首頁(yè) > 精品范文 > 水利水電工程物探規(guī)程
時(shí)間:2023-06-15 17:14:31
序論:寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相,好投稿為您帶來(lái)了七篇水利水電工程物探規(guī)程范文,愿它們成為您寫作過(guò)程中的靈感催化劑,助力您的創(chuàng)作。
關(guān)鍵詞:水利水電 地質(zhì)勘測(cè) 環(huán)境與安全
1關(guān)于水利水電工程
1.1水利水電工程的利弊
從經(jīng)濟(jì)以及對(duì)民生的益處上來(lái)說(shuō),水利水電工程有著航運(yùn)、灌溉、發(fā)電、防洪等效益;但從環(huán)境科學(xué)的角度上來(lái)說(shuō)卻是或多或少破壞了生態(tài)環(huán)境的平衡。植被遭受破壞、水土流失嚴(yán)重;噪聲和大氣污染日益增多;大量生活污水和機(jī)械污水超標(biāo)排放;而同時(shí)水庫(kù)工程區(qū)水流速度減緩降低了河流的自凈力;水溫水質(zhì)的變化以及污染物增多影響了水生生物種群的繁衍生存;庫(kù)區(qū)水位抬升致使珍稀動(dòng)、植物滅絕,景觀文物淹沒(méi);水庫(kù)的下游河道水文環(huán)境影響改變了水生生物種群的生存;灌溉引水造成的水溫降低影響農(nóng)作物生長(zhǎng)。以上有些不利影響是長(zhǎng)期的,有些是暫時(shí)的;有些是隱性的,有些是明顯的;有些是間接的,有些是直接的;有些是不可逆的,有些是可逆的。在環(huán)境影響方面,水利水電工程具有突出特點(diǎn):影響人口眾多,影響地域范圍廣闊,外部的環(huán)境對(duì)工程也同樣有著巨大的影響。
1.2對(duì)于水利水電工程的相關(guān)建議
水利水電作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一,工程運(yùn)作的協(xié)作部門多、建設(shè)周期長(zhǎng)、投資大,并且受自然資源、水文氣象、地質(zhì)、地形條件的影響很大,因而工程在項(xiàng)目前期應(yīng)編制詳盡的項(xiàng)目建議書(shū),而其編制應(yīng)該貫徹國(guó)家有關(guān)基本建設(shè)的方針政策和水利行業(yè)及相關(guān)行業(yè)的法律法規(guī),并應(yīng)符合有關(guān)規(guī)程規(guī)范的要求。
水利水電項(xiàng)目所受影響頗多,包括當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展水平、交通及其他資源市場(chǎng)條件等,所以項(xiàng)目建議書(shū)的編制應(yīng)當(dāng)根據(jù)社會(huì)發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)規(guī)劃與地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃的總要求,在經(jīng)批準(zhǔn)通過(guò)的江河流域進(jìn)行專業(yè)規(guī)劃或在規(guī)劃的基礎(chǔ)上提出開(kāi)發(fā)任務(wù)和目標(biāo),對(duì)項(xiàng)目建設(shè)條件進(jìn)行調(diào)查以及進(jìn)行相關(guān)的勘測(cè)工作,同時(shí)對(duì)資金籌措進(jìn)行分析之后,擇優(yōu)來(lái)選定建設(shè)的項(xiàng)目以及項(xiàng)目的建設(shè)時(shí)間、建設(shè)地點(diǎn)、規(guī)模,論證工程項(xiàng)目建設(shè)的必要性,初步分析項(xiàng)目建設(shè)的可行性和合理性。
2水力水電工程勘測(cè)中的相關(guān)技術(shù)應(yīng)用
2.1勘測(cè)中GPS和GIS的運(yùn)用
水力水電勘測(cè)的過(guò)程中通常對(duì)于GPS和GIS的運(yùn)用是相對(duì)較新的嘗試,下文就此做一些說(shuō)明。
GPS(衛(wèi)星定位系統(tǒng))在工程地質(zhì)的勘察領(lǐng)域之內(nèi)主要用于確定觀測(cè)點(diǎn)位置的三維坐標(biāo)。而相對(duì)于普通測(cè)量手段來(lái)說(shuō),它不要求觀測(cè)站之間通視,具有可全天候觀測(cè)、操作簡(jiǎn)便、觀測(cè)時(shí)間短、定位精度高等優(yōu)點(diǎn),并可將其采集和儲(chǔ)存的觀測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析與處理。同時(shí)它在高程控制方面能夠較好地解決跨溝、跨河水準(zhǔn)難以傳遞的問(wèn)題。在勘測(cè)區(qū)控制點(diǎn)少,或者是在林區(qū)、山區(qū)等觀測(cè)條件受限、通視條件較差的區(qū)域進(jìn)行工程地質(zhì)勘察之時(shí),用GPS可以大大減少相關(guān)的作業(yè)強(qiáng)度,提高測(cè)量的精度。
GIS(遙感技術(shù))在勘測(cè)中也有其運(yùn)用。遙感技術(shù)根據(jù)遙感平臺(tái)高度的不同,一般分為地面遙感、航空遙感和航天遙感共3大類。遙感技術(shù)由于視域廣闊、具立體感、信息豐富、衛(wèi)星影像成周期性重現(xiàn)和獲得資料快速等眾多特點(diǎn),被廣泛地應(yīng)用于水利水電工程中有關(guān)重大工程地質(zhì)問(wèn)題的調(diào)查與研究。GIS技術(shù)可自動(dòng)制作等值線圖、剖面圖、柱狀圖和平面圖等工程地質(zhì)的圖件,還能處理圖像、圖形、相應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)以及空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理等問(wèn)題,將GIS技術(shù)應(yīng)用在工程地質(zhì)信息管理是近幾年來(lái)工程地質(zhì)勘察行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。目前,國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多并且較為成熟的專業(yè)軟件是由中國(guó)地質(zhì)大學(xué)研發(fā)的MAP-GIS,是一種專業(yè)的地理信息系統(tǒng)軟件。
2.2勘測(cè)中的工程物探運(yùn)用
物探是應(yīng)用觀測(cè)儀器來(lái)測(cè)量被勘探區(qū)地球物理場(chǎng),再通過(guò)地質(zhì)解釋和對(duì)測(cè)量場(chǎng)數(shù)據(jù)的處理來(lái)發(fā)現(xiàn)和推斷地下可能存在的埋深、局部地質(zhì)體的大小、埋深及其屬性的科學(xué)工程物探方法。主要有以位場(chǎng)理論為基礎(chǔ)的重力場(chǎng)勘探、磁場(chǎng)勘探、直流電場(chǎng)勘探等;以及以波動(dòng)理論為基礎(chǔ)的地震波勘探、電滋波勘探等。而下文則選擇其中四種方法來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
2.2.1地震勘探。在工程地質(zhì)勘探過(guò)程中應(yīng)用較多的是人工激發(fā)震源地震波勘探,而人工激發(fā)震源有多種。就如今看來(lái),地震勘探在水利水電工程領(lǐng)域中發(fā)展較快。比如,由中鐵西南研究院開(kāi)發(fā)研制的水平地震剖面法以及負(fù)視速度法,由美國(guó)nsa公司開(kāi)發(fā)并研制的反射層析成像技術(shù)等多種方法、由瑞士Amberg技術(shù)測(cè)量公司開(kāi)發(fā)的TSP長(zhǎng)距離提前預(yù)報(bào)法;利用彈性波縱波對(duì)諸多大型水利水電工程的巖體質(zhì)量來(lái)做定性評(píng)價(jià),取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和工程效益。
2.2.2電磁勘探。電磁勘探在水利水電工程中應(yīng)用也較為廣泛。例如,人工與天然兩種場(chǎng)源、可控源音頻大地電磁法、多場(chǎng)源、三維和二維電阻率成像等技術(shù),在水利水電的工程中用來(lái)推測(cè)深埋的長(zhǎng)隧洞圍巖介質(zhì)隱伏斷層、結(jié)構(gòu)特征、破碎帶以及異常區(qū)等存在的可能影響工程的各種因素,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
2.2.3電法勘探。主要包括充電法、自然電場(chǎng)法和電阻率法、電磁感應(yīng)法、激發(fā)極化法。可分為交變流法理論、穩(wěn)定電流場(chǎng)理論兩個(gè)分支。在水利水電工程地質(zhì)勘察中應(yīng)用較多的則是電阻率法。近年來(lái)發(fā)展迅猛的高密度電法的勘探,是屬于電阻率法范疇,但同時(shí)它引進(jìn)了地震勘探中的數(shù)據(jù)采集法,可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)、快速采集,其測(cè)量結(jié)果可顯示地電斷面或剖面圖并實(shí)時(shí)處理,從傳統(tǒng)的一維勘探發(fā)展到二維勘探。目前,在單點(diǎn)與單源測(cè)量的基礎(chǔ)上,發(fā)展為多點(diǎn)、多線、多源測(cè)量,從而發(fā)展成為了三維觀測(cè)技術(shù)。
2.2.4地球物理測(cè)井。二十世紀(jì)九十年代,由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)值模擬方法的發(fā)展,動(dòng)態(tài)測(cè)井技術(shù)成為了可能。同時(shí),始于二十世紀(jì)七十年代中期的鉆孔彩色電視的適用范圍由原來(lái)91mm的鉆孔發(fā)展到了50mm的鉆孔,同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)字化的實(shí)時(shí)采集存儲(chǔ),成果可刻錄成光盤,還可進(jìn)行后期圖像的處理以及制作。
3結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞巖土工程;地質(zhì)勘察;理念分析
中圖分類號(hào)TU412文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1673-9671-(2010)042-0123-01
先進(jìn)技術(shù)(含理論、技術(shù)設(shè)備)的推廣應(yīng)用是工程地質(zhì)勘察好、省、快的強(qiáng)大技能和物質(zhì)基礎(chǔ)。如地下洞室圍巖分類,壩基巖體質(zhì)量分類,邊坡穩(wěn)定分析,巖體彈塑性理論,地質(zhì)力學(xué)模型、巖(4-)體物理力學(xué)性試驗(yàn)方法的發(fā)展應(yīng)用,電腦與工程地質(zhì)軟件包的開(kāi)發(fā)應(yīng)用,鉆探鉆進(jìn)取芯技術(shù)的提高,物探各種測(cè)試手段的廣泛應(yīng)用等,都強(qiáng)有力地促進(jìn)了工程地質(zhì)勘察周期的縮短和工程地質(zhì)條件分析評(píng)價(jià)的快速與先進(jìn)。設(shè)計(jì)、施工方面先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用,如新壩型、新建材、新工藝、新施工方法的運(yùn)用,也進(jìn)一步促進(jìn)了工程地質(zhì)勘察中對(duì)較差巖體的充分利用。
1工程地質(zhì)勘察實(shí)踐理念問(wèn)題
“實(shí)踐理念”泛指人們?cè)诠こ痰刭|(zhì)勘察實(shí)踐活動(dòng)中,所持的思想、觀點(diǎn)、方法的綜合而言,其核心內(nèi)容包括以下三點(diǎn):
1)堅(jiān)持一切從客觀地質(zhì)實(shí)際出發(fā),并做具體分析區(qū)別對(duì)待,即辯證唯物論觀點(diǎn)。例如:萬(wàn)家寨壩基夾層兩側(cè)巖體存在著強(qiáng)大的側(cè)向抗滑效應(yīng),即個(gè)性規(guī)律。如果我們遵照規(guī)范的共性規(guī)律,絕對(duì)地不予考慮就不符合壩基地質(zhì)實(shí)際了。否則,如果我們機(jī)械地絕對(duì)予以考慮,也不一定是必要的。其實(shí),按通常的對(duì)待辦法,將它只作為安全儲(chǔ)備,而不參與壩基穩(wěn)定計(jì)算是可行的。但當(dāng)壩基穩(wěn)定需要時(shí),做適度的考慮也是安全可靠的。
2)堅(jiān)持采用系統(tǒng)分析和綜合評(píng)價(jià)方法,即整體論觀點(diǎn)。任何工程地質(zhì)問(wèn)題都屬于一定層次的,由諸多要素組成的―個(gè)系統(tǒng)問(wèn)題,需采用系統(tǒng)分析方法做整體的綜合評(píng)價(jià)與決斷。系統(tǒng)方法論認(rèn)為,人們?cè)谘芯亢徒鉀Q系統(tǒng)問(wèn)題時(shí),僅僅重視各要素自身的可靠性(或安全儲(chǔ)備)是不夠的。而應(yīng)當(dāng)將重點(diǎn)放在如何通過(guò)對(duì)具有必要可靠性的諸多要素的優(yōu)化組合,以達(dá)到系統(tǒng)的整體效應(yīng)最佳,而并不追求每個(gè)要素自身可靠性都達(dá)到最高等級(jí)。否則,工程地質(zhì)決斷就必然是偏于保守的。這就是說(shuō),專家們需要堅(jiān)持運(yùn)用“系統(tǒng)整體效應(yīng)(或功能)大于其組成部分之和”這一重要思想和原理,以指導(dǎo)工程地質(zhì)勘察實(shí)踐。
3)堅(jiān)持依靠工程經(jīng)驗(yàn)與創(chuàng)造性思維的積極貢獻(xiàn),即經(jīng)驗(yàn)支持論觀點(diǎn)。工程經(jīng)驗(yàn)與創(chuàng)造性思維是寶貴財(cái)富。它影響到工程地質(zhì)勘察實(shí)踐的各個(gè)方面,而且至今人們對(duì)工程地質(zhì)環(huán)境的認(rèn)識(shí),依然是有些地質(zhì)問(wèn)題可以說(shuō)得清楚,并可用數(shù)學(xué)模型給予量的表達(dá);又有些地質(zhì)問(wèn)題雖可以說(shuō)得清楚,但無(wú)法以數(shù)學(xué)模型給予量的表達(dá);還有些地質(zhì)問(wèn)題說(shuō)不清楚,只可意會(huì),無(wú)法言傳;更有些地質(zhì)問(wèn)題既說(shuō)不清楚,也無(wú)法理解等。所有這些問(wèn)題在工程地質(zhì)決斷過(guò)程中,都要做出相應(yīng)的分析和評(píng)價(jià)。而正確的工程地質(zhì)決斷,恰恰在于對(duì)那些說(shuō)不清楚的地質(zhì)問(wèn)題做出合理的價(jià)值判斷。這正是專家們工程經(jīng)驗(yàn)與創(chuàng)造性思維的積極貢獻(xiàn)和強(qiáng)有力支持的重要表現(xiàn)所在。
2壩基主要工程地質(zhì)問(wèn)題評(píng)價(jià)
壩工建筑物對(duì)壩基的要求有三個(gè)核心問(wèn)題:一是壩基所承受的荷載作用下不會(huì)發(fā)生滑動(dòng)失穩(wěn)。而且還應(yīng)有必要的抗滑穩(wěn)定安全度;二是在各項(xiàng)荷載作用下,壩基各部位的應(yīng)力及變形值要在許可的范圍內(nèi)。避免產(chǎn)生過(guò)大的局部應(yīng)力集中和嚴(yán)重的不均勻變位。影響壩基和大壩的安全;三是壩基在滲透水的長(zhǎng)期作用下,要能保持壩基巖體在力學(xué)和化學(xué)性質(zhì)上的穩(wěn)定,滲漏和滲透壓力都要控制在允許的范圍內(nèi),因此,圍繞這些問(wèn)題,拱壩壩基主要工程地質(zhì)問(wèn)題包括壩基壓縮變形、壩基滲漏及滲透變形和壩基抗滑穩(wěn)定等問(wèn)題。壩基壓縮變形問(wèn)題。主要根據(jù)壩基巖體強(qiáng)度、巖體風(fēng)化特征、巖體結(jié)構(gòu)類型和軟弱結(jié)構(gòu)面的發(fā)育情況及其分布特征做出分析和評(píng)價(jià)。若壩基巖體中存在抗變形能力差的緩傾角夾層、陡傾角斷層和風(fēng)化、卸荷破碎帶。要提出必要的工程處理措施建議。壩基滲漏及滲透變形問(wèn)題。主要根據(jù)壩基巖體的巖性類型、巖體風(fēng)化狀態(tài)、結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度、分布特性及其性狀和地下水發(fā)育情況等,評(píng)價(jià)壩基巖體的透水性及其滲漏通道,并提出相應(yīng)的工程處理措施建議。壩肩巖體抗滑穩(wěn)定問(wèn)題。主要根據(jù)巖體強(qiáng)度、巖體結(jié)構(gòu)、巖體完整性、結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度等巖體質(zhì)量分類相關(guān)的因素,結(jié)合軟弱結(jié)構(gòu)面的分布特征及其性狀、組合切割關(guān)系等進(jìn)行分析和評(píng)價(jià),提供壩基巖體及結(jié)構(gòu)面、軟弱層和斷層抗剪斷強(qiáng)度,進(jìn)行壩肩巖體抗滑穩(wěn)定計(jì)算。并提出相應(yīng)的工程處理措施建議。
3水文地質(zhì)試驗(yàn)和地下水監(jiān)測(cè)
水文地質(zhì)試驗(yàn)是水利水電工程地質(zhì)勘察中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。通過(guò)水文地質(zhì)試驗(yàn),求取巖土層的水文地質(zhì)參數(shù),可以判定巖土層的透水性,評(píng)價(jià)工程的滲透穩(wěn)定性。亦文地質(zhì)試驗(yàn)包括抽水試驗(yàn)、壓水試驗(yàn)、注水試驗(yàn)、滲水試驗(yàn),以及水位恢復(fù)試驗(yàn)等等。不同的地層條件下,選用適宜的試驗(yàn)項(xiàng)目和計(jì)算公式。一般地,砂礫(卵)石層和河邊地層中適宜做抽水試驗(yàn)和提水后的水位恢復(fù)試驗(yàn),基巖做壓水試驗(yàn),填土、含泥砂土和粘性土層適宜做注水、滲水試驗(yàn)。文獻(xiàn)對(duì)每一種水文地質(zhì)試驗(yàn)的操作規(guī)程都有明確而詳盡的規(guī)定。必須按規(guī)程的規(guī)定連接設(shè)備和進(jìn)行操作,使用合格的水表、秒表、水位儀、壓力表等,觀測(cè)足夠長(zhǎng)的時(shí)間,確保每―個(gè)試驗(yàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,減少誤差。
4幾點(diǎn)體會(huì)
根據(jù)場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件,場(chǎng)地下部卵石層呈高強(qiáng)度、低壓縮性、層厚大、層位穩(wěn)定,無(wú)下伏軟弱土層,是水閘理想的樁端持力層,但在樁型方案選擇上,如何根據(jù)場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件、建筑物特性及當(dāng)?shù)氐慕ㄔO(shè)經(jīng)驗(yàn)等綜合分析確定一種安全可靠、技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的樁型。便是本水閘工程地質(zhì)勘察中的又一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
1)在水閘的工程勘察過(guò)程中,由于基坑開(kāi)挖深度一般較大,應(yīng)充分考慮地下水的影響與作用。不僅要分層求取基坑坑壁范圍內(nèi)各含水層的水文地質(zhì)參數(shù),還要注意求取基坑以下可能對(duì)基坑工程造成影響的含水層的水文地質(zhì)參數(shù)。
2)在深基坑工程中,在考慮坑壁穩(wěn)定性時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮基底穩(wěn)定性來(lái)進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)(方案)的設(shè)計(jì)。在工程勘察中應(yīng)分析評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)可能引起基底失穩(wěn)的原因和表現(xiàn)形式,并提出相應(yīng)的防護(hù)或監(jiān)測(cè)等工程措施。
3)應(yīng)在充分分析場(chǎng)地工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、建(構(gòu))筑物特性、地區(qū)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)等各方面因素的前提下,綜合確定一種安全可靠、技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)方案,真正做到勘察規(guī)范要求的“確保工程質(zhì)量、提高投資效益”。
5結(jié)論
工程地質(zhì)勘察工作的對(duì)象是復(fù)雜的工程地質(zhì)系統(tǒng)。強(qiáng)調(diào)勘察對(duì)象整體性質(zhì)和整體功能,從工程地質(zhì)勘察的基本目標(biāo)是建立工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型,最終目標(biāo)是建立工程地質(zhì)模型,而最優(yōu)目標(biāo)是以適當(dāng)勘察工作量,建立“灰度”適度的工程地質(zhì)模型。
參考文獻(xiàn)
[1]謝德榮.水利水電工程地質(zhì)特征淺析[J].長(zhǎng)江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),1992,03.
關(guān)鍵詞:地質(zhì)勘察;工程技術(shù);應(yīng)用發(fā)展
1 勘察新技術(shù)應(yīng)用
1.1 工程地質(zhì)
隨著建設(shè)項(xiàng)目規(guī)模的增大, 面對(duì)的工程地質(zhì)問(wèn)題越來(lái)越復(fù)雜且極具挑戰(zhàn)性。經(jīng)過(guò)不斷探索、實(shí)踐和提高, 在諸多領(lǐng)域具備了很強(qiáng)的技術(shù)實(shí)力,如: 工程巖質(zhì)高邊坡的工程地質(zhì)勘察研究、高壩大庫(kù)場(chǎng)地的工程地質(zhì)勘察研究、大型地下洞室群的工程地質(zhì)勘察研究、喀斯特地區(qū)水文地質(zhì)勘察研究、高地震烈度地區(qū)高壩大庫(kù)水庫(kù)誘發(fā)地震監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)研究等領(lǐng)域。尤其是在水電站294m 高雙曲拱壩和近700 m 高邊坡工程、該水電站近30 m 大跨度地下洞室、水電站高心墻堆石壩和天生橋水電站高面板堆石壩等地質(zhì)勘察研究技術(shù)上處于國(guó)際先進(jìn)水平。地質(zhì)分析的手段和方法也得到不斷發(fā)展。
( 1) 引進(jìn)和開(kāi)發(fā)實(shí)用軟件。引進(jìn)邊坡穩(wěn)定計(jì)算程序( 包括理正軟件和EMU 程序等) 用于滑坡、塌岸穩(wěn)定分析, 提高勘察成果的定量化判識(shí)水平; 引進(jìn)開(kāi)發(fā)了勘探圖件、地質(zhì)剖面制作程序及三維成像技術(shù), 開(kāi)發(fā)并進(jìn)一步完善“工程地質(zhì)軟件包程序( EGS2000)”, 較好地解決了鉆孔成圖中的很多難題, 也為地質(zhì)平面及剖面圖的繪制起到了較好的輔助設(shè)計(jì)作用, 取得了較好的效果。
( 2) 結(jié)合工程實(shí)踐研究和開(kāi)發(fā)新技術(shù)。與相關(guān)單位合作,開(kāi)發(fā)邊坡斜面攝影成像技術(shù)用于工程實(shí)踐, 提高了地質(zhì)編錄工作效率, 獲得了大量的工程地質(zhì)數(shù)字信息; 采用院校合作方式開(kāi)發(fā)水電站樞紐區(qū)工程地質(zhì)三維可視化建模與分析研究系統(tǒng), 已應(yīng)用于生產(chǎn)之中。
( 3) 引進(jìn)并應(yīng)用新的地質(zhì)勘察和分析手段。在水電站勘察過(guò)程中, 根據(jù)地質(zhì)分析的需要, 在右岸構(gòu)造軟弱巖帶勘察中, 使用了地震波CT 測(cè)試技術(shù); 采用模型洞原位變形觀測(cè)分析地下洞室穩(wěn)定性; 在右岸構(gòu)造軟弱巖帶穩(wěn)定性分均采用了目前比較先進(jìn)的三維彈塑性有限法分析和三維流形元( FLAC) 分析方法, 為穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和工程施工設(shè)計(jì)提供了可靠的基礎(chǔ)資料和參考依據(jù)。
( 4) 其他新方法新技術(shù)的引進(jìn)和應(yīng)用。地下洞室圍巖分類、壩基巖體質(zhì)量分類、邊坡巖體質(zhì)量分類、邊坡穩(wěn)定分析、巖體彈塑性理論、地質(zhì)力學(xué)模型、巖( 土) 體物理力學(xué)性試驗(yàn)方法的發(fā)展應(yīng)用; 電腦與工程地質(zhì)軟件包的開(kāi)發(fā)應(yīng)用; 勘測(cè)手段及鉆進(jìn)取芯技術(shù)的提高、物探各種測(cè)試手段的廣泛應(yīng)用強(qiáng)有力地促進(jìn)了工程地質(zhì)勘察中獲取工程地質(zhì)資料周期的縮短和工程地質(zhì)條件快速分析評(píng)價(jià); 充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù), 進(jìn)一步提高了地質(zhì)專業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率。
1.2 工程勘探
在已有的設(shè)備(各型鉆機(jī)、夯管機(jī)、錨桿機(jī)、拉撥試驗(yàn)機(jī)等)、使用新材料( 新型地質(zhì)鉆桿、高壓鋼扁管) 、引進(jìn)新技術(shù)新工藝( 大口徑鉆孔測(cè)斜技術(shù)、500m 深鉆孔地溫測(cè)量技術(shù)、勘探豎井開(kāi)挖技術(shù)), 并進(jìn)行了研發(fā)技改( 套管腳止水器、鉆具防磨裝置、金剛石鉆具雙管接頭的改造、自卡式絲錐、穩(wěn)壓罐、旋轉(zhuǎn)式孔口封閉器、大口徑金剛石鉆頭等) 。近幾年, 又從生產(chǎn)需要出發(fā), 推廣應(yīng)用以下新技術(shù)新工藝: ①選取適合各類地層( 覆蓋層、松軟地層、嚴(yán)重坍塌漏失層) 的金剛石鉆頭, 提高鉆進(jìn)效率, 降低生產(chǎn)成本; ②研制出適合復(fù)雜地層鉆進(jìn)的薄金剛石鉆頭, 解決了軟硬相間巖石鉆進(jìn)取芯困難的問(wèn)題; ③繼續(xù)完善大壩灌漿變形觀測(cè)和抬動(dòng)觀測(cè)技術(shù), 確保壩體安全和工程質(zhì)量滿足要求; ④在河床沖積層勘探中, 采用了SM膠取芯技術(shù), 保證了試驗(yàn)樣品的原始狀態(tài), 為沖積層特性研究提供了真實(shí)可靠的材料。
1.3 工程測(cè)繪
目前,已擁有相當(dāng)數(shù)量的紅外測(cè)距儀, 還先后購(gòu)置了先進(jìn)的GPS全球定位系統(tǒng)儀, 打破了以往只會(huì)作航測(cè)外業(yè), 不會(huì)作航測(cè)內(nèi)業(yè)的歷史缺陷。采用全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行地形測(cè)繪; 采用GPS、RTK 技術(shù)進(jìn)行水下地形和線路測(cè)量; 采用測(cè)量機(jī)器人( TCA2003全站儀) 對(duì)水電站高邊坡、水電站變形監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)及其他電站施工測(cè)量控制網(wǎng)進(jìn)行自動(dòng)化觀測(cè)。在測(cè)繪監(jiān)測(cè)新技術(shù)的應(yīng)用中, 采用了“GPS 一機(jī)多天線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)新技術(shù)”對(duì)水電站的邊坡安全進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。到目前為止, 系統(tǒng)運(yùn)行良好, 該方法在提高工效的同時(shí), 還有效節(jié)約了成本。在水電站樞紐及庫(kù)區(qū)地形圖測(cè)繪中還采用了全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)成圖;新開(kāi)發(fā)的橫剖面調(diào)制及記錄程序, 也在測(cè)量橫剖面制作工作中得到廣泛應(yīng)用。
1.4 工程物探
水電站開(kāi)展了大范圍的河床沖積層地震波探測(cè); 在水電站應(yīng)用聲波垂直反射波法、聲波CT 法及紅外線熱成像三種相結(jié)合的方法, 準(zhǔn)確地探測(cè)到了壩體面板脫空等工程質(zhì)量問(wèn)題; 在多項(xiàng)水利工程和多個(gè)水電站勘察中, 應(yīng)用高密度電法勘探方法, 解決了水庫(kù)漏水問(wèn)題和斷層構(gòu)造發(fā)育范圍及深厚覆蓋層地質(zhì)問(wèn)題, 且成效顯著。在兩家虎跳峽工地進(jìn)行深厚堆積體厚度探測(cè)時(shí), 采用了“EH4 深厚堆積體厚度探測(cè)技術(shù)”, 對(duì)規(guī)模巨大的“兩家入堆積體”進(jìn)行探測(cè), 在研究的同時(shí)進(jìn)行應(yīng)用, 取得了很好的效果,為這一方法的進(jìn)一步使用起到了積極的推動(dòng)作用。
電站還采用了“鉆孔彈性模量測(cè)試新技術(shù)”, 并與彈性波速測(cè)試成果結(jié)合進(jìn)行動(dòng)靜對(duì)比, 給出了壩基的三維變模分區(qū),效果顯著。另外, 研究并應(yīng)用“隧洞施工監(jiān)控量測(cè)一體化”, “壩基巖體質(zhì)量測(cè)試的空間分析”, “數(shù)字式全景鉆孔攝像系統(tǒng)”,“堆積體的綜合物理探測(cè)技術(shù)”, “大壩面板脫空綜合物理探測(cè)技術(shù)”,在水電工程地球物理中的應(yīng)用等新方法新技術(shù), 拓展了物探的應(yīng)用領(lǐng)域, 提高了物探的探測(cè)精度。
2 勘察科技進(jìn)步與新技術(shù)發(fā)展
3.1 科技進(jìn)步與勘察成果
近幾年來(lái), 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、數(shù)字可視化技術(shù)在工程勘察領(lǐng)域得到應(yīng)用。在計(jì)算機(jī)建設(shè)上已實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)共享資源; 大部分電子版產(chǎn)品直接在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行傳閱和校審, 大大提高了工作效率; 基本實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助工程勘察, 達(dá)到信息化初始階段目標(biāo); 由于工程勘察專業(yè)具有多樣性、復(fù)雜性、隨機(jī)性和數(shù)據(jù)海量性等特點(diǎn), 信息化水平還有待進(jìn)一步提高。
3.2 新技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展思路
地質(zhì)、勘察系統(tǒng)人才培養(yǎng)與科技發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃, 明確了“培養(yǎng)建設(shè)一支結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)一流的工程勘察專業(yè)人才隊(duì)伍, 保持國(guó)內(nèi)工程勘察行業(yè)的領(lǐng)先水平, 力爭(zhēng)國(guó)際一流水平”的科技發(fā)展目標(biāo), 主要任務(wù)是密切關(guān)注、跟蹤、研究國(guó)內(nèi)一流的工程勘察企業(yè)的技術(shù)水平和發(fā)展動(dòng)態(tài), 通過(guò)加強(qiáng)行業(yè)協(xié)作及與國(guó)內(nèi)高校、科研院所的密切合作, 在引進(jìn)、消化、吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上, 進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。技術(shù)發(fā)展總體思路如下:
( 1) 注重研究復(fù)雜壩基、高邊坡及大型地下洞室群巖體( 圍巖) 穩(wěn)定性量化分析及三維地質(zhì)數(shù)字模型軟件與三維成像技術(shù), 并對(duì)復(fù)雜巖體( 包括軟弱蝕變巖體、大型松散堆積體、卸荷松動(dòng)巖體、高地應(yīng)力區(qū)巖體) 成因機(jī)制、工程地質(zhì)性狀、工程適應(yīng)性進(jìn)行科學(xué)試驗(yàn)研究; 同時(shí)開(kāi)展 “三江干流”區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)科學(xué)研究及對(duì)水電工程開(kāi)發(fā)、建設(shè)的影響。
( 2) 重點(diǎn)研究水電水利工程地質(zhì)綜合勘察技術(shù), 開(kāi)展巖土工程和環(huán)境工程地質(zhì)方面的研究并向深度拓展; 開(kāi)展地質(zhì)災(zāi)害勘察、防治與治理, 地質(zhì)災(zāi)害險(xiǎn)性評(píng)估方面的實(shí)踐與研究。
( 3) 完善和提高目前使用的常規(guī)物探方法, 使其應(yīng)用技術(shù)水平達(dá)到或超過(guò)本行業(yè)平均水平, 積極開(kāi)展新技術(shù)、新方法的引進(jìn)應(yīng)用工作, 結(jié)合目前物探應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展情況, 對(duì)新技術(shù)、新方法進(jìn)行重點(diǎn)研究。
(4) 廣泛應(yīng)用全站型自動(dòng)速測(cè)儀、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS) 、遙感技術(shù)(RS) 、地理信息系統(tǒng)(GIS) 于水利水電工程建設(shè); 在野外數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)、提供等方面逐步完善計(jì)算機(jī)技術(shù)在測(cè)繪領(lǐng)域的應(yīng)用, 以提高全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量及全野外數(shù)字成圖的精度和速度, 增加測(cè)繪產(chǎn)品的多樣化, 滿足市場(chǎng)需求。
( 5) 積極配合新的鉆探規(guī)程、抽水試驗(yàn)規(guī)程、壓水試驗(yàn)規(guī)程的貫徹實(shí)施。對(duì)勘探設(shè)備和試驗(yàn)工器具進(jìn)行重新整合, 盡快開(kāi)展“自由震蕩法”抽水試驗(yàn)的研究工作, 研制小口徑雙管鉆具軸承儲(chǔ)油密封系統(tǒng), 并研究特殊巖體( 硬、脆、碎地層及
關(guān)鍵詞:工程地質(zhì) 巖土工程
1.工程地質(zhì)學(xué)科的爭(zhēng)議
教科書(shū)對(duì)工程地質(zhì)學(xué)的三種定義:①工程地質(zhì)學(xué)是研究與工程有關(guān)的地質(zhì)問(wèn)題的科學(xué);②工程地質(zhì)學(xué)是研究人類工程活動(dòng)與地質(zhì)環(huán)境相互作用的科學(xué);③工程地質(zhì)學(xué)是研究人類工程建設(shè)活動(dòng)與自然地質(zhì)環(huán)境相互作用和相互影響的一門地質(zhì)科學(xué)。
從以上三種定義的實(shí)質(zhì)中均不難看出,工程地質(zhì)學(xué)強(qiáng)調(diào)的工程和地質(zhì)的關(guān)系,研究的是人類工程活動(dòng)與自然地質(zhì)環(huán)境的相互作用。但是,近年來(lái)工程地質(zhì)學(xué)科卻正在經(jīng)歷著前所未有的挑戰(zhàn),工程地質(zhì)學(xué)被異名為巖土工程學(xué),工程地質(zhì)勘察被稱之為巖土工程勘察。工程界有此呼聲,學(xué)術(shù)界有此呼應(yīng),一些大專院校也紛紛效仿,甚至工程地質(zhì)這個(gè)專業(yè)在高校也被取消了。一時(shí)間,似乎工程地質(zhì)已經(jīng)成了守舊傳統(tǒng),巖土工程才是先進(jìn)時(shí)髦的,才是可以適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)并與國(guó)際接軌的。這是近年來(lái)分歧最大的爭(zhēng)議。
這些年來(lái)工程地質(zhì)勘察的不景氣以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的不規(guī)范化,工程地質(zhì)勘察隊(duì)伍增加了巖土工程的業(yè)務(wù)是完全必要的,但將巖土工程作為工程地質(zhì)的救世主,則值得商榷了。
根據(jù)筆者的理解,巖土工程是一項(xiàng)工程應(yīng)用技術(shù),是針對(duì)地質(zhì)體的工程缺陷實(shí)施的工程措施而進(jìn)行的一系列設(shè)計(jì)和施工過(guò)程的總稱。巖土工程的任務(wù)是“處理”地質(zhì)體的工程缺陷,使之滿足工程建筑物對(duì)地基的工程要求,因此又有“巖土工程處理技術(shù)”的別名,說(shuō)明巖土工程的確是一項(xiàng)實(shí)實(shí)在在的工程技術(shù)。確立工程地質(zhì)學(xué)是一門獨(dú)立的學(xué)科,盡管也僅僅是本世紀(jì)初的事,并不象數(shù)學(xué)、物理學(xué)、天文學(xué)等等著名學(xué)科那樣歷史悠久,然而,之所以將工程地質(zhì)定義在“學(xué)科”這樣的高度上,是因?yàn)樗邆鋵W(xué)科的一些基本特性和基本理論,這就是地質(zhì)學(xué)的基本特性和基本理論,換句話說(shuō),工程地質(zhì)學(xué)的基本理論就是地質(zhì)學(xué)(當(dāng)然更包括數(shù)學(xué)、力學(xué)、化學(xué)等等),因此,又將工程地質(zhì)學(xué)界定為地質(zhì)學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科或應(yīng)用學(xué)科,這是符合實(shí)際的。工程地質(zhì)學(xué)的最新定義也是較為全面的:研究人類工程活動(dòng)與地質(zhì)環(huán)境相互作用的科學(xué)。顯然,工程地質(zhì)與巖土工程盡管有相似之處,但也有天地之別。如果將巖土工程界定為工程地質(zhì)學(xué)科的一個(gè)分支,好象還說(shuō)得過(guò)去;而反過(guò)來(lái)用巖土工程來(lái)代替工程地質(zhì),則實(shí)在有些牽強(qiáng)附會(huì)。
1997年6月20-27日,國(guó)際工程地質(zhì)學(xué)會(huì)在希臘召開(kāi)了一次學(xué)術(shù)討論會(huì),會(huì)上決定將本學(xué)會(huì)名稱改為:國(guó)際工程地質(zhì)學(xué)與環(huán)境學(xué)會(huì)。我國(guó)組團(tuán)15人參加,王思敬任團(tuán)長(zhǎng)。隨后國(guó)內(nèi)也有人提出工程地質(zhì)學(xué)會(huì)改名,以便與國(guó)際接軌,但一直未獲通過(guò)。在近幾年的
③規(guī)程規(guī)范存在的問(wèn)題;
④工程地質(zhì)勘察技術(shù)的局限性;
⑤相關(guān)專業(yè)對(duì)工程地質(zhì)專業(yè)的輕視;
⑥長(zhǎng)官意志,某些決策者對(duì)工程地質(zhì)專業(yè)的無(wú)知或輕視;
⑦世人對(duì)工程地質(zhì)專業(yè)的不了解與不理解。
4. 在工程建設(shè)中的地質(zhì)教訓(xùn)
由于地質(zhì)問(wèn)題而嚴(yán)重影響工程建設(shè)的實(shí)例太多,教訓(xùn)太深刻,順手拈來(lái)幾個(gè)實(shí)例:
①云南漫灣水電站左壩肩順層滑坡和建材問(wèn)題;
②貴州天生橋二級(jí)水電站廠址、隧洞等問(wèn)題;
③貴州東風(fēng)水電站右壩肩和帷幕線上的巖溶問(wèn)題;
④烏江彭水水利樞紐前期工作重復(fù)問(wèn)題;
⑤雅礱江錦屏二級(jí)水電站巖溶地下水問(wèn)題;
⑥軟弱夾層的遺漏對(duì)工程建設(shè)的重大影響,葛州壩、西津溢洪道等。
5. 工程地質(zhì)在工程建設(shè)中的決定性作用
任何地質(zhì)條件下都可以建工程,對(duì)嗎?這個(gè)問(wèn)題也是這些年來(lái)工程界的一個(gè)熱門話題,筆者認(rèn)為答案是否定的。
①陜西東莊水庫(kù)灰?guī)r壩址滲漏嚴(yán)重不能建壩;
②小浪底滑坡性質(zhì)界定對(duì)設(shè)計(jì)的影響;
③天生橋二級(jí)水電站移民區(qū)是否滑坡對(duì)移民安置的影響;
④堤防工程中的堤基垂直防滲引起的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題,有時(shí)可能是決定性的;
⑤地質(zhì)邊界條件和地質(zhì)參數(shù)對(duì)工程設(shè)計(jì)的影響。
6.相關(guān)學(xué)科在工程地質(zhì)中的應(yīng)用
①系統(tǒng)工程在工程地質(zhì)中的應(yīng)用;
②計(jì)算機(jī)技術(shù)在工程地質(zhì)中的應(yīng)用;
③遙感、物探、gps等;
④水工設(shè)計(jì)施工與工程地質(zhì)的關(guān)系。
清晰的工程概念是地質(zhì)師所必需的。潘家錚院士對(duì)地質(zhì)師的要求:應(yīng)該有系統(tǒng)地學(xué)習(xí)水工建筑物的基本設(shè)計(jì)理論,計(jì)算方法,以及地基缺陷的影響,各種處理的措施,各種成功和失敗的經(jīng)驗(yàn);最好補(bǔ)一些數(shù)學(xué)、力學(xué)、水力學(xué)、巖土力學(xué)、巖石試驗(yàn)、有限元分析和計(jì)算機(jī)應(yīng)用等方面的基礎(chǔ)課。五十年代初,由于我國(guó)水利水電工程地質(zhì)專業(yè)人才奇缺,一批設(shè)計(jì)師改行從事工程地質(zhì)專業(yè)的學(xué)習(xí)和工作,后來(lái)大都成為工程地質(zhì)專業(yè)的優(yōu)秀專家。實(shí)踐證明,地質(zhì)師的工程概念清晰,地質(zhì)工作會(huì)得心應(yīng)手;反之則可能事倍功半。
7.工程地質(zhì)要面對(duì)現(xiàn)實(shí)著眼未來(lái)
汪恕誠(chéng)部長(zhǎng)最近講話強(qiáng)調(diào):不能老修改設(shè)計(jì),因?yàn)楦阏型稑?biāo)尤其是國(guó)際合同,修改設(shè)計(jì)就意味著被索賠。修改一個(gè)設(shè)計(jì),似乎節(jié)省了某一個(gè)工程量,而索賠量比這個(gè)還大,大量修改設(shè)計(jì)怎么得了?汪部長(zhǎng)的這段講話似乎在批評(píng)設(shè)計(jì),實(shí)則是水利水電工程地質(zhì)的一個(gè)千載難逢的新的契機(jī)。
如何理解汪部長(zhǎng)的這段話?我們認(rèn)為首先要搞清楚為什么修改設(shè)計(jì),水利工程因?yàn)榈刭|(zhì)問(wèn)題而修改設(shè)計(jì)的可以舉出若干例子來(lái)。
修改設(shè)計(jì)往往賴地質(zhì),我們當(dāng)然可以理直氣壯地說(shuō):前期地質(zhì)工作投入不夠,工程地質(zhì)條件不清楚,地質(zhì)基礎(chǔ)資料不準(zhǔn)確,工程地質(zhì)分析出力不夠或分析工作的深度不到家,工程地質(zhì)問(wèn)題的界定不明確或界定有錯(cuò)誤,學(xué)術(shù)技術(shù)問(wèn)題得不到廣泛的討論和爭(zhēng)論,工程地質(zhì)問(wèn)題的真理有時(shí)往往掌握在少數(shù)人手里。
很明顯,要想不修改設(shè)計(jì),地質(zhì)工作必須做到家,基本的地質(zhì)工作量必須保證。作為地質(zhì)師,既要尊重事實(shí),堅(jiān)持真理,實(shí)事求是,還要努力學(xué)習(xí),開(kāi)拓進(jìn)取,勇于創(chuàng)新,更要勤于實(shí)踐,不迷信權(quán)威,不違心唯上。工程地質(zhì)專業(yè)的形象靠地質(zhì)師們?nèi)?shù)立,去維護(hù);工程地質(zhì)專業(yè)在工程建設(shè)中的地位也只有靠地質(zhì)師們自己去爭(zhēng)取
(一)地層巖性
區(qū)內(nèi)主要是白堊系中統(tǒng)、扎佐組K2Z,三疊系統(tǒng)關(guān)嶺組1-3段T2g3、T2g2、T2g1、下統(tǒng)茅草鋪組,夜郎組,大冶群T1m、T2y,巖性主要為紫紅色礫巖,含鈣質(zhì)、泥質(zhì)粉砂巖、灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r,泥質(zhì)瘤狀灰?guī)r,紫紅、紫綠色頁(yè)巖,含鈣質(zhì)、泥質(zhì)白云巖、白云質(zhì)頁(yè)巖,紅色厚層塊狀白云巖。
(二)地質(zhì)構(gòu)造
境內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造屬于貴州東部南北向構(gòu)造帶及東西構(gòu)造黔中隆起,橫跨反接之重疊地區(qū),有南北向、東西向、華夏系、新華夏系及各種扭動(dòng)構(gòu)造,其中以南北向構(gòu)造形跡最為顯著。區(qū)域性南北向構(gòu)造,主要由一系列南北向褶皺及其伴生的南北向沖斷層組成,有復(fù)向斜和復(fù)背斜,均具扭動(dòng)構(gòu)造特征,且相間成雁列排行,龍?zhí)料蛐保瑑梢斫趯?duì)稱,產(chǎn)狀較緩,傾角為30-50度,整個(gè)向斜由南向北成波狀起伏,軸線具有S型,其西面有河沙壩斷裂,東面有天文旋轉(zhuǎn)構(gòu)造的壓扭性斷裂,河沙壩斷裂位于北東50-60度,傾角30-45度,斷層帶寬度40-80m,斷距大于1500m,延伸大于40km,屬壓性沖斷層。水庫(kù)位于河沙壩斷裂及天文壓性及壓性扭性斷裂之間,背斜軸線走向近SN,兩翼巖層基本對(duì)稱,巖層傾角為30-45度,在庫(kù)區(qū)范圍內(nèi)無(wú)地震活動(dòng)記錄。
(三)巖溶水文地質(zhì)特征
區(qū)域內(nèi)水系發(fā)育,烏江河流從水庫(kù)西側(cè)流徑,受巖性及構(gòu)造控制地下水以烏江為排泄基準(zhǔn)面,地下水的類型主要有碳酸鹽巖溶水及巖溶裂隙水,碎屑巖裂隙水,自堊系為礫巖及泥質(zhì)砂巖,巖溶較發(fā)育,泉流量一般<51I/S,三疊系茅草鋪組關(guān)嶺組為灰?guī)r及白云巖,巖溶不發(fā)育,泉流量一般為1051I/S,巖溶裂隙水的分布:因溶蝕作用擴(kuò)大的裂隙或小管道巖溶水,在白云巖中分布最為普遍,在背向斜核部,因“X”型裂隙發(fā)育,地下水易于溝通匯集,在向斜昂起端及背斜傾沒(méi)處,張性裂隙發(fā)育,裂隙水富集成泉涌出,在含水層及隔水層接觸地,地下水多順層出露。
二、庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)條件
(一)庫(kù)區(qū)滲漏
水庫(kù)位于烏江河流右岸,受烏江河流的切割,地表水以烏江河流為排泄基準(zhǔn)面,水庫(kù)正常蓄水與河流高差300m,庫(kù)內(nèi)尾段有一條壓性扭動(dòng)褶皺出露,并深內(nèi)庫(kù)內(nèi)地下,當(dāng)水庫(kù)蓄水至5米左右時(shí),能聽(tīng)到流水聲,水庫(kù)建于麻池河下游,切河而建,在枯水季節(jié)和無(wú)大暴雨的情況下,水就從沿途的溶洞流失,無(wú)水進(jìn)水庫(kù)內(nèi),壩基滲漏,壩與山體接觸面滲漏,水位越高,滲漏量增大,水庫(kù)蓄水達(dá)到正常蓄水位于,滲漏量累計(jì)有0.02L/S。庫(kù)內(nèi)下游河流有3處泉點(diǎn)出現(xiàn),受水庫(kù)蓄水限制,滲漏量可達(dá)0.5L/S至6L/S。根據(jù)泉點(diǎn)與水庫(kù)蓄水運(yùn)行觀測(cè)泉水與庫(kù)水有水力聯(lián)系,說(shuō)明水庫(kù)向下游產(chǎn)生滲漏。
(二)庫(kù)岸穩(wěn)定
庫(kù)區(qū)植被較好,除上游為良田外,老貓水水庫(kù)左、右壩肩均為灌木林地,岸坡坡度較緩,無(wú)大不良物理地質(zhì)體,庫(kù)岸穩(wěn)定。淤積量大。
三、壩址區(qū)工程地質(zhì)條件
(一)地形地貌
壩址區(qū)溝谷淺切,呈不對(duì)稱的“U”型谷,右岸山體高,岸坡陡,坡度40-50度,局部為陡壩,16m高以上為臺(tái)地,右岸山體低,坡度35度-40度,屬碳酸鹽巖溶地中山地貌,巖層傾向庫(kù)內(nèi)偏下游,近于縱向谷。
(二)巖溶水文地質(zhì)特征
壩址處于T1m、T2g白云巖,巖體破碎,風(fēng)化嚴(yán)重,巖溶發(fā)育,地下水活動(dòng)強(qiáng)烈,在壩下游河床300m1000m之間有泉點(diǎn)1、2、3出露,泉水流量不穩(wěn)定,隨著水庫(kù)水位的升高,形成泉水逐漸增大,經(jīng)水庫(kù)運(yùn)行觀測(cè),泉水流量與庫(kù)水位呈線性關(guān)系,說(shuō)明3個(gè)泉點(diǎn)是水庫(kù)集中滲漏點(diǎn),在左壩肩,庫(kù)水沿層間溶隙及壩體與基巖的接觸帶滲漏,滲漏點(diǎn)不集中,呈篩狀分散滲漏,流量隨庫(kù)水位的升降而變化。
(三)滲漏原因分析
水庫(kù)滲漏包括壩基、繞壩滲漏、庫(kù)內(nèi)褶皺產(chǎn)生裂隙滲漏,壩體與基巖接觸帶滲漏,根據(jù)水庫(kù)多年蓄水運(yùn)行觀測(cè),庫(kù)水集中滲漏點(diǎn)有3處,分別是壩下游300-1000m泉點(diǎn)1、2、3,分散滲漏點(diǎn)較多,在正常蓄水位時(shí),總滲漏水量達(dá)6L/s。
根據(jù)壩址區(qū)的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件,庫(kù)水滲漏現(xiàn)狀觀測(cè),水庫(kù)滲漏原因有3方面:
①壩基及繞壩滲漏是基巖受構(gòu)造及巖性控制,巖層產(chǎn)狀陡傾,層間溶蝕裂隙發(fā)育,庫(kù)水沿層間溶蝕裂隙產(chǎn)生滲漏②壩體與基巖接觸帶滲漏是由于建壩時(shí)清基不徹底,基礎(chǔ)未置于弱風(fēng)化帶上;
③壩體滲漏是建壩時(shí)的施工技術(shù)水平、建筑材料等未達(dá)到設(shè)計(jì)要求規(guī)范所致。
(四)滲漏處理措施
根據(jù)水庫(kù)的工程地質(zhì)、巖溶水文地質(zhì)條件及巖石的滲透性質(zhì)特點(diǎn),采用帷幕灌漿處理水庫(kù)滲漏,其設(shè)計(jì)及工藝措施要點(diǎn)為:
①在庫(kù)內(nèi)褶皺帶設(shè)置雙排帷幕,其余部位和壩肩設(shè)置單排帷幕;
②鉆孔本著依序次施工、逐漸加密的原則,按一、二、三序進(jìn)行,施工程序及工藝嚴(yán)格按有關(guān)《規(guī)程》要求。
③帷幕線長(zhǎng)度為弱巖溶式,總長(zhǎng)80m,孔距4m,共計(jì)20個(gè)孔;
④采用懸掛式帷幕,下限達(dá)基巖深度12m,底界控制在Lu≤10,高程為825.00m附近,底界與白云巖弱風(fēng)化帶搭接。
⑤先導(dǎo)孔和檢查孔的巖心采取率≥85%;
⑥帷幕灌漿采用自下而上分段灌漿法或自上而下分段灌漿法,一般孔段灌注材料以R.O32.5普通硅酸鹽水泥為主,搭接面附近及主滲漏區(qū)以R.O42.5水泥――水玻璃雙液灌為主;
⑦灌漿壓力一般按1.0-1.5倍水頭,但不引起壩變形為宜。
四、結(jié)論
在碳酸巖地區(qū),因巖溶發(fā)育而產(chǎn)生滲漏、穩(wěn)定問(wèn)題,造成的病險(xiǎn)水庫(kù)較多,在開(kāi)展工作時(shí),應(yīng)地質(zhì)測(cè)繪、物探方法及水庫(kù)多年蓄水運(yùn)行觀測(cè)來(lái)綜合分析,采取有效、經(jīng)濟(jì)的處理方案;
對(duì)強(qiáng)巖溶地區(qū)的滲漏處理,采用帷幕灌漿為主的綜和治理技術(shù),先進(jìn)行勘測(cè),再針對(duì)病害原因進(jìn)行灌漿或其它止漏技術(shù)設(shè)計(jì)。施工中,根據(jù)巖溶發(fā)育情況,及時(shí)修正施工工藝,并配合其它防滲處理技術(shù),切忌盲目施灌;
灌漿孔的布置根據(jù)實(shí)際情況而定,在強(qiáng)巖溶地段,帷幕厚度不完全取決于灌漿排數(shù)及排距,一般單排即可滿足要求,必要時(shí)增灌,孔距也根據(jù)實(shí)際情況定,以試灌加密孔距的方法,灌漿材料除水泥外,可采用水泥粘土混合液,必要時(shí)加速灌劑,除水泥灌漿外,也可采用其它止漏技術(shù);
加強(qiáng)灌漿施工期的觀測(cè)分析工作,以便及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn),修正灌漿處理工藝設(shè)計(jì)。
[論文摘要]針對(duì)老貓水水庫(kù)工程存在的問(wèn)題,對(duì)建成運(yùn)行以來(lái)的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件及大壩滲漏、穩(wěn)定作出評(píng)價(jià),并提出相應(yīng)的滲漏處理措施。
老貓水水庫(kù)建于20世紀(jì)70年代,水庫(kù)位于甕安縣城北面34Km的龍?zhí)拎l(xiāng)官塘村境內(nèi),是一座以農(nóng)田灌溉為主的小型水庫(kù)。工程建設(shè)時(shí),未對(duì)水庫(kù)及壩址區(qū)進(jìn)行地質(zhì)勘察,至今無(wú)相關(guān)地質(zhì)資料,針對(duì)工程存在的問(wèn)題,列為病險(xiǎn)水庫(kù)治理,需對(duì)建成運(yùn)行以來(lái)的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件及大壩滲漏、穩(wěn)定作出評(píng)價(jià),并提出相應(yīng)的滲漏處理措施。
參考文獻(xiàn):
[1]貴州省甕安縣自然經(jīng)濟(jì)地圖集1989.
[2]中國(guó)人民七三二部隊(duì),區(qū)域水文地質(zhì)報(bào)告.
【關(guān)鍵詞】除險(xiǎn)加固;地質(zhì)勘察;原則
1. 存在的問(wèn)題
(1)現(xiàn)行的水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)程規(guī)范基本上是針對(duì)新建工程而編制的,倒是堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程還對(duì)已建堤防工程的地質(zhì)勘察工作有所界定。這也許與沒(méi)有大張其鼓地實(shí)施除險(xiǎn)加固工程有關(guān)。雖然某些典型病險(xiǎn)工程從一開(kāi)始運(yùn)行就被珍斷為“有病”,甚至數(shù)十年來(lái)一直就沒(méi)有停止過(guò)除險(xiǎn)加固,但卻一直沒(méi)有被治好過(guò),為什么?道理似乎也太簡(jiǎn)單了,一是沒(méi)有找到病因,二是沒(méi)有錢或不愿花錢去治病,三是……大家捉摸去吧,這里也不好意思全部寫出來(lái)了。
(2)近幾年來(lái),病險(xiǎn)水庫(kù)工程的除險(xiǎn)加固在建設(shè)程序上已經(jīng)比較正規(guī)化、程序化,規(guī)模較大的工程一般要通過(guò)總院審查,但一次性審查過(guò)關(guān)的工程并不多,可見(jiàn)此類工程看似難度不大,卻存在著一些理解上的差異。勘測(cè)設(shè)計(jì)單位的理解與審查單位的要求有一定出入,使得除險(xiǎn)加固工程的前期工作出現(xiàn)了一些反復(fù),走了彎路。我們?cè)诠こ虒彶檫^(guò)程中體會(huì)到一些帶有普遍性的問(wèn)題,因此也有必要提出來(lái)與大家討論。
(3)就勘測(cè)單位而言,根據(jù)自己對(duì)所承擔(dān)的除險(xiǎn)加固工程的理解去做地質(zhì)工作,無(wú)可非議;根據(jù)設(shè)計(jì)師的要求去做地質(zhì)工作,似乎也說(shuō)不出個(gè)所以然,地質(zhì)是設(shè)計(jì)的輔助配合性專業(yè),這一點(diǎn)我們還是有自知之明的;根據(jù)委托方的任務(wù)要求開(kāi)展地質(zhì)勘探工作,就不好說(shuō)了;最具有說(shuō)服力的是根據(jù)除險(xiǎn)加固工程的安全鑒定報(bào)告的評(píng)價(jià)意見(jiàn)去做地質(zhì)工作,名正言順。對(duì)于審查人員來(lái)說(shuō),按什么標(biāo)準(zhǔn)和原則來(lái)把握?這恐怕就有些學(xué)問(wèn)了。
(4)歸納以上存在的問(wèn)題不難看出,勘測(cè)工作和審查工作中都存在著一定的人為因素,把握尺度有一定的揉性。例如根據(jù)自己的理解去做地質(zhì)勘察工作,顯然不同的人對(duì)同一問(wèn)題的理解會(huì)有一定的差異,從而導(dǎo)致工程勘測(cè)工作的差異;雖然按設(shè)計(jì)師的要求去做地質(zhì)工作也是符合一些勘測(cè)設(shè)計(jì)單位的管理程序的,但對(duì)于極賦創(chuàng)造性的地質(zhì)工作來(lái)說(shuō),是否未免太過(guò)于呆板死心眼了?審查人員的把握尺度,其人為因素就更多一些,因?yàn)闆](méi)有了規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),也就沒(méi)有了機(jī)械性的硬指標(biāo),幾乎完全取決于審查者自身的業(yè)務(wù)素質(zhì)和職業(yè)素質(zhì)。
2. 問(wèn)題討論
(1)以上若干問(wèn)題很難有一個(gè)唯一的或權(quán)威性的定論,因此也就給思考者們留出了討論空間。通過(guò)討論,也許會(huì)有些啟發(fā)。筆者先在此暴露一些個(gè)人體會(huì),僅供討論參考。
(2)顧名思義,病險(xiǎn)工程首先有病后才有險(xiǎn),然后才引出除險(xiǎn)加固。是否有病有險(xiǎn),工程安全鑒定報(bào)告最具有法律上的權(quán)威性(是否具有符合工程實(shí)際的權(quán)威性?本文回避)。因此筆者基本同意按照工程安全鑒定報(bào)告中的評(píng)價(jià)意見(jiàn)去考慮工程地質(zhì)勘察工作,這是開(kāi)展工程地質(zhì)工作的基本依據(jù)和原則。這里存在的問(wèn)題是某些安全鑒定報(bào)告中對(duì)某些問(wèn)題的界定有些含糊,造成了理解誤差。
(3)例如,安全鑒定意見(jiàn)指出壩基存在滲漏問(wèn)題,但并沒(méi)有指出滲漏問(wèn)題的性質(zhì),這就讓做具體工作的同志在技術(shù)把握上存在一定的疑惑性。這時(shí),我們需要的是首先根據(jù)壩基地質(zhì)條件,分析清楚滲漏的性質(zhì),進(jìn)而決定開(kāi)展工作的原則。從大壩安全角度只需回答存在滲透穩(wěn)定問(wèn)題或不存在滲透穩(wěn)定問(wèn)題,前者需要進(jìn)行工程處理,后者不需要進(jìn)行工程處理;如果從控制滲漏量的角度考慮,為了達(dá)到減滲的目的,即是不存在深透穩(wěn)定問(wèn)題,也可能仍然會(huì)考慮適當(dāng)?shù)姆罎B工程措施。這里的關(guān)鍵是對(duì)滲漏問(wèn)題的定性,如果定性存在困難,針對(duì)性地布置勘探工作將是必要的。
(4)當(dāng)工程安全鑒定報(bào)告中沒(méi)有提及到某些建筑物地基存在病險(xiǎn)問(wèn)題,工程地質(zhì)工作還需要考慮嗎?回答應(yīng)該是中性的,需視具體情況而定。例如壩基不存在病險(xiǎn)問(wèn)題,可以分兩種情況區(qū)別對(duì)待。一種情況是大壩沒(méi)有加高任務(wù),或即是需要加高大壩但壩基工程地質(zhì)條件能夠通過(guò)分析前人留下的地質(zhì)資料作出肯定性結(jié)論,這時(shí)不必進(jìn)行壩基地質(zhì)勘探;第二種情況是需要加高大壩且前人留下的地質(zhì)資料不足以作出滿足大壩加高的工程地質(zhì)評(píng)價(jià),則需要補(bǔ)充進(jìn)行壩基地質(zhì)勘探。
(5)對(duì)于早期地質(zhì)資料與現(xiàn)行評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有出入的,有可能需要考慮一些復(fù)核性地質(zhì)勘探,以便有利于對(duì)前人留下的地質(zhì)資料加深分析與理解。
(6)需要討論的還有一個(gè)值得思考的問(wèn)題:必須用勘探資料說(shuō)話,或先有勘探后才有地質(zhì)分析,在某些情況下這可能是地質(zhì)工作的一個(gè)誤區(qū)。筆者比較強(qiáng)調(diào)先有地質(zhì)分析判斷,再行勘探驗(yàn)證,或進(jìn)一步通過(guò)勘探資料修正先期的分析認(rèn)識(shí)。這相當(dāng)于我們?cè)陂_(kāi)展一個(gè)新工程的地質(zhì)工作時(shí),要盡可能地收集和分析已有的工程區(qū)地質(zhì)資料,再根據(jù)分析結(jié)果結(jié)合工程需要布置勘探工作。反過(guò)來(lái),在沒(méi)有任何分析認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上一開(kāi)始就布置地質(zhì)勘探,就可能會(huì)走彎路。傳統(tǒng)的以勘探工作量來(lái)衡量勘測(cè)設(shè)計(jì)深度的原則,不是工程地質(zhì)工作的正確選擇,也不能體現(xiàn)出極具創(chuàng)新潛力的工程地質(zhì)工作的水平!
3. 工程地質(zhì)工作的原則
通過(guò)以上討論,我們可以概括地歸納出除險(xiǎn)加固工程地質(zhì)勘察工作的一般性原則。
3.1 工程地質(zhì)勘察工作的依據(jù)和范圍。除險(xiǎn)加固工程地質(zhì)勘察工作的依據(jù)是工程安全鑒定報(bào)告中與地質(zhì)有關(guān)的評(píng)價(jià)意見(jiàn),此報(bào)告中沒(méi)有提及到的建筑物地基的地質(zhì)問(wèn)題,說(shuō)明沒(méi)有問(wèn)題或不是問(wèn)題,不必自作多情地去布置地質(zhì)勘探工作,即不必面面俱到象勘測(cè)一個(gè)新建工程一樣將所有樞紐區(qū)工程地質(zhì)條件勘察論證一遍。
3.2 工程地質(zhì)勘察工作的基本原則。
(1)以查明與地質(zhì)條件有關(guān)的險(xiǎn)工、險(xiǎn)段和險(xiǎn)情部位的出險(xiǎn)原因,這是除險(xiǎn)加固工程勘察工作的基本原則,其余沒(méi)有出險(xiǎn)的部位不必進(jìn)行勘察,除非委托方另有要求。此原則就相當(dāng)于醫(yī)生面對(duì)一個(gè)腿關(guān)節(jié)疼痛的病人,用不著給人家做胸部CT和謂鏡檢查,除非病人要求作全面體檢,否則就有 “敲詐”之嫌!對(duì)于病險(xiǎn)工程的全面體檢,那是安全鑒定的任務(wù),不是加固工程地質(zhì)勘察的職責(zé)!這個(gè)原則一定要分清楚,否則費(fèi)力不討好。
(2)某些工程還有大壩加高任務(wù),是在原大壩上增加了新的荷載,壩基受力條件有所變化,這時(shí)必須進(jìn)行壩基工程地質(zhì)評(píng)價(jià),作出壩基地質(zhì)體是否能夠滿足大壩加高要求的地質(zhì)結(jié)論,這一點(diǎn)在實(shí)際工作中往往容易被忽略,因?yàn)楣こ贪踩b定報(bào)告并不一定對(duì)此提出要求。
(3)某些特殊工程的大壩加高,還需對(duì)壩基地質(zhì)體進(jìn)行科學(xué)研究,以便得出具有足夠說(shuō)服力的結(jié)論。例如,南水北調(diào)中線水源工程~丹江口大壩加高工程,雖然在該大壩興建時(shí)壩基就已經(jīng)按照今后最終壩高要求進(jìn)行了工程處理,但仍然不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為加高是可行的。因?yàn)樵髩我呀?jīng)建成運(yùn)行了三十多年,壩基地質(zhì)體受力變形已經(jīng)達(dá)到了協(xié)調(diào)平衡,加高大壩后,壩基必需接受新增加的大壩荷載、水荷載和其它荷載,壩基地質(zhì)體必然要打破原來(lái)的平衡并進(jìn)行新的應(yīng)力應(yīng)變調(diào)整,以達(dá)到新的受力平衡。顯然,研究新的平衡條件下地質(zhì)體的工作狀態(tài)及其對(duì)上部結(jié)構(gòu)的影響,滲流場(chǎng)的改變等,也許是有必要的。
3.3 加強(qiáng)工程地質(zhì)分析工作。
(1)工程地質(zhì)勘察成果的優(yōu)劣,主要體現(xiàn)在工程地質(zhì)的分析水平。某些地質(zhì)報(bào)告,只有地質(zhì)條件的一般性描述,勘探資料的匯積堆砌,工程地質(zhì)的膚淺評(píng)價(jià),而沒(méi)有地質(zhì)師的認(rèn)真分析、邏輯推理和基本判斷,缺乏針對(duì)工程建筑物特性的工程地質(zhì)評(píng)價(jià),少有地質(zhì)預(yù)測(cè),甚至遺漏基本結(jié)論。
(2)工程地質(zhì)學(xué)發(fā)展到今天仍然不能在工程實(shí)踐中體現(xiàn)出她的精髓與魅力,這是我們不得不承認(rèn)的專業(yè)遺憾。話又說(shuō)回來(lái),這種現(xiàn)象顯然不能單純地去責(zé)怪在艱難環(huán)境下辛勤工作的地質(zhì)師,深層次的原因也許并不在于地質(zhì)師的責(zé)任心、素質(zhì)、經(jīng)驗(yàn)、能力和水平,或許屬于深?yuàn)W的哲學(xué)問(wèn)題。筆者在此只好用一句不疼不癢的空話來(lái)勉勵(lì)這個(gè)似乎陷于困境的尷尬專業(yè):加強(qiáng)工程地質(zhì)分析工作。
4. 關(guān)于壩體檢測(cè)
(1)除險(xiǎn)加固工程的勘測(cè)設(shè)計(jì)工作,往往包括對(duì)當(dāng)?shù)夭牧蠅螇误w某些部位的檢測(cè)任務(wù)(有人將此項(xiàng)工作當(dāng)成工程地質(zhì)勘察,這是概念性的低級(jí)錯(cuò)誤)。由于壩體是人類修建的水工建筑物,并不是天然地質(zhì)體,完全不能沿用地質(zhì)基本理論去作違反客觀實(shí)際的“地質(zhì)勘察”,但是卻可以充分借用地質(zhì)師的常規(guī)性或特殊性手段和方法,通過(guò)鉆孔探測(cè)和取樣試驗(yàn),結(jié)合物探手段,研究大壩設(shè)計(jì)和施工資料,對(duì)壩體質(zhì)量作出基本評(píng)價(jià),這是地質(zhì)師的本事,其他專業(yè)的技術(shù)人員是無(wú)能為力的。
(2)此項(xiàng)工作我們需要注意的是,充分估計(jì)到壩體質(zhì)量缺陷的隨機(jī)性、生物洞穴的再生性和檢測(cè)手段的局限性,千萬(wàn)不要進(jìn)行地質(zhì)意義上的推理與判斷,對(duì)于大壩的加高、陪厚、防滲和排水等工程處理措施的建議要留有余地。
5. 遺留問(wèn)題
(1)本文所論的一般性原則,遺留了一些非一般性問(wèn)題。例如,工程安全鑒定報(bào)告中沒(méi)有提及到的與地質(zhì)有關(guān)的又是地質(zhì)師可能質(zhì)疑的問(wèn)題,或者已經(jīng)存在但有可能被安全鑒定本身所遺漏的地質(zhì)問(wèn)題,或者不屬于安全鑒定范圍內(nèi)的地質(zhì)問(wèn)題(如庫(kù)區(qū)地質(zhì)環(huán)境的改變、工程區(qū)潛在的地質(zhì)災(zāi)害、加固工程完建后水庫(kù)運(yùn)行水位的抬高可能引起的一系列問(wèn)題等),等等。