導(dǎo)語(yǔ)：堤防加固地質(zhì)勘探認(rèn)識(shí)一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

九龍江是福建省境內(nèi)第二大河流,位于福建省西南部,主河道長(zhǎng)285km,流域面積14741km2。九龍江中下游地區(qū)(漳州)現(xiàn)有防洪堤長(zhǎng)為207•2km,始建于20世紀(jì)五六十年代,基本為土堤。受制于當(dāng)時(shí)的財(cái)力和物力,目前部分防洪堤防洪標(biāo)準(zhǔn)低,部分堤防未封閉,堤身單薄、散浸、填筑質(zhì)量差,堤基滲漏、管涌,堤腳沖刷嚴(yán)重。隨著“海西”建設(shè)步伐加快,工業(yè)化、城市化、鄉(xiāng)鎮(zhèn)城鎮(zhèn)化迅速發(fā)展,重要經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)的規(guī)模不斷擴(kuò)大,九龍江中下游地區(qū)的防洪排澇工程已無(wú)法滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。近幾年,隨著國(guó)家加大水利工程建設(shè)投資,漳州地區(qū)堤防工程除險(xiǎn)加固工作也正在分期分批進(jìn)行。

1工程地質(zhì)測(cè)繪及調(diào)查的重要性

堤防勘察工作的布置要符合勘察階段深度的要求,遵循先準(zhǔn)備后布置,先重點(diǎn)后一般,先建筑物后堤身、堤基的原則。在充分收集已有勘察資料和堤防歷年險(xiǎn)情的基礎(chǔ)上,將工程地質(zhì)條件較差的堤段和歷年險(xiǎn)情較多的堤段作為重點(diǎn)優(yōu)先布置,同時(shí)考慮穿堤建筑物。因此,在堤防工程勘察工作量布置前應(yīng)先進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)繪及調(diào)查,查明工程區(qū)的地形地貌特征及其成因類型、微地貌單元及堤線附近的塘、潭、坑、溝、渠及水井等的性狀、位置、分布范圍,分析其對(duì)堤基滲漏、穩(wěn)定的影響;調(diào)查堤身、堤基病害險(xiǎn)情,包括堤身滑坡、開(kāi)裂、塌陷、浸散、漏水洞,堤基滲漏、滲透破壞(管涌、流土),以及其他各種病險(xiǎn)情和不良地質(zhì)現(xiàn)象的分布位置、范圍、特征、險(xiǎn)情成因及護(hù)坡護(hù)岸工程現(xiàn)狀和堤外灘寬度、決口扇、古河道等情況。只有先進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)繪及調(diào)查,查明堤防區(qū)的地形地貌特征、基本地質(zhì)情況及病險(xiǎn)害分布情況后,才能有針對(duì)性地、合理地進(jìn)行勘察工作量布置。目前有些勘察單位未進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)繪及調(diào)查,未充分掌握堤防工程的基本地質(zhì)情況及病險(xiǎn)情,盲目按《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》(SL188—2005)(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)程》)中有關(guān)剖面間距及鉆孔孔距的規(guī)定,于圖紙上等間距地進(jìn)行縱剖面鉆孔布置及橫剖面布置;結(jié)果花費(fèi)了不少勘察工作量,而堤防工程的病險(xiǎn)情卻未能分析查明;提交的勘察報(bào)告中的鉆孔資料、數(shù)據(jù)不能如實(shí)地反映堤防工程存在的病險(xiǎn)情、隱患,報(bào)告提交主管部門審查后不能通過(guò),需返工補(bǔ)充勘察,事倍功半。

2堤身填土勘察方法

作為“地質(zhì)體”的堤基土層,是在地質(zhì)歷史時(shí)期或近代,在內(nèi)、外營(yíng)力作用下形成的土體。其工程特性受成因類型、礦物組成、顆粒組成、土體結(jié)構(gòu)、含水狀態(tài)和固結(jié)作用等因素的控制,具有較強(qiáng)的規(guī)律性。而堤身土體是線形的“工程體”,由人工填筑而成,其質(zhì)量?jī)?yōu)劣受填筑土料、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、施工方法等因素的控制和影響。因此,堤身填土質(zhì)量具有極大的隨機(jī)性。而堤身中發(fā)現(xiàn)的施工雜物、透水夾層、生物洞穴等的分布,其隨機(jī)性就更大了。此類隨機(jī)性的工程隱患問(wèn)題,用常規(guī)的地質(zhì)勘察手段往往難以查明。因此,《規(guī)程》6•0•2指出:“堤身勘察宜堅(jiān)持地面調(diào)查、物探和勘探相結(jié)合的原則”。堤身歷年險(xiǎn)情是堤身填土最直觀的表現(xiàn),堤身的缺陷往往通過(guò)險(xiǎn)情而暴露無(wú)遺。因此,堤身勘察應(yīng)以地面調(diào)查和物探為主,輔以少量的勘探,這樣既節(jié)省經(jīng)費(fèi),又快捷便利。也就是說(shuō),堤身勘察首先應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)測(cè)繪及調(diào)查,了解堤防工程地段的地形地貌特征、微地貌單元和周邊地質(zhì)環(huán)境,堤身填土的物質(zhì)組成、密實(shí)程度、滲透性能,堤身現(xiàn)狀及歷史險(xiǎn)情,加固處理措施等。再通過(guò)工程物探(主要有地質(zhì)雷達(dá)、高密度電法、地震探測(cè)等)了解堤身疏松透水夾層、生物洞穴等隱患的具體分布,并結(jié)合必要的勘探手段,取巖心觀測(cè)、進(jìn)行原位測(cè)試(主要有標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、動(dòng)力觸探試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)、注水試驗(yàn)、抽水試驗(yàn)、壓水試驗(yàn)等)和取原狀(或擾動(dòng))土樣進(jìn)行室內(nèi)土工試驗(yàn)(包括顆粒分析、物理性試驗(yàn)、滲透試驗(yàn)及力學(xué)性試驗(yàn))。通過(guò)三者的有機(jī)結(jié)合,能夠有效、準(zhǔn)確的查明堤防工程堤身填土的質(zhì)量及隱患分布,以便對(duì)堤防工程堤身狀況給予恰當(dāng)、充分的評(píng)價(jià),并提供合理的地質(zhì)參數(shù),為堤防的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)服務(wù)。

3已建堤防除險(xiǎn)加固的勘察深度

關(guān)于已建堤防除險(xiǎn)加固勘察的地質(zhì)勘察深度,《規(guī)程》中有明確的規(guī)定,但在實(shí)際勘察過(guò)程中發(fā)現(xiàn),部分規(guī)定可操作性較差。

1)堤防工程地質(zhì)勘察勘探剖面間距及孔距問(wèn)題。關(guān)于縱剖面鉆孔間距,《規(guī)程》5•3•2指出:“堤防勘探縱剖面宜沿堤防中心線或防滲軸線、減壓井軸線布置。可行性研究階段鉆孔間距宜為500~1000m,初步設(shè)計(jì)階段宜為100~500m,險(xiǎn)情多發(fā)、地質(zhì)條件復(fù)雜或防洪墻段應(yīng)適當(dāng)加密鉆孔?！币呀ǖ谭莱U(xiǎn)加固工程地質(zhì)勘察的勘察精度應(yīng)達(dá)到初步設(shè)計(jì)階段的要求,因此其縱剖面鉆孔孔距宜為100~500m,這點(diǎn)比較好把握。關(guān)于橫剖面間距,《規(guī)程》5•3•3指出:“橫剖面間距宜為堤防中心線縱剖面上鉆孔間距的2~4倍,險(xiǎn)情多發(fā)段、地質(zhì)條件復(fù)雜段應(yīng)適當(dāng)加密橫剖面,每一工程地質(zhì)單元應(yīng)至少有一條橫剖面?！辈⒁?guī)定在淵、潭、塘、溝、渠等微地貌變化較大的地段,堤防險(xiǎn)情段,物探異常位置,擬扒口分洪段,小型涵閘閘址處應(yīng)布置橫剖面。關(guān)于橫剖面鉆孔孔距,《規(guī)程》5•3•3指出:“橫剖面上宜布置3~6孔:堤防中心線1孔、堤外1~2孔、堤內(nèi)1~3孔,孔距宜為20~200m。”筆者認(rèn)為,在漳州地區(qū),漳州平原是福建省最大的沖積—海積平原,其為沖洪積物與海積物交互沉積,地層往往復(fù)雜多變,特別是河流分叉段、河口段,上部多為粉質(zhì)粘土、砂及淤泥呈韻律沉積,其地層厚度、層位復(fù)雜多變,橫剖面孔距20~200m跨度偏大,實(shí)際勘察布置勘探孔時(shí)孔距不好把握。根據(jù)多年的勘察經(jīng)驗(yàn),漳州地區(qū)橫剖面孔距宜控制在20~100m范圍內(nèi)比較適宜,孔距超過(guò)100m則地層不易控制。而根據(jù)已建堤防險(xiǎn)情調(diào)查結(jié)果,絕大多數(shù)堤防堤基滲漏、管涌、流土等險(xiǎn)情的發(fā)生,一般多分布于堤內(nèi)坡堤腳至堤內(nèi)30~100m范圍,或分布于堤內(nèi)近堤腳處的坑、塘、溝、渠等薄弱地段,因此20~100m的孔距既可控制住地層變化,查明堤基地層分布,又不會(huì)增加勘探工作量,是比較合理的孔距。至于局部堤基滲透變形破壞較遠(yuǎn)的地段可結(jié)合地面調(diào)查結(jié)果適當(dāng)增加勘探孔。

2)堤防工程地質(zhì)勘察鉆孔孔深問(wèn)題?！兑?guī)程》5•3•9指出:“堤防鉆孔宜為堤身高度的1•5~2•0倍(不包括已建堤防堤頂孔的堤身段),當(dāng)相對(duì)透水層或軟土層較厚時(shí),孔深應(yīng)適當(dāng)加深并能滿足滲流與穩(wěn)定分析要求。”由于勘察時(shí)具體設(shè)計(jì)需要計(jì)算滲流和穩(wěn)定的孔深不太確定,因此,具體鉆孔需鉆多深也難以確定。鑒于漳州地區(qū)上部土層一般分布有較深厚的砂類土、卵礫石等強(qiáng)透水性地層,間或分布有粉質(zhì)粘土或淤泥軟土層(部分地段淤泥層厚度較大),而砂、卵礫石層下伏一般為坡殘積層或風(fēng)化巖層。因此,建議在孔深不是很大的情況下(一般為堤基以下2•0倍的堤身高度)宜鉆至坡殘積層或風(fēng)化巖層,這樣進(jìn)行滲流與穩(wěn)定分析計(jì)算剖面的地層結(jié)構(gòu)較完整。若砂、卵礫石層厚度較大,當(dāng)孔深達(dá)2•0~3•0倍的堤身高度時(shí)尚未揭穿強(qiáng)透水層,則可考慮提前終孔。需要指出的是:漳州地區(qū)現(xiàn)有防洪堤高度一般不是很大,少則3~5m,多則5~10m,若防洪堤高度較低時(shí),根據(jù)堤身高度來(lái)控制勘探孔深是不太合理的,這時(shí)應(yīng)采用滿足滲流與穩(wěn)定分析要求來(lái)控制孔深,即孔深需適當(dāng)加深或進(jìn)入相對(duì)隔水層。

4堤基工程地質(zhì)分類的意義

堤基工程地質(zhì)評(píng)價(jià)是整個(gè)勘察工作的最終目的,是設(shè)計(jì)人員采取處理措施的主要依據(jù)之一,因此堤基工程地質(zhì)評(píng)價(jià)應(yīng)與工程緊密結(jié)合,考慮的主要因素應(yīng)是堤基處理設(shè)計(jì)中考慮的因素。無(wú)論堤基的工程地質(zhì)條件有多復(fù)雜,其主要工程地質(zhì)問(wèn)題都是明確的,歸納起來(lái)主要有:堤基的抗滑穩(wěn)定、抗?jié)B穩(wěn)定、抗震穩(wěn)定及特殊土引起的問(wèn)題4大類。以主要工程地質(zhì)問(wèn)題為主線,《規(guī)程》將堤基工程地質(zhì)條件分為4大類:A類(工程地質(zhì)條件良好)、B類(工程地質(zhì)條件較好)、C類(工程地質(zhì)條件較差)、D類(工程地質(zhì)條件差)。具體勘察時(shí),應(yīng)根據(jù)已建堤防工程堤基存在的主要工程地質(zhì)問(wèn)題類型及嚴(yán)重程度、歷史險(xiǎn)情等,進(jìn)行合理的工程地質(zhì)條件分類(段)。對(duì)于堤基工程地質(zhì)條件分類為C類和D類的,是勘察的重點(diǎn),應(yīng)根據(jù)具體情況加密勘探點(diǎn);B類次之,按《規(guī)程》要求進(jìn)行常規(guī)性勘探即可;A類則可少布勘探點(diǎn)。對(duì)于設(shè)計(jì)而言,C類和D類堤基必須考慮工程措施;B類堤基應(yīng)視具體情況而定;A類堤基則不需采取工程措施。

5結(jié)語(yǔ)

近幾年,隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及國(guó)家加大水利工程建設(shè)投資,漳州地區(qū)堤防工程除險(xiǎn)加固工作也正在分期分批進(jìn)行,已建堤防工程除險(xiǎn)加固勘察既有共性,又有地方性特點(diǎn)。工程地質(zhì)測(cè)繪及調(diào)查與堤身填土勘察方法具有共性,而已建堤防除險(xiǎn)加固的勘察深度問(wèn)題則具有地方性特點(diǎn),需根據(jù)本地區(qū)的地質(zhì)情況合理地選擇勘探點(diǎn)數(shù)量、孔距及孔深,目的是做到既能查明堤身險(xiǎn)情和隱患分布及堤基工程地質(zhì)條件,又節(jié)省勘探工作量。而堤基工程地質(zhì)分類則是指導(dǎo)工程勘測(cè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)性工作。