張 明

(新疆水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院地質(zhì)勘察研究所，烏魯木齊 830091)

水利堤防工程地質(zhì)勘察的問題研究

張 明

(新疆水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院地質(zhì)勘察研究所，烏魯木齊 830091)

對于提防工程來說，地質(zhì)勘察在整個(gè)工程施工設(shè)計(jì)工作中最為關(guān)鍵，貫穿于整個(gè)提防工程設(shè)計(jì)與施工的全過程，而且必須有相適應(yīng)的工藝流程。勘察流程過程中比較容易產(chǎn)生問題的階段是測量放點(diǎn)、工程地質(zhì)測繪、勘探取樣、測試與實(shí)驗(yàn)等，易發(fā)生的問題包括勘探布置、勘探深度、水文地質(zhì)試驗(yàn)和地下水監(jiān)測等。文章首先對水利堤防工程地質(zhì)勘察工藝流程進(jìn)行分析，對水利堤防工程地質(zhì)勘察的問題進(jìn)行總結(jié)，并提出水利堤防工程地質(zhì)勘察的處理措施。

水利工程；堤防工程；地質(zhì)勘察；處理措施

1 水利堤防工程地質(zhì)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(jīng)過地質(zhì)勘探之后，整個(gè)河段的寬度為30m，堤身的土質(zhì)為粉質(zhì)土質(zhì)。堤基為第四紀(jì)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(zhì)勘察在整個(gè)工程施工設(shè)計(jì)工作中最為關(guān)鍵，貫穿于整個(gè)提防工程設(shè)計(jì)與施工的全過程，而且必須有相適應(yīng)的工藝流程。按照《提防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》相關(guān)規(guī)定，具體流程是：首先，在勘察工作之前要做好相關(guān)準(zhǔn)備，然后測量放點(diǎn)、工程地質(zhì)測繪以及勘探取樣，緊接著做好原位測試、室內(nèi)巖土水砂試驗(yàn)，最后編制報(bào)告，成果加工，得出的資料進(jìn)行整理與歸檔。以上任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都有可能對最終勘察結(jié)果的穩(wěn)定性造成影響?？辈炝鞒踢^程中比較容易產(chǎn)生問題的階段是測量放點(diǎn)、工程地質(zhì)測繪、勘探取樣、測試與實(shí)驗(yàn)等，易發(fā)生的問題包括勘探布置、勘探深度、水文地質(zhì)試驗(yàn)和地下水監(jiān)測等。

2 水利堤防工程地質(zhì)勘察的問題

2.1 勘探布置

勘探布置是提防工程進(jìn)行地質(zhì)勘察的關(guān)鍵，必須要用最小的工作量獲得較多的地質(zhì)材料，以此要求對勘察布置進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先要掌握提防工程區(qū)域內(nèi)已經(jīng)獲取了何種地質(zhì)材料，對勘探坑孔進(jìn)行合理布置，所有勘探工程放置在比較關(guān)鍵的位置。但是，在實(shí)際操作時(shí)很多地質(zhì)勘察企業(yè)并沒有對提防工程區(qū)域已獲得的地質(zhì)資料進(jìn)行收集、整理，遺忘了此步驟，很粗糙的實(shí)施勘探布置工作，也沒有嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)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(nèi)的地質(zhì)情況[1-3]。

針對此情況，要求勘察企業(yè)必須要嚴(yán)格按照《提防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》，在工程地質(zhì)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(guān)的資料，提前一段時(shí)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(zhì)問題進(jìn)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(shí)際工作中，勘探網(wǎng)、勘探線進(jìn)行布設(shè)時(shí)，要根據(jù)提防工程的設(shè)計(jì)要求和，結(jié)合施工現(xiàn)場實(shí)際的地形地貌，對包括樁基、箱基以及拱壩等的勘探點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)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(nèi)試驗(yàn)等，在獲取地下地質(zhì)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(zhì)情況。首先進(jìn)行沿線布置，然后按照提防工程等級進(jìn)行布置孔距，必須要重視橫斷面勘探。根據(jù)本人多年工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)綜合考慮，勘探點(diǎn)盡量布置在堤角、堤頂?shù)浅?，如果是特殊場地可以進(jìn)行適當(dāng)調(diào)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(zhì)情況勘察以及地質(zhì)問題評價(jià)進(jìn)行綜合考慮。筆者多年工作實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，如果堤身并未強(qiáng)透水層的情況，要達(dá)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(qiáng)透水層和軟水層，那么必須酌情適當(dāng)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?yàn)樵谶@個(gè)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(jīng)常導(dǎo)致潰堤事故，所以必須加強(qiáng)勘探孔深度進(jìn)行控制，嚴(yán)禁隨意減少深度，以保證順利進(jìn)行一次性勘察。

還有就是，實(shí)際的勘探鉆孔過程中，鉆孔數(shù)量大多是確定為堤外1-2孔，堤內(nèi)是2-3孔，孔距大多是處于20-100m的范圍，如果是地質(zhì)條件相對簡單的施工區(qū)域，可以考慮酌情減少勘探孔數(shù)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(fù)雜區(qū)域的勘探孔深度，建議深入到強(qiáng)風(fēng)化巖石頂部[7-8]。

2.3 取樣及其實(shí)驗(yàn)

地質(zhì)取樣工作同樣是提防工程地質(zhì)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(dá)到一定要求后，從鉆孔中進(jìn)行取樣，對巖土體物理力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究，之后進(jìn)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(jìn)和螺紋鉆進(jìn)，前者要確?；卮芜M(jìn)尺控制在1.5-2.0m的范圍內(nèi)；后者是要確?；卮芜M(jìn)尺控制在0.4-0.6m的范圍。此外，鉆進(jìn)中要對鉆進(jìn)的速度、塌孔、涌砂、縮徑、穩(wěn)定水位等信息進(jìn)行詳細(xì)記錄。為了獲取車圓狀土樣、擾動砂礫料等數(shù)據(jù)，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(jìn)行拌勻處理，然后再取樣并且及時(shí)封存。

取樣工作完成后開始試驗(yàn)工作，同屬于提防工程地質(zhì)勘察的重要內(nèi)容之一，并且對勘察結(jié)果精確性有重要影響，是工程施工設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵。根據(jù)提防工程勘察工藝流程上分析，試驗(yàn)具體內(nèi)容包括現(xiàn)場原位試驗(yàn)及室內(nèi)土工試驗(yàn)。其中，現(xiàn)場原位試驗(yàn)包括動力觸探、靜力觸探以及貫入試驗(yàn)等；室內(nèi)土工試驗(yàn)具體是對巖土的顆粒、比重、含水量、滲透等各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行深入分析，掌握地下巖土的大概情況。還有就是為了能夠?qū)崿F(xiàn)對地下水進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，對勘探孔進(jìn)行布置時(shí)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(zhì)勘察的處理措施

3.1 做好取樣以及試驗(yàn)工作

堤防工程勘探時(shí)因?yàn)殂@孔的孔距比較大，一般是工作人員把原狀樣送至實(shí)驗(yàn)室后開始試驗(yàn)工作，筆者建議每個(gè)地質(zhì)單元分別研至少取6個(gè)土樣，初設(shè)要>10個(gè)土樣。采取原始土樣的方法很關(guān)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(shí)針對孔底殘留土進(jìn)行認(rèn)真清理，以此可以有效防止土樣擾動對試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。取出土樣后及時(shí)把樣品密封包裝起來，之后送至實(shí)驗(yàn)室。送往實(shí)驗(yàn)室的路途中，必須要把土樣放到箱子內(nèi)，并且加以適當(dāng)?shù)姆勒饘Σ摺?/p>

除此之外，試驗(yàn)時(shí)要注意室內(nèi)土工試驗(yàn)、現(xiàn)場原位試驗(yàn)的區(qū)別，前者主要是動力觸探、靜力觸探以及貫入試驗(yàn)等，具體是針對黏性土進(jìn)行顆粒、比重、含水量、滲透、抗剪等關(guān)鍵指標(biāo)的分析；而后者來說，比較常見的是的貫入試驗(yàn)，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(guān)地基承載力進(jìn)行測試。標(biāo)貫時(shí)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(biāo)貫預(yù)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(yàn)或者十字板剪切試驗(yàn)等，由于專業(yè)性太強(qiáng)，欠缺專業(yè)設(shè)備與技術(shù)人才的話，操作如此復(fù)雜試驗(yàn)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(guān)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(shí)，先抽取孔內(nèi)的地下水，待孔內(nèi)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(yàn)結(jié)果

首先，及時(shí)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行整理和分析，比如文字報(bào)告、附表等，筆者針對此進(jìn)行詳細(xì)介紹。在水利堤防工程中，有關(guān)地質(zhì)勘察報(bào)告必須要有以下幾條內(nèi)容，分別是區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、地形地貌、水利堤防的狀況、地基結(jié)構(gòu)等。施工人員要做好詳細(xì)記錄，比如說水利堤防勘察時(shí)對地質(zhì)調(diào)查的目標(biāo)包括地質(zhì)構(gòu)造、地震情況以及水文性質(zhì)等情況，并針對此做詳細(xì)記錄；針對水利堤防來說，具體是堤基工程質(zhì)量有無產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象，再比如基礎(chǔ)與岸坡穩(wěn)定程度等，并結(jié)合實(shí)際情況提出對應(yīng)的措施。比如結(jié)合地質(zhì)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(zhì)量，還是客觀條件等各種因素進(jìn)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(zhì)分析時(shí)帶上圖紙可以彌補(bǔ)此缺點(diǎn)。但是，現(xiàn)階段勘察報(bào)告存在的一些問題，比如地質(zhì)概況未結(jié)合實(shí)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(yàn)不符合規(guī)范要求，從而造成室內(nèi)與現(xiàn)場分別做的試驗(yàn)成果有很大的區(qū)別。最后，對地基工程地質(zhì)進(jìn)行評價(jià)時(shí)，未對地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)分類；建筑材料調(diào)查深度有限，調(diào)查內(nèi)容浮于表面。工作人員要針對以上問題進(jìn)行改進(jìn)，做好整理與分析工作。

4 總 結(jié)

總而言之，在水利工程堤防的施工建設(shè)過程中，其基礎(chǔ)工作就是工程設(shè)計(jì)，工程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于地質(zhì)勘察。所以要給予地質(zhì)勘察足夠的重視。待地質(zhì)勘察有了比較準(zhǔn)確的結(jié)果再推進(jìn)下一步工作，實(shí)際操作時(shí)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(zhì)量，要針對地質(zhì)勘察盡可能的科學(xué)、完整以及系統(tǒng)，為設(shè)計(jì)工作提供準(zhǔn)確可靠的資料。如果出現(xiàn)問題，則要及時(shí)進(jìn)行分析與探討，并制定對應(yīng)的解決措施。

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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(zhì)工作。

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