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時間:2023-06-15 17:14:31
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關(guān)鍵詞:水利水電 地質(zhì)勘測 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)濟以及對民生的益處上來說,水利水電工程有著航運、灌溉、發(fā)電、防洪等效益;但從環(huán)境科學(xué)的角度上來說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;大量生活污水和機械污水超標(biāo)排放;而同時水庫工程區(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;庫區(qū)水位抬升致使珍稀動、植物滅絕,景觀文物淹沒;水庫的下游河道水文環(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。以上有些不利影響是長期的,有些是暫時的;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:影響人口眾多,影響地域范圍廣闊,外部的環(huán)境對工程也同樣有著巨大的影響。
1.2對于水利水電工程的相關(guān)建議
水利水電作為國民經(jīng)濟以及社會發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一,工程運作的協(xié)作部門多、建設(shè)周期長、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,因而工程在項目前期應(yīng)編制詳盡的項目建議書,而其編制應(yīng)該貫徹國家有關(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。
水利水電項目所受影響頗多,包括當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展水平、交通及其他資源市場條件等,所以項目建議書的編制應(yīng)當(dāng)根據(jù)社會發(fā)展和國民經(jīng)濟規(guī)劃與地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃的總要求,在經(jīng)批準(zhǔn)通過的江河流域進行專業(yè)規(guī)劃或在規(guī)劃的基礎(chǔ)上提出開發(fā)任務(wù)和目標(biāo),對項目建設(shè)條件進行調(diào)查以及進行相關(guān)的勘測工作,同時對資金籌措進行分析之后,擇優(yōu)來選定建設(shè)的項目以及項目的建設(shè)時間、建設(shè)地點、規(guī)模,論證工程項目建設(shè)的必要性,初步分析項目建設(shè)的可行性和合理性。
2水力水電工程勘測中的相關(guān)技術(shù)應(yīng)用
2.1勘測中GPS和GIS的運用
水力水電勘測的過程中通常對于GPS和GIS的運用是相對較新的嘗試,下文就此做一些說明。
GPS(衛(wèi)星定位系統(tǒng))在工程地質(zhì)的勘察領(lǐng)域之內(nèi)主要用于確定觀測點位置的三維坐標(biāo)。而相對于普通測量手段來說,它不要求觀測站之間通視,具有可全天候觀測、操作簡便、觀測時間短、定位精度高等優(yōu)點,并可將其采集和儲存的觀測數(shù)據(jù)導(dǎo)入計算機進行分析與處理。同時它在高程控制方面能夠較好地解決跨溝、跨河水準(zhǔn)難以傳遞的問題。在勘測區(qū)控制點少,或者是在林區(qū)、山區(qū)等觀測條件受限、通視條件較差的區(qū)域進行工程地質(zhì)勘察之時,用GPS可以大大減少相關(guān)的作業(yè)強度,提高測量的精度。
GIS(遙感技術(shù))在勘測中也有其運用。遙感技術(shù)根據(jù)遙感平臺高度的不同,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,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)問題的調(diào)查與研究。GIS技術(shù)可自動制作等值線圖、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)庫管理等問題,將GIS技術(shù)應(yīng)用在工程地質(zhì)信息管理是近幾年來工程地質(zhì)勘察行業(yè)的發(fā)展趨勢。目前,國內(nèi)應(yīng)用較多并且較為成熟的專業(yè)軟件是由中國地質(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勘測中的工程物探運用
物探是應(yīng)用觀測儀器來測量被勘探區(qū)地球物理場,再通過地質(zhì)解釋和對測量場數(shù)據(jù)的處理來發(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。主要有以位場理論為基礎(chǔ)的重力場勘探、磁場勘探、直流電場勘探等;以及以波動理論為基礎(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進行說明。
2.2.1地震勘探。在工程地質(zhì)勘探過程中應(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,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發(fā)研制的水平地震剖面法以及負(fù)視速度法,由美國nsa公司開發(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)測量公司開發(fā)的TSP長距離提前預(yù)報法;利用彈性波縱波對諸多大型水利水電工程的巖體質(zhì)量來做定性評價,取得了顯著的經(jīng)濟和工程效益。
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,人工與天然兩種場源、可控源音頻大地電磁法、多場源、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推測深埋的長隧洞圍巖介質(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)濟效益。
2.2.3電法勘探。主要包括充電法、自然電場法和電阻率法、電磁感應(yīng)法、激發(fā)極化法。可分為交變流法理論、穩(wěn)定電流場理論兩個分支。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,但同時它引進了地震勘探中的數(shù)據(jù)采集法,可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動、快速采集,其測量結(jié)果可顯示地電斷面或剖面圖并實時處理,從傳統(tǒng)的一維勘探發(fā)展到二維勘探。目前,在單點與單源測量的基礎(chǔ)上,發(fā)展為多點、多線、多源測量,從而發(fā)展成為了三維觀測技術(shù)。
2.2.4地球物理測井。二十世紀(jì)九十年代,由于計算機技術(shù)和數(shù)值模擬方法的發(fā)展,動態(tài)測井技術(shù)成為了可能。同時,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91mm的鉆孔發(fā)展到了50mm的鉆孔,同時還可以實現(xiàn)圖像數(shù)字化的實時采集存儲,成果可刻錄成光盤,還可進行后期圖像的處理以及制作。
3結(jié)語
關(guān)鍵詞巖土工程;地質(zhì)勘察;理念分析
中圖分類號TU412文獻標(biāo)識碼A文章編號1673-9671-(2010)042-0123-01
先進技術(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)性試驗方法的發(fā)展應(yīng)用,電腦與工程地質(zhì)軟件包的開發(fā)應(yīng)用,鉆探鉆進取芯技術(shù)的提高,物探各種測試手段的廣泛應(yīng)用等,都強有力地促進了工程地質(zhì)勘察周期的縮短和工程地質(zhì)條件分析評價的快速與先進。設(shè)計、施工方面先進技術(shù)的應(yīng)用,如新壩型、新建材、新工藝、新施工方法的運用,也進一步促進了工程地質(zhì)勘察中對較差巖體的充分利用。
1工程地質(zhì)勘察實踐理念問題
“實踐理念”泛指人們在工程地質(zhì)勘察實踐活動中,所持的思想、觀點、方法的綜合而言,其核心內(nèi)容包括以下三點:
1)堅持一切從客觀地質(zhì)實際出發(fā),并做具體分析區(qū)別對待,即辯證唯物論觀點。例如:萬家寨壩基夾層兩側(cè)巖體存在著強大的側(cè)向抗滑效應(yīng),即個性規(guī)律。如果我們遵照規(guī)范的共性規(guī)律,絕對地不予考慮就不符合壩基地質(zhì)實際了。否則,如果我們機械地絕對予以考慮,也不一定是必要的。其實,按通常的對待辦法,將它只作為安全儲備,而不參與壩基穩(wěn)定計算是可行的。但當(dāng)壩基穩(wěn)定需要時,做適度的考慮也是安全可靠的。
2)堅持采用系統(tǒng)分析和綜合評價方法,即整體論觀點。任何工程地質(zhì)問題都屬于一定層次的,由諸多要素組成的―個系統(tǒng)問題,需采用系統(tǒng)分析方法做整體的綜合評價與決斷。系統(tǒng)方法論認(rèn)為,人們在研究和解決系統(tǒng)問題時,僅僅重視各要素自身的可靠性(或安全儲備)是不夠的。而應(yīng)當(dāng)將重點放在如何通過對具有必要可靠性的諸多要素的優(yōu)化組合,以達到系統(tǒng)的整體效應(yīng)最佳,而并不追求每個要素自身可靠性都達到最高等級。否則,工程地質(zhì)決斷就必然是偏于保守的。這就是說,專家們需要堅持運用“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)勘察實踐。
3)堅持依靠工程經(jīng)驗與創(chuàng)造性思維的積極貢獻,即經(jīng)驗支持論觀點。工程經(jīng)驗與創(chuàng)造性思維是寶貴財富。它影響到工程地質(zhì)勘察實踐的各個方面,而且至今人們對工程地質(zhì)環(huán)境的認(rèn)識,依然是有些地質(zhì)問題可以說得清楚,并可用數(shù)學(xué)模型給予量的表達;又有些地質(zhì)問題雖可以說得清楚,但無法以數(shù)學(xué)模型給予量的表達;還有些地質(zhì)問題說不清楚,只可意會,無法言傳;更有些地質(zhì)問題既說不清楚,也無法理解等。所有這些問題在工程地質(zhì)決斷過程中,都要做出相應(yīng)的分析和評價。而正確的工程地質(zhì)決斷,恰恰在于對那些說不清楚的地質(zhì)問題做出合理的價值判斷。這正是專家們工程經(jīng)驗與創(chuàng)造性思維的積極貢獻和強有力支持的重要表現(xiàn)所在。
2壩基主要工程地質(zhì)問題評價
壩工建筑物對壩基的要求有三個核心問題:一是壩基所承受的荷載作用下不會發(fā)生滑動失穩(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,圍繞這些問題,拱壩壩基主要工程地質(zhì)問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)定等問題。壩基壓縮變形問題。主要根據(jù)壩基巖體強度、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價。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,評價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)定問題。主要根據(jù)巖體強度、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)系等進行分析和評價,提供壩基巖體及結(jié)構(gòu)面、軟弱層和斷層抗剪斷強度,進行壩肩巖體抗滑穩(wěn)定計算。并提出相應(yīng)的工程處理措施建議。
3水文地質(zhì)試驗和地下水監(jiān)測
水文地質(zhì)試驗是水利水電工程地質(zhì)勘察中的一個重要環(huán)節(jié)。通過水文地質(zhì)試驗,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,評價工程的滲透穩(wěn)定性。亦文地質(zhì)試驗包括抽水試驗、壓水試驗、注水試驗、滲水試驗,以及水位恢復(fù)試驗等等。不同的地層條件下,選用適宜的試驗項目和計算公式。一般地,砂礫(卵)石層和河邊地層中適宜做抽水試驗和提水后的水位恢復(fù)試驗,基巖做壓水試驗,填土、含泥砂土和粘性土層適宜做注水、滲水試驗。文獻對每一種水文地質(zhì)試驗的操作規(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)備和進行操作,使用合格的水表、秒表、水位儀、壓力表等,觀測足夠長的時間,確保每―個試驗觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,減少誤差。
4幾點體會
根據(jù)場地的工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件,場地下部卵石層呈高強度、低壓縮性、層厚大、層位穩(wěn)定,無下伏軟弱土層,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)驗等綜合分析確定一種安全可靠、技術(shù)可行、經(jīng)濟合理的樁型。便是本水閘工程地質(zhì)勘察中的又一個重要環(huán)節(jié)。
1)在水閘的工程勘察過程中,由于基坑開挖深度一般較大,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)定性時應(yīng)同時考慮基底穩(wěn)定性來進行支護結(jié)構(gòu)(方案)的設(shè)計。在工程勘察中應(yīng)分析評價和預(yù)測可能引起基底失穩(wěn)的原因和表現(xiàn)形式,并提出相應(yīng)的防護或監(jiān)測等工程措施。
3)應(yīng)在充分分析場地工程地質(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)勘察工作的對象是復(fù)雜的工程地質(zhì)系統(tǒng)。強調(diào)勘察對象整體性質(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
[1]謝德榮.水利水電工程地質(zhì)特征淺析[J].長江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,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)項目規(guī)模的增大, 面對的工程地質(zhì)問題越來越復(fù)雜且極具挑戰(zhàn)性。經(jīng)過不斷探索、實踐和提高, 在諸多領(lǐng)域具備了很強的技術(shù)實力,如: 工程巖質(zhì)高邊坡的工程地質(zhì)勘察研究、高壩大庫場地的工程地質(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)高壩大庫水庫誘發(fā)地震監(jiān)測預(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)上處于國際先進水平。地質(zhì)分析的手段和方法也得到不斷發(fā)展。
( 1) 引進和開發(fā)實用軟件。引進邊坡穩(wěn)定計算程序( 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水平; 引進開發(fā)了勘探圖件、地質(zhì)剖面制作程序及三維成像技術(shù), 開發(fā)并進一步完善“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)計作用, 取得了較好的效果。
( 2) 結(jié)合工程實踐研究和開發(fā)新技術(shù)。與相關(guān)單位合作,開發(fā)邊坡斜面攝影成像技術(shù)用于工程實踐, 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) 引進并應(yīng)用新的地質(zhì)勘察和分析手段。在水電站勘察過程中, 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 測試技術(shù); 采用模型洞原位變形觀測分析地下洞室穩(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)定性評價和工程施工設(shè)計提供了可靠的基礎(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)性試驗方法的發(fā)展應(yīng)用; 電腦與工程地質(zhì)軟件包的開發(fā)應(yīng)用; 勘測手段及鉆進取芯技術(shù)的提高、物探各種測試手段的廣泛應(yīng)用強有力地促進了工程地質(zhì)勘察中獲取工程地質(zhì)資料周期的縮短和工程地質(zhì)條件快速分析評價; 充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù), 進一步提高了地質(zhì)專業(yè)勞動生產(chǎn)率。
1.2 工程勘探
在已有的設(shè)備(各型鉆機、夯管機、錨桿機、拉撥試驗機等)、使用新材料( 新型地質(zhì)鉆桿、高壓鋼扁管) 、引進新技術(shù)新工藝( 大口徑鉆孔測斜技術(shù)、500m 深鉆孔地溫測量技術(shù)、勘探豎井開挖技術(shù)), 并進行了研發(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, 提高鉆進效率, 降低生產(chǎn)成本; ②研制出適合復(fù)雜地層鉆進的薄金剛石鉆頭, 解決了軟硬相間巖石鉆進取芯困難的問題; ③繼續(xù)完善大壩灌漿變形觀測和抬動觀測技術(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), 保證了試驗樣品的原始狀態(tài), 為沖積層特性研究提供了真實可靠的材料。
1.3 工程測繪
目前,已擁有相當(dāng)數(shù)量的紅外測距儀, 還先后購置了先進的GPS全球定位系統(tǒng)儀, 打破了以往只會作航測外業(yè), 不會作航測內(nèi)業(yè)的歷史缺陷。采用全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)進行地形測繪; 采用GPS、RTK 技術(shù)進行水下地形和線路測量; 采用測量機器人( TCA2003全站儀) 對水電站高邊坡、水電站變形監(jiān)測控制網(wǎng)及其他電站施工測量控制網(wǎng)進行自動化觀測。在測繪監(jiān)測新技術(shù)的應(yīng)用中, 采用了“GPS 一機多天線監(jiān)測系統(tǒng)新技術(shù)”對水電站的邊坡安全進行了監(jiān)測。到目前為止, 系統(tǒng)運行良好, 該方法在提高工效的同時, 還有效節(jié)約了成本。在水電站樞紐及庫區(qū)地形圖測繪中還采用了全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)成圖;新開發(fā)的橫剖面調(diào)制及記錄程序, 也在測量橫剖面制作工作中得到廣泛應(yīng)用。
1.4 工程物探
水電站開展了大范圍的河床沖積層地震波探測; 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)確地探測到了壩體面板脫空等工程質(zhì)量問題; 在多項水利工程和多個水電站勘察中, 應(yīng)用高密度電法勘探方法, 解決了水庫漏水問題和斷層構(gòu)造發(fā)育范圍及深厚覆蓋層地質(zhì)問題, 且成效顯著。在兩家虎跳峽工地進行深厚堆積體厚度探測時, 采用了“EH4 深厚堆積體厚度探測技術(shù)”, 對規(guī)模巨大的“兩家入堆積體”進行探測, 在研究的同時進行應(yīng)用, 取得了很好的效果,為這一方法的進一步使用起到了積極的推動作用。
電站還采用了“鉆孔彈性模量測試新技術(shù)”, 并與彈性波速測試成果結(jié)合進行動靜對比, 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)控量測一體化”, “壩基巖體質(zhì)量測試的空間分析”, “數(shù)字式全景鉆孔攝像系統(tǒng)”,“堆積體的綜合物理探測技術(shù)”, “大壩面板脫空綜合物理探測技術(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, 提高了物探的探測精度。
2 勘察科技進步與新技術(shù)發(fā)展
3.1 科技進步與勘察成果
近幾年來, 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、數(shù)字可視化技術(shù)在工程勘察領(lǐng)域得到應(yīng)用。在計算機建設(shè)上已實現(xiàn)局域網(wǎng)共享資源; 大部分電子版產(chǎn)品直接在計算機上進行傳閱和校審, 大大提高了工作效率; 基本實現(xiàn)計算機輔助工程勘察, 達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、隨機性和數(shù)據(jù)海量性等特點, 信息化水平還有待進一步提高。
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)人才隊伍, 保持國內(nèi)工程勘察行業(yè)的領(lǐng)先水平, 力爭國際一流水平”的科技發(fā)展目標(biāo), 主要任務(wù)是密切關(guān)注、跟蹤、研究國內(nèi)一流的工程勘察企業(yè)的技術(shù)水平和發(fā)展動態(tài), 通過加強行業(yè)協(xié)作及與國內(nèi)高校、科研院所的密切合作, 在引進、消化、吸收國內(nèi)外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上, 進行技術(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), 并對復(fù)雜巖體( 包括軟弱蝕變巖體、大型松散堆積體、卸荷松動巖體、高地應(yīng)力區(qū)巖體) 成因機制、工程地質(zhì)性狀、工程適應(yīng)性進行科學(xué)試驗研究; 同時開展 “三江干流”區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)科學(xué)研究及對水電工程開發(fā)、建設(shè)的影響。
( 2) 重點研究水電水利工程地質(zhì)綜合勘察技術(shù), 開展巖土工程和環(huán)境工程地質(zhì)方面的研究并向深度拓展; 開展地質(zhì)災(zāi)害勘察、防治與治理, 地質(zhì)災(zāi)害險性評估方面的實踐與研究。
( 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)水平達到或超過本行業(yè)平均水平, 積極開展新技術(shù)、新方法的引進應(yīng)用工作, 結(jié)合目前物探應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展情況, 對新技術(shù)、新方法進行重點研究。
(4) 廣泛應(yīng)用全站型自動速測儀、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、提供等方面逐步完善計算機技術(shù)在測繪領(lǐng)域的應(yīng)用, 以提高全數(shù)字?jǐn)z影測量及全野外數(shù)字成圖的精度和速度, 增加測繪產(chǎn)品的多樣化, 滿足市場需求。
( 5) 積極配合新的鉆探規(guī)程、抽水試驗規(guī)程、壓水試驗規(guī)程的貫徹實施。對勘探設(shè)備和試驗工器具進行重新整合, 盡快開展“自由震蕩法”抽水試驗的研究工作, 研制小口徑雙管鉆具軸承儲油密封系統(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)科的爭議
教科書對工程地質(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)問題的科學(xué);②工程地質(zhì)學(xué)是研究人類工程活動與地質(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質(zhì)中均不難看出,工程地質(zhì)學(xué)強調(diào)的工程和地質(zhì)的關(guān)系,研究的是人類工程活動與自然地質(zhì)環(huán)境的相互作用。但是,近年來工程地質(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)這個專業(yè)在高校也被取消了。一時間,似乎工程地質(zhì)已經(jīng)成了守舊傳統(tǒng),巖土工程才是先進時髦的,才是可以適應(yīng)市場經(jīng)濟并與國際接軌的。這是近年來分歧最大的爭議。
這些年來工程地質(zhì)勘察的不景氣以及市場競爭的不規(guī)范化,工程地質(zhì)勘察隊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,巖土工程是一項工程應(yīng)用技術(shù),是針對地質(zhì)體的工程缺陷實施的工程措施而進行的一系列設(shè)計和施工過程的總稱。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地基的工程要求,因此又有“巖土工程處理技術(shù)”的別名,說明巖土工程的確是一項實實在在的工程技術(shù)。確立工程地質(zhì)學(xué)是一門獨立的學(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,是因為她具備學(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,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)的一個分支學(xué)科或應(yīng)用學(xué)科,這是符合實際的。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)科的一個分支,好象還說得過去;而反過來用巖土工程來代替工程地質(zhì),則實在有些牽強附會。
1997年6月20-27日,國際工程地質(zhì)學(xué)會在希臘召開了一次學(xué)術(shù)討論會,會上決定將本學(xué)會名稱改為:國際工程地質(zhì)學(xué)與環(huán)境學(xué)會。我國組團15人參加,王思敬任團長。隨后國內(nèi)也有人提出工程地質(zhì)學(xué)會改名,以便與國際接軌,但一直未獲通過。在近幾年的
③規(guī)程規(guī)范存在的問題;
④工程地質(zhì)勘察技術(shù)的局限性;
⑤相關(guān)專業(yè)對工程地質(zhì)專業(yè)的輕視;
⑥長官意志,某些決策者對工程地質(zhì)專業(yè)的無知或輕視;
⑦世人對工程地質(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)問題而嚴(yán)重影響工程建設(shè)的實例太多,教訓(xùn)太深刻,順手拈來幾個實例:
①云南漫灣水電站左壩肩順層滑坡和建材問題;
②貴州天生橋二級水電站廠址、隧洞等問題;
③貴州東風(fēng)水電站右壩肩和帷幕線上的巖溶問題;
④烏江彭水水利樞紐前期工作重復(fù)問題;
⑤雅礱江錦屏二級水電站巖溶地下水問題;
⑥軟弱夾層的遺漏對工程建設(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,對嗎?這個問題也是這些年來工程界的一個熱門話題,筆者認(rèn)為答案是否定的。
①陜西東莊水庫灰?guī)r壩址滲漏嚴(yán)重不能建壩;
②小浪底滑坡性質(zhì)界定對設(shè)計的影響;
③天生橋二級水電站移民區(qū)是否滑坡對移民安置的影響;
④堤防工程中的堤基垂直防滲引起的環(huán)境地質(zhì)問題,有時可能是決定性的;
⑤地質(zhì)邊界條件和地質(zhì)參數(shù)對工程設(shè)計的影響。
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計算機技術(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)計理論,計算方法,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;最好補一些數(shù)學(xué)、力學(xué)、水力學(xué)、巖土力學(xué)、巖石試驗、有限元分析和計算機應(yīng)用等方面的基礎(chǔ)課。五十年代初,由于我國水利水電工程地質(zhì)專業(yè)人才奇缺,一批設(shè)計師改行從事工程地質(zhì)專業(yè)的學(xué)習(xí)和工作,后來大都成為工程地質(zhì)專業(yè)的優(yōu)秀專家。實踐證明,地質(zhì)師的工程概念清晰,地質(zhì)工作會得心應(yīng)手;反之則可能事倍功半。
7.工程地質(zhì)要面對現(xiàn)實著眼未來
汪恕誠部長最近講話強調(diào):不能老修改設(shè)計,因為搞招投標(biāo)尤其是國際合同,修改設(shè)計就意味著被索賠。修改一個設(shè)計,似乎節(jié)省了某一個工程量,而索賠量比這個還大,大量修改設(shè)計怎么得了?汪部長的這段講話似乎在批評設(shè)計,實則是水利水電工程地質(zhì)的一個千載難逢的新的契機。
如何理解汪部長的這段話?我們認(rèn)為首先要搞清楚為什么修改設(shè)計,水利工程因為地質(zhì)問題而修改設(shè)計的可以舉出若干例子來。
修改設(shè)計往往賴地質(zhì),我們當(dāng)然可以理直氣壯地說: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)問題的界定不明確或界定有錯誤,學(xué)術(shù)技術(shù)問題得不到廣泛的討論和爭論,工程地質(zhì)問題的真理有時往往掌握在少數(shù)人手里。
很明顯,要想不修改設(shè)計,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,堅持真理,實事求是,還要努力學(xué)習(xí),開拓進取,勇于創(chuàng)新,更要勤于實踐,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)淞ⅲゾS護;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、紫綠色頁巖,含鈣質(zhì)、泥質(zhì)白云巖、白云質(zhì)頁巖,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,均具扭動構(gòu)造特征,且相間成雁列排行,龍?zhí)料蛐保瑑梢斫趯ΨQ,產(chǎn)狀較緩,傾角為30-50度,整個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,兩翼巖層基本對稱,巖層傾角為30-45度,在庫區(qū)范圍內(nèi)無地震活動記錄。
(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、庫區(qū)工程地質(zhì)條件
(一)庫區(qū)滲漏
水庫位于烏江河流右岸,受烏江河流的切割,地表水以烏江河流為排泄基準(zhǔn)面,水庫正常蓄水與河流高差300m,庫內(nèi)尾段有一條壓性扭動褶皺出露,并深內(nèi)庫內(nèi)地下,當(dāng)水庫蓄水至5米左右時,能聽到流水聲,水庫建于麻池河下游,切河而建,在枯水季節(jié)和無大暴雨的情況下,水就從沿途的溶洞流失,無水進水庫內(nèi),壩基滲漏,壩與山體接觸面滲漏,水位越高,滲漏量增大,水庫蓄水達到正常蓄水位于,滲漏量累計有0.02L/S。庫內(nèi)下游河流有3處泉點出現(xiàn),受水庫蓄水限制,滲漏量可達0.5L/S至6L/S。根據(jù)泉點與水庫蓄水運行觀測泉水與庫水有水力聯(lián)系,說明水庫向下游產(chǎn)生滲漏。
(二)庫岸穩(wěn)定
庫區(qū)植被較好,除上游為良田外,老貓水水庫左、右壩肩均為灌木林地,岸坡坡度較緩,無大不良物理地質(zhì)體,庫岸穩(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,地下水活動強烈,在壩下游河床300m1000m之間有泉點1、2、3出露,泉水流量不穩(wěn)定,隨著水庫水位的升高,形成泉水逐漸增大,經(jīng)水庫運行觀測,泉水流量與庫水位呈線性關(guān)系,說明3個泉點是水庫集中滲漏點,在左壩肩,庫水沿層間溶隙及壩體與基巖的接觸帶滲漏,滲漏點不集中,呈篩狀分散滲漏,流量隨庫水位的升降而變化。
(三)滲漏原因分析
水庫滲漏包括壩基、繞壩滲漏、庫內(nèi)褶皺產(chǎn)生裂隙滲漏,壩體與基巖接觸帶滲漏,根據(jù)水庫多年蓄水運行觀測,庫水集中滲漏點有3處,分別是壩下游300-1000m泉點1、2、3,分散滲漏點較多,在正常蓄水位時,總滲漏水量達6L/s。
根據(jù)壩址區(qū)的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件,庫水滲漏現(xiàn)狀觀測,水庫滲漏原因有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壩體滲漏是建壩時的施工技術(shù)水平、建筑材料等未達到設(shè)計要求規(guī)范所致。
(四)滲漏處理措施
根據(jù)水庫的工程地質(zhì)、巖溶水文地質(zhì)條件及巖石的滲透性質(zhì)特點,采用帷幕灌漿處理水庫滲漏,其設(shè)計及工藝措施要點為:
①在庫內(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帷幕線長度為弱巖溶式,總長80m,孔距4m,共計20個孔;
④采用懸掛式帷幕,下限達基巖深度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)定問題,造成的病險水庫較多,在開展工作時,應(yīng)地質(zhì)測繪、物探方法及水庫多年蓄水運行觀測來綜合分析,采取有效、經(jīng)濟的處理方案;
對強巖溶地區(qū)的滲漏處理,采用帷幕灌漿為主的綜和治理技術(shù),先進行勘測,再針對病害原因進行灌漿或其它止漏技術(shù)設(shè)計。施工中,根據(jù)巖溶發(fā)育情況,及時修正施工工藝,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)實際情況而定,在強巖溶地段,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,必要時增灌,孔距也根據(jù)實際情況定,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,必要時加速灌劑,除水泥灌漿外,也可采用其它止漏技術(shù);
加強灌漿施工期的觀測分析工作,以便及時總結(jié)經(jīng)驗,修正灌漿處理工藝設(shè)計。
[論文摘要]針對老貓水水庫工程存在的問題,對建成運行以來的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件及大壩滲漏、穩(wěn)定作出評價,并提出相應(yīng)的滲漏處理措施。
老貓水水庫建于20世紀(jì)70年代,水庫位于甕安縣城北面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。工程建設(shè)時,未對水庫及壩址區(qū)進行地質(zhì)勘察,至今無相關(guān)地質(zhì)資料,針對工程存在的問題,列為病險水庫治理,需對建成運行以來的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件及大壩滲漏、穩(wěn)定作出評價,并提出相應(yīng)的滲漏處理措施。
參考文獻:
[1]貴州省甕安縣自然經(jīng)濟地圖集1989.
[2]中國人民七三二部隊,區(qū)域水文地質(zhì)報告.
【關(guān)鍵詞】除險加固;地質(zhì)勘察;原則
1. 存在的問題
(1)現(xiàn)行的水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)程規(guī)范基本上是針對新建工程而編制的,倒是堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程還對已建堤防工程的地質(zhì)勘察工作有所界定。這也許與沒有大張其鼓地實施除險加固工程有關(guān)。雖然某些典型病險工程從一開始運行就被珍斷為“有病”,甚至數(shù)十年來一直就沒有停止過除險加固,但卻一直沒有被治好過,為什么?道理似乎也太簡單了,一是沒有找到病因,二是沒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了。
(2)近幾年來,病險水庫工程的除險加固在建設(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總院審查,但一次性審查過關(guān)的工程并不多,可見此類工程看似難度不大,卻存在著一些理解上的差異。勘測設(shè)計單位的理解與審查單位的要求有一定出入,使得除險加固工程的前期工作出現(xiàn)了一些反復(fù),走了彎路。我們在工程審查過程中體會到一些帶有普遍性的問題,因此也有必要提出來與大家討論。
(3)就勘測單位而言,根據(jù)自己對所承擔(dān)的除險加固工程的理解去做地質(zhì)工作,無可非議;根據(jù)設(shè)計師的要求去做地質(zhì)工作,似乎也說不出個所以然,地質(zhì)是設(shè)計的輔助配合性專業(yè),這一點我們還是有自知之明的;根據(jù)委托方的任務(wù)要求開展地質(zhì)勘探工作,就不好說了;最具有說服力的是根據(jù)除險加固工程的安全鑒定報告的評價意見去做地質(zhì)工作,名正言順。對于審查人員來說,按什么標(biāo)準(zhǔn)和原則來把握?這恐怕就有些學(xué)問了。
(4)歸納以上存在的問題不難看出,勘測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,顯然不同的人對同一問題的理解會有一定的差異,從而導(dǎo)致工程勘測工作的差異;雖然按設(shè)計師的要求去做地質(zhì)工作也是符合一些勘測設(shè)計單位的管理程序的,但對于極賦創(chuàng)造性的地質(zhì)工作來說,是否未免太過于呆板死心眼了?審查人員的把握尺度,其人為因素就更多一些,因為沒有了規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),也就沒有了機械性的硬指標(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. 問題討論
(1)以上若干問題很難有一個唯一的或權(quán)威性的定論,因此也就給思考者們留出了討論空間。通過討論,也許會有些啟發(fā)。筆者先在此暴露一些個人體會,僅供討論參考。
(2)顧名思義,病險工程首先有病后才有險,然后才引出除險加固。是否有病有險,工程安全鑒定報告最具有法律上的權(quán)威性(是否具有符合工程實際的權(quán)威性?本文回避)。因此筆者基本同意按照工程安全鑒定報告中的評價意見去考慮工程地質(zhì)勘察工作,這是開展工程地質(zhì)工作的基本依據(jù)和原則。這里存在的問題是某些安全鑒定報告中對某些問題的界定有些含糊,造成了理解誤差。
(3)例如,安全鑒定意見指出壩基存在滲漏問題,但并沒有指出滲漏問題的性質(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,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),進而決定開展工作的原則。從大壩安全角度只需回答存在滲透穩(wěn)定問題或不存在滲透穩(wěn)定問題,前者需要進行工程處理,后者不需要進行工程處理;如果從控制滲漏量的角度考慮,為了達到減滲的目的,即是不存在深透穩(wěn)定問題,也可能仍然會考慮適當(dāng)?shù)姆罎B工程措施。這里的關(guān)鍵是對滲漏問題的定性,如果定性存在困難,針對性地布置勘探工作將是必要的。
(4)當(dāng)工程安全鑒定報告中沒有提及到某些建筑物地基存在病險問題,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問題,可以分兩種情況區(qū)別對待。一種情況是大壩沒有加高任務(wù),或即是需要加高大壩但壩基工程地質(zhì)條件能夠通過分析前人留下的地質(zhì)資料作出肯定性結(jié)論,這時不必進行壩基地質(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)評價,則需要補充進行壩基地質(zhì)勘探。
(5)對于早期地質(zhì)資料與現(xiàn)行評價標(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值得思考的問題:必須用勘探資料說話,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)工作的一個誤區(qū)。筆者比較強調(diào)先有地質(zhì)分析判斷,再行勘探驗證,或進一步通過勘探資料修正先期的分析認(rèn)識。這相當(dāng)于我們在開展一個新工程的地質(zhì)工作時,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。反過來,在沒有任何分析認(rèn)識的基礎(chǔ)上一開始就布置地質(zhì)勘探,就可能會走彎路。傳統(tǒng)的以勘探工作量來衡量勘測設(shè)計深度的原則,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
通過以上討論,我們可以概括地歸納出除險加固工程地質(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。除險加固工程地質(zhì)勘察工作的依據(jù)是工程安全鑒定報告中與地質(zhì)有關(guān)的評價意見,此報告中沒有提及到的建筑物地基的地質(zhì)問題,說明沒有問題或不是問題,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一個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)的險工、險段和險情部位的出險原因,這是除險加固工程勘察工作的基本原則,其余沒有出險的部位不必進行勘察,除非委托方另有要求。此原則就相當(dāng)于醫(yī)生面對一個腿關(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!對于病險工程的全面體檢,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)!這個原則一定要分清楚,否則費力不討好。
(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,這時必須進行壩基工程地質(zhì)評價,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,這一點在實際工作中往往容易被忽略,因為工程安全鑒定報告并不一定對此提出要求。
(3)某些特殊工程的大壩加高,還需對壩基地質(zhì)體進行科學(xué)研究,以便得出具有足夠說服力的結(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壩基就已經(jīng)按照今后最終壩高要求進行了工程處理,但仍然不能簡單地認(rèn)為加高是可行的。因為原大壩已經(jīng)建成運行了三十多年,壩基地質(zhì)體受力變形已經(jīng)達到了協(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)體必然要打破原來的平衡并進行新的應(yīng)力應(yīng)變調(diào)整,以達到新的受力平衡。顯然,研究新的平衡條件下地質(zhì)體的工作狀態(tài)及其對上部結(jié)構(gòu)的影響,滲流場的改變等,也許是有必要的。
3.3 加強工程地質(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)的膚淺評價,而沒有地質(zhì)師的認(rèn)真分析、邏輯推理和基本判斷,缺乏針對工程建筑物特性的工程地質(zhì)評價,少有地質(zhì)預(yù)測,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。話又說回來,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、能力和水平,或許屬于深奧的哲學(xué)問題。筆者在此只好用一句不疼不癢的空話來勉勵這個似乎陷于困境的尷尬專業(yè):加強工程地質(zhì)分析工作。
4. 關(guān)于壩體檢測
(1)除險加固工程的勘測設(shè)計工作,往往包括對當(dāng)?shù)夭牧蠅螇误w某些部位的檢測任務(wù)(有人將此項工作當(dāng)成工程地質(zhì)勘察,這是概念性的低級錯誤)。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,通過鉆孔探測和取樣試驗,結(jié)合物探手段,研究大壩設(shè)計和施工資料,對壩體質(zhì)量作出基本評價,這是地質(zhì)師的本事,其他專業(yè)的技術(shù)人員是無能為力的。
(2)此項工作我們需要注意的是,充分估計到壩體質(zhì)量缺陷的隨機性、生物洞穴的再生性和檢測手段的局限性,千萬不要進行地質(zhì)意義上的推理與判斷,對于大壩的加高、陪厚、防滲和排水等工程處理措施的建議要留有余地。
5. 遺留問題
(1)本文所論的一般性原則,遺留了一些非一般性問題。例如,工程安全鑒定報告中沒有提及到的與地質(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)問題,或者不屬于安全鑒定范圍內(nèi)的地質(zhì)問題(如庫區(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運行水位的抬高可能引起的一系列問題等),等等。