堤防工程地質(zhì)勘察的探討

李日偉

摘要:文章根據(jù)堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)范并結(jié)合英德市城區(qū)堤防工程地質(zhì)勘察,探討堤防地質(zhì)勘察。

關(guān)鍵詞:堤防;地質(zhì);勘察

中圖分類號:TU874文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-8937(2009)08-0159-01

堤防指防洪堤,有別于水庫壩體,堤防一般在洪水才發(fā)揮擋水作用。堤防工程的三大主要工程地質(zhì)問題:堤基土層在滲流作用下的滲透破壞、堤基為軟土層存在穩(wěn)定問題、岸坡受水流沖刷側(cè)蝕產(chǎn)生崩塌破壞影響大堤安全。新建堤防主要內(nèi)容,就是要查明以上堤防的地質(zhì)問題,查明天然建筑材料,另外堤防還有附屬的建筑物水閘和泵站,需查明建筑物的地基情況,包括承載力、持力層的選擇、滲漏等情況,以及可能出現(xiàn)的地質(zhì)問題。

1堤防地質(zhì)勘察的依據(jù)

目前,現(xiàn)有的堤防勘察主要依據(jù)《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》(SL188-2005)、《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(GB50287-99)、《土的分類標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ145-90)、《中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(SL55-93)、《土工試驗(yàn)規(guī)程》(SL237-1999)、《水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)程》(SL251-2000)及《水利水電工程鉆探規(guī)程》(SL291-2003)執(zhí)行。

2堤防地質(zhì)勘察工作的主要任務(wù)

堤防工程地質(zhì)勘察的基本是任務(wù)查明堤防沿線的水文地質(zhì)、工程地質(zhì)條件,并進(jìn)行評價。以下是英德城區(qū)堤防工程堤地基的地質(zhì)勘察的主要任務(wù)內(nèi)容:

第一,查明地基地質(zhì)結(jié)構(gòu),特殊土層、粗礫土層及腐殖土層等的分布、厚度及其性狀;查明堤基土洞、溶洞等的分布、規(guī)模、填充情況及充填物性狀,分析其對堤基滲漏、穩(wěn)定的影響。第二,查明堤基相對隔水層和透水層的埋深、厚度、特性及與江的水力聯(lián)系,調(diào)查沿線泉、井分布位置及其水位流量變化規(guī)律,查明地下水與地表水的水質(zhì)及其對混凝土的腐蝕性。第三,基本查明堤線附近埋藏的古河道、古沖溝、塘等的性狀、位置、分布范圍,分析其對堤基滲漏、穩(wěn)定性影響。第四,確定堤基各土層的物理力學(xué)性質(zhì)和滲透性參數(shù)。對堤基的滲漏、滲透穩(wěn)定、抗滑穩(wěn)定、飽和砂土震動液化、震陷、沉降變形等問題進(jìn)行評價,并對堤線進(jìn)行分段地質(zhì)評價,提出處理措施的建議。第五,天然建筑材料勘察。

上面也可作為一般堤防工程地質(zhì)勘察的主要任務(wù)內(nèi)容,不過勘察重點(diǎn)還是因地而異。

3堤防地質(zhì)勘察的一般步驟及技術(shù)控制

第一,根據(jù)堤防設(shè)計(jì)階段,編寫地質(zhì)勘察計(jì)劃書,說明勘察的任務(wù)及勘察的階段。堤防設(shè)計(jì)階段決定勘察的深度,可行性研究階段和初步階段的任務(wù)不同,但往往一步到位。第二,勘察現(xiàn)場, 測量地形圖,布置鉆孔,測量鉆孔。①測量地形圖,這是更好的確定鉆孔位置,使防洪堤的位置和鉆探的位置更好的結(jié)合起來,也能更好的對地形地貌進(jìn)行測繪。②布置鉆孔,根據(jù)規(guī)范,可行性研究階段和初步階段鉆孔布置的密度不同,初步設(shè)計(jì)階段鉆孔縱向布置是200～500m,這給了很大選擇的空間。英德市城區(qū)防洪堤共25km,初步設(shè)計(jì)階段的鉆孔孔距為250～330 m,主要是根據(jù)地形復(fù)雜程度布置,根據(jù)不同的地貌單元,適當(dāng)選取鉆孔。橫斷面根據(jù)防洪的斷面,孔距以一般在30～50 m以內(nèi)。③測量鉆孔,主要是測量孔口高層,以及對鉆孔進(jìn)行定位,這是地質(zhì)剖面圖的基礎(chǔ)。第三,開始鉆探,編錄鉆孔,拍照,并做相關(guān)現(xiàn)場測試的實(shí)驗(yàn),如標(biāo)灌試驗(yàn)。鉆探完畢后,要封孔。①鉆探過程也是重要的,鉆進(jìn)是否漏水,反應(yīng)土體的防滲性能。鉆進(jìn)的速度反應(yīng)地層的結(jié)構(gòu)狀況,從鉆進(jìn)的速度及鉆進(jìn)的難度,很容易區(qū)分土層,淤泥、砂層,砂礫,河卵石層及基巖,反應(yīng)基巖風(fēng)化的程度,甚至土洞和溶洞,是地質(zhì)編錄的重要依據(jù)。②鉆孔封孔往往容易被忽視,但往往管涌通道,必需封孔處理。對鉆孔封孔,采用鉆機(jī),回灌中度的水泥漿,讓水泥漿和固壁的泥漿混合固結(jié)即可。其步驟為,泥漿固壁,回灌水泥漿,鉆桿攪拌,封口待水泥漿固結(jié)。對于英德北堤鉆孔及時封孔,一個鉆孔封孔的水泥用量一般200kg即可。第四,收集資料,深入調(diào)查堤防歷史資料,增補(bǔ)鉆孔。調(diào)查防洪堤的歷史,更好的掌握防洪堤發(fā)生過管涌和防洪堤地基的地質(zhì)情況,這是鉆探的補(bǔ)充,也更好的掌握古河道或人工改造過的歷史情況,根據(jù)歷史情況增加必要的鉆孔,更詳細(xì)的了解地下地層情況。

4地質(zhì)勘察的報告的主要內(nèi)容

4.1前言部分

①工程概況;②勘察的目的任務(wù)要求;③勘察方法和勘察工作布置及完成的任務(wù)。

4.2區(qū)域地質(zhì)

①地形地貌,通過地質(zhì)測繪,或照片反應(yīng)地形地貌狀況。②地層巖性,通過鉆探和室內(nèi)試驗(yàn),描述土層性質(zhì)及分布情況,③地質(zhì)構(gòu)造與地震,通過調(diào)查現(xiàn)場和查找區(qū)域地質(zhì)圖,判別地震烈度。④水文地質(zhì)條件,調(diào)查區(qū)域地表水情況和地下水滲流情況。

4.3堤防工程地質(zhì)條件

①工程概況其中包括堤防情況及堤防歷史損毀情況,包括管涌和坍塌的情況。②各堤段工程地質(zhì)條件評價:地形地貌;地下水特征;地層特征。

4.4堤段工程地質(zhì)問題

堤段工程主要地質(zhì)問題:堤基的主要工程地質(zhì)問題是滲透變形、崩岸、沉降、堤基滑移等;堤身的險情主要為滑坡、散浸、管涌、夾層滲漏、堤身單薄等。已建堤防加固工程勘察的目的十分清楚,即重點(diǎn)查明出險堤段堤基的工程地質(zhì)條件,分析界定發(fā)生堤基險情的主要工程地質(zhì)問題,提出工程處理措施的建議。一般包括以下幾方面:

第一,滲透變形問題,即可能發(fā)生的管涌和滲透變形的可能性。

第二,抗滑穩(wěn)定問題。①根據(jù)該類土的抗剪強(qiáng)度(直接快剪)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值,計(jì)算防洪堤整體抗滑穩(wěn)定性要求。②查明土堤對軟臥土層,判別防洪堤滑移的可能性。③查明防洪是否臨空狀態(tài),是否存在滑移的可能性。

第三,沉降問題,根據(jù)野外觀察、原位測試、室內(nèi)試驗(yàn),綜合提出各土(巖)層巖土參數(shù)。 對于土層,一般要做以下表1的物理力學(xué)參數(shù)。

第四,該地區(qū)的地震烈度,考慮地震對該地區(qū)防洪堤安全的影響。

4.5天然建筑材料勘察

天然建筑材料包括土方、石方、砂等。對于石要做抗壓抗剪試驗(yàn),砂要作做篩分,以做出級配情況,土料一般要做以下表2數(shù)據(jù)的相應(yīng)試驗(yàn)。

查明料場儲量,交通條件,開采條件,以及通過巖土料的物理力學(xué)性室內(nèi)實(shí)驗(yàn),判別天然材料的質(zhì)量。

4.6結(jié)論和建議

該節(jié)是結(jié)論性的堤防主要問題和建議,分段對防洪堤地基做評價,對泵閘選址做出評價,對存在問題段進(jìn)行評價并做出處理建議。對防洪堤料場的產(chǎn)量,質(zhì)量,運(yùn)輸條件做出評價。

4.7附圖和附件

附圖和附件是地質(zhì)報告不可缺少的組成部分。附圖:區(qū)域地質(zhì)圖;鉆孔柱狀圖;鉆孔布置圖;工程地質(zhì)圖、剖面圖;天然建筑材料產(chǎn)地分布圖;包括交通圖和施工總布置示意圖。附件:水質(zhì)分析成果布告;物理力學(xué)性能統(tǒng)計(jì)表;巖芯照片;土工試驗(yàn)結(jié)果布告。

5結(jié)語

堤防地質(zhì)勘察是很嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ?不是要使報告寫得很完美,需要真實(shí)有用的數(shù)據(jù)和中肯的闡述堤防的問題,并提出有效合理的建議。需要編寫者不僅精通得勘探專業(yè)并且懂水利行業(yè)的相關(guān)知識,不斷積累經(jīng)驗(yàn),才能寫出質(zhì)量好的堤防地質(zhì)勘察報告。