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，有專業地質人員參與現場的工程建設過程，以解決施工中出現的地質問題，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。施工過程中發現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，發現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，說是為優化設計，壩址略微下移。原因終于找到了，設計人員根據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。勘察期在泵站附近布設有三個探坑，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，設計聯系地質了解情況。經查閱試驗資料，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，發現了問題所在：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，查明工程區地質條件和存在的地質問題，再根據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、地質條件發生變化、新增或改變位置的建筑物、優化設計、及工程地質專門性問題的研究等。施工期出現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，雖然滿足規范要求的勘察精度，但仍不能發現的遺漏段。

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生改變，或地質條件惡化：這種情況較多出現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）優化設計所需的地質勘察資料：進行設計方案優化時，設計人員往往會需要某些地質資料或參數，此時就需要地質來提供這些參數，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。

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

施工期出現地質問題時，一般由專業地質人員先進行現場實地查看、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的地質情況、存在的不利地質因素等，領會設計意圖。在出現地質問題時通過查閱已有的地質資料、現場查看、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。如果發現問題較為復雜，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、掌握工程區地質條件，其次要理解設計意圖。施工方對地質專業往往不甚熟悉，因此作為專業地質人員，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發現或出現地質問題后首先進行現場查看、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如有必要可通過業主、監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，再按正常程序報監理、業主等；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。