水利堤防工程地質(zhì)勘察問題研究

□郭 宇

為了維護水利工程建設(shè)質(zhì)量，全面發(fā)揮工程的作用，要依據(jù)相關(guān)規(guī)范和工藝流程落實具體工作，系統(tǒng)化整理分析基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)，全面優(yōu)化數(shù)據(jù)取樣工作，并且積極融合物探技術(shù)、3S 技術(shù)等先進的智能化、自動化處理技術(shù)方案，從而提升具體流程的完整性，維護水利堤防工程項目的綜合水準，為水利堤防工程地質(zhì)勘察工作的全面落實提供保障。只有建立完整的地質(zhì)勘察工序，才能進一步促進區(qū)域水利工程項目的進步，滿足規(guī)范化管理要求，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益的雙贏。

1.水利堤防工程地質(zhì)勘察的基本流程

第一收集相關(guān)資料，了解勘察目的，對項目區(qū)進行現(xiàn)場踏勘，初步發(fā)現(xiàn)存在的問題，編寫勘察技術(shù)要求。

第二對項目區(qū)域予以放點分析，獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息。并且，要完成基礎(chǔ)的工程地質(zhì)測繪、原位測試及地質(zhì)勘察取樣。

第三結(jié)合工程項目的基本需求完成室內(nèi)巖土水砂石試驗。

第四技術(shù)人員聯(lián)合管理人員對測試以及試驗結(jié)果予以匯總，并且形成最終的項目報告。

第五要對技術(shù)成果進行集中的分析和加工，并及時完成項目勘察數(shù)據(jù)資料的歸檔工作。

2.水利堤防工程地質(zhì)勘察的存在問題

2.1 案例

2.1.1 基本概況

此文以江新聯(lián)圍外海堤段為例。江新聯(lián)圍位于珠江三角洲的西南部，西江干流下游右岸，屬于珠江三角洲五大重點堤圍之一，也是江門市最重要的防洪屏障。干堤堤線全長91.764km，屬2級堤防，江門市江新聯(lián)圍外海堤段從江門市港澳碼頭至江新聯(lián)圍防汛倉庫共計長5.605km，對應(yīng)樁號為29+814～35+419。該堤段基礎(chǔ)均為軟土地基，特別是樁號30+750～30+900 堤段，汛期出滲點較多，滲水量較大，急需進行除險防滲處理?？辈祉椖控撠焾F隊結(jié)合設(shè)計意圖和規(guī)范要求要完成基礎(chǔ)地質(zhì)勘察工作，以保證后續(xù)管理的綜合效果。主要工作量見表1。

2.1.2 基本數(shù)據(jù)

在實際研究分析方案內(nèi)，要結(jié)合具體情況進行鉆探數(shù)據(jù)的富集處理，其中，場地巖土層主要分為4 層，分別為新填土層厚2.0m～5.4m、老填土層厚1.4m～7.1m、淤 泥 質(zhì) 土 層 厚5.0m～34.6m、強風(fēng)化粉砂巖層厚在4m 以上。

另外，現(xiàn)場要進行鉆孔注水試驗分析，依據(jù)標準要求和運行框架體系維持對應(yīng)信息的合理性，確保整體運行方案中沒有明顯按新、老填土分層注水,與此同時，技術(shù)部門要依據(jù)4 段注水試驗成果，填土層平均滲透系數(shù)k=4.57×10-4cm/s。根據(jù)室內(nèi)滲透試驗，具體參數(shù)如下：

新填土層的滲透系數(shù)平均值為1.04×10-4cm/s；

老填土層的滲透系數(shù)平均值為8.32×10-5cm/s；

淤泥質(zhì)土層的滲透系數(shù)平均值為2.24×10-6cm/s。

現(xiàn)場分別取堤身新填土和堤身老填土進行室內(nèi)擊實試驗，根據(jù)試驗結(jié)果，新老填土的壓實度分別為0.84 和0.85。

3.結(jié)論與建議

在實際操作工序中，要結(jié)合實際方案和運維標準落實對應(yīng)的處理機制，其中，新舊填土結(jié)合部位本身就是堤防加固與擴建工程中的重要部位，若時相應(yīng)工作流程和工序不到位，必然會出現(xiàn)滲漏通道等隱患問題。因此，本次鉆探堤段范圍內(nèi)，針對新填土和舊填土顏色差別大、界線分明等情況要利用對應(yīng)的處理機制，并且著重關(guān)注局部堤段新舊填土結(jié)合帶填土松散、密實性差、含砂量大等特點，著重避免滲漏通道的產(chǎn)生。根據(jù)勘察結(jié)果可知，填土層滲透性能大多處于中等透水性，壓實度普遍偏小，均不滿足規(guī)范要求。

表1 工作量情況表

在實際工作開展過程中，依舊存在以下幾點問題需要引起關(guān)注。

3.1 具體問題

3.1.1 勘探孔布置問題

對于水利堤防工程項目而言，勘探位置是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，只有保證勘探孔布置的合理性才能獲取最有價值的地質(zhì)材料信息，這就需要技術(shù)部門按照標準化要求完成勘探孔的選擇和布置。然而，在部分水利工程項目建設(shè)過程中，缺乏現(xiàn)場管理運行資料和約束控制，沒有按照基本流程完成勘探布置，必然會對后續(xù)水利工程項目建設(shè)的質(zhì)量產(chǎn)生影響。例如，在工程項目的具體實施期間，操作人員要建立完整的信息富集手段，利用對應(yīng)的措施完成資料收集與現(xiàn)場實地踏勘，然后了解到樁號30+750～30+900 堤段為汛期出滲點最多位置，本次勘察在該段布置2 個地質(zhì)橫斷面，根據(jù)現(xiàn)場注水成果，該段填土層滲透系數(shù)達到了5.71×10-4cm/s，為該段堤防填土層最大滲透系數(shù)位置。

3.1.2 勘察方式

與此同時，若是不能選取適宜的勘察方式，也會對勘察結(jié)論起到負面作用。例如，在本工程中，同時進行了現(xiàn)場原位注水及室內(nèi)滲透試驗，室內(nèi)滲透試驗成果往往接近甚至滿足規(guī)范要求，而現(xiàn)場注水成果則不滿足規(guī)范要求。如果僅僅進行室內(nèi)注水試驗則發(fā)現(xiàn)不了滲漏問題。依據(jù)具體的處理經(jīng)驗，在對現(xiàn)場注水成果與室內(nèi)滲透試驗相差較大問題進行分析的過程中可知，堤防滲水位置本身處于填土新舊結(jié)合面或者土層分界面，這就使得對應(yīng)的控制效果和運維機制不能落實到位，甚至?xí)?dǎo)致室內(nèi)原狀土樣不能有效反映出結(jié)合面的基本質(zhì)量。除此之外，原位注水試驗本身就是三維流處理模式，但是室內(nèi)滲透試驗采取的是為一維流處理模式，這就使得實際的原位注水試驗具有較為突出的優(yōu)勢。

3.1.3 勘探深度問題

在水利工程項目中，勘探孔的深度決定了整體勘探工序的合理性和完整性，需要結(jié)合具體土層完成勘探孔深度的判定。但是，在實際工作中依舊存在工程建設(shè)工序和內(nèi)容不符合實際要求以及標準的問題，勘探孔深管理流程不到位也會制約整體工作環(huán)節(jié)的質(zhì)量。例如在本工程中，填土層下方為厚層淤泥質(zhì)土層，根據(jù)工程經(jīng)驗及滲透成果，淤泥質(zhì)土層為微透水層，鉆探深度深入該層達到2 倍堤高即可。但若下伏地層為強透水砂土層，則往往需要鉆穿砂土層，進入相對不透水層5m 以上。

3.1.4 取樣與試驗問題

在工程項目中若是不能建立合理性的取樣流程和分析機制，也會對后續(xù)工作造成影響。為了保證水利堤防工程地質(zhì)勘察工作按照標準化要求有序落實，就要對地質(zhì)土層取樣予以分析，一般土樣要用取土器靜壓、干鉆或錘擊取樣。取好的土樣要迅速封樣，保存于土坑內(nèi)保濕。土樣搬運過程中要秉持輕拿輕放的處理原則，按照標準化流程維持相應(yīng)工序的合理性，減少對土樣的擾動，運送過程中應(yīng)放入送樣箱內(nèi)（箱底鋪砂減震）。

4.水利堤防工程地質(zhì)勘察的優(yōu)化策略

在水利堤防工程地質(zhì)勘察工作開展的過程中，要結(jié)合實際情況建立健全完整的優(yōu)化機制，確保能依據(jù)工程項目的實際情況落實標準化優(yōu)化策略，提升工程的綜合水平。

4.1 整理分析基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

為了保證水利堤防工程地質(zhì)勘察工作順利開展，要結(jié)合具體技術(shù)要點和應(yīng)用方案踐行完整的管控模式，確保能有效整理和分析基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，全面了解地質(zhì)測繪信息、地層信息、取樣信息、滲漏信息等，從而依據(jù)相應(yīng)的資料落實合理的施工方案。

一是對堤防歷史時期和洪水時期存在的問題予以關(guān)注，針對現(xiàn)場實際情況及發(fā)現(xiàn)的問題及時進行糾正和處理，并且結(jié)合地質(zhì)條件和情況選取適宜的施工材料，發(fā)揮地質(zhì)勘察工序的合理性，全面提升應(yīng)用流程穩(wěn)定性，維護工程整體水平。

二是地質(zhì)勘察人員要結(jié)合勘探報告的圖紙以及說明引導(dǎo)施工作業(yè)，從而發(fā)揮地質(zhì)勘察的作用。例如，依據(jù)《水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)程》(SL251-2015)中對相關(guān)內(nèi)容的規(guī)定和分析可知，灌漿土料質(zhì)量技術(shù)指標是指導(dǎo)灌漿土料選用工作的關(guān)鍵，只有保證相應(yīng)內(nèi)容的合理性，才能有效提升具體流程的綜合效果。

三是因為堤段地基分布的基本結(jié)構(gòu)是厚層淤泥質(zhì)土層，因此，在進行穿堤涵閘設(shè)計方面，一般會借助剛性基礎(chǔ)。究其原因，是因為淤泥質(zhì)土層中多夾有砂層透鏡體，這就導(dǎo)致具體層級在水平與垂直分布上都存在較大的物理性差異，容易產(chǎn)生較大的不均勻沉降，造成基礎(chǔ)脫空。因此，需要對該堤段（尤其是穿堤涵閘位置）進行隱患探測及沉降穩(wěn)定計算。

4.2 優(yōu)化取樣工作

在水利堤防工程地質(zhì)勘察項目中，要想提升具體工程質(zhì)量，就要秉持精準化分析機制，維持數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，并且利用土樣采集機制完善具體工作。例如，采樣人員要借助連續(xù)壓入、重錘少擊的方式進行采樣處理，及時清理孔底殘留的土層，從而提升數(shù)據(jù)分析的合理性，并且進行密封操作。

另外，在室內(nèi)土工試驗的過程中，要將相應(yīng)數(shù)據(jù)與原位試驗數(shù)據(jù)進行對比分析，從而確保信息分析利用的合理性，主要是結(jié)合動力觸探、靜力觸探、標準貫入試驗、原位注水試驗與室內(nèi)滲透試驗等方法，提升具體工序的綜合應(yīng)用效果，為水利工程地質(zhì)勘察項目的全面推進奠定堅實基礎(chǔ)。

4.3 升級項目技術(shù)

在水利堤防工程項目中，為了保證地質(zhì)勘察環(huán)節(jié)的合理性和科學(xué)性，也要積極融合新的技術(shù)體系，確保能推動項目的全面進步。

一是物探技術(shù)，主要是借助物理方式完成地質(zhì)信息的搜集和處理，保證相應(yīng)工序有序推進，結(jié)合基礎(chǔ)分析數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)判定地質(zhì)結(jié)構(gòu)及隱患位置，并且全面發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，對隱患深度、大小、位置等予以系統(tǒng)化收集，提升工序的合理性。

二是3S 技術(shù)，主要是應(yīng)用GIS 技術(shù)進行地理信息數(shù)據(jù)的探查和測試，并且利用自動化技術(shù)流程完成平面圖、剖面圖、鉆孔柱狀圖的繪制，有效提升數(shù)據(jù)的應(yīng)用效果和存儲控制水平，優(yōu)化水利堤防勘察工作的綜合質(zhì)量。與此同時，利用GPS 技術(shù)完成信息的全天候采集和測量分析，優(yōu)化數(shù)據(jù)可利用率，保證勘測精準性。

5.結(jié)語

總而言之，在水利堤防工程項目地質(zhì)勘察過程中，要積極落實完整的問題處理機制，建立合理化的控制方案，確保相應(yīng)工序滿足質(zhì)量標準，促進工序的全面進步，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和管理效益的共贏?！?/p>