堤防工程地质勘察的探讨

李日伟

摘要:文章根据堤防工程地质勘察规范并结合英德市城区堤防工程地质勘察,探讨堤防地质勘察。

关键词:堤防;地质;勘察

中图分类号:TU874文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)08-0159-01

堤防指防洪堤,有别于水库坝体,堤防一般在洪水才发挥挡水作用。堤防工程的三大主要工程地质问题:堤基土层在渗流作用下的渗透破坏、堤基为软土层存在稳定问题、岸坡受水流冲刷侧蚀产生崩塌破坏影响大堤安全。新建堤防主要内容,就是要查明以上堤防的地质问题,查明天然建筑材料,另外堤防还有附属的建筑物水闸和泵站,需查明建筑物的地基情况,包括承载力、持力层的选择、渗漏等情况,以及可能出现的地质问题。

1堤防地质勘察的依据

目前,现有的堤防勘察主要依据《堤防工程地质勘察规程》(SL188-2005)、《水利水电工程地质勘察规范》(GB50287-99)、《土的分类标准》(GBJ145-90)、《中小型水利水电工程地质勘察规范》(SL55-93)、《土工试验规程》(SL237-1999)、《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》(SL251-2000)及《水利水电工程钻探规程》(SL291-2003)执行。

2堤防地质勘察工作的主要任务

堤防工程地质勘察的基本是任务查明堤防沿线的水文地质、工程地质条件,并进行评价。以下是英德城区堤防工程堤地基的地质勘察的主要任务内容:

第一,查明地基地质结构,特殊土层、粗砾土层及腐殖土层等的分布、厚度及其性状;查明堤基土洞、溶洞等的分布、规模、填充情况及充填物性状,分析其对堤基渗漏、稳定的影响。第二,查明堤基相对隔水层和透水层的埋深、厚度、特性及与江的水力联系,调查沿线泉、井分布位置及其水位流量变化规律,查明地下水与地表水的水质及其对混凝土的腐蚀性。第三,基本查明堤线附近埋藏的古河道、古冲沟、塘等的性状、位置、分布范围,分析其对堤基渗漏、稳定性影响。第四,确定堤基各土层的物理力学性质和渗透性参数。对堤基的渗漏、渗透稳定、抗滑稳定、饱和砂土震动液化、震陷、沉降变形等问题进行评价,并对堤线进行分段地质评价,提出处理措施的建议。第五,天然建筑材料勘察。

上面也可作为一般堤防工程地质勘察的主要任务内容,不过勘察重点还是因地而异。

3堤防地质勘察的一般步骤及技术控制

第一,根据堤防设计阶段,编写地质勘察计划书,说明勘察的任务及勘察的阶段。堤防设计阶段决定勘察的深度,可行性研究阶段和初步阶段的任务不同,但往往一步到位。第二,勘察现场, 测量地形图,布置钻孔,测量钻孔。①测量地形图,这是更好的确定钻孔位置,使防洪堤的位置和钻探的位置更好的结合起来,也能更好的对地形地貌进行测绘。②布置钻孔,根据规范,可行性研究阶段和初步阶段钻孔布置的密度不同,初步设计阶段钻孔纵向布置是200～500m,这给了很大选择的空间。英德市城区防洪堤共25km,初步设计阶段的钻孔孔距为250～330 m,主要是根据地形复杂程度布置,根据不同的地貌单元,适当选取钻孔。横断面根据防洪的断面,孔距以一般在30～50 m以内。③测量钻孔,主要是测量孔口高层,以及对钻孔进行定位,这是地质剖面图的基础。第三,开始钻探,编录钻孔,拍照,并做相关现场测试的实验,如标灌试验。钻探完毕后,要封孔。①钻探过程也是重要的,钻进是否漏水,反应土体的防渗性能。钻进的速度反应地层的结构状况,从钻进的速度及钻进的难度,很容易区分土层,淤泥、砂层,砂砾,河卵石层及基岩,反应基岩风化的程度,甚至土洞和溶洞,是地质编录的重要依据。②钻孔封孔往往容易被忽视,但往往管涌通道,必需封孔处理。对钻孔封孔,采用钻机,回灌中度的水泥浆,让水泥浆和固壁的泥浆混合固结即可。其步骤为,泥浆固壁,回灌水泥浆,钻杆搅拌,封口待水泥浆固结。对于英德北堤钻孔及时封孔,一个钻孔封孔的水泥用量一般200kg即可。第四,收集资料,深入调查堤防历史资料,增补钻孔。调查防洪堤的历史,更好的掌握防洪堤发生过管涌和防洪堤地基的地质情况,这是钻探的补充,也更好的掌握古河道或人工改造过的历史情况,根据历史情况增加必要的钻孔,更详细的了解地下地层情况。

4地质勘察的报告的主要内容

4.1前言部分

①工程概况;②勘察的目的任务要求;③勘察方法和勘察工作布置及完成的任务。

4.2区域地质

①地形地貌,通过地质测绘,或照片反应地形地貌状况。②地层岩性,通过钻探和室内试验,描述土层性质及分布情况,③地质构造与地震,通过调查现场和查找区域地质图,判别地震烈度。④水文地质条件,调查区域地表水情况和地下水渗流情况。

4.3堤防工程地质条件

①工程概况其中包括堤防情况及堤防历史损毁情况,包括管涌和坍塌的情况。②各堤段工程地质条件评价:地形地貌;地下水特征;地层特征。

4.4堤段工程地质问题

堤段工程主要地质问题:堤基的主要工程地质问题是渗透变形、崩岸、沉降、堤基滑移等;堤身的险情主要为滑坡、散浸、管涌、夹层渗漏、堤身单薄等。已建堤防加固工程勘察的目的十分清楚,即重点查明出险堤段堤基的工程地质条件,分析界定发生堤基险情的主要工程地质问题,提出工程处理措施的建议。一般包括以下几方面:

第一,渗透变形问题,即可能发生的管涌和渗透变形的可能性。

第二,抗滑稳定问题。①根据该类土的抗剪强度(直接快剪)指标标准值,计算防洪堤整体抗滑稳定性要求。②查明土堤对软卧土层,判别防洪堤滑移的可能性。③查明防洪是否临空状态,是否存在滑移的可能性。

第三,沉降问题,根据野外观察、原位测试、室内试验,综合提出各土(岩)层岩土参数。 对于土层,一般要做以下表1的物理力学参数。

第四,该地区的地震烈度,考虑地震对该地区防洪堤安全的影响。

4.5天然建筑材料勘察

天然建筑材料包括土方、石方、砂等。对于石要做抗压抗剪试验,砂要作做筛分,以做出级配情况,土料一般要做以下表2数据的相应试验。

查明料场储量,交通条件,开采条件,以及通过岩土料的物理力学性室内实验,判别天然材料的质量。

4.6结论和建议

该节是结论性的堤防主要问题和建议,分段对防洪堤地基做评价,对泵闸选址做出评价,对存在问题段进行评价并做出处理建议。对防洪堤料场的产量,质量,运输条件做出评价。

4.7附图和附件

附图和附件是地质报告不可缺少的组成部分。附图:区域地质图;钻孔柱状图;钻孔布置图;工程地质图、剖面图;天然建筑材料产地分布图;包括交通图和施工总布置示意图。附件:水质分析成果布告;物理力学性能统计表;岩芯照片;土工试验结果布告。

5结语

堤防地质勘察是很严谨的工作,不是要使报告写得很完美,需要真实有用的数据和中肯的阐述堤防的问题,并提出有效合理的建议。需要编写者不仅精通得勘探专业并且懂水利行业的相关知识,不断积累经验,才能写出质量好的堤防地质勘察报告。