水利水电工程施工地质中的地质问题

任立建

（邵阳市水利水电勘测设计院 湖南邵阳 422000）

引言

水利水电工程施工组织复杂，枢纽单项建筑物数量非常多，布置比较集中，工程量很大，工种涉及范围众多，且施工受地形、地质、气候、自然环境影响比较大，受多方面限制很容易对施工顺利开展产生干扰。从近些年水利水电工程的建设方面来看，时常发生因地质问题而引起的工程事故，轻则影响工程施工的整体进度，重则造成施工人员的生命安全。为避免这样的事故发生，更要重视水利水电工程施工中地质工作，不断总结和分析施工地质问题。

1 施工地质工作的内容

施工地质工作的内容主要包括地面建筑物、地下开挖工程、工程边坡。对这三方面内容所做的具体工作基本是一致的，在施工过程中，检验前期地质勘察成果，深化对工程地质条件和问题的认识，进行地质预报，进行工程地质问题处理措施的研究，提出处理建议，必要时提出专项勘察的建议，核定岩土体的物理力学参数，提出运行期间的水文地质、工程地质监测项目及其技术要求，对地下开挖工程进行围岩地质分类并及时提出需加强临时支护的部位，对工程边坡进行边坡稳定性评价与预报并提出处理与监测的意见，最后对地面建筑物地基、地下开挖工程围岩、工程边坡进行工程地质评价。

2 施工地质工作的基本程序

水利水电工程开工后，现场地质人员的服务工作贯穿于施工的全过程，施工地质工作一般是这样展开的：①根据现场情况编制施工地质工作大纲。②地质人员应向业主、监理、施工单位进行技术交底。③地质人员应深入工地现场，加强地质巡视和观测，进行地质编录，编录中可采用摄像和录像的手段，对工程地质现象进行记录。掌握施工进展情况，对可能出现的不利地质因素进行地质预报，并提出相应的处理措施的建议，消除施工中出现的安全隐患。④参加地基、围岩、边坡处理方案及与地质条件相关的安全监测方案的研究。⑤参加与地质有关的工程验收。⑥认真收集施工地质资料，做好资料整编与技术成果编制，并与前期地质勘察成果作对照，如发现较大工程地质问题应及时向专业负责人及上级领导汇报，并提出处理意见。

3 施工中的工程地质问题成因

3.1 前期工程地质勘察的精度局限性

水利水电工程的地质勘察工作有着其独特的复杂性，具有涉及面广泛、任务艰巨的特点。由于勘察精度所限，前期勘察工作不可能做到对地质模型描述的精确无误，也难以做到面面俱到，施工中一般都会遇到前期勘察工作中没有提到的勘察问题，再加上施工过程中会对原有的地质环境产生改变，前期得出的勘察结论有时候失效了，有时候不准确了，这是产生施工地质问题的主要原因。

3.2 前期工程地质勘察工作结论的合理性

工程的地质勘察工作需要制定一个合理的工作周期，这样可以保证勘察工作能够得到合理的分配，各项工作有条不紊地进行。当前很多工程都省略这一周期，并没有做出基础性的前期投入，造成勘察成果质量不高，而施工人员对当地的地质条件的了解十分有限，许多问题会在施工的过程中暴露出来，就需要再对施工设计进行修改，严重耽误施工进程，更严重的还会对工程的建设埋下安全隐患。除此之外，勘察人员的工作经验也会影响前期勘察：①勘察人员对工程概念的理解不清楚，找不到勘探的侧重点，不能有针对性的完成勘察工作，再加上落后的方法和技术都严重影响勘察质量；②在进行工程地质分析工作中时，工作人员所选择的理论方法和计算公式都不能完全符合实际情况，难以适应实际要求；③地质报告信息不够全面，不能够准确地描述出具体的地质条件。以上两方面原因都有可能造成前期勘察工作结论合理性不高，进而带来部分施工地质问题。

4 水利水电工程施工地质问题应对措施

4.1 定期进行地质巡视和观测

施工期间应该重视施工开挖进度、施工工艺、施工程序对已有地质环境的影响，基坑开挖应特别注意卸荷回弹、结构面张裂及建基面损伤，地基岩层缓倾角结构面，断层破碎带，基坑涌水水量及水位等；地下洞室岩质洞室应注意爆破半孔率、断层破碎带、节理裂隙密集带，软弱岩层、岩体透水性，喀斯特洞穴发育位置、高程、规模，进出口段围岩风化卸荷情况、隧洞围岩变形失稳等地质情况，高应力地区还应注意岩爆，在有害气体赋存段还应注意有害气体排放；土质隧洞应注意围岩支护，软土、粉土、细砂土及其它特殊图对隧洞稳定的影响，地下水出露位置、水量、管涌及流土等情况，进出口段稳定情况，空洞分布位置、规模，搜集现场监测资料等，施工期间宜进行必要的地质观测；工程边坡应注意开挖和堆载对原有岸坡或人工边坡稳定的影响，岩质边坡应注意各类地质界面、软弱夹层及地下水对边坡稳定的影响，土质边坡应注意软土、粉土、细砂土及其它特殊土对边坡稳定影响，还应注意地表蠕动、拉裂缝等的发育情况。

4.2 重视取样、试验及专项勘察

施工过程中应对各工程段有代表性的地段取样，保留岩土样本。遇到对工程有重要影响的地质因素应进行取样，保留岩土样本，一般包括特殊岩土、断层破碎带、软弱层带、喀斯特填充物等。对于岩体的试验一般为弹性波测试等建议快速的测试方法，对土体的检测一般包括取样试验及原位测试等，进而核定岩土体物理力学参数。施工过程往往还需对工程有重大影响而前期地质工作中未查明的地质问题进行专项勘察，一般情况下，当需确定地质边界条件及岩体稳定，喀斯特洞穴发育情况，基坑、隧洞及边坡开挖造成的环境地质问题影响时需进行专门的地质勘察工作。

4.3 落实地质编录及测绘

基坑开挖的建基面、地下开挖工程的开挖面及工程边坡的最终坡面应进行地质编录或测绘，除此之外，混凝土建筑物的地基一部分边坡也应进行地质编录。

岩质地基的地质编录一般包括开挖形态、高程、范围，地层岩性、地质构造、不良地质现象，喀斯特发育范围及联通情况，地下水水位、水量；土质地基编录一般包括开挖形态、范围，不良土层分布，不良地质构造，土层含水、渗水情况，地下水位置、水量，土体变形等。岩质隧洞编录一般包括地层岩性，地质构造，喀斯特分布范围及联通状况，地下水出露的位置、水量，岩爆、片帮及坍塌位置、范围，爆破松动、裂隙范围；土质隧洞编录一般包括土的成因、名称、特征，地下水分布情况，土体变形范围等。岩质边坡编录一般包括相邻坡段地理要素，地层岩性，岩层产状，软弱带位置、范围及产状，结构面位置、范围及产状，风化、卸荷深度，地下水位置、流量，边坡变形、失稳范围，爆破松动范围，开挖、减载、喷锚、支挡、排水、节水、植被保护等处理情况。土质边坡编录一般包括地形因素、土的成因、名称及特性，边坡渗水位置，管涌流土特征，边坡变形、失稳等。

4.4 重视地质预报及建议

地质人员应综合前期地质地质资料及施工地质资料，当开挖实际情况与原地质成果有出入需修改原设计或可能出现新的不利地质因素应进行地质预报。地质预报工作应包括基坑可能出现的管涌、流土或大量涌水。隧洞开挖时预计前方可能遇到的重大不良地质现象，如断层破碎带、喀斯特、软弱层带、有害气体地层、突泥、突水等。边坡开挖时可能失稳的岩土体的位置、体积、几何边界和力学参数，边坡变形可能形式、发展趋势及危害程度。针对以上可能遇到的问题，应该及时提出地质建议。基坑处理应包括开挖处理位置、范围，固结灌浆范围、锚固处理范围，防渗帷幕的范围。隧洞处理应包括开挖处理范围，置换、回填处理范围，支护范围等。边坡处理建议应包括开挖、减载范围，挡墙、抗滑桩的位置、范围，锚固处理范围，坡面喷护范围，置换、回填处理范围，排水孔、洞位置。

4.5 做好施工工程评价及验收

地基工程地质评价及验收一般包括岩土体的工程地质类、物理力学参数及渗透性，岩土体是否满足承载力及变形要求，不良工程地质现象处理及处理后是否满足要求，地基可能的整体和局部滑移形式及相应的边界条件，需后续处理的问题及监测项目。地下开挖工程评价及验收一般包括围岩工程地质条件、工程地质类型、工程地质分段，不利块体、不良洞段处理是否满足要求，岩土物理力学参数、岩土渗透性，复核围岩压力、弹性抗力系数和外水压力，需进行后续处理的地质问题及后期监测项目。工程边坡工程地质评价及验收一般包括边坡高度、几何形态和工程地质条件，整体稳定及局部稳定性分析，失稳岩体位置及分布范围，不利块体、不良地质问题处理建议及工程处理是否满足要求，需后续处理的地质问题及监测项目。

5 结束语

本文阐述水利水电工程建设施工地质的基本内容与基本程序，对水利水电施工中产生的地质问题的原因进行了分析，对水力水电施工中出现的地质问题所采取的应对措施进行了论述。水利水电施工地质是水力工程建设的重要一环，它是对前期地质工作的验证及修正，是对工程施工过程中可能出现的地质问题的防范及处理，也是对建筑物工程地质的进一步认识及评价。除此之外，它还能进一步丰富地质工作人员的工作经验，改进地质工作的方式、方法，加深对地质问题的认识，提升处理工程地质问题的能力及经验。因此，做好施工地质工作是一项非常有意义的工作。