堤防工程地質勘察的探討

李日偉

摘要:文章根據堤防工程地質勘察規范并結合英德市城區堤防工程地質勘察,探討堤防地質勘察。

關鍵詞:堤防;地質;勘察

中圖分類號:TU874文獻標識碼: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揮擋水作用。堤防工程的三大主要工程地質問題:堤基土層在滲流作用下的滲透破壞、堤基為軟土層存在穩定問題、岸坡受水流沖刷側蝕產生崩塌破壞影響大堤安全。新建堤防主要內容,就是要查明以上堤防的地質問題,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,以及可能出現的地質問題。

1堤防地質勘察的依據

目前,現有的堤防勘察主要依據《堤防工程地質勘察規程》(SL188-2005)、《水利水電工程地質勘察規范》(GB50287-99)、《土的分類標準》(GBJ145-90)、《中小型水利水電工程地質勘察規范》(SL55-93)、《土工試驗規程》(SL237-1999)、《水利水電工程天然建筑材料勘察規程》(SL251-2000)及《水利水電工程鉆探規程》(SL291-2003)執行。

2堤防地質勘察工作的主要任務

堤防工程地質勘察的基本是任務查明堤防沿線的水文地質、工程地質條件,并進行評價。以下是英德城區堤防工程堤地基的地質勘察的主要任務內容:

第一,查明地基地質結構,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、規模、填充情況及充填物性狀,分析其對堤基滲漏、穩定的影響。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系,調查沿線泉、井分布位置及其水位流量變化規律,查明地下水與地表水的水質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、穩定性影響。第四,確定堤基各土層的物理力學性質和滲透性參數。對堤基的滲漏、滲透穩定、抗滑穩定、飽和砂土震動液化、震陷、沉降變形等問題進行評價,并對堤線進行分段地質評價,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勘察的主要任務內容,不過勘察重點還是因地而異。

3堤防地質勘察的一般步驟及技術控制

第一,根據堤防設計階段,編寫地質勘察計劃書,說明勘察的任務及勘察的階段。堤防設計階段決定勘察的深度,可行性研究階段和初步階段的任務不同,但往往一步到位。第二,勘察現場, 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合起來,也能更好的對地形地貌進行測繪。②布置鉆孔,根據規范,可行性研究階段和初步階段鉆孔布置的密度不同,初步設計階段鉆孔縱向布置是200～500m,這給了很大選擇的空間。英德市城區防洪堤共25km,初步設計階段的鉆孔孔距為250～330 m,主要是根據地形復雜程度布置,根據不同的地貌單元,適當選取鉆孔。橫斷面根據防洪的斷面,孔距以一般在30～50 m以內。③測量鉆孔,主要是測量孔口高層,以及對鉆孔進行定位,這是地質剖面圖的基礎。第三,開始鉆探,編錄鉆孔,拍照,并做相關現場測試的實驗,如標灌試驗。鉆探完畢后,要封孔。①鉆探過程也是重要的,鉆進是否漏水,反應土體的防滲性能。鉆進的速度反應地層的結構狀況,從鉆進的速度及鉆進的難度,很容易區分土層,淤泥、砂層,砂礫,河卵石層及基巖,反應基巖風化的程度,甚至土洞和溶洞,是地質編錄的重要依據。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,回灌中度的水泥漿,讓水泥漿和固壁的泥漿混合固結即可。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。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,深入調查堤防歷史資料,增補鉆孔。調查防洪堤的歷史,更好的掌握防洪堤發生過管涌和防洪堤地基的地質情況,這是鉆探的補充,也更好的掌握古河道或人工改造過的歷史情況,根據歷史情況增加必要的鉆孔,更詳細的了解地下地層情況。

4地質勘察的報告的主要內容

4.1前言部分

①工程概況;②勘察的目的任務要求;③勘察方法和勘察工作布置及完成的任務。

4.2區域地質

①地形地貌,通過地質測繪,或照片反應地形地貌狀況。②地層巖性,通過鉆探和室內試驗,描述土層性質及分布情況,③地質構造與地震,通過調查現場和查找區域地質圖,判別地震烈度。④水文地質條件,調查區域地表水情況和地下水滲流情況。

4.3堤防工程地質條件

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堤段工程地質問題

堤段工程主要地質問題:堤基的主要工程地質問題是滲透變形、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,即重點查明出險堤段堤基的工程地質條件,分析界定發生堤基險情的主要工程地質問題,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,即可能發生的管涌和滲透變形的可能性。

第二,抗滑穩定問題。①根據該類土的抗剪強度(直接快剪)指標標準值,計算防洪堤整體抗滑穩定性要求。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,是否存在滑移的可能性。

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

第四,該地區的地震烈度,考慮地震對該地區防洪堤安全的影響。

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,砂要作做篩分,以做出級配情況,土料一般要做以下表2數據的相應試驗。

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性室內實驗,判別天然材料的質量。

4.6結論和建議

該節是結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,對存在問題段進行評價并做出處理建議。對防洪堤料場的產量,質量,運輸條件做出評價。

4.7附圖和附件

附圖和附件是地質報告不可缺少的組成部分。附圖:區域地質圖;鉆孔柱狀圖;鉆孔布置圖;工程地質圖、剖面圖;天然建筑材料產地分布圖;包括交通圖和施工總布置示意圖。附件:水質分析成果布告;物理力學性能統計表;巖芯照片;土工試驗結果布告。

5結語

堤防地質勘察是很嚴謹的工作,不是要使報告寫得很完美,需要真實有用的數據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并且懂水利行業的相關知識,不斷積累經驗,才能寫出質量好的堤防地質勘察報告。