水利堤防工程地質勘察的問題研究

張 明

(新疆水利水電勘測設計研究院地質勘察研究所，烏魯木齊 830091)

水利堤防工程地質勘察的問題研究

張 明

(新疆水利水電勘測設計研究院地質勘察研究所，烏魯木齊 830091)

對于提防工程來說，地質勘察在整個工程施工設計工作中最為關鍵，貫穿于整個提防工程設計與施工的全過程，而且必須有相適應的工藝流程。勘察流程過程中比較容易產生問題的階段是測量放點、工程地質測繪、勘探取樣、測試與實驗等，易發(fā)生的問題包括勘探布置、勘探深度、水文地質試驗和地下水監(jiān)測等。文章首先對水利堤防工程地質勘察工藝流程進行分析，對水利堤防工程地質勘察的問題進行總結，并提出水利堤防工程地質勘察的處理措施。

水利工程；堤防工程；地質勘察；處理措施

1 水利堤防工程地質勘察工藝流程

某水利堤防工程，治理長度是0.8km，新建提防長度是1.6km，清淤長度是0.77km。河道綜合治理場地也是1.6紅利，左右岸新建防洪堤總共是2.95km，河道清淤長度是1.5km。堤防工程是于2016年完工，其中一段堤防堤破較為潮濕，背河堤腳外年年滲水，提防背河提高了3m，臨河堤高是3m。經過地質勘探之后，整個河段的寬度為30m，堤身的土質為粉質土質。堤基為第四紀全新統(tǒng)沖積堆積，表現(xiàn)為呈狀分布。

對于提防工程來說，地質勘察在整個工程施工設計工作中最為關鍵，貫穿于整個提防工程設計與施工的全過程，而且必須有相適應的工藝流程。按照《提防工程地質勘察規(guī)程》相關規(guī)定，具體流程是：首先，在勘察工作之前要做好相關準備，然后測量放點、工程地質測繪以及勘探取樣，緊接著做好原位測試、室內巖土水砂試驗，最后編制報告，成果加工，得出的資料進行整理與歸檔。以上任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都有可能對最終勘察結果的穩(wěn)定性造成影響。勘察流程過程中比較容易產生問題的階段是測量放點、工程地質測繪、勘探取樣、測試與實驗等，易發(fā)生的問題包括勘探布置、勘探深度、水文地質試驗和地下水監(jiān)測等。

2 水利堤防工程地質勘察的問題

2.1 勘探布置

勘探布置是提防工程進行地質勘察的關鍵，必須要用最小的工作量獲得較多的地質材料，以此要求對勘察布置進行設計，首先要掌握提防工程區(qū)域內已經獲取了何種地質材料，對勘探坑孔進行合理布置，所有勘探工程放置在比較關鍵的位置。但是，在實際操作時很多地質勘察企業(yè)并沒有對提防工程區(qū)域已獲得的地質資料進行收集、整理，遺忘了此步驟，很粗糙的實施勘探布置工作，也沒有嚴格根據相關工藝流程操作，未能站在工程的角度去把握提防工程區(qū)域內的地質情況[1-3]。

針對此情況，要求勘察企業(yè)必須要嚴格按照《提防工程地質勘察規(guī)程》，在工程地質測繪的前提下再去有針對性的做勘探布置工作，因此必須要整理和收集與工程相關的資料，提前一段時間花在施工現(xiàn)場，包括測繪、勘探等，盡量全方位了解施工區(qū)域的河床、漫灘、地層巖性、含水層厚度等情況，對目前的提防工程有大概的了解，掌握此資料后再對地質問題進行分析，做針對性的方案，開展具體的勘探工作。

在勘探布置實際工作中，勘探網、勘探線進行布設時，要根據提防工程的設計要求和，結合施工現(xiàn)場實際的地形地貌，對包括樁基、箱基以及拱壩等的勘探點進行科學合理的布置。目前比較常見的勘探手段包括鉆探、坑探、槽探和取樣以及室內試驗等，在獲取地下地質最基本的條件，可利用鉆探、坑探等方法深入了解特殊地段的地質情況。首先進行沿線布置，然后按照提防工程等級進行布置孔距，必須要重視橫斷面勘探。根據本人多年工程實踐經驗綜合考慮，勘探點盡量布置在堤角、堤頂登出，如果是特殊場地可以進行適當調整[4-6]。

2.2 勘探深度

整體來說，勘探孔深度要按照提防工程的等級、地下地質情況勘察以及地質問題評價進行綜合考慮。筆者多年工作實踐發(fā)現(xiàn)，如果堤身并未強透水層的情況，要達到提防工程勘探要求的孔深，必須是堤身高度最高2倍；如果是有強透水層和軟水層，那么必須酌情適當增加勘探孔深度，以符合滲流要求。必須注意一下，如果提防工程屬4、5級，因為在這個級別提防工程一般是處于丘陵地區(qū)，其堤高低，透水層較淺，一旦發(fā)生暴雨后則易引發(fā)洪水，因此經常導致潰堤事故，所以必須加強勘探孔深度進行控制，嚴禁隨意減少深度，以保證順利進行一次性勘察。

還有就是，實際的勘探鉆孔過程中，鉆孔數量大多是確定為堤外1-2孔，堤內是2-3孔，孔距大多是處于20-100m的范圍，如果是地質條件相對簡單的施工區(qū)域，可以考慮酌情減少勘探孔數量。如遇到涵閘建筑物，孔深要深入到閘底板往下的區(qū)域，是閘底板寬度的1-1.5倍；如果是岸堤勘探孔的深度，建議要深入河床下面的5-10m；如果是地形地貌相對復雜區(qū)域的勘探孔深度，建議深入到強風化巖石頂部[7-8]。

2.3 取樣及其實驗

地質取樣工作同樣是提防工程地質勘察中的重要環(huán)節(jié)，包括巖土樣和水樣兩種。待勘探孔深度達到一定要求后，從鉆孔中進行取樣，對巖土體物理力學性質進行研究，之后進行地下水檢測。一般來說，土樣采取方式包括以下兩種，雙管鉆進和螺紋鉆進，前者要確?；卮芜M尺控制在1.5-2.0m的范圍內；后者是要確?；卮芜M尺控制在0.4-0.6m的范圍。此外，鉆進中要對鉆進的速度、塌孔、涌砂、縮徑、穩(wěn)定水位等信息進行詳細記錄。為了獲取車圓狀土樣、擾動砂礫料等數據，要快速、連續(xù)的壓入。還有就是在擾動砂礫料取樣過程中，對該區(qū)域取土的全料進行拌勻處理，然后再取樣并且及時封存。

取樣工作完成后開始試驗工作，同屬于提防工程地質勘察的重要內容之一，并且對勘察結果精確性有重要影響，是工程施工設計成功的關鍵。根據提防工程勘察工藝流程上分析，試驗具體內容包括現(xiàn)場原位試驗及室內土工試驗。其中，現(xiàn)場原位試驗包括動力觸探、靜力觸探以及貫入試驗等；室內土工試驗具體是對巖土的顆粒、比重、含水量、滲透等各項指標進行深入分析，掌握地下巖土的大概情況。還有就是為了能夠實現(xiàn)對地下水進行實時監(jiān)測，對勘探孔進行布置時要專門鉆探出專門的鉆孔，以獲取水樣與監(jiān)測地下水。

3 水利堤防工程地質勘察的處理措施

3.1 做好取樣以及試驗工作

堤防工程勘探時因為鉆孔的孔距比較大，一般是工作人員把原狀樣送至實驗室后開始試驗工作，筆者建議每個地質單元分別研至少取6個土樣，初設要>10個土樣。采取原始土樣的方法很關鍵，要求工作人員選擇連續(xù)壓入、重錘少擊的方法完成土壤的采取工作。取樣時針對孔底殘留土進行認真清理，以此可以有效防止土樣擾動對試驗結果產生一定的影響。取出土樣后及時把樣品密封包裝起來，之后送至實驗室。送往實驗室的路途中，必須要把土樣放到箱子內，并且加以適當的防震對策。

除此之外，試驗時要注意室內土工試驗、現(xiàn)場原位試驗的區(qū)別，前者主要是動力觸探、靜力觸探以及貫入試驗等，具體是針對黏性土進行顆粒、比重、含水量、滲透、抗剪等關鍵指標的分析；而后者來說，比較常見的是的貫入試驗，這是動力觸探的其中一種，具體指的是在施工現(xiàn)場對砂性土、黏性土等，在有關地基承載力進行測試。標貫時工作人員尤其要注意妥善處理卵石、砂卵石，在砂卵石層中要使用圓錐動力觸探，防止出現(xiàn)標貫預打值偏高的現(xiàn)象。還有就是黏性土和砂層中的靜力觸探試驗或者十字板剪切試驗等，由于專業(yè)性太強，欠缺專業(yè)設備與技術人才的話，操作如此復雜試驗的難度很大。

除此之外，不僅要采取土樣之外，水樣抽取也比較關鍵，杜絕馬虎的抽取方式，以及不專業(yè)的手法。筆者建議在抽水時，先抽取孔內的地下水，待孔內水抽干后，才可以抽取地下水，盡量確保抽取水樣純正沒有污染。

3.2 整理好并分析好檢驗結果

首先，及時對實驗結果進行整理和分析，比如文字報告、附表等，筆者針對此進行詳細介紹。在水利堤防工程中，有關地質勘察報告必須要有以下幾條內容，分別是區(qū)域地質調查、地形地貌、水利堤防的狀況、地基結構等。施工人員要做好詳細記錄，比如說水利堤防勘察時對地質調查的目標包括地質構造、地震情況以及水文性質等情況，并針對此做詳細記錄；針對水利堤防來說，具體是堤基工程質量有無產生滲漏現(xiàn)象，再比如基礎與岸坡穩(wěn)定程度等，并結合實際情況提出對應的措施。比如結合地質情況，建議使用某種天然建筑物材料完成修建，施工現(xiàn)場無論是材料質量，還是客觀條件等各種因素進行分析與討論。

除此之外，要對水利提防工程現(xiàn)場的地段做好分析與說明。帶上附圖的具體原因是文字說明還是稍有欠缺，地質分析時帶上圖紙可以彌補此缺點。但是，現(xiàn)階段勘察報告存在的一些問題，比如地質概況未結合實際情況，堤區(qū)微地貌、堤岸情況的資料有欠缺，堤身、堤基試驗不符合規(guī)范要求，從而造成室內與現(xiàn)場分別做的試驗成果有很大的區(qū)別。最后，對地基工程地質進行評價時，未對地質結構進行科學分類；建筑材料調查深度有限，調查內容浮于表面。工作人員要針對以上問題進行改進，做好整理與分析工作。

4 總 結

總而言之，在水利工程堤防的施工建設過程中，其基礎工作就是工程設計，工程設計的關鍵在于地質勘察。所以要給予地質勘察足夠的重視。待地質勘察有了比較準確的結果再推進下一步工作，實際操作時往往會出現(xiàn)各種各樣的問題，要確保水利堤防工程的施工質量，要針對地質勘察盡可能的科學、完整以及系統(tǒng)，為設計工作提供準確可靠的資料。如果出現(xiàn)問題，則要及時進行分析與探討，并制定對應的解決措施。

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[5]南東梅,何俊照,梁東.某河流堤防險段安全加固工程巖土工程勘察[J].山西建筑，2012(33)：18.

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1007-7596(2017)07-0122-03

2017-06-24

張明(1978-)，男，四川樂山人，工程師，從事水利水電工程地質工作。

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