水利工程斜坡勘探技術(shù)應(yīng)用

時間:2022-04-26 05:14:00

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水利工程斜坡勘探技術(shù)應(yīng)用

1斜坡勘察重點

斜坡勘察的目的,是為了查明斜坡的工程地質(zhì)條件和巖土參數(shù),進行斜坡穩(wěn)定性分析,提出可行的工程處治措施。斜坡的穩(wěn)定取決于斜坡的坡體結(jié)構(gòu)~n#l-部影響因素。影響坡體穩(wěn)定的外部因素是指使巖土體的強度、重力平衡狀態(tài)發(fā)生變化的地下水、大氣降水、爆破振動和地震作用等。單一巖士類型的斜坡的穩(wěn)定性主要由巖土體的抗剪強度和臨空面坡度決定。對于結(jié)構(gòu)面發(fā)育的硬質(zhì)巖體,整體強度主要受結(jié)構(gòu)面的形態(tài)和抗剪強度影響。極軟巖體、風(fēng)化程度很高的巖體和破碎的均質(zhì)巖體類,其整體強度與均質(zhì)松散土體相類似。不同成分的巖土體構(gòu)成的斜坡的穩(wěn)定性取決于分割巖土體的結(jié)構(gòu)面的強度、形態(tài)及其與斜坡坡面的組合關(guān)系。斜坡勘察的重點就是要采用科學(xué)有效的勘察方法,查明斜坡的坡體結(jié)構(gòu)和巖土參數(shù)及其在外部條件影響下的變化情況,重點是查明決定坡體穩(wěn)定程度的軟弱層和優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面及其影響因素。分析在這些因素綜合作用下斜坡工程發(fā)生失穩(wěn)變形破壞的可能。特別需要重視大氣降水和地下水對巖土工程性質(zhì)的影響。

2斜坡勘察方法與任務(wù)

斜坡的勘察,由于需要查明坡體結(jié)構(gòu)的空間形態(tài)特征,要求采用的勘察方案能夠滿足從點、線、面到空間的立體分析需要。地面調(diào)查和調(diào)繪,是能夠反映方位關(guān)系的最直觀的工作方法。在地面露頭條件好的情況下,通過地面調(diào)查和調(diào)繪,一般就能夠做大致的判斷,再經(jīng)過適當(dāng)勘察手段的驗證和補充,可以達到勘查目的。地面露頭不好時,槽探或坑探揭露就很有必要。巖土體物理力學(xué)參數(shù)的取得,除了根據(jù)工程經(jīng)驗取定和反算之外,可以通過室內(nèi)試驗和現(xiàn)場原位測試取得??辜魪姸鹊氖覂?nèi)試驗一般采用直剪試驗和三軸試驗。直剪試驗簡單易行,但試驗條件與實際情況差別較大,三軸試驗可以比較準(zhǔn)確地模擬巖土實際的受力條件。室內(nèi)試驗的局限在于采取的土樣對構(gòu)成坡體的代表性試驗成果通常只是作為分析計算的參考。現(xiàn)場原位測試主要是原位剪切試驗?,F(xiàn)場原位剪切試驗,需要注意選取具有代表性、符合坡體受力的試驗點。不論采用何種實驗方法,都需要根據(jù)坡體所處的實際情況取得不同含水量、不同狀態(tài)的抗剪強度指標(biāo),以便根據(jù)可能出現(xiàn)的斜坡的不利工況進行穩(wěn)定分析。對于大型斜坡工程,有時需要進行巖體應(yīng)力測試、動力測試、空隙水壓力測試和模型試驗。模型試驗最困難的是重力相似條件的模擬。為了取得符合實際工作狀況的巖土參數(shù),往往需要為具體斜坡的不同段落擬定巖土體試驗測試方案,包括取樣位置和方法、試驗項目和方法程序。通常情況下,坡體穩(wěn)定受不利的結(jié)構(gòu)面組合控制時,結(jié)構(gòu)面的抗剪強度將是主要試驗項目;均質(zhì)巖土體的結(jié)構(gòu)面與臨空面不構(gòu)成不利組合時,巖土體的抗剪強度成為主要試驗參數(shù)。必須注意到,這些參數(shù)往往隨著抗風(fēng)化性能、遇水軟化或濕陷特性發(fā)生變化。斜坡勘察,需要根據(jù)現(xiàn)場具體情況和工作條件,選用合適有效的勘察方法,制定經(jīng)濟、合理的勘察方案。地面調(diào)查和調(diào)繪、深部勘探的剖面線,一般沿著斜坡坡面傾斜的方向布置,重點反映坡體結(jié)構(gòu)與斜坡坡面的組合關(guān)系。地面調(diào)查和調(diào)繪的精度和勘探點、線的密度,以及具體的工作深度,按照有關(guān)規(guī)程規(guī)范規(guī)定執(zhí)行。

3斜坡穩(wěn)定性分析評價

斜坡穩(wěn)定性分析評價是以工程地質(zhì)勘察資料為基礎(chǔ),為提供巖土工程設(shè)計定性分析、定量計算的必要資料。按照一般的原則,要在定性評價的基礎(chǔ)上進行定量計算。如果定量計算結(jié)果與定性分析判斷相矛盾,應(yīng)檢查計算模型和方法,重新分析計算。

3.1斜坡穩(wěn)定性定性分析

斜坡穩(wěn)定性定性分析能綜合考慮影響斜坡穩(wěn)定性的各種因素,并可快速地對斜坡的穩(wěn)定狀況及其發(fā)展趨勢作出評價。工程中主要采用的方法是工程地質(zhì)分析法。它是斜坡穩(wěn)定性分析評價的基礎(chǔ),主要從自然條件、作用因素等對比分析滑動與穩(wěn)定之間的關(guān)系,判斷斜坡的穩(wěn)定程度。斜坡失穩(wěn)是在一定地質(zhì)條件下產(chǎn)生的,它的形成具備~定的不良地質(zhì)基礎(chǔ),有其發(fā)育階段的微地貌特征和地表跡象。因此,可以將需要判斷斜坡穩(wěn)定性斜坡的地層、巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、軟弱夾層和滑帶土性質(zhì)等與周圍的穩(wěn)定斜坡、類似地質(zhì)條件下的穩(wěn)定斜坡和不穩(wěn)定斜坡及不同滑動階段的斜坡進行對比分析,結(jié)合地質(zhì)條件的可能變化,分析判斷斜坡的穩(wěn)定性。斜坡的穩(wěn)定性受諸多因素的影響,如地殼上升使斜坡變陡,斜坡中后部加載、振動、水及風(fēng)化作用與卸荷膨脹使土體的強度降低等,這些均可使下滑力增大而穩(wěn)定性降低。因此,采用工程地質(zhì)工作的各種手段,如調(diào)查、測繪、勘探和試驗等找出引起滑動的主次要因素及其變化趨勢,即可定性地判斷斜坡的穩(wěn)定性?;瑒盂E象及其發(fā)展變化分析。滑坡在各個發(fā)育階段反映出各不相同的變形跡象,掌握了這些變形跡象就可以判明斷坡當(dāng)前所處的滑動階段及發(fā)展趨勢。如滑體前、后緣地貌的變化,裂縫出現(xiàn)的部位、性質(zhì)、發(fā)育順序及貫通情況,泉水及濕地變化情況,滑帶及滑體各部分的位移及破壞情況,斜坡巖土破壞發(fā)出的聲音等等。這些跡象可通過調(diào)查、訪問、目測描述和動態(tài)觀測等獲得,這是判斷斜坡穩(wěn)定性的直觀而可靠的一種手段。

3.2穩(wěn)定性定量分析

斜坡穩(wěn)定性定量分析評價是在定性分析評價的基礎(chǔ)上,根據(jù)勘察所確定的斜坡地質(zhì)剖面,采用靜力平衡理論計算評價斜坡的穩(wěn)定系數(shù),根據(jù)計算得的穩(wěn)定系數(shù)來評價斜坡的穩(wěn)定性。日前工程中常用的定量分析評價方法主要是傳遞系數(shù)法。

4斜坡處治的工程措施

斜坡處治工程措施根據(jù)影響坡體穩(wěn)定的主要因素,采取適當(dāng)?shù)墓こ檀胧┮蕴岣咂麦w穩(wěn)定性,防止坡體破壞而造成工程損失。工程措施可以分為削坡減載、地表和地下截排水、支檔加固三類。在制定處治工程方案之前,應(yīng)該根據(jù)斜坡失穩(wěn)變形的模式、分析導(dǎo)致坡體失穩(wěn)變形的主要因素、確定變形范圍和作用力的大小、破壞模式和變形類型,有針對性地選擇處治工程措施。由于影響斜坡穩(wěn)定的因素存在一定的不確定性,如巖土參數(shù)的變異性、地下水的變化等,通過確定斜坡穩(wěn)定系數(shù)與主要參數(shù)變化之間的關(guān)系,找出對坡體穩(wěn)定影響最敏感的因素,有助于斜坡處治工程設(shè)計和選擇合理的處治方案?,F(xiàn)場監(jiān)測是工程地質(zhì)勘察與處治工程設(shè)計、施工的另一個銜接點。由于構(gòu)成斜坡坡體的巖土體結(jié)構(gòu)和工程性質(zhì)的復(fù)雜多變性,現(xiàn)場監(jiān)測可以掌握構(gòu)成坡體的巖土體在各類荷載的作用下應(yīng)力應(yīng)變情況,同時也是保證工程安全施工和運營的重要措施。通過現(xiàn)場監(jiān)測,可以明確斜坡失穩(wěn)變形的范圍和位移的方向等定量數(shù)據(jù);可以用于分析反算巖土參數(shù);還可以根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變情況驗證處治]_程效果,必要時采取補救措施?,F(xiàn)場監(jiān)測生產(chǎn)或經(jīng)營活動的基層組織,是企業(yè)取得良好經(jīng)濟效益的源泉。企業(yè)就是通過班組,利用施工任務(wù)書的形式,把施工生產(chǎn)任務(wù)落實到每一個勞動者身上。班組是由同工種職工或性質(zhì)相近,配套協(xié)作的不同工種職工組成的。班組的構(gòu)成有人、材料、機械、工藝和環(huán)境五大因素組成,企業(yè)在保證勞動者安全健康的前提下,通過班組挖掘內(nèi)部潛力,以較少的人力、物力和財力的投入,取得數(shù)量最多、質(zhì)量最好的產(chǎn)品,提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和勞動生產(chǎn)率??梢?,班組的管理是企業(yè)一切工作的落腳點,班組管理的好壞,是建筑企業(yè)科學(xué)管理水平高低的縮影。龍首項目部經(jīng)營管理辦公室協(xié)助各廠隊制定出適合本隊(廠)的班組核算量化管理實施細(xì)則,細(xì)則充分征求廣大職工的意見,經(jīng)過2~3個月的試行,并在試行中不斷補充完善已經(jīng)形成一項制度。以主攻單位澆筑一隊為例,通過幾個月的實踐已形成良性循環(huán)。澆筑一隊有三個班組,具體辦法是澆筑結(jié)算員根據(jù)各班完成的工程量和班組核算表中的單價計算出班組完成的產(chǎn)值,再根據(jù)班組發(fā)生的材料費用、機械費用及其它費用計算出班組發(fā)生的實際成本,以此作為班組考核依據(jù)計算出本班組的工資總額。成本核算到班組,較大程度提高職工的成本意識,職工在工作動腦筋節(jié)約材料,固定模板每一根鐵絲的長度,焊一根拉桿所需的電焊條都有嚴(yán)格的控制,放在后方的短鋼筋頭也有用武之地了。每個職工都意識到了控制成本的重要性,浪費一根焊條就等于自己工資中少了一根焊條的錢。以前鐵絲、鋼筋頭在工地隨地可見,班組核算以后幾乎見不到這種浪費現(xiàn)象了。量化管理就是根據(jù)班組各工序制定出量化指標(biāo),量化指標(biāo)是根據(jù)《水利水電建筑安裝工程統(tǒng)一勞動定額》結(jié)合龍首工程實際情況按分解工序確定每工日完成的工程量。量化管理的主要目的是為提高勞動生產(chǎn)率,杜絕勞動力窩工。班組核算是將成本細(xì)化到班組,工資和整個班組掛鉤,量化管理的實質(zhì)是工資收入直接同個人勞動掛鉤,是一種激勵制度,真正體現(xiàn)“按勞分配,多勞多得”分配原則,真正體現(xiàn)出了激勵在企業(yè)管理目標(biāo)包括地面位移和變形監(jiān)測、深部應(yīng)力應(yīng)變和位移監(jiān)測、地下水監(jiān)測。常用的監(jiān)測方法有建立地面測量監(jiān)測網(wǎng)進行定點監(jiān)測、垂直鉆孔傾斜和位移監(jiān)測、水平鉆孔應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測、地下水位和水流以及孑L隙水壓力監(jiān)測、結(jié)構(gòu)工程應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測。

5結(jié)束語

地質(zhì)勘察是水利工程建設(shè)中的核心。在山區(qū)修建大型水利工程,往往還受到地質(zhì)條件的制約和影響,而斜坡又是山區(qū)地質(zhì)的重要組成部分。因此在山區(qū)修建大型水利工程,對山體斜坡進行地質(zhì)勘測是水利工程中非常重要的一環(huán)。