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中圖分類(lèi)號(hào):TV331文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
1引言
混凝土建筑在建造和使用過(guò)程中不可避免的會(huì)出現(xiàn)裂縫,裂縫的成因主要以塑性收縮、溫差、基礎(chǔ)不均勻沉降、荷載較為常見(jiàn)。裂縫破壞了建筑物的整體性,降低結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,如果不及時(shí)檢查處理甚至?xí)斐珊艽蟮陌踩[患。
在水利水電工程中,裂縫直接影響到壩體的防滲抗漏能力以及梁柱的穩(wěn)定性。所以要及時(shí)檢查發(fā)現(xiàn)、及時(shí)處理,以保證工程的安全性。在進(jìn)行處理前,要查明裂縫在混凝土內(nèi)的延展深度,是否為貫穿性裂縫,以便于采取適當(dāng)?shù)奶幚泶胧S玫墓こ?a href="http://www.sdwenjia.com/haowen/49893.html" target="_blank">物探檢測(cè)方法有雙面斜測(cè)法、單面平測(cè)法、鉆孔透射法、鉆孔全景圖像等。
本文介紹的方法在水利水電工程中較為常用,不一定全面,權(quán)當(dāng)拋磚引玉。
2雙面斜測(cè)法
只要裂縫部位具有兩個(gè)相互平行的表面,都可用雙面斜測(cè)法檢測(cè)。如常見(jiàn)的梁、柱及其結(jié)合部位。圖2-1是雙面斜測(cè)測(cè)點(diǎn)布置示意圖。
采用等測(cè)距、等斜角的跨縫與不跨縫的斜測(cè)法檢測(cè)。該方法是在保持激發(fā)和接收裝置連線的距離相等、傾斜角一致的條件下進(jìn)行跨縫與不跨縫檢測(cè),分別讀取相應(yīng)的聲時(shí)、波幅與主頻值。當(dāng)激發(fā)與接收裝置連線通過(guò)裂縫時(shí),由于混凝土失去連續(xù)性,超聲波在裂縫界面上產(chǎn)生很大衰減,儀器接收到的首波信號(hào)很微弱,其波幅、聲時(shí)測(cè)值與不跨縫測(cè)點(diǎn)相比較,存在顯著差異。據(jù)此便可判定裂縫深度以及是否在所處斷面內(nèi)貫通。
圖2-1 雙面斜測(cè)測(cè)點(diǎn)布置示意圖
(a) 平面圖;(b) 立面圖
(a) 化灌前 (b) 化灌后
圖4-1 某電站T梁主梁裂縫超聲波測(cè)試曲線
3單面平測(cè)法
單面平測(cè)法適用于結(jié)構(gòu)的裂縫只有一個(gè)可測(cè)面的情況,且裂縫的估計(jì)深度不大于500mm,裂縫垂直于檢測(cè)面最理想。
平測(cè)時(shí)在裂縫的被測(cè)部位,以不同的測(cè)距,按跨縫和不跨縫布置測(cè)點(diǎn)(布置測(cè)點(diǎn)時(shí)應(yīng)避開(kāi)鋼筋的影響)進(jìn)行檢測(cè),其檢測(cè)步驟為:
(1)不跨縫的聲時(shí)測(cè)量:將T和R換能器置于裂縫附近同一側(cè),以兩個(gè)換能器內(nèi)邊緣間距(Ɩ')等于100、150、200、250mm……分別讀取聲時(shí)值(ti),繪制“時(shí)─距”坐標(biāo)圖(圖2-1)或用回歸分析的方法求出聲時(shí)與測(cè)距之間的回歸直線方程:
Ɩἰ=a+btἰ
圖3-1 平測(cè)“時(shí)-距”圖圖3-2繞過(guò)裂隙示意圖
每測(cè)點(diǎn)超聲波實(shí)際傳播距離Ɩἰ為:
Ɩἰ= Ɩ'+|a|(3-1)
式中Ɩἰ─第ἰ點(diǎn)的超聲波實(shí)際傳播距離(mm);
Ɩ'─第i點(diǎn)的R、T換能器內(nèi)邊緣間距(mm);
a─“時(shí)─距”圖中Ɩ'軸的截距或回歸直線方程的常數(shù)項(xiàng)(mm)。
不跨縫平測(cè)的混凝土聲波值為:
υ=(Ɩn'- Ɩ1') /(tn-t1)(km/s)(3-2)
或υ=b(km/s)
式中Ɩn',Ɩ1'─第n點(diǎn)和第1點(diǎn)的測(cè)距(mm);
tn、t1─第n點(diǎn)和第一點(diǎn)讀取的聲時(shí)值(us);
b─回歸系數(shù)。
(2)跨縫的聲時(shí)測(cè)量:如圖(3-2)所示,將T、R換能器分別置于以裂縫為對(duì)稱的兩側(cè),Ɩ'取100、150、200mm、……分別讀取聲時(shí)值t01,同時(shí)觀測(cè)首波相位的變化。
(3)平測(cè)法檢測(cè),裂縫深度應(yīng)按下式計(jì)算:
hci= Ɩἰ/2?(3-3)
mhc=1/n? (3-4)
式中Ɩἰ─不跨縫平測(cè)時(shí)第i點(diǎn)的超聲波實(shí)際傳播距離(mm);
hci─第i點(diǎn)計(jì)算的裂縫深度值(mm);
t0i─第i點(diǎn)跨縫平測(cè)的聲時(shí)值(us);
mhc─各測(cè)點(diǎn)計(jì)算裂縫深度的平均值(mm);
n─測(cè)點(diǎn)數(shù)。
(4)裂縫深度的確定方法如下:
1)、跨縫測(cè)量中,當(dāng)在某測(cè)距發(fā)現(xiàn)首波相反時(shí),可用該測(cè)距及兩個(gè)相鄰測(cè)距的測(cè)量值按照(3-3)式計(jì)算hci值,取此三點(diǎn)hci的平均值作為該裂縫的深度值(hc);
2)跨縫測(cè)量中如難以發(fā)現(xiàn)首波反相,則以不同測(cè)距按(3-3)式、(3-4)式計(jì)算hci及其平均值(mhc)。將各測(cè)距Ɩn'與mhc相比較,凡測(cè)距Ɩi'小于mhc和大于3mhc,應(yīng)剔除該組數(shù)據(jù),然后取余下hci的平均值,作為該裂縫的深度值(hc)。
4鉆孔透射法
鉆孔透射法是在裂縫估計(jì)深度較深,且混凝土體積較大的情況下,采取在裂縫兩邊鉆孔的方式,進(jìn)行聲波跨孔透射檢測(cè)。
現(xiàn)場(chǎng)鉆孔布置如圖4-1,這樣就可以跨裂縫測(cè)兩組鉆孔,不跨縫測(cè)一組鉆孔進(jìn)行對(duì)比。
圖4-1 鉆孔透射法測(cè)點(diǎn)布置圖
聲波波幅的處理較為簡(jiǎn)單,用專(zhuān)用的聲波處理軟件就可以實(shí)現(xiàn),通過(guò)波幅振幅頻率的變化,可以比較直觀的判斷裂縫延展深度情況。
超聲波在介質(zhì)中總是沿著最短的路徑傳播,裂縫在混凝土中的存在,造成混凝土不連續(xù),當(dāng)遇到裂縫時(shí),聲波能量會(huì)衰減,檢測(cè)結(jié)果就表現(xiàn)為波幅的衰減和頻率的降低。
圖4-2 某水利樞紐工程未跨縫聲波波列圖
圖4-3 某水利樞紐工程跨縫聲波波列圖
從圖4-3中可以看出,未跨縫檢測(cè)的波列圖中波幅均勻,跨縫檢測(cè)的灌漿處理前波列圖,可見(jiàn)明顯的波幅衰減,通過(guò)波列圖的波幅衰減可推斷裂縫深度。灌漿處理后跨縫檢測(cè)的波列圖則可反映灌漿處理對(duì)裂縫的封閉效果。
5鉆孔全景圖像
當(dāng)裂縫估計(jì)深度較深或裂縫為近水平時(shí),可以考慮使用鉆孔全景圖像進(jìn)行孔內(nèi)觀察,確定裂縫走向和深度。
鉆孔全景圖像一般是和聲波檢測(cè)配合使用,在檢測(cè)部位順裂縫走向或垂直裂縫鉆孔,孔內(nèi)清洗干凈,用鉆孔全景圖像進(jìn)行孔內(nèi)檢查,可以實(shí)時(shí)觀察孔內(nèi)裂縫寬度、傾向,還可獲得全孔全景展布圖,用于分析。
圖5-1 某水利樞紐工程鉆孔全景圖像反映水平層間裂縫
圖5-1是某水利樞紐工程鉆孔全景圖像成果,圖中所標(biāo)裂縫為一水平裂縫。鉆孔全景圖像可實(shí)現(xiàn)全孔壁成像,對(duì)裂縫寬度和傾向都可以進(jìn)行判定。
6結(jié)語(yǔ)
在檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)注意檢測(cè)條件適合應(yīng)用何種檢測(cè)方法,充分結(jié)合工作測(cè)試條件選用適當(dāng)?shù)姆椒ǎ绻麠l件允許還可采取多種方法綜合檢測(cè),以提高成果判斷的可靠性。
上述幾種水利水電工程檢測(cè)中常用的混凝土裂縫檢測(cè)方法,限于專(zhuān)業(yè)范圍不可能涵蓋所有,故無(wú)法對(duì)其他混凝土缺陷檢測(cè)方法進(jìn)行討論,還希望能有機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)借鑒其他同行的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。
參考文獻(xiàn):
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l水庫(kù)病害成因分析
水庫(kù)病害主要受運(yùn)行條件、地理、氣候、地質(zhì)條件和建設(shè)時(shí)期的特定環(huán)境影響,水庫(kù)工程便存在各方面的病害,從而使水庫(kù)達(dá)不到預(yù)計(jì)的蓄水量。情況嚴(yán)重的有很多水庫(kù)空庫(kù)操作,從而使灌溉面積縮小。不止這些,因?yàn)樗畮?kù)存在不安全因素,對(duì)下游人民生命安危及財(cái)產(chǎn)安全也帶來(lái)不可輕視影響。如何揚(yáng)長(zhǎng)避短,第一就是及時(shí)的剖析水庫(kù)病害原因,為水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程的必要性和設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)。在對(duì)全區(qū)病險(xiǎn)水庫(kù)實(shí)地踏勘和室內(nèi)分析整理,病險(xiǎn)水庫(kù)病害成因主要是以下幾種。
1.1庫(kù)岸不穩(wěn)定
一部分病險(xiǎn)水庫(kù)的水下岸坡存在不穩(wěn)定體,在水庫(kù)蓄水前期則已產(chǎn)生一定的位移或滑塌,在建水庫(kù)時(shí)未進(jìn)行處理。水庫(kù)蓄水后,由于地下水環(huán)境的改變而加劇其不穩(wěn)定性,尤其是近壩不穩(wěn)定體,對(duì)水庫(kù)的安全影響最大。庫(kù)岸滑坡主要受岸坡第四系松散堆積物厚度、巖體風(fēng)化程度、巖體軟弱結(jié)構(gòu)面的優(yōu)勢(shì)面、岸坡坡度和地下水環(huán)境改變的控制和影響。不穩(wěn)定體滑動(dòng)面一般是第四系松散堆積物與基巖接觸帶,或巖體軟弱結(jié)構(gòu)面的優(yōu)勢(shì)面,或全、強(qiáng)風(fēng)化巖體中的應(yīng)力集中接帶。山高坡陡,基巖裂隙水位較高,地下水多從谷坡裂隙滲出,并經(jīng)松散堆積物與基巖接觸帶排泄于谷底,同時(shí)軟化和接觸口,這些因素導(dǎo)致接觸帶抗剪強(qiáng)度降低,從而引起坡積層沿基巖面的滑動(dòng)。
1.2土石壩沉降
在小(二)型水庫(kù)中。壩體均為土石壩,但這些土石壩壩基不同程度的保留了第四系松散堆積物,堆積厚度一般是2.4m,軟弱層極少見(jiàn),這些堆積物的天然密度多大于壩體填筑密度,同時(shí)在壩體荷載作用下進(jìn)一步壓密,壩基的壓縮變形是極有限的。所以土石壩的沉降問(wèn)題主要來(lái)自于土石壩壩體本身因填筑物的不密實(shí)而產(chǎn)生的自重|司結(jié)變形。在修建這些水庫(kù)時(shí),是解放初期,多為投工投勞和人工操作,機(jī)械化程度低,壩體填筑密實(shí)度達(dá)不到要求,一是碾壓不夠,鉆孔巖心結(jié)構(gòu)松散,標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)擊數(shù)偏低,鉆孔注水試驗(yàn)滲水量大;二是填筑土含水量太高,采用在壩基水下拋土截流,并讓未經(jīng)合適處理的截流戧體成為土壩的一部分,在水庫(kù)運(yùn)行期問(wèn),高含水量的原戧體發(fā)生沉降變形;三是分段填筑的施工縫處理不當(dāng),當(dāng)時(shí)人工挑土上壩,二三個(gè)壩段同時(shí)填筑,因壩段間施工縫自壩底至壩頂均未作碾壓處理或處理不當(dāng),使壩體產(chǎn)生沉降變形,過(guò)量的變形導(dǎo)致壩體裂縫或壩高不足。
1.3土石壩裂縫
常見(jiàn)的土石壩裂縫是平行壩軸線方向的縱縫和垂直壩軸線方向的橫縫。土石壩背水坡的縱縫多由壩坡偏陡、上下游差異沉降、壩體土粘粒含量太高產(chǎn)生干縮和壩體向下游的滲透動(dòng)水壓力作用所引起的。但多數(shù)土石壩背水坡較為平整,且布有貼坡或棱體反濾排水,因此土石壩背水坡的縱縫一般不多見(jiàn)。土石壩迎水坡或壩頂?shù)目v縫多由壩坡偏陡、壩體向上游的滲透動(dòng)水壓力作用和壩體土粘粒含量太高產(chǎn)生干縮所引起的。由于水庫(kù)的不斷蓄水和放水,使土行壩迎水坡的壩體土頻繁出現(xiàn)飽水和失水過(guò)程,尤其是在庫(kù)水位發(fā)生驟降情況下,這種縱縫更容易產(chǎn)生,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)產(chǎn)生壩體滑坡。土石壩的橫向裂縫除了壩體土粘粒含量太高產(chǎn)生干縮外,另外的原因就是壩體在分段填筑時(shí)施工縫處理不當(dāng),壩體產(chǎn)生差異滑動(dòng)與沉降所造成的。
1.4土石壩滲透穩(wěn)定
土石壩的滲漏源于防滲體的空隙過(guò)大或穿壩涵洞及其他構(gòu)筑物差異變形產(chǎn)生的滲漏縫隙。當(dāng)滲透流速大于砂、土的涌動(dòng)流速(砂、土被水流帶走的臨界滲流速度)時(shí),土石壩則產(chǎn)生滲透破壞,還有因生物作用而產(chǎn)生滲透破壞的。
1.5壩基抗滑穩(wěn)定
除了上述情況外,有些水庫(kù)大壩是壩底寬度較小的剛性壩,由于接觸面抗剪強(qiáng)度不足、基巖優(yōu)勢(shì)面抗剪強(qiáng)度不足、壩基揚(yáng)壓力太大等原因使大壩發(fā)生險(xiǎn)情。
1.6壩基滲透穩(wěn)定
已建大壩的壩基出現(xiàn)的滲透穩(wěn)定問(wèn)題,分析其原因主要是由于松散巖土孔隙、斷層軟弱破碎帶、軟弱破碎夾層和巖溶洞穴存在所引起的。庫(kù)水通過(guò)這些薄弱帶侵蝕壩基,促使壩基發(fā)生滲透破壞,這種情況多發(fā)生在貫通土石壩基的砂礫石層中。
1.7繞壩滲透穩(wěn)定
水庫(kù)成為病險(xiǎn)庫(kù)的情況中,繞壩滲透破壞也是一個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題.其主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是近壩肩斷層破碎帶管涌影響壩肩穩(wěn)定;二是繞壩滲漏引起壩肩下游深風(fēng)化巖坡或土坡的滑坡,進(jìn)而影響壩肩穩(wěn)定。
2病險(xiǎn)水庫(kù)地質(zhì)勘察
水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程的實(shí)施能否起到興利除害的目的,使水庫(kù)能充分發(fā)揮其作用,前期地質(zhì)勘察工作有著至關(guān)重要的作用。首先是壩基地質(zhì)情況呈隱蔽性,資料記錄不完全,水庫(kù)蓄水后地質(zhì)情況發(fā)生改變:其次是對(duì)一些構(gòu)筑物的質(zhì)量和位置需要進(jìn)行勘探和測(cè)試,所以稱之為病險(xiǎn)水庫(kù)地質(zhì)勘察,而不單純是病險(xiǎn)水庫(kù)的工程地質(zhì)勘察;三是地質(zhì)勘察工作集中在安全鑒定勘察和除險(xiǎn)加固初步設(shè)計(jì)勘察階段,安全鑒定勘察時(shí),無(wú)可參照的規(guī)程或規(guī)范,需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察情況及經(jīng)驗(yàn)得出結(jié)論和建議。就病險(xiǎn)水庫(kù)安全鑒定勘察的精度問(wèn)題,現(xiàn)行可以參照《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(GB50487—2008)和《中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(SL55—2005)所規(guī)定的“初步設(shè)計(jì)階段工程地質(zhì)勘察”和“技施設(shè)計(jì)階段工程地質(zhì)勘察之專(zhuān)門(mén)性工程地質(zhì)問(wèn)題勘察”精度實(shí)行。結(jié)合病險(xiǎn)水庫(kù)的前期建設(shè)資料和后期成為病險(xiǎn)庫(kù)時(shí)勘察的地形地質(zhì)條件,工程地質(zhì)勘察一般采用施工、運(yùn)行調(diào)查與地質(zhì)勘探、地質(zhì)測(cè)試相結(jié)合的方法,才能使地勘工作有的放矢,同時(shí)查明其他存在的病害隱患,確保地質(zhì)勘察成果的全面性和可靠性。病險(xiǎn)水庫(kù)地質(zhì)勘察的原則是以病險(xiǎn)工段作為重點(diǎn)勘察.必要時(shí)做專(zhuān)門(mén)勘察,一般工段做常規(guī)勘察。
2.1庫(kù)區(qū)地質(zhì)勘察
病險(xiǎn)水庫(kù)地質(zhì)勘察的主要內(nèi)容是庫(kù)岸穩(wěn)定、水庫(kù)滲漏和水庫(kù)淤積問(wèn)題。其中水庫(kù)滲漏和水庫(kù)淤積問(wèn)題的地質(zhì)勘察,視病險(xiǎn)的實(shí)際情況進(jìn)行。而庫(kù)岸穩(wěn)定的地質(zhì)勘察,不管病險(xiǎn)是否存在,均要進(jìn)行,尤其是要對(duì)近壩庫(kù)岸的潛在危險(xiǎn)進(jìn)行研究。勘察方法一般采用地質(zhì)測(cè)繪和槽坑探的地表研究以及必要的工程鉆探或硐探的深層研究。
2.2壩區(qū)地質(zhì)勘察
1)壩體勘察。勘察的主要內(nèi)容是了解壩體的填(澆)筑質(zhì)量,裂縫位置、寬度、性狀,滲漏通道、范圍、性質(zhì),浸潤(rùn)面分布狀況,滑坡體范圍、滑移面寬度、性狀,施工缺陷,結(jié)構(gòu)體材料的性質(zhì)及其他病險(xiǎn)特征和相關(guān)問(wèn)題。勘察方法一般采用鉆探、坑探、井探和物探等地質(zhì)勘探手段,標(biāo)準(zhǔn)貫人試驗(yàn)、動(dòng)力觸探試驗(yàn)、結(jié)構(gòu)體的巖土試驗(yàn)和壓(注、滲)水試驗(yàn)、連通試驗(yàn).示蹤試驗(yàn)、波速測(cè)試、堤壩病險(xiǎn)探測(cè)、孔內(nèi)電視等觀測(cè)手段對(duì)壩體病害進(jìn)行綜合勘察。對(duì)于不同水庫(kù)的病險(xiǎn)工段的勘察,宜針對(duì)病險(xiǎn)情況,選擇合適的勘察手段和測(cè)試方法,勘探點(diǎn)的間距視需要而定;對(duì)于一般工段的常規(guī)勘察,宜結(jié)合壩基工程地質(zhì)勘察范圍布置勘探點(diǎn),勘探點(diǎn)的間距參照《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(GB50487—2008)和《中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(SL55—2005)所規(guī)定的“初步設(shè)計(jì)階段工程地質(zhì)勘察”的要求布置。
2)壩基工程地質(zhì)勘察。工程地質(zhì)勘察內(nèi)容是在分析前期相關(guān)工程地質(zhì)勘察成果的基礎(chǔ)上,通過(guò)地質(zhì)踏勘,了解工程區(qū)地形條件,調(diào)查施工和運(yùn)行期間的壩基險(xiǎn)情及隱患.查明壩基清基情況和壩基工程地質(zhì)條件,分析壩基工程地質(zhì)問(wèn)題,評(píng)價(jià)壩基工程地質(zhì)問(wèn)題對(duì)壩基穩(wěn)定的影響程度。勘察方法一般采用地質(zhì)測(cè)繪、鉆探、槽探、坑探、井探和物探等地質(zhì)勘探手段,以及標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、動(dòng)力觸探工程技術(shù)試驗(yàn)、巖土試驗(yàn)、壓(注)水試驗(yàn)、壩基承壓水頭(揚(yáng)壓力)觀測(cè)、連通試驗(yàn)、示蹤試驗(yàn)、聲波測(cè)井、孔內(nèi)電視等觀測(cè)手段對(duì)壩基進(jìn)行工程地質(zhì)勘察。重點(diǎn)勘察壩基前期及調(diào)查了解的險(xiǎn)情及隱患。對(duì)其他壩基的勘察手段和測(cè)試方法以及勘察范圍和勘探點(diǎn)間距可參照《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(GB50487—2008)和《中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(SL55—2005)所規(guī)定的初步設(shè)計(jì)階段工程地質(zhì)勘察的要求。
2.3涵洞工程地質(zhì)勘察
2.3.1規(guī)模較小的水庫(kù)為穿壩輸水涵地質(zhì)勘察。混凝土壩中的穿壩輸水涵病害勘察內(nèi)容主要是了解涵管裂縫。通過(guò)管內(nèi)檢查、工程鉆探、壓(注)水試驗(yàn)和聲波測(cè)井、孔內(nèi)電視等,杳明裂縫寬度與分布狀況;土壩中的穿壩輸水涌病害勘察內(nèi)容主要是了解涵管裂縫、位移以及管周壩體土的性狀與浸潤(rùn)線高程。一般通過(guò)管內(nèi)檢查、工程鉆探手段,以及標(biāo)準(zhǔn)貫人試驗(yàn)、土工試驗(yàn)和注水試驗(yàn)等測(cè)試方法,查明涵管位移和裂縫狀況,評(píng)價(jià)管周壩體土的滲透穩(wěn)定性和抗沖穩(wěn)定性。
2.3.2規(guī)模較大的水庫(kù)即是對(duì)輸水隧洞工程地質(zhì)勘察。勘察內(nèi)容主要是了解洞襯砌體或圍巖的裂縫、斷裂或其他變形及滲透破壞情況,通過(guò)洞內(nèi)外觀檢查、工程鉆探、巖土試驗(yàn)、壓(注)水試驗(yàn)和聲波測(cè)井、孔內(nèi)電視等,重點(diǎn)勘查隧洞病險(xiǎn)洞段,評(píng)價(jià)洞室圍巖的穩(wěn)定性。
2.4溢洪道工程地質(zhì)勘察
工程地質(zhì)勘察內(nèi)容是在分析前期相關(guān)工程地質(zhì)勘察成果的基礎(chǔ)上,通過(guò)施工和運(yùn)行調(diào)查,了解病險(xiǎn)工段,查明閘室或堰基清基情況,查明閘室或堰基及其他工段的工程地質(zhì)條件,分析溢洪道地基工程地質(zhì)問(wèn)題,評(píng)價(jià)溢洪道地基工程地質(zhì)問(wèn)題對(duì)溢洪道穩(wěn)定的影響程度。勘察方法一般采用地質(zhì)測(cè)繪、鉆探、槽探等地質(zhì)勘探手段,標(biāo)準(zhǔn)貫人試驗(yàn)、動(dòng)力觸探試驗(yàn)、巖土試驗(yàn)、壓(注)水試驗(yàn)、閘室或堰基承壓水頭(揚(yáng)壓力)觀測(cè)、聲波測(cè)井、孔內(nèi)電視等觀測(cè)手段對(duì)溢洪道地基進(jìn)行工程地質(zhì)勘察,重點(diǎn)勘察溢洪道地基的病險(xiǎn)工段。
Abstract: this paper first on what is water conservancy project design and the importance of water conservancy project design, then according to the practice of induction and sums up in water conservancy engineering design of the existence of a few common problem, and analyzed, and put forward the corresponding measures to improve.
Keywords: water conservancy project design; Existing problems; Countermeasure analysis
中圖分類(lèi)號(hào):TV文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
1水利工程設(shè)計(jì)的重要性
水利工程設(shè)計(jì)工作是指為達(dá)到預(yù)定水利工程目標(biāo)而制定的工程方案、建筑物和實(shí)施方法以及經(jīng)費(fèi)預(yù)算等工作。其設(shè)計(jì)方案的好壞直接影響工程的投資效益和工程的安全運(yùn)行。所以.在水利建設(shè)中水利工程設(shè)計(jì)起著關(guān)鍵性作用,加強(qiáng)水利工程設(shè)計(jì)管理有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1.1水利上程沒(méi)計(jì)方案的好壞直接影響水利工程的造價(jià)。水利工程項(xiàng)目的建設(shè)包括三大階段:項(xiàng)目決策、項(xiàng)目設(shè)計(jì)和項(xiàng)目實(shí)施。在整個(gè)水利工程建設(shè)中,投資控制的關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)和決策兩個(gè)階段,當(dāng)水利工程項(xiàng)目做出投資決策后,關(guān)鍵就是工程設(shè)計(jì)了,而工程設(shè)計(jì)方案的好壞直接影響著水利工程的質(zhì)量和造價(jià)。
1.2水利工程設(shè)計(jì)對(duì)于運(yùn)行費(fèi)用的重要性。水利工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量影響著項(xiàng)目建設(shè)的一次性投資,也影響著運(yùn)行費(fèi)用。水利工程一次件投資和運(yùn)行費(fèi)用有著一定的反比關(guān)系,而水利工程設(shè)計(jì)在它們之中的作用可以影響到兩者的最佳結(jié)合,完美的設(shè)計(jì)可以使得水利工程建設(shè)項(xiàng)目的運(yùn)行費(fèi)用達(dá)到最低。
2水利工程設(shè)計(jì)中存在的常見(jiàn)問(wèn)題
2.1基本資料不詳
基本資料不詳是設(shè)計(jì)審查中發(fā)現(xiàn)的主要問(wèn)題之一。對(duì)于水利工程設(shè)計(jì),當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)、水文、氣象、水資源等摹本情況直接涉及設(shè)計(jì)方案的選擇。計(jì)算公式的引用,參數(shù)的確定等問(wèn)題,這些基礎(chǔ)資料不詳或不準(zhǔn)確。將直接導(dǎo)致設(shè)計(jì)失誤,因此設(shè)計(jì)部門(mén)一定要給予足夠的重視。現(xiàn)有很多項(xiàng)目由于時(shí)間緊或?yàn)楣?jié)省開(kāi)支不進(jìn)行實(shí)地勘察.采用以往資料或其他地區(qū)的資料進(jìn)行設(shè)計(jì),而在實(shí)際施工中發(fā)現(xiàn)與實(shí)際情況不符,要進(jìn)行設(shè)計(jì)變更.這不僅給設(shè)計(jì)審查帶來(lái)麻煩,而且會(huì)造成工期拖延甚至施丁方索賠等一系列問(wèn)題。
2.2在設(shè)計(jì)工作中技術(shù)經(jīng)濟(jì)觀念不強(qiáng)
設(shè)計(jì)單位在整個(gè)設(shè)計(jì)階段中施工方案基本無(wú)比較,只要方案科行即科,技術(shù)經(jīng)濟(jì)觀念不強(qiáng)。招標(biāo)設(shè)計(jì)階段的深度與可研階段差不多,無(wú)設(shè)計(jì)優(yōu)化。只有通過(guò)詳細(xì)、充分的比較和論證才能保在進(jìn)入施工詳圖設(shè)計(jì)階段后。由于業(yè)主的強(qiáng)烈干預(yù),設(shè)計(jì)單位才對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行較細(xì)致的比較,導(dǎo)致進(jìn)入施工詳圖設(shè)計(jì)階段后設(shè)計(jì)修改很多,引起施工單位索賠,得不償失。
2.3方案論證不充分
方案比較與論證無(wú)論在可研階段還是初步設(shè)計(jì)階段都是必不可少的重要內(nèi)容,只有通過(guò)詳細(xì)、充分的比較和論證才能保證設(shè)計(jì)方案經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等方面的先進(jìn)性和合理性.而這部分內(nèi)容恰恰是水利下程設(shè)計(jì)中被普遍忽略的。方案比較應(yīng)該從工程選址、工程總布置.建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等步驟對(duì)備選方案的工期、投資、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境影響、運(yùn)行條件等多方面進(jìn)行全面的分析比較,而且比選應(yīng)在幾個(gè)可行的方案之問(wèn)進(jìn)行.不能與根本不可行的方案比選。現(xiàn)有很多設(shè)計(jì)只在總體方案選擇時(shí)簡(jiǎn)單的定性說(shuō)明一下甲方案投資高于乙方案,就認(rèn)為乙方案優(yōu).而沒(méi)有進(jìn)行詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)分析(計(jì)算內(nèi)部收益率、經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值、投資回收期等指標(biāo))。總體方案確定后具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就很少進(jìn)行方案比較這些都會(huì)造成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、投資浪費(fèi)等問(wèn)題。
2.4 前期規(guī)劃不深入
2.4.1規(guī)劃設(shè)計(jì)資料收集不準(zhǔn)確
水文資料的參考、水力計(jì)算公式的引用、參數(shù)的確定、設(shè)計(jì)方案
的選擇都是依據(jù)不夠詳實(shí)和不夠精確的數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的,這樣必然會(huì)
導(dǎo)致壩址的選定、電站的結(jié)構(gòu)形式選擇、發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量的確定、
輸水建筑物的布置等與實(shí)際情況不符,甚至出現(xiàn)明顯的偏差,從而造
成嚴(yán)重的后果。
2.4.2實(shí)地勘察結(jié)果不符合實(shí)際
現(xiàn)在很多設(shè)計(jì)部門(mén)由于人員短缺,設(shè)計(jì)任務(wù)重,時(shí)間緊,并且為了節(jié)約開(kāi)支,對(duì)中小型水電項(xiàng)目實(shí)地勘察的工作程序進(jìn)行了簡(jiǎn)化。一是只進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)繪,沒(méi)有對(duì)地質(zhì)情況作進(jìn)一步的地質(zhì)探查;二是即使進(jìn)行了地質(zhì)勘探,但布點(diǎn)稀少,鉆探深度不夠,或者是只是采取鉆探方式,沒(méi)有采取勘探試驗(yàn)的平洞、坑探、物探、巖體原位抗剪斷測(cè)試等手段做進(jìn)一步的工程地質(zhì)勘察,這樣得出的結(jié)論根本不能詳細(xì)的對(duì)地質(zhì)的實(shí)際情況進(jìn)行準(zhǔn)確描述。三是不進(jìn)行勘察,直接利用過(guò)去的地形圖、地質(zhì)資料進(jìn)行設(shè)計(jì),這樣得出的設(shè)計(jì)直接影響了壩址選定、施工導(dǎo)流方案的選擇,也使電站廠房、溢洪道、沖砂閘、船閘等建筑物布置難以趨近合理。在工程建設(shè)過(guò)程中,建設(shè)、監(jiān)理和施工單位經(jīng)常發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)報(bào)告中提供的地形資料和地質(zhì)資料不符合實(shí)際,只好進(jìn)行補(bǔ)充勘察、補(bǔ)充設(shè)計(jì),發(fā)生了重大的設(shè)計(jì)變更。重大的設(shè)計(jì)變更一方面加大了資金投入,另一方面要經(jīng)過(guò)主管部門(mén)的二次審批,嚴(yán)重影響了工期,同時(shí)帶來(lái)了施工單位索賠,建設(shè)單位投資增加,以及后期審計(jì)工作難度提高等一系列的問(wèn)題。更嚴(yán)重的是影響了樞紐工程電站的正常投入運(yùn)行和并網(wǎng)發(fā)電,灌區(qū)配套工程不能及時(shí)發(fā)揮效益。
2.5設(shè)計(jì)方案對(duì)工程的后續(xù)運(yùn)行與管理考慮不足
隨著工程建設(shè)的技術(shù)水平不斷提高,一些新的材料和先進(jìn)的設(shè)備也投入到工程建設(shè)中,對(duì)工程的運(yùn)行起著良好的作用。但在一些中、小型的水利水電項(xiàng)目中,應(yīng)考慮工程建成后的運(yùn)行與管理維護(hù)。目前,基層水管單位普遍存在資金短缺的狀況,對(duì)于運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用較高的數(shù)控系統(tǒng)、液壓設(shè)備的使用應(yīng)考慮中小型水利水電工程的實(shí)際情況來(lái)設(shè)計(jì)。考慮到其將來(lái)的運(yùn)行、維護(hù)的成本以及管理上的方便、快捷,不能生搬硬套,一味地強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)的技術(shù)含量。
3改進(jìn)水利工程設(shè)計(jì)的對(duì)策分析
3.1確保設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料的真實(shí)性
我國(guó)現(xiàn)行各種水文計(jì)算規(guī)范種都規(guī)定.在水利水電工程規(guī)劃設(shè)計(jì)中,首先要對(duì)水文基本資料進(jìn)行嚴(yán)格審查、復(fù)核。工程水文設(shè)計(jì)受基礎(chǔ)資料、推算、環(huán)境、人為岡素等方面的客觀和豐觀的干擾.或多或少存在成果評(píng)判上的差異,這就決定了對(duì)工程水文設(shè)計(jì)相關(guān)資料必須認(rèn)真核查.才能保證設(shè)計(jì)成果的可靠性和真實(shí)性。設(shè)計(jì)中新引用的基本資料、數(shù)據(jù)、時(shí)期等.都要滿足兩條要求:一是十分可靠;二是適應(yīng)研究對(duì)象精度要求。
3.2設(shè)計(jì)招投標(biāo)
實(shí)行招標(biāo)投標(biāo)制,目的就是要引進(jìn)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制,使設(shè)計(jì)單位具有危機(jī)意識(shí),充分調(diào)動(dòng)設(shè)計(jì)單位精心設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)的主動(dòng)性和積極性,督促設(shè)計(jì)單位提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。可將預(yù)可研階段、可研階段分別作為一個(gè)招標(biāo)階段,招標(biāo)設(shè)計(jì)階段與施工詳圖設(shè)計(jì)階段合并為一個(gè)招標(biāo)階段,分期進(jìn)行設(shè)計(jì)招標(biāo)。現(xiàn)在的館程實(shí)施監(jiān)理制度應(yīng)該說(shuō)是一種比較完善的體制了,可以從資金、進(jìn)度、質(zhì)量3個(gè)方面對(duì)工程進(jìn)行控制。而在我國(guó)的設(shè)計(jì)市場(chǎng)上,則往往存在著一家之言、一家說(shuō)了算的問(wèn)題,對(duì)設(shè)計(jì)單位的工作成果只有通過(guò)審杏會(huì)的形式加以判斷和確認(rèn).但由于審查會(huì)一般時(shí)間較短,與會(huì)的專(zhuān)家不町能對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行全面細(xì)致的論證或復(fù)核,使審查會(huì)難以達(dá)到預(yù)期的效果。而設(shè)計(jì)成果要是出了問(wèn)題。后果將是非常嚴(yán)重的。
3.3實(shí)行設(shè)計(jì)監(jiān)理制
能對(duì)設(shè)計(jì)的全過(guò)程進(jìn)行控制與監(jiān)督,必然會(huì)促進(jìn)設(shè)計(jì)單位提高其設(shè)計(jì)質(zhì)量。從而使設(shè)計(jì)工作到位。對(duì)工程的投資控制是非常有益的。業(yè)主的有關(guān)部門(mén)應(yīng)積極配合設(shè)計(jì)監(jiān)理單位開(kāi)展工作,同時(shí)加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)監(jiān)理的管理,根據(jù)合同條款考核設(shè)計(jì)監(jiān)理的工作業(yè)績(jī),并給予一定的獎(jiǎng)懲。在工程項(xiàng)日設(shè)計(jì)的不同階段,可視工程需要聘請(qǐng)國(guó)內(nèi)外的權(quán)威機(jī)構(gòu)或?qū)<遥瑢?duì)工程中的一些重大方案進(jìn)行論證或重要的技術(shù)難點(diǎn)、專(zhuān)題進(jìn)行咨詢。特別是有針對(duì)性地在某些問(wèn)題上咨詢有特長(zhǎng)、專(zhuān)長(zhǎng)的專(zhuān)家,把好技術(shù)關(guān),更好地解決工程項(xiàng)目中存在的技術(shù)問(wèn)題,為科學(xué)決策提供依據(jù)。
3.4注重規(guī)劃設(shè)計(jì)的前期工作,確保設(shè)計(jì)方案切實(shí)可行
結(jié)合中、小型水利水電工程具體項(xiàng)目的特點(diǎn),認(rèn)真分析工程項(xiàng)目實(shí)地的地質(zhì)、水文、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)等的綜合因素,搞好流域上下游水文站的測(cè)驗(yàn)資料平衡檢驗(yàn),整理匯集完整的地質(zhì)資料,認(rèn)真做好水力、結(jié)構(gòu)計(jì)算,擇優(yōu)選擇和制定最為合理的設(shè)計(jì)方案。保證各項(xiàng)水工建筑物、水利機(jī)械、電氣等達(dá)到配套合理、完善,使工程無(wú)論從等別、防洪能力上,還是抗震設(shè)計(jì)烈度方面,以及建成后的運(yùn)行、管理上,都能達(dá)到相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求,進(jìn)一步保證工程項(xiàng)目效益的有效發(fā)揮。
3.5不斷提高設(shè)計(jì)人員的業(yè)務(wù)水平
水利水電工程設(shè)計(jì)人員要加強(qiáng)自身設(shè)計(jì)水平,不斷更新設(shè)計(jì)理念。首先,要注重國(guó)內(nèi)外水利水電工程新技術(shù)、新工藝和新材料的引進(jìn)和運(yùn)用,各級(jí)設(shè)計(jì)部門(mén)要加強(qiáng)相關(guān)的理論和實(shí)踐的學(xué)習(xí),積極組織技術(shù)人員參加有關(guān)業(yè)務(wù)部門(mén)組織的培訓(xùn)、學(xué)習(xí)和考察,及時(shí)的更新設(shè)計(jì)思想,并應(yīng)用到實(shí)際工作中;二是設(shè)計(jì)部門(mén)要積極引進(jìn)高、精、尖的技術(shù)人才,幫助各部門(mén)解決大量的技術(shù)難題,完成技術(shù)含量高、結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的項(xiàng)目,還可以通過(guò)日常的工作帶動(dòng)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)整體的設(shè)計(jì)水平提升;三是每個(gè)設(shè)計(jì)者要注重日常相關(guān)工程資料、信息的搜集和積累,增強(qiáng)設(shè)計(jì)工作的靈活性,實(shí)際工作中不去生搬硬套,拿出具有針對(duì)性和具有獨(dú)創(chuàng)性的設(shè)計(jì)方案。同時(shí)制定出相應(yīng)的施工方案和運(yùn)行管理等方案,真正做到了為建設(shè)單位和施工單位提供指導(dǎo)性的技術(shù)管理文件。
4結(jié)束語(yǔ)
水利水電是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)設(shè)施。隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展,水利工程投資管理也逐步向規(guī)范化、專(zhuān)業(yè)化、社會(huì)化的模式轉(zhuǎn)變,但仍需要不斷的去完善。因此,水利工程的設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格遵守基本規(guī)程規(guī)范,不斷提高水利工程設(shè)計(jì)的技術(shù)水平和設(shè)計(jì)人員的事業(yè)心和責(zé)任感.只有這樣,水利工程設(shè)計(jì)就能有更好的發(fā)展前景,就能更好的為社會(huì)服務(wù)。
參考文獻(xiàn)
工程地質(zhì)對(duì)于工程師來(lái)說(shuō)并不陌生。然而,由于人類(lèi)工程活動(dòng)引起地質(zhì)環(huán)境的改變,工程地質(zhì)問(wèn)題造成工程建設(shè)的被動(dòng)與失敗的若干實(shí)例證實(shí),許多人對(duì)工程地質(zhì)又是陌生的。
人類(lèi)歷史剛剛翻開(kāi)新千年新世紀(jì)的第一頁(yè),一場(chǎng)以高新技術(shù)為前導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)革命卻早已開(kāi)始了,工程地質(zhì)學(xué)科必將在這場(chǎng)革命中獲得新生。當(dāng)然,我們更應(yīng)該看到技術(shù)的每一次革命性進(jìn)步,都伴隨著矛盾與沖突,特別是體制和機(jī)制問(wèn)題,是生產(chǎn)力與生產(chǎn)關(guān)系的相互作用,需要協(xié)調(diào)與適應(yīng),改革就成為必然。
當(dāng)前,工程地質(zhì)學(xué)科正在經(jīng)歷著前所未有的挑戰(zhàn),工程地質(zhì)專(zhuān)業(yè)正面臨著新的發(fā)展機(jī)遇。人類(lèi)與自然的關(guān)系不是斗爭(zhēng)而是相互作用和相互影響;人類(lèi)工程活動(dòng)不是改造自然而是如何順應(yīng)自然。人類(lèi)賴以生存的地球環(huán)境問(wèn)題,工程地質(zhì)學(xué)家和地質(zhì)師都要認(rèn)真關(guān)注,并勇敢地承擔(dān)起應(yīng)盡的職責(zé)。
1 工程地質(zhì)學(xué)科的起源與發(fā)展
工程地質(zhì)學(xué)是研究人類(lèi)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(mén)地球科學(xué)。20世紀(jì)初,為了適應(yīng)興建各種工廠、水壩、鐵路、運(yùn)河等工程建設(shè)的需要,地質(zhì)學(xué)家開(kāi)始介入解決工程建設(shè)中與地質(zhì)有關(guān)的工程問(wèn)題,不斷地進(jìn)行著艱苦的工程實(shí)踐和開(kāi)拓性的理論探索,首次出版了“工程地質(zhì)學(xué)”專(zhuān)著,工程地質(zhì)學(xué)開(kāi)始成為地球科學(xué)的一個(gè)獨(dú)立分支學(xué)科,工程地質(zhì)勘察則成為工程建設(shè)中不可缺少的一個(gè)重要組成部分。二次世界大戰(zhàn)以后,全世界有了一個(gè)較為穩(wěn)定的和平環(huán)境,工程建設(shè)的發(fā)展十分迅速,工程地質(zhì)學(xué)在這個(gè)階段迅速成長(zhǎng)起來(lái)了。經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的工程實(shí)踐和理論探索,工程地質(zhì)學(xué)大為長(zhǎng)進(jìn),內(nèi)涵和外延都煥然一新,成為了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)行列中的重要分支學(xué)科。
3 工程地質(zhì)的技術(shù)進(jìn)步
工程地質(zhì)勘察技術(shù)近二十年來(lái)有了長(zhǎng)足的進(jìn)展。測(cè)量、物探、鉆探、試驗(yàn)等在儀器、設(shè)備、新技術(shù)、新方法、新手段方面不斷推陳出新,為工程地質(zhì)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)依托。由于有了各種新技術(shù)的支持,工程地質(zhì)分析從定性到定量就成為可能。定量分析的新理論層出不窮,在學(xué)術(shù)界十分活躍。
計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展對(duì)工程地質(zhì)來(lái)說(shuō)是一場(chǎng)真正的技術(shù)革命,從外業(yè)資料收集和內(nèi)業(yè)資料整理的工作程序、工作方法、產(chǎn)品成果、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等等均與傳統(tǒng)的工程地質(zhì)有較大的差異,應(yīng)用前景振奮人心。“工程地質(zhì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)協(xié)作網(wǎng)”業(yè)已正式成立,必將對(duì)工程地質(zhì)技術(shù)進(jìn)步起到積極的推動(dòng)作用。工程地質(zhì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用主要包括六大課題:①數(shù)值計(jì)算;②制圖;③數(shù)據(jù)庫(kù);④文檔管理;⑤專(zhuān)家系統(tǒng);⑥網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這六大課題既是多年來(lái)本專(zhuān)業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的實(shí)踐,也是我們將繼續(xù)探討的主要課題,還需要在今后的實(shí)踐中賦予新的內(nèi)涵。
4 工程地質(zhì)專(zhuān)業(yè)的任務(wù)與責(zé)任
工程地質(zhì)專(zhuān)業(yè)的主要任務(wù)是:①選址,選擇在地質(zhì)條件上相對(duì)最優(yōu)的工程建筑地區(qū)或場(chǎng)地;②評(píng)價(jià),闡明工程建筑區(qū)或場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件,進(jìn)行定性和定量的工程地質(zhì)評(píng)價(jià),準(zhǔn)確界定工程地質(zhì)問(wèn)題;③預(yù)測(cè)工程建筑物興建和運(yùn)用過(guò)程中地質(zhì)條件的可能變化,為研究改善和治理工程地質(zhì)缺陷的措施提供依據(jù);④調(diào)查工程建筑物所需的天然建筑材料等。歸納起來(lái)的表述:為工程建設(shè)提供基礎(chǔ)性和專(zhuān)門(mén)性地質(zhì)資料,為工程選址、建筑物設(shè)計(jì)以及不良地質(zhì)條件的工程處理提供技術(shù)依據(jù),同時(shí)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的變化作出預(yù)測(cè)。
為了完成以上任務(wù),需要針對(duì)工程建筑物區(qū)進(jìn)行工程地質(zhì)勘察和工程地質(zhì)分析,界定和研究主要工程地質(zhì)問(wèn)題。工程地質(zhì)勘察需要勘察目的明確,工程概念清晰,勘察手段多樣,勘探精度滿足要求。工程地質(zhì)分析要求方法正確,計(jì)算可靠,參數(shù)可信,建議措施符合工程實(shí)際。工程設(shè)計(jì)最關(guān)心的是建筑物地基的工程地質(zhì)條件和物理力學(xué)性質(zhì),因此工程地質(zhì)工作的最終體現(xiàn)是工程地質(zhì)定性和定量評(píng)價(jià)。
工程地質(zhì)專(zhuān)業(yè)只對(duì)提交給設(shè)計(jì)采用的地質(zhì)資料負(fù)責(zé),其物理力學(xué)參數(shù)也僅僅是建議值,不在建議值范圍之內(nèi)的設(shè)計(jì)采用值和不適應(yīng)地質(zhì)條件的設(shè)計(jì)方案,地質(zhì)師不負(fù)責(zé)。但是,地質(zhì)師有責(zé)任對(duì)不符合或不適應(yīng)地質(zhì)條件的設(shè)計(jì)方案提出質(zhì)疑,對(duì)可能存在的工程隱患要與設(shè)計(jì)師充分交底,對(duì)不良工程地質(zhì)缺陷有責(zé)任提出工程處理措施的建議。
一般說(shuō)來(lái),正規(guī)勘測(cè)設(shè)計(jì)院的勘測(cè)隊(duì)伍,已經(jīng)過(guò)幾十年工程實(shí)踐的檢驗(yàn),在正常情況下都可以完成以上任務(wù)并盡到地質(zhì)專(zhuān)業(yè)的責(zé)任。本文以下章節(jié)列出的工程地質(zhì)工作中存在的若干問(wèn)題,是歸納了筆者從事工程地質(zhì)工作十多年來(lái)的所見(jiàn)所聞,供地質(zhì)師們分析問(wèn)題時(shí)參考。
5 工程地質(zhì)工作存在的問(wèn)題與對(duì)策
5.1 工程地質(zhì)勘察的質(zhì)量問(wèn)題
在工程地質(zhì)勘察過(guò)程中,一般問(wèn)題較多的是工程概念不清,勘探側(cè)重點(diǎn)不明確,針對(duì)性不強(qiáng),方法不當(dāng),手段落后;工程地質(zhì)分析工作中所選擇的理論、方法、計(jì)算公式等與實(shí)際情況有較大出入,其適應(yīng)條件的物理意義混淆不清;地質(zhì)報(bào)告中基本地質(zhì)條件不清楚,主要工程地質(zhì)問(wèn)題界定不準(zhǔn)確或論證不充分,有問(wèn)題遺漏甚至結(jié)論性錯(cuò)誤;有些地質(zhì)報(bào)告沒(méi)有地質(zhì)結(jié)論,也有些工程沒(méi)有做多少地質(zhì)工作就先下結(jié)論,極不嚴(yán)肅。此類(lèi)問(wèn)題往往造成階段性工程審查不能一次性通過(guò),可能延誤開(kāi)發(fā)時(shí)機(jī);或者盡管通過(guò)了審查,但卻給工程留下了隱患,這種情況的危險(xiǎn)性更大。
5.2 相關(guān)專(zhuān)業(yè)的理解問(wèn)題
一種情況是地質(zhì)師對(duì)其它專(zhuān)業(yè)不理解,這需要加強(qiáng)跨專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)。另一類(lèi)現(xiàn)象是設(shè)計(jì)施工等相關(guān)專(zhuān)業(yè)對(duì)工程地質(zhì)的不理解。有的不懂地質(zhì)卻偏要提出一些不切實(shí)際的勘探要求,有的工程由設(shè)計(jì)人員來(lái)布置地質(zhì)勘探工作;有的設(shè)計(jì)人員對(duì)地質(zhì)專(zhuān)業(yè)知其然不知其所以然,自以為是包打天下,不結(jié)合地質(zhì)條件設(shè)計(jì)不當(dāng);也有的是不尊重自然地質(zhì)規(guī)律,野蠻施工,嚴(yán)重破壞地質(zhì)體的自然結(jié)構(gòu),造成重大工程事故。所有這些非地質(zhì)專(zhuān)業(yè)的問(wèn)題,往往在出了問(wèn)題之后又向地質(zhì)專(zhuān)業(yè)推卸責(zé)任,令地質(zhì)師們不知所云。工程地質(zhì)界知名專(zhuān)家學(xué)者孫廣忠教授指出:“實(shí)際上,在地質(zhì)工程實(shí)踐中脫離地質(zhì)實(shí)際的實(shí)例隨手可拾,可以說(shuō),地質(zhì)工程施工中出現(xiàn)事故的絕大部分是設(shè)計(jì)和施工脫離地質(zhì)實(shí)際的結(jié)果,或者是對(duì)工程地質(zhì)條件沒(méi)有搞清楚或認(rèn)識(shí)不清的結(jié)果,如果離開(kāi)了地質(zhì)基礎(chǔ),則其理論必將脫離地質(zhì)實(shí)際必將作出錯(cuò)誤的結(jié)論”。
潘家崢院士等前輩專(zhuān)家早已強(qiáng)調(diào)過(guò)地質(zhì)學(xué)水工,水工學(xué)地質(zhì)。足以可見(jiàn)專(zhuān)業(yè)之間的交叉滲透問(wèn)題,早已被專(zhuān)家們的真知灼見(jiàn)道出了關(guān)鍵,就看我們作何行動(dòng)。
5.3 勘測(cè)周期不合理的問(wèn)題
從工程地質(zhì)勘察到地質(zhì)報(bào)告的提交需要一定的工作周期,這是再簡(jiǎn)單不過(guò)的道理。但有些工程沒(méi)有基礎(chǔ)性的前期投入,一旦要報(bào)項(xiàng)目,立即就要求提交地質(zhì)報(bào)告;還有些工程是今天提交了可研報(bào)告,明天就提交初設(shè)報(bào)告。此類(lèi)情況多為地方性工程,一般國(guó)家投資的大型工程出現(xiàn)這種局面的不多。沒(méi)有足夠的勘測(cè)周期所造成的后果是嚴(yán)重的,地質(zhì)條件不清楚,投資控制不住,施工后修改設(shè)計(jì),或由于地質(zhì)問(wèn)題造成承包商巨額索賠等等。更可怕的是留下了工程隱患,可能造成重大工程事故。
5.4 規(guī)程規(guī)范的問(wèn)題
規(guī)程規(guī)范的問(wèn)題較多,甚至產(chǎn)生了一些混亂。水利系統(tǒng)與水電系統(tǒng)的勘測(cè)設(shè)計(jì)階段不一致,規(guī)程規(guī)范也有區(qū)別。歷經(jīng)十多年的編寫(xiě)報(bào)批,1999年才頒布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》,在勘測(cè)程序和新技術(shù)的應(yīng)用方面都已經(jīng)明顯地落后于時(shí)代的發(fā)展,一經(jīng)頒布實(shí)施就難以把握。更為令人難以理解的是另一部國(guó)標(biāo)《巖土工程勘察規(guī)范》并不完全適合于水利水電工程地質(zhì),而建設(shè)部的一些工程勘察監(jiān)督機(jī)構(gòu)則以此為依據(jù)對(duì)水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)單位實(shí)施質(zhì)量檢查,使勘測(cè)單位不得不準(zhǔn)備滿足兩種規(guī)范的兩套地質(zhì)報(bào)告分別對(duì)付審查和檢查。規(guī)程規(guī)范的修訂和出臺(tái)周期太長(zhǎng),完全不能滿足工程建設(shè)的需要。水利與水電分家之后,對(duì)于工程地質(zhì)這個(gè)專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō)其工作性質(zhì)是一樣的,但卻存在不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和勘測(cè)程序,這種情況還要繼續(xù)下去,需要尋求解決或協(xié)調(diào)方案。
5.5 人才問(wèn)題
十年造成的人才斷層已經(jīng)出現(xiàn)。有豐富工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的前輩地質(zhì)師相繼離崗,各勘測(cè)設(shè)計(jì)院明顯缺地質(zhì)總工人才,八十年代期間各院比較整齊的地質(zhì)副院長(zhǎng)和院級(jí)地質(zhì)總工,近年來(lái)在一些勘測(cè)設(shè)計(jì)院已經(jīng)相繼斷檔,或后繼無(wú)人,或后備人才尚不成熟。勘測(cè)行業(yè)不景氣,社會(huì)地位和經(jīng)濟(jì)地位與工程地質(zhì)專(zhuān)業(yè)不相適應(yīng),工作環(huán)境、工作條件的局限,人才資源開(kāi)發(fā)機(jī)制的問(wèn)題,擇業(yè)行為中的浮躁動(dòng)機(jī)等等,都不同程度地影響著優(yōu)秀地質(zhì)師的成長(zhǎng)。
高質(zhì)量高水平的工程地質(zhì)分析成果,出自于高水平高素質(zhì)的地質(zhì)師。有人說(shuō)二、三年就可以培養(yǎng)出地質(zhì)專(zhuān)家,實(shí)屬無(wú)知。要培養(yǎng)出一個(gè)具有工程地質(zhì)分析能力,能夠解決復(fù)雜問(wèn)題的地質(zhì)師,沒(méi)有十年以上的功夫,大量的工程實(shí)踐,自身的敬業(yè)精神,理論聯(lián)系實(shí)際,相關(guān)學(xué)科專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)和滲透,是決不可能的。十年樹(shù)木百年樹(shù)人,在地質(zhì)師的培養(yǎng)過(guò)程中可以充分體現(xiàn)出來(lái)。培養(yǎng)優(yōu)秀地質(zhì)師的難度可以說(shuō)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)培養(yǎng)博士、研究員和教授的難度。
社會(huì)的發(fā)展和日趨激烈的競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng),對(duì)地質(zhì)師素質(zhì)的要求也將越來(lái)越高,最好是跨專(zhuān)業(yè)的復(fù)合型人才。競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)質(zhì)是人才的競(jìng)爭(zhēng)。勘測(cè)隊(duì)伍要走向市場(chǎng),必須重視高素質(zhì)人才的培養(yǎng),重視人才資源的開(kāi)發(fā)。
5.6 技術(shù)管理問(wèn)題
工程地質(zhì)勘察質(zhì)量的控制,技術(shù)管理是主要環(huán)節(jié)之一。近年來(lái)一些單位提交的勘測(cè)設(shè)計(jì)報(bào)告中的地質(zhì)章節(jié)不是地質(zhì)師寫(xiě)的,報(bào)告的編制人中沒(méi)有地質(zhì)專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)人,或地質(zhì)報(bào)告沒(méi)有院級(jí)地質(zhì)負(fù)責(zé)人審查把關(guān),報(bào)告和圖紙中的錯(cuò)誤較多。這種情況給總院增加了審查難度,同時(shí)也有損勘測(cè)設(shè)計(jì)單位的質(zhì)量和水平形象,還會(huì)延誤工程報(bào)批的時(shí)機(jī)。當(dāng)然也有上級(jí)單位工程審查把關(guān)不嚴(yán),助長(zhǎng)了這種技術(shù)責(zé)任心不強(qiáng)的現(xiàn)象。
5.7 其它問(wèn)題
前期工作投入不夠,有些地方部門(mén)長(zhǎng)期拖欠勘測(cè)經(jīng)費(fèi);體制問(wèn)題,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)不規(guī)范,非水利水電勘測(cè)單位從事水利水電勘測(cè)工作存在工作方法、技術(shù)要求和工程地質(zhì)評(píng)價(jià)等方面的差異;勘測(cè)工作經(jīng)費(fèi)仍然按落后的實(shí)物工作量計(jì)算,造成多勘探多爭(zhēng)錢(qián),地質(zhì)分析多出力多賠本的事實(shí)上的不合理現(xiàn)象,長(zhǎng)期以來(lái)得不到解決。勘測(cè)技術(shù)的科技含量低,新技術(shù)新方法投入少,不能滿足現(xiàn)代工程技術(shù)發(fā)展的要求。
5.8 今后十年將進(jìn)入工程事故的高發(fā)期
鑒于對(duì)以上若干問(wèn)題的擔(dān)憂,今后十年有可能是我國(guó)水利水電工程事故的又一個(gè)高發(fā)期,這一悲觀性預(yù)測(cè)有些危言聳聽(tīng),但愿不要成為被不幸言中的事實(shí)。
5.9 解決問(wèn)題的對(duì)策
解決問(wèn)題首先要分清責(zé)任。規(guī)程規(guī)范和部分技術(shù)管理方面的問(wèn)題應(yīng)該由總院負(fù)責(zé);勘測(cè)周期不合理,前期工作投入不夠等問(wèn)題應(yīng)該是地方部門(mén)或者計(jì)劃部門(mén)負(fù)責(zé);質(zhì)量、人才、相關(guān)專(zhuān)業(yè)的協(xié)調(diào)等問(wèn)題自然應(yīng)該由勘測(cè)設(shè)計(jì)單位負(fù)責(zé);其它問(wèn)題大家都有責(zé)任,但主要還是取決于大環(huán)境。
責(zé)任分清楚了,落實(shí)到要有人來(lái)抓,所有問(wèn)題雖然我們不敢說(shuō)都能很好地得到全面解決,但至少可以前進(jìn)一大步。最可怕的是大家都在暢談必要性重要性,結(jié)果都是紙上談兵,沒(méi)有實(shí)際行動(dòng)。筆者在這里也就是夸夸其談而已,不可能提出可以操作的具體解決方案,這種方案也不該我們提,該誰(shuí)提?當(dāng)然應(yīng)該是誰(shuí)負(fù)責(zé)抓,誰(shuí)就提方案追落實(shí)精指揮勤檢查,最終歸結(jié)到誰(shuí)領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)鍵問(wèn)題上。到此為此,我們的對(duì)策就算出臺(tái)了。
其實(shí),我們這里列出來(lái)的眾多實(shí)際問(wèn)題,本質(zhì)上和深層次的是體制和機(jī)制問(wèn)題,需要通過(guò)改革才能從根本上解決。隨著勘測(cè)設(shè)計(jì)市場(chǎng)化進(jìn)程的加快,新技術(shù)與舊管理的沖突,老觀念與新思想的交鋒,既是矛盾又是改革的動(dòng)力,這是不難理解的。
6 工程地質(zhì)要抓住機(jī)遇迎接挑戰(zhàn)
汪恕誠(chéng)部長(zhǎng)曾經(jīng)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”。少修改或不修改設(shè)計(jì),是對(duì)工程地質(zhì)提出的更高要求。基本地質(zhì)資料不準(zhǔn),修改設(shè)計(jì)就是必須的。高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)要求就是挑戰(zhàn)和機(jī)遇。
人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展,實(shí)際上又是一部人與自然相互協(xié)調(diào)和相互影響的壯麗史詩(shī)。以前我們把人與自然的關(guān)系當(dāng)成是與天斗與地斗的斗爭(zhēng)關(guān)系,實(shí)踐證明,人與大自然斗爭(zhēng)的結(jié)果,雖然取得了一些局部性的小勝利,而大自然反過(guò)來(lái)對(duì)人類(lèi)的懲罰卻是災(zāi)難性的。人類(lèi)的每一次產(chǎn)業(yè)革命,無(wú)不與工程建設(shè)有直接關(guān)系,與地質(zhì)環(huán)境有直接或間接關(guān)系。建國(guó)以來(lái),我國(guó)的基本建設(shè)此起彼伏,水利水電工程建設(shè)從無(wú)到有,新一輪的建設(shè)正在興起。在多專(zhuān)業(yè)組成的基建隊(duì)伍這個(gè)龐大樂(lè)團(tuán)中,地質(zhì)師要起到指揮和首席演奏家的作用,甚至還要擔(dān)負(fù)起獨(dú)奏華彩樂(lè)章的作用。
盡管工程地質(zhì)學(xué)科正在經(jīng)歷著前所未有的挑戰(zhàn),工程地質(zhì)工作也存在著這樣那樣的問(wèn)題和難題,然而這更是機(jī)遇。抓住機(jī)遇迎接挑戰(zhàn),順應(yīng)自然,保護(hù)環(huán)境,防止災(zāi)害,造福人類(lèi),是工程地質(zhì)學(xué)家和地質(zhì)師的艱巨任務(wù)和不可推卸的責(zé)任。
主要參考文獻(xiàn):
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一、有關(guān)巖土工程勘察
1.巖土工程勘察定義。巖土工程勘察,英語(yǔ)為geotechnicalinvesigation,就是根據(jù)建設(shè)工程的要求,查明、分析、評(píng)價(jià)建設(shè)場(chǎng)地的地質(zhì)、環(huán)境特征和巖土工程條件,編制勘察文件的活動(dòng)。
2.巖土工程勘察階段。按其進(jìn)行階段可分為:預(yù)可行性階段、工程可行性研究階段、初步設(shè)計(jì)階段、施工圖設(shè)計(jì)階段、補(bǔ)充勘察、施工勘察等。
3.巖土工程勘察對(duì)象。根據(jù)勘察對(duì)象的不同,可分為:水利水電工程(主要指水電站、水工構(gòu)造物的勘察)、鐵路工程、公路工程、港口碼頭、大型橋梁及工業(yè)、民用建筑等。由于水利水電工程、鐵路工程、公路工程、港口碼頭等工程一般比較重大、投資造價(jià)及重要性高,國(guó)家分別對(duì)這些類(lèi)別的工程勘察進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)的分類(lèi),編制了相應(yīng)的勘察規(guī)范、規(guī)程和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等,通常這些工程的勘察稱工程地質(zhì)勘察。因此,通常所說(shuō)的“巖土工程勘察”主要指工業(yè)、民用建筑工程的勘察,勘察對(duì)象主體主要包括房屋樓宇、工業(yè)廠房、學(xué)校樓舍、醫(yī)院建筑、市政工程、管線及架空線路、岸邊工程、邊坡工程、基坑工程、地基處理等。
4.巖土工程勘察內(nèi)容。巖土工程勘察的內(nèi)容主要有:工程地質(zhì)調(diào)查和測(cè)繪、勘探及采取土試樣、原位測(cè)試、室內(nèi)試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)和檢測(cè),最終根據(jù)以上幾種或全部手段,對(duì)場(chǎng)地工程地質(zhì)條件進(jìn)行定性或定量分析評(píng)價(jià),編制滿足不同階段所需的成果報(bào)告文件。
5.巖土工程勘察的方法與技術(shù)。巖土工程勘察的方法或技術(shù)手段,有以下幾種:(1)工程地質(zhì)測(cè)繪。工程地質(zhì)測(cè)繪是巖土工程勘察的基礎(chǔ)工作,一般在勘察的初期階段進(jìn)行。工程地質(zhì)測(cè)繪是認(rèn)識(shí)場(chǎng)地工程地質(zhì)條件最經(jīng)濟(jì)、最有效的方法,高質(zhì)量的測(cè)繪工作能相當(dāng)準(zhǔn)確地推斷地下地質(zhì)情況,起到有效地指導(dǎo)其他勘察方法的作用。(2)勘探與取樣。勘探工作包括物探、鉆探和坑探等各種方法。它是被用來(lái)調(diào)查地下地質(zhì)情況的;并且可利用勘探工程取樣進(jìn)行原位測(cè)試和監(jiān)測(cè)。應(yīng)根據(jù)勘察目的及巖土的特性選用上述各種勘探方法。(3)原位測(cè)試與室內(nèi)試驗(yàn)。原位測(cè)試與室內(nèi)試驗(yàn)的主要目的,是為巖土工程問(wèn)題分析評(píng)價(jià)提供所需的技術(shù)參數(shù),包括巖土的物性指標(biāo)、強(qiáng)度參數(shù)、固結(jié)變形特性參數(shù)、滲透性參數(shù)和應(yīng)力、應(yīng)變時(shí)間關(guān)系的參數(shù)等。原位測(cè)試一般都藉助于勘探工程進(jìn)行,是詳細(xì)勘察階段主要的一種勘察方法。(4)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)。現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)的涵義,包括施工階段對(duì)先前巖土工程勘察成果的驗(yàn)證核查以及巖土工程施工監(jiān)理和質(zhì)量控制。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)則主要包含施工作用和各類(lèi)荷載對(duì)巖土反應(yīng)性狀的監(jiān)測(cè)、施工和運(yùn)營(yíng)中的結(jié)構(gòu)物監(jiān)測(cè)和對(duì)環(huán)境影響的監(jiān)測(cè)等方面。檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)所獲取的資料,可以反求出某些工程技術(shù)參數(shù),并以此為依據(jù)及時(shí)修正設(shè)計(jì),使之在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面優(yōu)化。此項(xiàng)工作主要是在施工期間內(nèi)進(jìn)行,但對(duì)有特殊要求的工程以及一些對(duì)工程有重要影響的不良地質(zhì)現(xiàn)象,應(yīng)在建筑物竣工運(yùn)營(yíng)期間繼續(xù)進(jìn)行。超級(jí)秘書(shū)網(wǎng)
二、努力提高報(bào)告的編寫(xiě)能力
1.要具備牢固的地質(zhì)地貌和工程理論地質(zhì)基礎(chǔ)理論方面,主要是巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)和地貌學(xué);工程地質(zhì)方面,主要是土質(zhì)學(xué)、土力學(xué)、工程地質(zhì)分析、工程動(dòng)力地質(zhì)學(xué)、工程地質(zhì)勘察。
2.要熟悉和把握有關(guān)的規(guī)范規(guī)程規(guī)范規(guī)程既是經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),又是技術(shù)的指南,具有很強(qiáng)的勘察工作指導(dǎo)性。對(duì)于國(guó)家的、行業(yè)的、省和地方的有關(guān)規(guī)范規(guī)程,必須熟悉把握,并在具體勘察工作中認(rèn)真執(zhí)行。
3.要了解工作區(qū)的地質(zhì)情況對(duì)于勘察地段的區(qū)域地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)資料,應(yīng)盡可能地搜集并熟悉。對(duì)于鄰近地段已有的工程地質(zhì)勘察資料,也要盡可能了解,以便在勘察工作中發(fā)揮其參考作用。
4.要把握工程設(shè)計(jì)的基本要求和基礎(chǔ)施工的技術(shù)要點(diǎn)只要明確了工程設(shè)計(jì)的基本要求和基礎(chǔ)施工方法,作出的工程地質(zhì)評(píng)價(jià)才能有的放矢、正確客觀,提出的建議才能合理適用。
5.要切實(shí)保證第一手資料的質(zhì)量巖土工程勘察報(bào)告是工程地勘察的最終成果。一份高質(zhì)量的勘察報(bào)告,必須來(lái)自于高質(zhì)量的第一手原始資料。
6.提高綜合知識(shí)方面的技能。如基本的數(shù)理統(tǒng)計(jì)知識(shí)、文字表達(dá)能力、編圖技巧、綜合分析能力。
三、確保巖土工程勘察質(zhì)量
1.嚴(yán)格按基本建設(shè)程序辦事,先進(jìn)行地質(zhì)勘察后設(shè)計(jì)。對(duì)無(wú)地質(zhì)勘寒資料工程的設(shè)計(jì)應(yīng)不予報(bào)建,對(duì)(未能按照相應(yīng)的等級(jí))降級(jí)進(jìn)行地質(zhì)勘察的工程不予報(bào)建。
2.提高地質(zhì)勘察單位員工的質(zhì)量意識(shí),加強(qiáng)職業(yè)道德教育,健全崗位責(zé)任制度,培養(yǎng)良好的認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作作風(fēng),避免出現(xiàn)地質(zhì)勘察資料的失誤。
3.建立審查、復(fù)核制度,對(duì)室內(nèi)室外技術(shù)資料要有資深的專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行審查和復(fù)核,敢于對(duì)鉆探、土工試驗(yàn)結(jié)果提出質(zhì)疑,并通過(guò)對(duì)相近建筑物的鉆探資料對(duì)照分析,確保資料的準(zhǔn)確性。必要時(shí)可重探可疑探點(diǎn)、可重做相關(guān)試驗(yàn)。
4.要根據(jù)建筑物的安全等級(jí)與場(chǎng)地類(lèi)別,并結(jié)合地質(zhì)歷史(注意收集相關(guān)資料)與地形特色進(jìn)行探點(diǎn)的布設(shè),并按規(guī)范進(jìn)行相應(yīng)比例和數(shù)量的取土探孔和原位測(cè)試探孔的布置,避免漏探特殊地質(zhì)現(xiàn)象。
5.勘察布孔。勘察與設(shè)計(jì)的接口:收到設(shè)計(jì)人的勘察任務(wù)書(shū)后,應(yīng)認(rèn)真閱讀,仔細(xì)分析,充分了解設(shè)計(jì)意圖,不明白的地方及時(shí)與設(shè)計(jì)人溝通,存在疑慮的地方需向設(shè)計(jì)人提出。設(shè)計(jì)人往往有偏于保守的傾向,如對(duì)地基承載力要求過(guò)高、要求一樁一鉆、對(duì)樁基承載力提出過(guò)高要求等。由于巖土體始終是一個(gè)灰箱,無(wú)法徹底查清巖土體的分布及其物理力學(xué)參數(shù),在做與巖土相關(guān)的工程設(shè)計(jì)時(shí)固然要留有一定的安全富余度,但是必須在了解場(chǎng)地巖土條件的情況下才能準(zhǔn)確把握安全的尺度,采用過(guò)于保守的巖土參數(shù),過(guò)高的安全系數(shù)將不可避免的造成工程建設(shè)的極大浪費(fèi)。做巖土工程勘察的人一般比做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的人更清楚或者更容易把握?qǐng)龅氐膸r土條件情況,因此巖土工程師應(yīng)當(dāng),也有必要提出意見(jiàn)供設(shè)計(jì)人參考。在勘察任務(wù)書(shū)與工程平面布置圖確認(rèn)無(wú)誤后,勘察人員應(yīng)到現(xiàn)場(chǎng)踏勘,了解場(chǎng)地情況,并提出勘察綱要供鉆探等供外業(yè)使用。
一、有關(guān)巖土工程勘察
1.巖土工程勘察定義。巖土工程勘察,英語(yǔ)為geotechnicalinvesigation,就是根據(jù)建設(shè)工程的要求,查明、分析、評(píng)價(jià)建設(shè)場(chǎng)地的地質(zhì)、環(huán)境特征和巖土工程條件,編制勘察文件的活動(dòng)。
2.巖土工程勘察階段。按其進(jìn)行階段可分為:預(yù)可行性階段、工程可行性研究階段、初步設(shè)計(jì)階段、施工圖設(shè)計(jì)階段、補(bǔ)充勘察、施工勘察等。
3.巖土工程勘察對(duì)象。根據(jù)勘察對(duì)象的不同,可分為:水利水電工程(主要指水電站、水工構(gòu)造物的勘察)、鐵路工程、公路工程、港口碼頭、大型橋梁及工業(yè)、民用建筑等。由于水利水電工程、鐵路工程、公路工程、港口碼頭等工程一般比較重大、投資造價(jià)及重要性高,國(guó)家分別對(duì)這些類(lèi)別的工程勘察進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)的分類(lèi),編制了相應(yīng)的勘察規(guī)范、規(guī)程和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等,通常這些工程的勘察稱工程地質(zhì)勘察。因此,通常所說(shuō)的“巖土工程勘察”主要指工業(yè)、民用建筑工程的勘察,勘察對(duì)象主體主要包括房屋樓宇、工業(yè)廠房、學(xué)校樓舍、醫(yī)院建筑、市政工程、管線及架空線路、岸邊工程、邊坡工程、基坑工程、地基處理等。
4.巖土工程勘察內(nèi)容。巖土工程勘察的內(nèi)容主要有:工程地質(zhì)調(diào)查和測(cè)繪、勘探及采取土試樣、原位測(cè)試、室內(nèi)試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)和檢測(cè),最終根據(jù)以上幾種或全部手段,對(duì)場(chǎng)地工程地質(zhì)條件進(jìn)行定性或定量分析評(píng)價(jià),編制滿足不同階段所需的成果報(bào)告文件。
5.巖土工程勘察的方法與技術(shù)。巖土工程勘察的方法或技術(shù)手段,有以下幾種:(1)工程地質(zhì)測(cè)繪。工程地質(zhì)測(cè)繪是巖土工程勘察的基礎(chǔ)工作,一般在勘察的初期階段進(jìn)行。工程地質(zhì)測(cè)繪是認(rèn)識(shí)場(chǎng)地工程地質(zhì)條件最經(jīng)濟(jì)、最有效的方法,高質(zhì)量的測(cè)繪工作能相當(dāng)準(zhǔn)確地推斷地下地質(zhì)情況,起到有效地指導(dǎo)其他勘察方法的作用。(2)勘探與取樣。勘探工作包括物探、鉆探和坑探等各種方法。它是被用來(lái)調(diào)查地下地質(zhì)情況的;并且可利用勘探工程取樣進(jìn)行原位測(cè)試和監(jiān)測(cè)。應(yīng)根據(jù)勘察目的及巖土的特性選用上述各種勘探方法。(3)原位測(cè)試與室內(nèi)試驗(yàn)。原位測(cè)試與室內(nèi)試驗(yàn)的主要目的,是為巖土工程問(wèn)題分析評(píng)價(jià)提供所需的技術(shù)參數(shù),包括巖土的物性指標(biāo)、強(qiáng)度參數(shù)、固結(jié)變形特性參數(shù)、滲透性參數(shù)和應(yīng)力、應(yīng)變時(shí)間關(guān)系的參數(shù)等。原位測(cè)試一般都藉助于勘探工程進(jìn)行,是詳細(xì)勘察階段主要的一種勘察方法。(4)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)。現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)的涵義,包括施工階段對(duì)先前巖土工程勘察成果的驗(yàn)證核查以及巖土工程施工監(jiān)理和質(zhì)量控制。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)則主要包含施工作用和各類(lèi)荷載對(duì)巖土反應(yīng)性狀的監(jiān)測(cè)、施工和運(yùn)營(yíng)中的結(jié)構(gòu)物監(jiān)測(cè)和對(duì)環(huán)境影響的監(jiān)測(cè)等方面。檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)所獲取的資料,可以反求出某些工程技術(shù)參數(shù),并以此為依據(jù)及時(shí)修正設(shè)計(jì),使之在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面優(yōu)化。此項(xiàng)工作主要是在施工期間內(nèi)進(jìn)行,但對(duì)有特殊要求的工程以及一些對(duì)工程有重要影響的不良地質(zhì)現(xiàn)象,應(yīng)在建筑物竣工運(yùn)營(yíng)期間繼續(xù)進(jìn)行。
二、努力提高報(bào)告的編寫(xiě)能力
1.要具備牢固的地質(zhì)地貌和工程理論地質(zhì)基礎(chǔ)理論方面,主要是巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)和地貌學(xué);工程地質(zhì)方面,主要是土質(zhì)學(xué)、土力學(xué)、工程地質(zhì)分析、工程動(dòng)力地質(zhì)學(xué)、工程地質(zhì)勘察。
2.要熟悉和把握有關(guān)的規(guī)范規(guī)程規(guī)范規(guī)程既是經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),又是技術(shù)的指南,具有很強(qiáng)的勘察工作指導(dǎo)性。對(duì)于國(guó)家的、行業(yè)的、省和地方的有關(guān)規(guī)范規(guī)程,必須熟悉把握,并在具體勘察工作中認(rèn)真執(zhí)行。
3.要了解工作區(qū)的地質(zhì)情況對(duì)于勘察地段的區(qū)域地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)資料,應(yīng)盡可能地搜集并熟悉。對(duì)于鄰近地段已有的工程地質(zhì)勘察資料,也要盡可能了解,以便在勘察工作中發(fā)揮其參考作用。
4.要把握工程設(shè)計(jì)的基本要求和基礎(chǔ)施工的技術(shù)要點(diǎn)只要明確了工程設(shè)計(jì)的基本要求和基礎(chǔ)施工方法,作出的工程地質(zhì)評(píng)價(jià)才能有的放矢、正確客觀,提出的建議才能合理適用。
5.要切實(shí)保證第一手資料的質(zhì)量巖土工程勘察報(bào)告是工程地勘察的最終成果。一份高質(zhì)量的勘察報(bào)告,必須來(lái)自于高質(zhì)量的第一手原始資料。
6.提高綜合知識(shí)方面的技能。如基本的數(shù)理統(tǒng)計(jì)知識(shí)、文字表達(dá)能力、編圖技巧、綜合分析能力。
三、確保巖土工程勘察質(zhì)量
1.嚴(yán)格按基本建設(shè)程序辦事,先進(jìn)行地質(zhì)勘察后設(shè)計(jì)。對(duì)無(wú)地質(zhì)勘寒資料工程的設(shè)計(jì)應(yīng)不予報(bào)建,對(duì)(未能按照相應(yīng)的等級(jí))降級(jí)進(jìn)行地質(zhì)勘察的工程不予報(bào)建。
2.提高地質(zhì)勘察單位員工的質(zhì)量意識(shí),加強(qiáng)職業(yè)道德教育,健全崗位責(zé)任制度,培養(yǎng)良好的認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作作風(fēng),避免出現(xiàn)地質(zhì)勘察資料的失誤。新晨
3.建立審查、復(fù)核制度,對(duì)室內(nèi)室外技術(shù)資料要有資深的專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行審查和復(fù)核,敢于對(duì)鉆探、土工試驗(yàn)結(jié)果提出質(zhì)疑,并通過(guò)對(duì)相近建筑物的鉆探資料對(duì)照分析,確保資料的準(zhǔn)確性。必要時(shí)可重探可疑探點(diǎn)、可重做相關(guān)試驗(yàn)。
4.要根據(jù)建筑物的安全等級(jí)與場(chǎng)地類(lèi)別,并結(jié)合地質(zhì)歷史(注意收集相關(guān)資料)與地形特色進(jìn)行探點(diǎn)的布設(shè),并按規(guī)范進(jìn)行相應(yīng)比例和數(shù)量的取土探孔和原位測(cè)試探孔的布置,避免漏探特殊地質(zhì)現(xiàn)象。
5.勘察布孔。勘察與設(shè)計(jì)的接口:收到設(shè)計(jì)人的勘察任務(wù)書(shū)后,應(yīng)認(rèn)真閱讀,仔細(xì)分析,充分了解設(shè)計(jì)意圖,不明白的地方及時(shí)與設(shè)計(jì)人溝通,存在疑慮的地方需向設(shè)計(jì)人提出。設(shè)計(jì)人往往有偏于保守的傾向,如對(duì)地基承載力要求過(guò)高、要求一樁一鉆、對(duì)樁基承載力提出過(guò)高要求等。由于巖土體始終是一個(gè)灰箱,無(wú)法徹底查清巖土體的分布及其物理力學(xué)參數(shù),在做與巖土相關(guān)的工程設(shè)計(jì)時(shí)固然要留有一定的安全富余度,但是必須在了解場(chǎng)地巖土條件的情況下才能準(zhǔn)確把握安全的尺度,采用過(guò)于保守的巖土參數(shù),過(guò)高的安全系數(shù)將不可避免的造成工程建設(shè)的極大浪費(fèi)。做巖土工程勘察的人一般比做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的人更清楚或者更容易把握?qǐng)龅氐膸r土條件情況,因此巖土工程師應(yīng)當(dāng),也有必要提出意見(jiàn)供設(shè)計(jì)人參考。在勘察任務(wù)書(shū)與工程平面布置圖確認(rèn)無(wú)誤后,勘察人員應(yīng)到現(xiàn)場(chǎng)踏勘,了解場(chǎng)地情況,并提出勘察綱要供鉆探等供外業(yè)使用。
1.1.我國(guó)工程地質(zhì)研究部門(mén)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”,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。
1.2.結(jié)合工程實(shí)踐研究和開(kāi)發(fā)新技術(shù)。我國(guó)工程地質(zhì)研究部門(mén)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;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。
1.3.積極引進(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)定性分析、左岸地下洞室圍巖穩(wěn)定性分析及溢洪道邊坡穩(wěn)定性分析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)。
1.4.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(lèi)、壩基巖體質(zhì)量分類(lèi)、邊坡巖體質(zhì)量分類(lèi)、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(zhuān)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率。
近幾年,我國(guó)從生產(chǎn)需要出發(fā),新技術(shù)新工藝得到很好地推廣應(yīng)用:選取適合各類(lèi)地層(的金剛石鉆頭,提高鉆進(jìn)效率,降低生產(chǎn)成本;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;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。.5水文勘測(cè)開(kāi)發(fā)的電波流速儀,在電站簡(jiǎn)易測(cè)流中投入使用,達(dá)到了預(yù)期的效果。近年,又開(kāi)發(fā)出水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng),現(xiàn)已逐步應(yīng)用于大型水電站的測(cè)報(bào)中;為改善以往在水情測(cè)報(bào)中一直采用的點(diǎn)測(cè)量及測(cè)流時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等問(wèn)題,水文勘測(cè)技術(shù)人員正著手對(duì)聲學(xué)“多普勒剖面流速儀(簡(jiǎn)稱ADCD)”技術(shù)進(jìn)行論證和調(diào)研,并逐步將此技術(shù)運(yùn)用在對(duì)西部山區(qū)性河流的水情預(yù)報(bào)中,計(jì)劃通過(guò)不斷實(shí)踐和探索,最終實(shí)現(xiàn)水情的“瞬時(shí)”測(cè)量預(yù)報(bào)。
1.6工程物探在水電站開(kāi)展了大范圍的河床沖積層地震波探測(cè);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。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)”,“小波變換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.勘察專(zhuān)題研究成果應(yīng)用
2.1大型水庫(kù)庫(kù)岸穩(wěn)定工程地質(zhì)勘察成果應(yīng)用20世紀(jì)80年代以來(lái),采用了航空遙感技術(shù)與實(shí)地驗(yàn)證相結(jié)合的方法,相繼對(duì)一批大型水電站進(jìn)行了庫(kù)岸穩(wěn)定性研究,為快速、高質(zhì)量地評(píng)價(jià)庫(kù)岸穩(wěn)定性及其他水庫(kù)工程地質(zhì)問(wèn)題發(fā)揮了良好的作用。形成了一套較完整的勘察、研究、評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)水庫(kù)區(qū)天然狀況和蓄水運(yùn)行條件下庫(kù)岸穩(wěn)定性問(wèn)題的思路和工作方法,包括岸坡類(lèi)型劃分及其變形破壞機(jī)制、庫(kù)岸再造及滑坡穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)及預(yù)測(cè)、岸坡失穩(wěn)及水庫(kù)誘發(fā)地震災(zāi)害調(diào)查與分析預(yù)測(cè)、移民安置選點(diǎn)與處理措施建議等。該項(xiàng)目成果在后來(lái)開(kāi)工建設(shè)的大、中型水電工程水庫(kù)庫(kù)岸穩(wěn)定性地質(zhì)調(diào)查中得到廣泛應(yīng)用,提高了水庫(kù)庫(kù)岸穩(wěn)定與移(居)民點(diǎn)調(diào)查地質(zhì)工作效率及成果質(zhì)量。
2.2大壩面板脫空無(wú)損探測(cè)研究與應(yīng)用“大壩面板脫空無(wú)損探測(cè)研究與應(yīng)用”是通過(guò)試驗(yàn)比較論證提出了采用3種物探方法(聲波垂直反射法、遠(yuǎn)紅外熱成像法、地質(zhì)雷達(dá)法)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的方法。為消除大壩病害,采取相應(yīng)的處理措施,提高大壩的安全性提供了重要的依據(jù)。與傳統(tǒng)的單一物探方法相比,本項(xiàng)研究成果具有多種方法互為驗(yàn)證、利用了不同的物性差異特征﹑探測(cè)成果準(zhǔn)確可靠的優(yōu)點(diǎn)。大壩面板脫空的處理質(zhì)量,節(jié)約了處理成本,而且具有廣闊的推廣應(yīng)用前景,具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
2.3采用EH4進(jìn)行深厚堆積體厚度探測(cè)應(yīng)用該方法測(cè)量深度大,野外勞動(dòng)強(qiáng)度小,生產(chǎn)效率高,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量直接成像,能十分清楚地辨別地下二度體的異常。該項(xiàng)新技術(shù)即EH4電導(dǎo)率成像探測(cè)非常實(shí)用。而該方法不受這些因素影響,較準(zhǔn)確地探測(cè)出了堆積體厚度。研究成果及時(shí)運(yùn)用于工程中,減少了工程量,節(jié)約了工程投資,節(jié)省了時(shí)間,經(jīng)濟(jì)效益顯著。
2.4軟弱巖帶的工程地質(zhì)特性研究成果應(yīng)用:對(duì)壩址右岸構(gòu)造軟弱巖帶的分布范圍和工程地質(zhì)特性進(jìn)行了大量有針對(duì)性的勘探以及室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工作,并完成了現(xiàn)場(chǎng)高壓固結(jié)灌漿試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)滲透變形試驗(yàn),針對(duì)軟弱巖帶的工程特性、成因進(jìn)行了系統(tǒng)的分析論證,對(duì)工程適宜性進(jìn)行了分析評(píng)價(jià),并提出了切實(shí)可行的基礎(chǔ)處理措施。該專(zhuān)題成果為可行性研究的經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析論證提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),對(duì)國(guó)內(nèi)外同類(lèi)工程的地質(zhì)勘察和設(shè)計(jì)工作具有很好的參考價(jià)值。.5“深挖高邊坡快速地質(zhì)編錄成圖技術(shù)”在高陡邊坡地質(zhì)資料收集應(yīng)用中取得了較好的效果。引進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)用于水電站具有針對(duì)性強(qiáng)、收效高、安全快速等良好作用。該技術(shù)運(yùn)用攝影測(cè)量的原理,通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件技術(shù),完成高陡邊坡影像的正射、線畫(huà)圖的生成,從而完成了地質(zhì)編錄工作。其技術(shù)特點(diǎn):①在地質(zhì)編錄生產(chǎn)中高效、實(shí)時(shí);②減少現(xiàn)場(chǎng)工作量,提高工作效率;③利用無(wú)站標(biāo)測(cè)量技術(shù)和手段可完成傳統(tǒng)方法無(wú)法完成的任務(wù);④高邊坡計(jì)算機(jī)快速編錄成圖還可以不斷地積累邊坡數(shù)字化的編錄數(shù)據(jù),為以后建立工程地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)提供良好的數(shù)據(jù)源。該技術(shù)在小灣主體工程邊坡及壩基開(kāi)挖中均有應(yīng)用,可實(shí)現(xiàn)安全、高效、準(zhǔn)確地進(jìn)行地質(zhì)編錄,通過(guò)軟件功能還可在圖像上對(duì)地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行較精確的定位,這是傳統(tǒng)的地質(zhì)編錄所難以做到的。
3.今后工程勘察技術(shù)在實(shí)踐中應(yīng)用的總體思路
近幾年來(lái),我國(guó)在高邊坡系統(tǒng)排水、錨索加固、復(fù)合支護(hù)、變形監(jiān)測(cè)、標(biāo)準(zhǔn)化與動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方面有所創(chuàng)新和突破,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)、地理信息技術(shù)等不斷地被應(yīng)用到勘察各專(zhuān)業(yè),取得了一定的效果。在計(jì)算機(jī)建設(shè)上已實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)共享資源;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(zhuān)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。要密切關(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。今后技術(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),并研究特殊巖體取芯技術(shù)。(6)開(kāi)發(fā)先進(jìn)的水情自動(dòng)測(cè)報(bào)軟硬件技術(shù),自主開(kāi)發(fā)改裝一些較先進(jìn)適用的水文測(cè)驗(yàn)儀器,特別是泥沙采樣器。加快水文數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)。
摘要:工程勘察在工程建設(shè)中具有重要的作用,如何積極采用新技術(shù)、新方法和新工藝,創(chuàng)新發(fā)展模式,提高勘察技術(shù)水平,縮短勘測(cè)周期,是工程勘察行業(yè)面臨的共同問(wèn)題。為此,本文對(duì)近年來(lái)工程勘察新技術(shù)在實(shí)踐應(yīng)用中的情況進(jìn)行了介紹。
中圖分類(lèi)號(hào):TV554 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
1 工程說(shuō)明
1.1 工程概況
烏東德水電站右岸3#、4#和5#導(dǎo)流隧洞進(jìn)口位于紅溝崩坡堆積體內(nèi),導(dǎo)流隧洞沿線分為進(jìn)口明渠段、洞身段和出口明渠段。
導(dǎo)流隧洞圍巖體由褶皺基底構(gòu)成,從進(jìn)口至出口穿越的地層依次為:Pt2y1 、Pt2y2、Pt211、Pt218。上游洞段Ⅳ類(lèi)圍巖洞段集中,分布范圍大,3#、4#和5#導(dǎo)流隧洞長(zhǎng)達(dá)分別為505m、638 m、701m,隧洞左側(cè)頂拱圍巖大多為因民組Pt2y1、Pt2y2 極薄層~薄層大理巖化白云巖,裂隙發(fā)育、巖層破碎、接近散粒體結(jié)構(gòu),巖層產(chǎn)狀:傾向160°~180°,傾角一般為65°~85°,傾向下游,對(duì)隧洞左側(cè)頂拱穩(wěn)定極為不利。
3#、4#導(dǎo)流隧洞Ⅳ、Ⅴ類(lèi)圍巖開(kāi)挖斷面分別為19.90×27.2m、20.50×27.8m(寬×高)、進(jìn)口漸變段最大開(kāi)挖斷面為27.90×30.3(寬×高)。5#導(dǎo)流隧洞開(kāi)挖斷面為13.2m×17.3m~21.9m×21.3m(寬×高),均為城門(mén)洞型。
2 施工方法及措施
2.1施工參數(shù)
無(wú)蓋重固結(jié)灌漿孔孔徑φ50mm,孔間距2.0m,排距2.5m,分兩序施灌,最大灌漿壓力0.3MPa。
灌前要求至少噴10cm厚度砼封閉巖面,因巖層破碎、遇水軟化,其抗壓強(qiáng)度極低,灌漿前不對(duì)灌漿孔沖洗。采用孔內(nèi)不分段、分兩序加密灌漿,出現(xiàn)串通孔灌漿,則采用2~3孔并聯(lián)灌漿,但需控制最大灌漿壓力。
2.2 無(wú)蓋重固結(jié)灌漿工藝措施
(1)采用多臂臺(tái)車(chē)或YT28手風(fēng)鉆在開(kāi)挖支護(hù)臺(tái)車(chē)架上造孔,采用ZJ400高速攪拌機(jī)集中制漿,TBW250/50型灌漿泵輸漿至各工作面,SGB6-10三缸往復(fù)式活塞灌漿泵循環(huán)式灌漿,灌漿管路要求可承受1.5倍最大灌漿壓力,灌漿泵和灌漿孔安裝的壓力表使用前率定,并采用業(yè)主提供的灌漿自動(dòng)記錄儀記錄灌漿量。
(2)漿液水灰比及漿液變換標(biāo)準(zhǔn)如下:
① 一般固結(jié)灌漿孔采用純水泥漿液灌注。
② 水泥漿液水灰比(重量比)采用2:1、1:1、0.8:1、0.5:1四個(gè)比級(jí),一般開(kāi)灌水灰比可采用2∶1。
③ 灌漿過(guò)程中,如灌漿壓力保持不變,注入率持續(xù)減小,或當(dāng)注入率不變而灌漿壓力持續(xù)升高,但未達(dá)④、⑤條的標(biāo)準(zhǔn)時(shí),不得改變漿液水灰比。
④ 當(dāng)某一級(jí)水灰比漿液的單孔注入量達(dá)300L以上、群孔達(dá)600~1200L以上或灌注時(shí)間已達(dá)1h以上、而灌漿壓力或注入率均無(wú)改變或改變不顯著時(shí),改濃一級(jí)水灰比的漿液灌注。
⑤ 當(dāng)注入率大于30L/min時(shí),視具體情況越級(jí)變濃漿液水灰比。
⑥ 漿液水灰比改變后,如灌漿壓力突增或注入率突減至原注入率的1/2以下時(shí),立即回稀至原級(jí)水灰比進(jìn)行灌注,并查明原因。
⑦ 灌漿前、漿液變換時(shí)、灌漿結(jié)束時(shí)均應(yīng)測(cè)量漿液密度,灌漿過(guò)程中亦應(yīng)每隔15~30min測(cè)量一次漿液密度,并反映在固結(jié)灌漿綜合成果表中。
(3)結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)
1)各灌漿段的結(jié)束條件為:在達(dá)到規(guī)定灌漿壓力下,注入率不大于1L/min后,繼續(xù)灌注30min結(jié)束。
2)當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間達(dá)不到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)時(shí),報(bào)請(qǐng)監(jiān)理人共同研究處理措施。
(4)封孔
1)固結(jié)灌漿孔全孔灌漿結(jié)束后應(yīng)緊接著用水灰比為0.5∶1的濃漿進(jìn)行封孔。
2)對(duì)采用引(埋)管法施工的固結(jié)灌漿孔,在灌漿達(dá)設(shè)計(jì)結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)后,采用0.5∶1的濃漿替換孔內(nèi)稀漿,待回漿管排出0.5∶1的濃漿后封閉孔口,作閉漿封孔。
(5)檢查孔施工
1)固結(jié)灌漿檢查孔在該部位灌漿結(jié)束5~7天后進(jìn)行,鉆孔采用風(fēng)動(dòng)鉆機(jī)。物探測(cè)試檢查在灌漿結(jié)束后14d后進(jìn)行。
2)采用單點(diǎn)壓水試驗(yàn)方法進(jìn)行檢查,檢查孔數(shù)量不小于灌漿孔總數(shù)5%,合格標(biāo)準(zhǔn)建議按10Lu控制,檢查結(jié)束后進(jìn)行灌漿和封孔。
3)必要時(shí)對(duì)巖體波速和靜彈性模量測(cè)試,分別在該部位灌漿結(jié)束14天進(jìn)行,其孔位的布置、測(cè)試儀器的確定、測(cè)試方法、合格標(biāo)準(zhǔn)等,按監(jiān)理人指示執(zhí)行。
2.3特殊情況的處理
(1)有地下水的固結(jié)灌漿孔,灌漿時(shí)可適當(dāng)增加灌漿壓力。
(2)鉆孔時(shí)注意地層的變化,遇有斷層、破碎帶、地下涌水及其它異常現(xiàn)象,及時(shí)向監(jiān)理工程師匯報(bào)。由監(jiān)理、設(shè)計(jì)和施工單位共同商定處理辦法。
(3)灌漿中每個(gè)灌漿孔的灌漿工作必須連續(xù)進(jìn)行。若因故中斷,必須盡早恢復(fù)灌漿,中斷超過(guò)30min時(shí),進(jìn)行沖洗,如沖洗無(wú)效時(shí),掃孔重灌,重灌時(shí)從開(kāi)始灌漿時(shí)的水灰比開(kāi)始。
(4)灌漿過(guò)程中,如冒漿、串漿、漿液變濃等情況,處理方法按《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》(DL/T5148-2011)的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。并詳細(xì)記錄。
(5)有地下水涌出的灌漿孔,灌漿工作結(jié)束后,做屏漿措施。屏漿時(shí)間不少于1小時(shí),然后可用機(jī)械封孔法封孔。
(6)若灌漿量大,灌漿難于結(jié)束時(shí),可采取低壓、濃漿、限量、間歇、漿液中摻入速凝劑、加砂、加水玻璃雙漿液等方法處理。但處理方法必須由監(jiān)理人批準(zhǔn)后方可采用。
(7)在已完成或正在灌漿的地區(qū),其附近30m以內(nèi)不得進(jìn)行爆破作業(yè)。
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(lèi)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(zhuān)院校也紛紛效仿,甚至工程地質(zhì)這個(gè)專(zhuān)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(mén)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(lèi)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)。在近幾年的中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)工程地質(zhì)專(zhuān)委會(huì)會(huì)議上,學(xué)科和學(xué)會(huì)更名問(wèn)題的交鋒一直也沒(méi)有停止過(guò)。我國(guó)工程地質(zhì)界的前輩專(zhuān)家學(xué)者們多數(shù)也不同意更名,認(rèn)為如此嚴(yán)肅的基礎(chǔ)性應(yīng)用性學(xué)科,沒(méi)有必要放棄自己的傳統(tǒng)風(fēng)格,我國(guó)的工程建設(shè)任務(wù)十分繁重,工程地質(zhì)學(xué)科的研究和發(fā)展前景仍然是艱巨和光明的。
2.工程地質(zhì)工作的任務(wù)
在工程建設(shè)中,工程地質(zhì)工作的任務(wù)十分繁重,也異常艱巨,主要任務(wù)是:①選址,選擇在地質(zhì)條件上相對(duì)最優(yōu)的工程建筑地區(qū)或場(chǎng)地;②評(píng)價(jià),闡明工程建筑區(qū)或場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件,進(jìn)行定性和定量的工程地質(zhì)評(píng)價(jià),準(zhǔn)確界定工程地質(zhì)問(wèn)題;③預(yù)測(cè)工程建筑物興建和運(yùn)用過(guò)程中地質(zhì)條件的可能變化,為研究改善和防治工程地質(zhì)缺陷的措施提供依據(jù);④調(diào)查工程建筑物所需的天然建筑材料等。
3.工程地質(zhì)專(zhuān)業(yè)的尷尬
工程地質(zhì)專(zhuān)業(yè)是工程建設(shè)的基礎(chǔ)性專(zhuān)業(yè),沒(méi)有這個(gè)專(zhuān)業(yè),一切工程建設(shè)均將成為空中樓閣,這是常識(shí)性問(wèn)題,我們?cè)谶@里反復(fù)強(qiáng)調(diào)好象有些多于。然而,現(xiàn)實(shí)確讓這一基礎(chǔ)性專(zhuān)業(yè)處于一個(gè)十分尷尬的境地,主要表現(xiàn)在:
①工程地質(zhì)專(zhuān)業(yè)本身的特殊性、復(fù)雜性和實(shí)踐性;
②專(zhuān)業(yè)不景氣,社會(huì)地位和經(jīng)濟(jì)地位與工程地質(zhì)專(zhuān)業(yè)不相適應(yīng),工作環(huán)境、工作條件的局限,擇業(yè)行為中的浮躁動(dòng)機(jī),專(zhuān)業(yè)本身的局限性;
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(zhuān)業(yè)對(duì)工程地質(zhì)專(zhuān)業(yè)的輕視;
⑥長(zhǎng)官意志,某些決策者對(duì)工程地質(zhì)專(zhuān)業(yè)的無(wú)知或輕視;
⑦世人對(duì)工程地質(zhì)專(zhuān)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(mén)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(zhuān)業(yè)人才奇缺,一批設(shè)計(jì)師改行從事工程地質(zhì)專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)和工作,后來(lái)大都成為工程地質(zhì)專(zhuān)業(yè)的優(yōu)秀專(zhuān)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。
在現(xiàn)如今的水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中,最為重要的是土壩的加固工程。在堤壩加固中運(yùn)用最廣的是混凝土防滲墻。目前在我省的水庫(kù)加固工程中既有普通混凝土防滲墻也有塑性混凝土防滲墻。防滲墻為隱蔽工程,其工程質(zhì)量除施工過(guò)程控制外,在墻體完成的一定時(shí)間后,施工單位和檢測(cè)單位還要對(duì)墻體進(jìn)行檢驗(yàn),本文就墻體如何檢驗(yàn)與評(píng)定進(jìn)行探討。
一、防滲墻體質(zhì)量評(píng)定
混凝土防滲墻施工過(guò)程中的質(zhì)量評(píng)定一般采用《水電水利基本建設(shè)工程單元工程質(zhì)量等級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第 1 部分:土建工程》 DL/T5113.1- 2005,是基于工序檢驗(yàn)資料和混凝土試塊的檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)定的。關(guān)于墻體質(zhì)量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)人們有不同的看法,筆者認(rèn)為由于混凝土防滲墻體的檢測(cè)結(jié)果代表了實(shí)際工程的質(zhì)量,因此墻體質(zhì)量評(píng)定的質(zhì)量要求不能高于過(guò)程的檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),否則施工過(guò)程中控制合格率 70%為合格,而墻體檢測(cè)時(shí)要求合格率為 90%明顯不合理,也很難達(dá)到。 因此,墻體的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不能高于 DL/T5113.1 的質(zhì)量要求。依據(jù)DL/T5113.1 的要求,墻體的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表 1。
二、檢測(cè)方法
根據(jù)混凝土防滲墻的可能缺陷的分析和防滲墻的設(shè)計(jì)要求的參數(shù),墻體的檢測(cè)應(yīng)進(jìn)行深度、 強(qiáng)度和彈性模量、 滲透系數(shù)、 墻的連續(xù)性檢測(cè)。
2.1 防滲墻深度檢測(cè)方法
防滲墻的深度檢測(cè)采用鉆孔的方法檢測(cè),也可以輔以物探的方法進(jìn)行。 檢測(cè)時(shí)必須首先確定防滲墻的設(shè)計(jì)深度。 檢測(cè)時(shí)找出防滲墻所在的槽段,根據(jù)槽段對(duì)應(yīng)的樁號(hào),確定檢測(cè)的具置。 由于每個(gè)槽段一般一個(gè)深度控制,因此根據(jù)槽段的樁號(hào)對(duì)應(yīng)的詳細(xì)地質(zhì)資料可以確定設(shè)計(jì)深度。對(duì)于地基不透水層為土基的防滲墻,鉆孔深度大于等于設(shè)計(jì)深度即可停止鉆進(jìn)。對(duì)于地基為巖基且要求入巖的防滲墻應(yīng)鉆穿防滲墻進(jìn)入基巖,并取基巖樣品,以便判斷是否達(dá)到基巖。
2.2 防滲墻墻體強(qiáng)度和彈性模量檢測(cè)方法
對(duì)于普通混凝土防滲墻鉆孔時(shí)可以獲得混凝土的芯樣,在試驗(yàn)室依據(jù)有關(guān)規(guī)范可以進(jìn)行強(qiáng)度和彈性模量試驗(yàn)。而對(duì)于塑性混凝土,由于強(qiáng)度較低且配合比中參加了膨潤(rùn)土,在鉆頭的轉(zhuǎn)動(dòng)和水力的作用下,取樣率很低,時(shí)常難以獲得滿足試驗(yàn)要求的樣品。為此,可以采用開(kāi)挖的方式,在上部獲得芯樣,進(jìn)行試驗(yàn)。
2.3 防滲墻滲透系數(shù)檢測(cè)方法
防滲墻墻體滲透系數(shù)的檢測(cè)方法可以用鉆孔和開(kāi)挖獲得的芯樣,在試驗(yàn)室試驗(yàn)獲得,也可以用現(xiàn)場(chǎng)鉆孔通過(guò)注水或壓水試驗(yàn)獲得滲透系數(shù)。 通過(guò)芯樣獲得的滲透系數(shù),由于芯樣可能不包括缺陷或者薄弱部分,獲得的滲透系數(shù)代表性可能不高。鉆孔通過(guò)注水或壓水試驗(yàn)獲得的滲透系數(shù)盡管是試驗(yàn)段的平均結(jié)果,但是其代表性好于試樣。由于需要獲得的是防滲墻墻體的滲透系數(shù),因此,注水或壓水試驗(yàn)應(yīng)在防滲墻中進(jìn)行,底部的試驗(yàn)應(yīng)在防滲墻未鉆穿并保留 1m的以上部位進(jìn)行。鉆穿后進(jìn)行試驗(yàn)就包含了地基的滲透狀況了。依據(jù)《水利水電工程鉆孔壓水試驗(yàn)規(guī)程》 (SL31- 2003)進(jìn)行壓水試驗(yàn)時(shí),由于僅為了獲得滲透系數(shù),不需要采用三級(jí)壓力、 五個(gè)階段,只需要一個(gè)壓力就可以了。對(duì)于普通混凝土防滲墻,考慮到防滲墻的抗拉強(qiáng)度,最大壓力以不超過(guò) 0.1MPa為宜。對(duì)于塑性混凝土還要小些。
2.4 防滲墻連續(xù)性檢測(cè)方法
混凝土防滲墻連續(xù)性的普查,目前還沒(méi)有十分有效的檢測(cè)方法。檢測(cè)單位廣泛使用物探檢測(cè)方法。物探分為電法、 電磁法、 地震波法和聲波法。在混凝土防滲墻的檢測(cè)中,電法采用最廣的是高密度電法,電磁法使用最多的是探地雷達(dá)法,地震波法為瑞利波法,聲波法以超聲波為代表。由于 “工程物探的基本理論主要是基于被測(cè)載體的物性轉(zhuǎn)換為電性參數(shù)的差異對(duì)比分析判斷隱患和質(zhì)量。其量測(cè)靈敏度與精度既受電測(cè)參數(shù)的影響又受到非電量物性參數(shù)變化的制約”。同時(shí)由于檢測(cè)信號(hào)的異常同缺陷沒(méi)有一一的對(duì)應(yīng)關(guān)系,因此影響了物探的使用。但是人們采用在已知區(qū)利用地質(zhì)資料進(jìn)行物探異常解釋?zhuān)缓笤偻茝V到未知區(qū)的方法,也在許多防滲墻的檢測(cè)中取得較好的效果。
三、某工程實(shí)例
3.1工程概況
某水庫(kù)大壩防滲墻采用塑性混凝土,長(zhǎng)820m。防滲墻設(shè)計(jì)參數(shù)為:防滲墻強(qiáng)度R28不小于5MPa,彈性模量不大于2000MPa,滲透系數(shù)小于i×10-7cm/s(1
3.2防滲墻深度檢測(cè)
由于施工單位在防滲墻的混凝土導(dǎo)墻上標(biāo)出了各施工槽段的接頭位置和編號(hào),找出位置后即可進(jìn)行鉆進(jìn)。對(duì)于巖基鉆穿防滲墻,對(duì)于土基達(dá)到設(shè)計(jì)深度后一般停止鉆進(jìn)。防滲墻深度的檢測(cè)首先要確定設(shè)計(jì)的防滲墻的深度,由于設(shè)計(jì)僅給出了定性的深度要求:即地基為巖基時(shí)要求防滲墻入巖1.0m,地基為土基時(shí)要求防滲墻入巖2.0m。根據(jù)施工前的詳細(xì)勘探資料確定防滲墻的設(shè)計(jì)深度。各鉆孔的防滲墻深度結(jié)果見(jiàn)表3。
3.3 防滲墻滲透性檢測(cè)
采用壓水試驗(yàn)檢驗(yàn)防滲墻的滲透性,每個(gè)鉆孔一般進(jìn)行1~2 段的壓水試驗(yàn),鉆孔鉆到需要壓水試驗(yàn)的第一段底部時(shí)停止鉆進(jìn),清孔,進(jìn)行第一段壓水試驗(yàn)。試驗(yàn)完成后進(jìn)行第二段鉆進(jìn),達(dá)到高程后停止鉆進(jìn),清孔,進(jìn)行壓水試驗(yàn)。所有壓水試驗(yàn)均在混凝土防滲墻中進(jìn)行。各孔的壓水試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。
3.4防滲墻混凝土強(qiáng)度和彈性模量檢測(cè)
現(xiàn)場(chǎng)鉆孔獲得的芯樣,帶回室內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn),各孔的混凝土強(qiáng)度和彈性模量的檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表4。
3.5防滲墻超聲波檢測(cè)
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,本次檢測(cè)采用跨孔超聲法。
中圖分類(lèi)號(hào):K826.16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
我國(guó)工程勘察對(duì)港口碼頭、水利水電工程、公路工程、鐵路工程等比較重大工程進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)分類(lèi),按其進(jìn)行階段和勘察對(duì)象的不同分別分為不同的階段和工程:①前者包括:工程可行性研究階段、施工圖設(shè)計(jì)階段、預(yù)可行性階段、初步設(shè)計(jì)階段、補(bǔ)充勘察和施工勘察等。②后者包括:民用建筑、水利水電工程、公路工程、港口碼頭、鐵路工程、大型橋梁及工業(yè)等。工程地質(zhì)勘察通常是對(duì)這些編制了相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程和勘察規(guī)范等內(nèi)容的工程的勘察。
1 具體的安排巖土勘察工作量和內(nèi)容
1.1 準(zhǔn)備工作:一支勘察隊(duì)伍的經(jīng)濟(jì)實(shí)力,設(shè)備配備,人員素質(zhì)等等是從事勘察項(xiàng)目之前的準(zhǔn)備工作做的好壞的必備因素。但在實(shí)際工作中要明確準(zhǔn)備工作的重要性就是要避免窩工或返工保證工程勘察質(zhì)量的前提條件和保障從而使現(xiàn)場(chǎng)勘察工作有目的、有計(jì)劃地進(jìn)行,避免盲目性的無(wú)準(zhǔn)備的工作對(duì)工程造成費(fèi)用的浪費(fèi),其主要還是對(duì)準(zhǔn)備工作的重要性的認(rèn)識(shí)問(wèn)題,這是能否把準(zhǔn)備工作做得避免疏忽遺漏既具體、又充分的關(guān)鍵。
1.2 鉆孔問(wèn)距:根據(jù)相關(guān)的規(guī)定越是安全等級(jí)高的建筑的間距就越小,其具體是指高層建筑的勘探間距要在15m—35m 之間并小于一般建筑要求高層建筑的巖土勘探的間距。在選擇布孔位置時(shí)還要考慮不同的地貌特點(diǎn),在地貌的交接地要設(shè)置更多的勘探點(diǎn),還要考慮到建筑物的條件來(lái)確定布孔的位置。在實(shí)際工作中不能按照建筑的安全等級(jí)來(lái)決定勘探的孔距,鉆孔的間距要根據(jù)場(chǎng)地的狀況。在那些建筑經(jīng)驗(yàn)比較豐富的地區(qū)且結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的場(chǎng)地則可以放大孔距。
1.3 鉆孔深度:探測(cè)孔要能夠承受主要的受力層。在采用樁或墩基的時(shí)候要使得勘探孔的深度滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),若是采用筏基和樁基的話,勘探孔的深度就需要大于壓縮層的下限。在使用樁基時(shí),要預(yù)計(jì)樁的長(zhǎng)度大小是要進(jìn)行相應(yīng)但是考察,研究區(qū)域地質(zhì)資料、大量的了解附近建筑經(jīng)驗(yàn),測(cè)量建筑的荷載大小等,而對(duì)于樁長(zhǎng)的選取則是要對(duì)樁的類(lèi)型、分布方式等進(jìn)行分析。壓縮層深度的估算方法比較多,包括有國(guó)標(biāo)地基規(guī)范、勘察規(guī)范,以及有關(guān)地方規(guī)范等,但是比較關(guān)鍵性的參數(shù)的計(jì)算一般都是基礎(chǔ)寬度。而現(xiàn)實(shí)中的基礎(chǔ)寬度
在通常狀態(tài)下都是根據(jù)壓縮層深度隨荷載變化而由很大的變化。
1.4 勘探、取樣:勘探工作勘探方的法選取主要是基于巖土性質(zhì)。一般情況下可以采用用于研究地下地質(zhì)條件和可利用勘探工程取樣原位測(cè)試和監(jiān)控,包括坑探、物探和鉆探等方法。通常被使用來(lái)測(cè)繪工作的物探方法不是一種比較直接的方法,它主要是用于鉆孔探測(cè)的先行或非主要性的手段。在巖土工程勘察工作中,比較關(guān)鍵性的措施就是直接勘探,因?yàn)橹苯涌碧侥軌驅(qū)⒌刭|(zhì)條件檢測(cè)出來(lái)。直接勘探包括鉆井、點(diǎn)蝕和勘探項(xiàng)目等,它主要是按照各個(gè)類(lèi)型的階層和偵察需求選取相應(yīng)的鉆井措施,最廣為使用的鉆井措施就是鉆探工作。 1.5 原位測(cè)試和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn):在巖土工程分析與評(píng)價(jià)提供必要的技術(shù)參數(shù)是原位測(cè)試和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的主要目的。原位測(cè)試可以反映出宏觀結(jié)構(gòu)的巖石和土壤性質(zhì)。室內(nèi)試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是容易控制測(cè)試條件,應(yīng)力和應(yīng)變條件可以批量取樣并支配收入;缺點(diǎn)是邊界條件復(fù)雜一些測(cè)試耗費(fèi)人力,試驗(yàn)應(yīng)力路徑也難以控制。
2 評(píng)價(jià)巖土工程
2.1 地基的液化勢(shì)及濕陷性評(píng)價(jià):采用樁基時(shí)每一土層的液化勢(shì)要評(píng)價(jià)液化勢(shì)評(píng)價(jià)深度應(yīng)加大為提供樁側(cè)阻力做準(zhǔn)備,不論是否滿足由基礎(chǔ)埋深、水位埋深等控制的初判條件。
2.2 基坑開(kāi)挖和施工降水:根據(jù)開(kāi)挖深度及預(yù)估的場(chǎng)地巖土工程條件針對(duì)基坑開(kāi)挖及支護(hù)。針對(duì)施工降水則通過(guò)必要的測(cè)試手段提供相應(yīng)的設(shè)計(jì)參數(shù),掌握?qǐng)鰠^(qū)所在地段區(qū)域性水文地質(zhì)背景資料必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行水文地質(zhì)勘察。查明開(kāi)挖范圍和鄰近場(chǎng)地地下水分布特征和滲流特征,根據(jù)土層結(jié)構(gòu)及巖土性質(zhì)提出土的有效應(yīng)力強(qiáng)度參數(shù)或不排水抗剪強(qiáng)度參數(shù)。
3 對(duì)巖土工程勘察管理措施的加強(qiáng)
3.1 合理整理與編錄資料
3.1.1 許多技術(shù)人員在巖土物理力學(xué)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)值方面將所有數(shù)據(jù)一律參與統(tǒng)計(jì)無(wú)論數(shù)據(jù)多少或大小,導(dǎo)致得到與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)地地層情況不符的或不合理的結(jié)果其參數(shù)失真且誤差過(guò)大。所以技術(shù)人員要明確規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定并正確理解巖土參數(shù)取值合理應(yīng)用各項(xiàng)指標(biāo)。許多勘察報(bào)告還殘留其他工程的痕跡且都十分神似是因?yàn)橹话压こ堂Q和一些數(shù)據(jù)修改即可就像做填空題,這些報(bào)告雖然符合國(guó)家規(guī)范的要求和編制深度的要求但報(bào)告缺乏對(duì)特定工程和特定地質(zhì)現(xiàn)象等的具體分析。
3.1.2 勘察資料的整理是需要現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)人員和報(bào)告編寫(xiě)人員共同完成,很多勘察單位實(shí)行分工制后現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員只是把現(xiàn)場(chǎng)編錄和原始班表交給報(bào)告編寫(xiě)人員了而報(bào)告編寫(xiě)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)并不了解,所以這樣就導(dǎo)致了脫節(jié)不利于資料的編錄。在進(jìn)行資料編制的過(guò)程中出現(xiàn)了異常或者矛盾的情況一定要認(rèn)真查找原因才可以進(jìn)行編制確保資料準(zhǔn)確沒(méi)有任何錯(cuò)誤,而在編制的同時(shí)要做到?jīng)]有一絲一毫的紕漏就要編寫(xiě)人員進(jìn)行自檢且校驗(yàn)人員同時(shí)進(jìn)行校驗(yàn)。
通過(guò)理論分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)合理取舍對(duì)于野外勘察和室內(nèi)試驗(yàn)中獲得的資料精心分析和整理,但也不能簡(jiǎn)單地以點(diǎn)蓋面忽視現(xiàn)實(shí)情況中的特殊情形,要重視細(xì)節(jié)也要盡量做到原始資料能真實(shí)反映工程的真實(shí)情況全面考慮整體。
3.2 加強(qiáng)培訓(xùn):在當(dāng)前的形勢(shì)下,工程地質(zhì)專(zhuān)業(yè)人員習(xí)慣于工程勘察的原理及方法對(duì)巖土工程的方法、內(nèi)容及理論等缺乏了解,當(dāng)務(wù)之急是加強(qiáng)巖土工程技術(shù)人員及管理人員的培訓(xùn),特別是巖土工程設(shè)計(jì)及施工技術(shù)人員的培訓(xùn),以適應(yīng)巖土工程市場(chǎng)發(fā)展的急需。真正體現(xiàn)巖土工程師的價(jià)值并從根本上杜絕巖土勘察行業(yè)中的弊端的是如何完善市場(chǎng)準(zhǔn)入制度,加強(qiáng)行業(yè)自律和約束機(jī)制。我國(guó)大多數(shù)勘察單位由于將主要精力放在搶占市場(chǎng)份額當(dāng)中從而忽視了人才的培養(yǎng),所以從事巖土工程勘察工作的技術(shù)人才嚴(yán)重不足而現(xiàn)有的勘察人員整體素質(zhì)又明顯偏低,為了能夠確保工程勘察的質(zhì)量,勘察單位通過(guò)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技術(shù)的學(xué)習(xí)加大對(duì)專(zhuān)業(yè)人員的培訓(xùn)和教育力度從而提高其綜合素質(zhì)和業(yè)務(wù)能力。
3.3 調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)巖石和土壤的采樣和測(cè)試工作:在巖石和土壤的取樣、原位測(cè)試巖土工程勘察的結(jié)果的數(shù)據(jù)分析評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上解決勘察技術(shù)問(wèn)題是其重要的數(shù)據(jù)來(lái)源。巖土工程設(shè)計(jì)的計(jì)算參數(shù)的計(jì)算模式的準(zhǔn)確性和可靠性取決于計(jì)算模型和計(jì)算參數(shù),沒(méi)有完整和可靠的測(cè)試數(shù)據(jù)時(shí)分析和評(píng)價(jià)是不現(xiàn)實(shí)的。
3.4 加強(qiáng)土工試驗(yàn)和原位測(cè)試新技術(shù)的應(yīng)用:巖土工程勘察地質(zhì)鉆探是主要的最有效的偵察手段之一,所以在巖土工程地質(zhì)鉆探過(guò)程中根據(jù)不同的巖石形成條件和取樣,測(cè)試要求鉆井設(shè)計(jì)和控制以達(dá)到既能滿足技術(shù)要求和提高經(jīng)濟(jì)效益的目的,重視地質(zhì)鉆探過(guò)程控制并加強(qiáng)施工使用檢測(cè)和監(jiān)測(cè)技術(shù)是為了保證提供巖土工程的設(shè)計(jì)和施工參數(shù)的可靠性。
4 結(jié)束語(yǔ)
基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是巖土工程勘察,為保證工程建設(shè)安全、高效運(yùn)行,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展,且它作為一門(mén)涉及到工程、結(jié)構(gòu)、力學(xué)等各方面知識(shí)的綜合性社會(huì)學(xué)科要求從業(yè)人員在工作的過(guò)程中要認(rèn)真負(fù)責(zé),不斷的完善和提高自己的業(yè)務(wù)知識(shí)和業(yè)務(wù)技能并提交真實(shí)準(zhǔn)確評(píng)價(jià)合理的可行性勘察資料
參考文獻(xiàn):