工作时,要充分对其地表水的流向及程度进行分析,只有将其埋藏在洪水的较大冲刷线之内,才能使桥墩的稳固性最强,不易受侵害。如果在埋设地基时没有按照其要求或实际情况去做,那么当地下水位上升时就极有可能存在粉细砂等颗粒物,造成流砂或是管涌的现象,从而使工程进度受到影响,阻碍其正常施工;更为严重时还有可能造成地基坍塌、洼陷的现象。而当地基长时间接触到地下水时,也会将土地软化,从而导致地基整体向下迁移,加之膨胀土同时兼具冷缩和膨胀的特点,所以在地基下沉的带动下,终究也会导致其自身出现倾斜、裂缝的现象。
2.2地下水过高对建筑物的影响
地基对于整个建筑物来说有着重要的作用,地基的好坏会影响到建筑物的整体质量。当地下水位高出界限以后,就会导致建筑物的地基受潮,当建筑物地下结果发生变化以后,就会影响到整个建筑物的坚固程度;同时水位过高还会造成土壤盐化,最终对建筑物产生严重的腐蚀;而且当建筑物地基出现问题以后,还会对其周围的建筑物产生影响。如果地下水位忽高忽低,还会使得膨胀土出现胀缩现象,最终也会造成地表裂缝、建筑物坍塌的事情发生。
2.3地下水对基坑的影响
由于社会的发展,人民对于建筑物的需求也发生了很大的改变,高层建筑已然成为了建筑物行业发展的一种必然趋势,特别是对于农村的一些住房改建项目,目前往往是采用垂直挖掘的方法进行。一般情况下,我们大多会采取抽取地下水的方法去降低水位。从便面上看,似乎是可以缓解土地的力,当时却存在着很大的弊端,因为抽水时大多参用局部抽水的方法进行,长期下去就会使得水位严重下降,最终导致附近建筑设施的变形,严重时,可能会出现坍塌的事情。所以,我们在开展地下工作的前期,一定要确保施设是否齐全,可以通过水帷幕、防护体等多种方式规避地下水流入流出对工程造成影响。
2.4水流压力对勘察的影响
地下水水流所产生的压力对勘探工作产生的影响是非常严重的,如果我们没有重视或者是忽视了对他的分析,就会造成勘探的结果不够,勘探进度缓慢等一系列的问题发生。在我们开展勘探工作时,这种问题往往表现为由于工作人员的大意,触碰到了一些不该触碰的东西,最终出现恶劣问题和影响。举例,由于一些因素使得地下水失去了原有的平衡状态,产生影响,造成这种情况的主要因素是自然环境的变化。这时,我们很难对其进行控制,导致水流挤压,产生超出范围的压力。这种异常的水流压力会严重的影响到我们勘探工作的开展,打乱我们的工作计划,使勘探工作最终延期,而且通过勘探得来的数据也不够,无法反映真实情况,最终影响到我们的分析工作的开展,分析结果也不具有意义。另外,由于水流压力长时间处于高压状态,就会使得岩土工程出现问题,对于我们的勘探工作开展百害而无一利,不仅提高了我们的工作难度,最终还会影响到工程的开展。
3结论
通过分析我们不难看出,水文地质对于岩土工程的勘察来说有着重要的作用和意义,所以就要求我们一定要对水文地质中产生的问题提起重视。不但要熟练掌握有关于水文地质方面的基础知识的理论,还要学会如何利用科技去确定和完善关于水文地质的相关数据,利用合理正确的办法去解决来自水文地质方面的问题,减少对岩土施工的影响,从而在基础环节保障施工的正常开展。另外还要对工程中负责勘探的责任人进行整体的素质提升培训,要规范他们的作业方式和方法,要确保他们所测量的数据、实时,在勘察时,要提前做好工作计划和工作预案,要的体现岩土勘测的效果,对于测量的数据一定要量化、精准,为后期的开工以及整个工程的顺利进行打下良好的基础,同时也为工程的整体质量提供根本保障。在勘探工作的开展过程中可以适当的而引用一些高科技设备,从而来保障工作的有效性,同时还要严格遵守相关文件要求,最终推动勘探工作快速、的进行。
作者:丁超 单位:河北省地矿局第三地质大队
工程地质勘察论文:建筑工程地质勘察与基础设计问题分析
摘要:地质勘察和基础设计是建筑工程建设施工过程中尤为重要的一项前期基础准备工作,它的工作质量水平直接关系到后期工程项目的施工进度和质量安全,因此,必须要加强地质勘察和基础设计工作的水平。本文就目前建筑工程地质勘察与基础设计工作中存在的问题和不足进行简要分析和总结,并就如何进一步提高地质勘察和基础设计工作的水平提出自己的建议和看法,以期更好的保障和提高建筑工程施工建设的质量安全。
关键词:建筑工程;地质勘察;基础设计;问题;对策
近些年来,随着我国社会经济以及城市化建设的飞速发展,建筑工程的数量越来越多,类型越来越复杂,其施工建设场地环境也越来越复杂,这使得地质勘察与基础设计工作也出现了诸多变化,面临着新的问题和挑战。下面,文章简单分析和总结我国当前建筑工程地质勘察与基础设计工作中存在的一些问题,并研究和探讨提高建筑工程地质勘察与基础设计质量水平的对策措施,从而不断提高建筑工程的施工质量和性能安全,促进我国建筑行业的高效、安全、经济、快速发展。
一、建筑工程地质勘察与基础上设计工作中的问题
目前,我国大部分建筑工程在地质勘察与基础设计工作中普遍存在以下几个方面的问题和不足,具体表现在:
1、地质勘察与基础设计的时间周期较短
建筑工程的地质勘察和基础设计工作是一项专业性、技术性要求较高的工作,且涉及内容繁多复杂,需要工作人员在施工现场进行长时间的地质勘察和样本采集,以便为设计人员提供更加科学、详实、的地质环境资料。而设计人员也需要一定的时间对勘察资料进行耐心、细致的分析和研究,并对设计图纸进行反复审查和验算,以确保建筑工程的施工质量。但在实际工作中,有些建设单位的勘察人员和设计人员由于受到工期等时间方面的限制,在地质勘察以及基础设计时的时间较短,不能很好的对施工场地的地质环境进行、详细的探测勘察,设计人员对施工图纸的设计也存在一些疏漏,没有充分的时间进行审查核对,从而影响到建筑工程的施工进度和质量安全。
2、勘察资料的收集不
地质勘察工作的主要作用就是为工程设计人员提供施工现场的水文地质环境资料,一般更好的进行工程地基、规模、材料等方面的设计。然而在实际工作中,有些勘察单位存在资料收集不、不详尽等问题,对岩石及土壤的类型、地面整平标高、荷载分布以及拟建物结构情况等方面没有进行、细致、认真的探测和勘察,有些甚至只是对表层地质土壤情况进行简单收集分析,没有对深层的岩石、土壤以及水文情况进行详尽勘察,导致地质勘察工作缺乏性、真实性和性,从而给建设工程的设计以及施工均造成较大的不良影响。
3、地质勘察的方法选择不当
勘察方法选择是否合理恰当直接关系到地质勘察工作的效率和成果,在实际勘察中,有些勘察人员由于对施工现场环境判断不或自身专业素质水平较低、实践经验不丰富,导致在进行勘察方法选择时缺乏科学性和合理性,从而严重影响到勘察工作的进度和效果。
二、加强建筑工程地质勘察与基础设计的措施
针对目前建筑工程项目在地质勘察与基础设计工作中出现的诸多问题和不足,在今后的工作开展中,勘察设计单位可以从以下几个方面着手,有效提高工程的地质勘察及基础设计水平。具体措施如下:
1、制定科学合理的地质勘察及基础设计方案
地质勘察及基础设计方案是指导和保障工程勘察设计工作能够顺利开展的重要基础和条件。因此,勘察设计单位必须要在勘察开始前,结合工程项目要求以及自身实际情况制定科学、合理、切实、科学的地质勘察及基础设计工作方案,在保障工期的同时尽量延长勘察及设计工作的周期时间,以便更好的提高勘察及设计工作的完成质量和水平,从而更好的为后期的工程施工工作打下坚实的基础。
2、加强勘察方法的合理选择
勘察单位在进行实地地质勘察工作时,要根据现在实际情况合理的选择多种勘察方法进行综合地质勘探,加强现场勘察的原位测试和取样工作,扩大勘察范围和深度,并针对地质勘察工作中的重点、难点问题制定行之有效的详细勘察计划,从而更好的保障地质勘察资料收集的性、真实性,提高地质参数的度,保障能够真实的反映勘察现场各方面的情况,为工程设计人员提供科学、详尽的勘察资料。
3、加强对勘察、设计人员的专业培训
勘察设计单位可以采用定期培训的方式,聘请专业人员针对地质勘察以及基础设计工作中经常出现的一些问题、错误或难点问题进行重点培训,并对相关的法律规定、行业规范、技术方法等进行系统讲解和指导,使勘察、设计人员能够更加的把握建筑行业的规范和方向,提高自身专业素质水平,避免不必要问题的发生,从而更好的确保工程地质勘察及基础设计工作的顺利开展。
总结
地质勘察与基础设计工作对建筑工程的施工建设有着极为重要的基础保障意义和作用,也是确保工程施工质量和安全的重要手段之一。因此,在实际勘察设计过程中,勘探设计单位必须要加强对现场地质勘察以及基础设计工作的关注和重视,制定科学、合理的地质勘察及基础设计方案,适当延长工作周期,合理选择和优化勘察方法,加强人员安全意识,从而不断提高地质勘察和基础设计工作的科学性、性、科学性和安全性,进一步保障和促进我国建筑工程行业向着科学、安全、经济、可持续的方向不断迈进。
作者:庞莉 王璐 单位:云南地质工程第二勘察院
工程地质勘察论文:输气管道工程地质勘察技术研究
1穿越工程概况
(1)工程背景。黄冈-大冶天然气输气管道(以下简称黄大线)为鄂东地区连接西气东输、川气东送两条部级输气干线的支干线。输气管道拟采用定向钻的施工方法于黄冈和鄂州之间穿越长江。穿越隧道长度近2.7km,穿越处长江江面常水位宽度约1700m,江堤之间的宽度约2290m。
(2)穿越段地质概况。穿越段位于扬子断块的桐柏-大别断隆与下扬子隆陷带接壤处。30km半径范围内,主要分布襄樊-广济断裂、麻城-团风断裂、巴河断裂3条大断裂,其中襄樊-广济断裂从穿越段南端通过。穿越段两岸地势开阔平坦,水陆交通便利。覆盖层厚11~35m,总体呈北厚南薄状。从上至下依次为黏性土、粉细砂及卵砾石等。下伏基岩为白垩-第三系东湖群、二叠系栖霞组及茅口组地层,岩层走向与穿越轴线近直交,倾角陡立,岩性以中厚-厚层浅灰钙质砂岩、砾岩、紫红色泥质砂岩居多,其次为含绢云母粉砂岩、灰质白云岩、碳质灰岩、钙质砂岩、泥岩,以及沿襄樊-广济断裂侵入的安山质火山岩等。襄樊-广济断裂从穿越河段南岸通过,在穿越断面上的水平宽度大于300m,构造岩主要由碎块岩、含角砾碎裂岩、碎粉岩、含角砾糜棱岩组成,岩体破碎、性状较差。穿越段岩体风化整体上具垂直分带性。强风化带岩体分布不连续,铅直厚一般为0.5~4.5m,受襄樊-广济断裂影响,穿越段南侧强风化岩体分布厚度较大,达2.5~8.5m,襄樊-广济断裂主断带强风带岩体铅直厚度在30m以上;中等风化带岩体铅直厚度一般为3~12m,南岸襄樊-广济断裂影响带一般呈中等风化状;本次勘察未揭穿微风化带。长江是该区域的低排泄基准面,地表水总体向长江排泄。地下水按埋藏和径流条件可分为孔隙水、基岩裂隙水和岩溶水等。
2地质勘察难点分析
从地质条件看,襄樊-广济断裂、巴河断裂等区域性的大断裂分别从穿越段南端和近场区通过,穿越段沿线还分布深厚覆盖层(厚度近30m,主要岩性有黏性土、砂、圆砾及卵石);且下伏灰岩、灰质白云岩等碳酸盐岩,及砾岩、钙质砂岩、泥质砂岩、泥岩等软硬极为不一的沉积岩,和沿断裂侵入的各类火成岩。长江复杂的地理特点及穿越段特有的复杂地质条件给勘察、设计、施工带来了诸多难题,主要包含以下3个方面。
(1)黄大线长江穿越段南岸分布有襄樊-广济大断裂,且断裂带规模逾600m,定向钻隧道需斜穿断裂带300余米。断裂带规模大,地质条件复杂,之前国内尚无大型定向钻穿越的成功经验,因此,能否查明断裂带地质条件,成为制约该次穿越成败的重要因素。
(2)河床南侧,定向钻穿越隧道沿线分布有厚达约230m的可溶岩-灰岩及灰质白云岩,可溶岩体内发育的溶洞、脉状透水通道使定向钻施工面临巨大风险,存在掉钻、卡钻、泥浆外泄或地下水渗漏等问题。
(3)河床中部,定向钻穿越隧道沿线分布厚达近480m的砾岩,砾岩基质与砾石的软硬不均,是定向钻导向施工的一大难题,同时砾石原岩大部为灰岩、石英质岩等岩石,其岩质坚硬,部分颗粒较大,定向钻钻进施工难以将其破碎,还为施工排渣带来较大困难。因此,能否查明砾岩内砾石成分、颗粒大小、级配等参数,从而制定合理、有效的施工处理方案显得尤为重要。
3勘察研究概况与实施情况
(1)区域性断裂带勘察、研究概况与实施情况。区域性断裂———襄樊-广济大断裂从穿越段南端通过,定向钻需穿越断裂带至少300m,之前国内外尚无大型水域定向钻穿越的成功经验。鉴于此,在勘察时除采用传统小口径钻探外,还结合了声波、高密度电法及松散岩土层可视化探查技术等综合手段。首先,通过小口径钻探基本查明了穿越段范围内断裂带主要岩性及其性状特征。其次,采用钻孔声波和地表高密电法测试,统计分析不同性状岩体的声波波速和电阻率反映值,以高密度电法测试剖面结合钻孔揭露情况,为深埋地下的断裂带进行构造和岩性分带。然后采用补充勘探和松散岩土层可视化探查技术,对穿越段关键部位进行地质验证和地质信息收集,查明断裂带的空间展布、构造岩和沿断裂侵入岩体的特征及分布规律,以此充分研究定向钻施工可能遇到的地质问题。针对各种问题存在的部位,提出切实可行的解决方案,为首次实现大型水域定向钻成功穿越区域性断裂奠定了坚实基础。
(2)可溶岩灰岩层勘察、研究概况与实施情况。穿越段河床南侧分布可溶岩灰岩及灰质白云岩,岩体内发育的溶洞及存在的脉状透水体使定向钻施工面临巨大风险,可能引起泥浆外泄或地下水涌漏等问题。勘察期间,建立了以钻孔连续水文试验及井下全息彩电探测技术为基础的钻孔全孔分段岩溶脉状透水体分析方法。首先,对可溶岩层岩性进行矿物分析,了解岩体内可溶矿物含量和分布发育规律。其次,对钻孔进行全孔段连续压水试验,了解脉状透水体发育的深度范围。再次,利用井下全息彩电探测技术查明可能的脉状透水体规模与走向。,结合钻孔揭示的岩体构造特征(主要指构成脉状透水体的长大岩溶裂隙产状、性状等)以及上覆江水水头高度,综合计算分析定向钻穿越处地下水可能产生的涌漏量,或在较大泥浆压力下施工时可能产生的泥浆渗漏量。勘察期间的分析计算结果与施工实际吻合较好,为定向钻选择穿越路径、提前制订相应施工处理措施提供了基础,保障了定向钻穿越工程顺利实施。
(3)砾岩层勘察、研究概况。砾岩基质与砾石软硬不均,是定向钻导向施工的一大难题。因此,能否查明砾岩内砾石成分、颗粒大小、级配等参数,从而制订合理、有效的施工处理方案显得尤为重要。传统的试验分析方法一般是磨碎分离、筛分,但黄大线穿越段砾岩成岩胶结极好,岩体难以磨碎分离。勘察实践过程中,引入了全息数字化技术,采用室内岩芯薄片建立了砾岩三维模型,查明了砾石颗粒大小、含量等重要参数,为定向钻施工方案设计和采取有效应对措施提供了地质依据。
4关键勘察技术方法探究
(1)松散岩土层可视化探查技术。深厚松散岩土层结构松散,勘察中通常采用的小口径钻探方法取芯较为困难,存在获取地质信息不足的问题。即使增大钻探口径,或采用双管双动、双管单动等改良措施,也仅能一定程度上提高岩土的取芯率。松散岩土层可视化探查技术,采用透光率92.8%以上的高透明PMMA管(PMMA管也称压克力管,有机玻璃管,英文为AcrylicTube,耐紫外线和大气老化,机械强度和韧性良好,较高使用温度为80℃)制作与钻孔孔径相匹配的各种不同口径的护壁器,并通过全息彩电,了解松散层的物质组成和结构特征。可视化探查技术可不计较芯样的完整性,能真实、直观地反映松散岩土层的结构特征和配比,大大提高了地质原始资料的性。本次勘察过程中,运用这项技术在查明松散断裂破碎带构造岩分布、划分主断带、次级断裂带、次级断裂及侵入岩体分布方面发挥了不可或缺的作用,确保了国内大型水域定向钻首次成功穿越区域型大断裂。
(2)全息影像探测技术。针对地下岩溶,常规勘察方法多通过钻进情况(如掉钻、漏浆等)判别岩溶发育部位,其缺点在于对岩溶发育的深度、规模、成因等判别比较粗糙,容易遗漏中小规模溶蚀裂隙。考虑到定向钻穿越的特殊施工工艺,一方面钻进施工中伴随着巨大的泥浆压力,中小型岩溶裂隙构成的脉状透水体也可能造成泥浆大量外泄,导致穿越失败;另一方面,隧道深埋于长江水位以下,较大的上覆水头可能导致地下水向隧洞内大量渗漏,不利于隧洞长期稳定和管道安全。因此,查明穿越段岩溶发育的深度、规模,以及岩溶裂隙发育走向等地质信息极为重要。全息影像探测技术,将带有特制方位仪的全息影像设备放入钻孔,可有效查明基岩内主要岩溶裂隙通道发育程度、规模及特征,为设计施工方案时提前制定相应处理措施提供依据。其具体实施步骤如下:①以常规的钻进方法进行钻进和护壁。②对下入彩电探测器的空段实施清洗,以排出水流清澈不混浊为准。③清洗完毕即下入彩电探测器。④用探头自带的方位仪,读取孔内断层出露的较高点和低点方位;在确定方位时将探测器分别移动至断层顶、底面,计算测绳长度差。⑤进入室内编辑,分析影像成果。钻孔全息影像资料,可不计较钻孔取芯的完整性,而获得常规钻探工艺不能取得的埋藏于地下的岩溶裂隙的产状、规模等信息,对判别深埋地下的岩体岩溶发育情况有重要意义,为该工程判别可溶岩层岩溶发育情况提供了保障。
5结语
定向钻特殊的施工方法,对地质勘察精度要求颇高,需根据不同地段的不同地质条件制定相应施工方案和故障处理措施,不断调整施工参数。黄大线长江穿越段地质条件极为复杂,但自2009年黄大线长江穿越工程地质勘察工作开展以来,采取多种勘察方法和研究手段,有效提高了勘察精度,勘察资料详实、、,为工程决策与工程建设提供了重要依据,并提出了一系列合理化工程建议,被设计方或业主采纳,使工程提前竣工并通过验收,节约工程投资数千万元。工程现已正常运行多年,取得了明显的综合效益。本项目勘察同时也获得湖北省勘察一等奖。该项目勘察中采用的多种勘察手段及分析方法,对复杂地质条件下大型水域定向钻穿越工程的勘察工作有着重要的参考价值和指导意义,已在国内得到广泛运用。
作者:邵玉冰 刘培培 庞云铭 李强 岳全庆 单位:长江三峡勘测研究院有限公司