幾個水利水電工程施工地質問題的分析與處理

成小勇

（陜西省水利電力勘測設計研究院勘察分院，陜西 咸陽 712000）

0 前言

在對新疆下坂地水庫、天水市河道治理、渭南市抽黃供水等工程施工地質過程中，總結出大中型水利水電工程進入施工期后，一般都設有專門的施工地質工作內容，有專業(yè)地質人員參與現(xiàn)場的工程建設過程，以解決施工中出現(xiàn)的地質問題，和參加涉及地質方面的驗收、編錄等工作。每個工程的地質環(huán)境和條件都有各自的特點、缺陷等，不一而足，而施工期的地質問題處理則是工程建設過程中重要的、不可或缺的組成部分。

以下是工程中的幾個實際案例，很常見，但具有一定的代表性。

1 天水市河道治理泥巖面深度問題

天水市某河道治理工程中包含蓄水景觀工程。利用河床底部的泥巖作為相對隔水層，兩岸堤防設計防滲墻，基礎深入泥巖0.5 m進行防滲，以截斷砂礫石層的滲漏。施工過程中發(fā)現(xiàn)右岸一段防滲墻基開挖至設計高程后未見到泥巖，按原設計不能滿足防滲要求。結合現(xiàn)場實際情況，地質人員對此問題進行分析，認為勘察期的勘探點多布置于堤頂軸線位置，而堤基防滲墻按坡比放坡后則延伸到距軸線30 m～40 m的河床中。一般來說堤防所在位置多布置于階地前緣或高漫灘位置，老舊堤防更是如此，因此河流縱向地層變化較小，而橫向變化較大，按規(guī)范布置的橫斷面間距及勘探點密度無法查明其間的泥巖面變深段。地質人員沿設計防滲墻指定點位，施工方挖掘機配合進行挖探，發(fā)現(xiàn)實際泥巖面高程較勘察報告中的深了1.5 m～3.0 m不等。查明泥巖面高程的變化情況后，以地質簡報的形式提交設計，設計依據(jù)地質提供的泥巖面高程進行設計變更，加深墻基深度，妥善解決了此問題。

此案例屬施工開挖后地質情況與勘察資料不符。

2 某工程壩線位置微調，基礎巖性改變

某工程沿河道自上而下設計了4 座橡膠壩，勘察期各壩址均進行了勘探工作。工程施工時2 號壩基按勘察資料開挖至設計高程應為砂礫石基礎，但實際建基面卻已見基巖，雖然基礎更加穩(wěn)固，也無增加投資，但地質人員疑惑難解，反復查閱地質資料，仍不明就里。后詢問設計壩址位置有無變化，說是為優(yōu)化設計，壩址略微下移。原因終于找到了，設計人員根據(jù)縱剖面圖看地質情況變化不大略微調整了壩線位置，地質人員仍按原勘察位置對待，而施工方又不知勘察期情況，因此就出現(xiàn)了這種情況。

此案例屬建筑物位置改變，地質條件變化。

3 穎川河天然建材料源問題

穎川河治理工程的地質勘察于2015 年初完成，當時考慮天然砂礫料就近在河道內篩取，石料也在取樣試驗后確定了料源位置。工程實施時劃分為兩期施工，一期工程于2017 年動工，而二期工程計劃2020 年下半年才動工，此時距勘察期已過去了5 年多時間，受人為活動和自然因素影響，河床及兩岸地形變化較大，期間政府也已出臺了相關政策，原勘察確定的料源地均不允許再行開采。在此情形下，只能進行補充勘察，重新勘察地形、查找料源。經(jīng)調查取樣，最終石料料源定在了清水縣，運距比原料源地遠了40 km，而砂礫料只能采取外購的方式解決。

此案例屬勘察期距施工期時間太久產(chǎn)生的問題。

4 泵站管線濕陷等級問題

某工程泵站，輸水管線以斜坡狀跨越一、二級階地。據(jù)勘察資料，一級階地的砂壤土不具濕陷性，二級階地的風積黃土具濕陷性?？辈炱谠诒谜靖浇荚O有三個探坑，以查明地層結構及濕陷性，其中TK9 和TK11 探坑濕陷類型為非自重濕陷Ⅰ級（輕微），TK10 探坑濕陷類型為自重濕陷Ⅲ級（嚴重）。由于濕陷等級差異較大，濕陷處理方案較難取舍，設計聯(lián)系地質了解情況。經(jīng)查閱試驗資料，認為試驗資料詳實完整并無問題，又在平面及剖面圖上查找三個探坑的分布位置，發(fā)現(xiàn)了問題所在：輕微濕陷的兩個探坑位于二級階地臺面，代表性強，而嚴重濕陷的TK10 探坑位于二級階地坎下，局部地層應以崩、坡積成因為主，堆積年代及密實程度等造成了局部土層濕陷嚴重的現(xiàn)象。最后建議二級階地按輕微濕陷處理，在一級階地后緣設計鎮(zhèn)墩，使管線跨越嚴重濕陷段，消除濕陷影響。

此案例屬局部地質條件復雜、地質結論不一致。

5 壩基浸水后形成軟基被迫換填

表1 一號副壩基礎含水率、天然密度試驗成果表

此案例屬勘察期之后發(fā)生改變、地質條件惡化。

6 施工地質常見的地質問題及形成原因

水利水電工程地質勘察主要是在工程的前期階段進行，通過地質勘察，查明工程區(qū)地質條件和存在的地質問題，再根據(jù)地質情況進行工程設計。施工地質主要是解決施工期實際地質情況與勘察資料不符、前期沒有查明、地質條件發(fā)生變化、新增或改變位置的建筑物、優(yōu)化設計、及工程地質專門性問題的研究等。施工期出現(xiàn)的地質問題多種多樣，下面對常見的地質問題類型及形成原因進行分析。

1）基礎開挖后實際地質情況與勘察資料不符：出現(xiàn)這種情況的原因很多，可能是前期勘探工作量偏少，造成遺漏。也可能是局部存在的不良地質范圍很小，雖然滿足規(guī)范要求的勘察精度，但仍不能發(fā)現(xiàn)的遺漏段。

2）建筑物位置改變或新增建筑物：此類問題很好理解，就是實際位置沒有做過詳細勘察，只進行了解、普查，其精度不能滿足施工要求。

3）地質條件在勘察期之后發(fā)生改變，或地質條件惡化：這種情況較多出現(xiàn)在勘察期至施工期間隔較久的工程中，期間受自然因素或人為活動影響，地質條件發(fā)生改變。此種情況在地形地質條件惡劣地段也較為多見，如新生滑坡、泥石流等。

4）局部地質條件復雜或地質結論不一致：此類情況易發(fā)生在沖溝、崖下、滑坡、崩塌等微地形復雜地帶，地質勘察中以點帶面的工作方法往往會遺漏較小的不良地質體，施工期針對出現(xiàn)的具體問題具體處理即可，這也是大中型水利水電工程設置施工地質工作的作用之一。

5）優(yōu)化設計所需的地質勘察資料：進行設計方案優(yōu)化時，設計人員往往會需要某些地質資料或參數(shù)，此時就需要地質來提供這些參數(shù)，地質人員可通過查閱勘察資料或進行補充勘察、試驗等方法，為設計提拱所需參數(shù)。

6）工程地質專門性問題勘察：工程地質專門性問題勘察是針對已確定的工程地質問題進行，這種情況往往是由設計提出問題或資料要求，地質通過勘察手段，為設計提供依據(jù)和技術支撐。

7 施工地質問題的分析處理及工作程序

施工期出現(xiàn)地質問題時，一般由專業(yè)地質人員先進行現(xiàn)場實地查看、了解情況，分析原因，再決定勘察和處理方法。

1）查閱地質資料、現(xiàn)場查看，了解實際情況。

地質人員在承擔施工期地質工作任務的時候，首先需要詳細了解工程區(qū)的地質情況、存在的不利地質因素等，領會設計意圖。在出現(xiàn)地質問題時通過查閱已有的地質資料、現(xiàn)場查看、詢問施工人員等，綜合分析地質問題的原因。

2）進行必要的勘探、試驗、測繪等工作，分析所出現(xiàn)地質問題的原因，必要時應補充工程地質勘察。

通過地質資料、現(xiàn)場查看等仍無法明確問題原因的，就要進行簡單的勘察手段，如測繪、坑槽探、試驗等。如果發(fā)現(xiàn)問題較為復雜，需要補充工程地質勘察的，則需要和技術、行政部門溝通，因為補充工程地質勘察一般都涉及勘察費用問題，工作流程也相對復雜，需要其他專業(yè)或部門配合。

3）編寫地質簡報或工程地質說明，提出處理建議。

查明地質問題后，應以文字報告等書面形式提供給設計、業(yè)主等，常用的形式為地質簡報、勘察說明或勘察報告。需要注意的是，此類勘察及文字報告一般都應與設計多溝通，準確把握設計需求，文字報告應做到文字簡練、結論正確、建議可行。

4）按確定的設計處理方案進行地質工作及服務

施工地質工作首先應熟悉、掌握工程區(qū)地質條件，其次要理解設計意圖。施工方對地質專業(yè)往往不甚熟悉，因此作為專業(yè)地質人員，在遇到地質問題時應建議、指導施工方采取正確的施工方法，為工程的順利實施服務。

5）施工期地質問題處理的一般程序

①發(fā)現(xiàn)或出現(xiàn)地質問題后首先進行現(xiàn)場查看、了解，包括詢問施工人員等，掌握問題的實質性；②根據(jù)實際情況結合勘察資料，進行綜合分析、研判，找出問題的癥結所在；③仍不能查明問題原因時，及時和設計溝通，進行補充勘察，④如有必要可通過業(yè)主、監(jiān)理通知施工方暫停施工，待查明問題后再決定施工方案。情況緊急時可先口頭告知施工方停工或采取安全措施，再按正常程序報監(jiān)理、業(yè)主等；⑤查明地質問題或地質條件后，編寫地質簡報、說明或勘察報告，提供給設計、業(yè)主等；⑥待處理方案或設計方案確定后，即可進行施工處理。

8 結語

沒有兩個地質條件完全相同的工程，對于施工期地質問題的處理，可以參照但不能照搬，遇到問題時要突出“分析”二字，只有查明問題的原因、性質、邊界條件等，分析問題的癥結所在，才能便于處理，為工程順利實施保駕護航。