當前位置:首頁 » 地質工程 » 庫區主要的工程地質問題有哪些

庫區主要的工程地質問題有哪些

發布時間: 2021-01-24 06:11:59

❶ 長江三峽工程庫區白衣庵滑坡工程地質勘察研究報告 四川省地質局南江水文地質大隊,1988

1994年12月14日,當今世界第一大的水電工程--三峽大壩工程正式動工,它位於西陵峽中段的湖北省宜昌市境內的三斗坪,距下游葛洲壩水利樞紐工程38公里。三峽大壩工程包括主體建築物工程及導流工程兩部分,工程總投資為954.6億元人民幣(按1993年5月末價格計算),其中樞紐工程500.9億元;113萬移民的安置費300.7億元;輸變電工程153億元。工程施工總工期自1993年到2009年共17年,分三期進行,到2009年工程全部完工。大壩為混凝土重力壩,壩頂總長3035米,壩頂高程185米,正常蓄水位175米,總庫容393億立方米,其中防洪庫容221.5億立方米,能夠抵禦百年一遇的特大洪水。配有26台發電機的兩個電站年均發電量849億度。航運能力將從現有的1000萬噸提高到5000萬噸,萬噸級船隊可直達重慶,同時運輸成本也將降低35%。

三峽大壩建成後,將會形成長達600公里的巨型水庫,成為世界罕見的新景觀。三峽大壩採取分期蓄水。1997年11月8日大江截流後,水位提高到10-75米,三峽一切景觀不受影響;2003年6月,第二期工程結束後,水位提高到135米,三峽旅遊景區除張飛廟被淹將搬遷外,其餘景區基本保存;2006年,長江水位提高到156米,僅屈原祠的山門被淹而將重建;2009年整個三峽工程竣工後,水位提高到175米,屆時將有少數石刻將搬遷,石寶寨的山門將被淹1.5米,目前正計劃修築堤壩圍護,那時石寶寨所在的玉印山將成為一座四面環水的孤峰,更別致傳奇。而其它各景點的雄姿依然不變。隨著沿江山脈間人造湖泊的形成和通航條件的改善,原本分散在三峽周圍的許多景點將更容易到達,如小三峽、神農溪等千姿百態的仙境畫廊。

另外,三峽大壩和葛洲壩這兩座現代奇觀也將成為長江三峽的新景點,為其添姿增色。集自然美景、古代遺址和現代奇跡於一身的未來長江三峽將一如既往地吸引和陶醉來自全世界各地的遊客。

新華網武漢10月11日電(記者高欣、施唐戴)「不懼一時丑,化解千年
憂。」組織三峽工程建設的中國長江三峽工程開發總公司常年堅持舉辦「質量警
示展」,將歷次主要缺陷和改進措施動態公布,極大地觸動了兩萬多名建設者,
使「創一流無止境」的質量意識深深紮根第一線。

如今,三峽工程17年工期已經過半,舉世矚目的三峽大壩初現雄姿。尤為
可喜的是,三峽建設者不僅創造了水電建設史上的多項世界記錄,而且把住了質
量關,已竣工的單元項目質量評定全部合格。

三峽工程最大壩高175米,水庫總庫容達393億立方米,按照設計,三
峽大壩必須抵擋萬年一遇的洪水。因此,工程質量的優劣不僅關繫到防洪、發電
、航運作用的發揮,而且關繫到下游千百萬人民的生命財產安全。在工程施工中
,各參建單位本著對國家、對人民、對子孫萬代高度負責的態度,把質量當成工
程的生命。他們採取一系列措施,強化質量管理,創新制定高於當今國內行業規
范的《三峽工程質量標准》,並對建設者進行多層次技術培訓,有效地防止了工
程質量中的「常見病」。記者在三峽工地采訪,處處感受到「視精品為合格」的
強烈氛圍,「如臨深淵、如履薄冰」的負責精神深入人心,工程質量和管理水平
不斷提高。據今年元至8月的質量評定,已完成的11387個單元工程全部合
格,其中優良率達85.8%,比過去提高5個百分點。

三峽工程強調工期進度的計劃性,但一旦與質量發生矛盾,施工組織者毫不
猶豫地寧慢一步而不搶一秒,確保工程質量。去年7月,葛洲壩集團原定混凝土
月澆築21萬立方米,後經調查發現「施工面狹窄使質量保證難度加大」,立即
將澆築量調低到19萬立方米,最終通過優質評定。8年多來,近千名監理人員
始終跟蹤施工項目,進入攻堅階段更是24小時盯守,隨時捕捉質量問題。總公
司還嚴格質量考核,今年拿出兩億元設立「質量特別獎」,硬指標即一次合格率
,截至6月底已兌現6000萬元。

從今年起,總公司又自我加壓,提出「零質量事故、零安全事故」的管理目
標,激發了建設者爭創一流工程的自覺性。一家轉戰南北的大施工單位,在永久
船閘澆築中一度跑模1至2公分,這在其它工地往往被忽略不計的問題,在三峽
卻被定為質量事故,必須「小題大作」,及時補救。總公司還下設安全總監辦公
室,聘請外國專家把關,建立由點及面的連鎖督查制度,實現全員安全持證上崗
,有力地促進了工程質量管理。

為根除質量隱患,國務院三峽工程建設委員會派出質量檢查專家組,對工程
質量進行嚴格檢查。錢正英、張光斗等水利水電專家不顧年邁,每年兩次現場考
察,有時甚至爬上100多米高的大壩「挑毛病」,使參建單位如臨大考。他們
對提高施工監理人員素質、完善質量管理體系和明確質量缺陷劃分標准等提出了
多項有針對性的意見和建議。一位施工單位負責人感慨:「在質量意識上,老專
家的身體力行給我們上了生動的一課。」目前,三峽工程基本攻克重大技術質量
難題,順利向2003年首期蓄水、發電和通航的目標邁進。

❷ 環境污染有哪些

一、空氣污染:日常生活釋放的污染大氣的主要成分:

二氧化碳(CO2)主要來自煤、石油和天然氣的燃燒。最大的排放者是火力發電廠、汽車等交通工具。 

氯氟烴(CFCS)主要來自使用氟利昂的空調和製冷設備、含氯氟烴的噴霧劑(如摩絲)、甲基氯仿或四氯化碳乾洗劑等。

一氧化碳(CO)主要來自汽車尾氣、燒煤和露天燒垃圾等。

氮氧化物(NOX,包括NO、NO2、NO3)主要來自汽車尾氣和燃煤發電廠。

二氧化硫(SO2)主要來自燃煤發電廠和民用燒煤等。煤灰、煤煙和油煙主要來自在馬路旁架煤爐子的餐飲攤點、烤羊肉串攤、嗆鍋炒菜等。

粉塵主要來自清掃路面和機動車輛的行駛從地上揚起的塵土。

鉛粒主要來自使用含鉛汽油的汽車尾氣。

臭氧(O3 ,又稱作光化學氧化劑)主要來自汽車釋放出的氮氧化物在太陽光照射下與氧氣反應生成。

碳氫化合物主要來自汽車尾氣、油箱泄漏和汽油揮發。

二、水污染:日常生活造成水污染的主要物質的來源:

病原體(病菌和病毒)來源糞便、宰殺雞、魚、鴨、肉的污水等。

死亡有機體來源生活污水和生活垃圾等。

有機和無機化學品來源浴室和廁所化學清潔劑、室內裝修溶劑、殺蟲劑、地板窗戶和傢具清洗上光劑以及其它葯物等。

磷來源含磷洗衣粉和洗滌劑等。

石油化工洗滌劑來源家庭和餐飲業大量使用的石油化工合成的餐具洗滌靈等。

重金屬(汞、鉛、鎘、鉻、砷等)來源生活垃圾中的裝修廢棄物、電池、油漆、顏料、鼠葯、電子產品和化妝品等。

三、生活垃圾污染:現代生活垃圾中主要的污染物有:

1、塑料來源於商場、市場上大量使用的塑料袋,商品的塑料包裝,一次性聚苯乙烯快餐飯盒,塑料餐具和杯盤,電器包裝發泡填塞物,塑料瓶,冷飲皮,餐館用的一次性塑料桌布等等。塑料垃圾難以分解,它的降解時間需要一至兩百年。

它的長期堆放給鼠類、蚊蠅提供了繁殖的場所,既威脅人類的健康,又影響市容面貌;焚燒處理塑料垃圾會釋放出多種有害的化學物質。其中二惡英(Dioxin)對動物毒性極大,即便在很小量的情況下,二惡英也能使鳥和魚類出現畸型和死亡,二惡英對人體的傷害表現為:使人消瘦、肝功紊亂、神經損傷、發生癌症等。

2、電池

電池含鈕扣電池、普通鋅錳電池、充電電池、普通鹼性電池和汽車鉛電池等。鈕扣電池、普通鋅錳干電池和鹼性電池含有汞。當其廢棄在自然界里,汞就會慢慢從電池中溢出來,進入土壤或水源,再通過農作物進入人體,損傷人的腎臟。另外,汽車廢電池中的酸和重金屬鉛泄漏到自然界可引起土壤和水源污染。

3、剩餐

剩餐主要來源於餐飲業,吃盒飯的流動人口和上班族。剩餐提供的營養還促使垃圾中的細菌大量繁殖,產生對人畜有毒的氨氣和硫化氫氣體,也可促進垃圾中沼氣的產生,埋下發生垃圾爆炸的隱患。

4、油漆、粘合劑、顏料

來源於建築、家庭裝修後的廢棄物。含有有機溶劑的油漆和粘合劑類垃圾具有危險的毒性。它因揮發性高,易被人體吸入。可引起頭痛、過敏甚至昏迷,或致癌。較為常見的會使人的神經、消化、血液循環和泌尿系統受傷害。

5、廢紙張、易拉罐和玻璃瓶來源於辦公室、學校、寫字樓、商場、冷飲處、家庭等。

6、醫療垃圾

醫院產生的醫療垃圾除無機垃圾外,還有一次性輸液器、注射器、手術器具、人體組織等,以及治療用的紗布、脫脂棉等。這些垃圾含有大量的病原微生物、寄生蟲等有害物質,容易腐爛發霉,孳生蚊蠅,造成疾病的傳播,還可能存在傳染性的病菌、病毒、化學污染物及放射性物質等,具有極大的危險性,被視為「頂級危險」和「致命殺手」。

(2)庫區主要的工程地質問題有哪些擴展閱讀

按環境要素分

大氣污染、水體污染、土壤污染、噪(音)聲污染、農葯污染、輻射污染、熱污染。

按屬性分

顯性污染,隱性

污染。

按人類活動分

工業環境污染、城市環境污染、農業環境污染。

按造成環境污染的性質來源分

化學污染、生物污染、物理污染(雜訊污染、放射性污染、電磁波污染等)固體廢物污染、液體廢物污染、能源污染。

陸地污染:垃圾的清理成了各大城市的重要問題,每天千萬噸的垃圾中,很多是不能焚化或腐化的,如塑料、橡膠、玻璃等人類的第一號敵人。

海洋污染:主要是從油船與油井漏出來的原油,農田用的殺蟲劑和化肥,工廠排出的污水,礦場流出的酸性溶液;它們使得大部分的海洋湖泊都受到污染,結果不但海洋生物受害,就是鳥類和人類也可能因吃了這些生物而中毒。

空氣污染::是指空氣中污染物的濃度達到或超過了有害程度,導致破壞生態系統和人類的正常生存和發展,對人和生物造成危害。這是最為直接與嚴重的了,主要來自工廠、汽車、發電廠等放出的一氧化碳和硫化氫等,每天都有人因接觸了這些污濁空氣而染上呼吸器官或視覺器官的疾病。

水污染:是指水體因某種物質的介入,而導致其化學、物理、生物或者放射性污染等方面特性的改變,從而影響水的有效利用,危害人體健康或者破壞生態環境,造成水質惡化的現象。

噪音污染是指所產生的環境雜訊超過國家規定的環境雜訊排放標准,並干擾他人正常工作、學習、生活的現象。

放射線污染是指由於人類活動造成物料、人體、場所、環境介質表面或者內部出現超過國家標準的放射性物質或者射線。

❸ 基於GIS的滑坡災害危險性評價

一、達曲庫區地質背景

為綜合評價工程區滑坡的危險性,選取達曲流域為研究對象,採用GIS技術對該區域的滑坡進行危險性評價。主要思路是通過對已查明的滑坡的統計分析建立研究區的危險性分析指標體系和信息量模型,然後運用GIS技術實現研究區的危險性分區。達曲為雅礱江的一級支流鮮水河的支流,是一期工程輸水線路的起始調水河流,研究范圍如圖10-1所示。達曲曲折多彎,在然充鄉上游的亞隆塘自西北流入庫區,流至然充寺附近向南偏轉為SSE向,在奪多村流出庫區。庫區河谷海拔一般為3580~3700m,相對高差為400~900m,屬於輕微—中等切割的高山區。兩岸山脊多呈渾圓狀,兩岸岸坡基本對稱,坡度一般在20°~40°之間。區內植被發育,兩岸山坡多被灌木、樹木及草皮覆蓋,基岩露頭少。

區內出露地層有三疊系和第四系。其中以三疊系分布面積最大,為一套非穩定型復理石碎屑岩建造,遭受區域低級變質作用,形成區域變質岩,其變質程度很低,原岩結構、構造等特徵保留完好。主要出露上三疊統的雜谷腦組(T3z)、侏倭組(T3zw)、兩河口組(T3lh)。第四系沉積物的成因類型主要有沖積、洪積、殘坡積等,其中以沖積為主,主要沿達曲溝谷及其支流呈帶狀分布。

達曲庫區處於巴顏喀拉褶皺帶的中巴顏喀拉斷褶帶,區內褶皺構造比較發育,主要沿NWW向展布,一般形成復式背斜或向斜。褶皺構造與斷裂構造相伴產出,褶皺的完整性多被破壞,形成斷層—褶皺的構造組合樣式。根據庫區內地下水的賦存條件、含水介質特徵,可劃分為第四系鬆散岩類孔隙水和基岩裂隙水兩大類型。第四系主要分布於河谷中,是庫區第四系孔隙水主要分布區。基岩裂隙水分布於斷層、裂隙及風化帶內,主要受大氣降水補給,排泄於溝谷及河流內。庫區地表水和地下水多為無色、無臭、無味、清澈透明的淡水。水質類型以HCO3-Ca型為主,局部為HCO3-Ca·Mg及HCO3-K+Na·Ca型;pH值在7.08~7.65之間,屬弱鹼性水;多屬軟水或極軟水,少數屬微硬水。按照環境水對混凝土腐蝕性的判別標准,

南水北調西線工程地質災害研究

含量小於250mg/L,對混凝土無結晶性侵蝕;侵蝕性CO2含量均小於15mg/L,對混凝土無分解性侵蝕。綜上所述,庫區水質較好,對混凝土均無腐蝕性。

二、滑坡災害危險性分析基本思路

在收集大量的基礎地質環境資料前提下,通過建立合適的分析指標體系,運用恰當的數學分析模型,對工程區進行滑坡災害危險性等級劃分,即危險性分區。基於GIS的滑坡災害危險性分析,將運用的數學模型滲透於各個操作方法中,後面的章節將詳細介紹危險性分析的步驟。

圖10-1 達曲流域工程地質示意圖

1.影響因素選取

工程區影響因素的選取按照以下步驟進行。通過資料、現場調查後大概確定滑坡災害的影響因素。滑坡災害影響因素的選取沒有一個統一的標准,主要是針對工程區的實際情況確定。本書選取滑坡災害危險性的主要影響因素為地貌條件(坡度、相對高程)、地質構造(距斷層距離)、地層組合、水的影響(距水系距離),主要是基於以下考慮:(1)影響滑坡的基本因素為地貌條件、地質構造、地層組合;(2)誘發因素為水的影響。由於工程區的降雨資料以及人類工程活動資料無法獲取,所以就不在分析范圍之內,這兩種因素對工程區的滑坡災害危險性沒有大的影響,是因為工程區的范圍內降雨量基本上是一致的,同時工程區處於高山峽谷段,目前人類工程活動影響較小。

2.工程區影響因素分級

影響因素分級的目的是確立影響因素的主次關系,體現層次性。一般分為3級:一級指標是分類指標;二級指標為結構指標;三級指標為判別指標。這里選取的影響因素只有5個,所以對影響因素的分級進行簡化,考慮兩個分級指標,即一級指標為結構指標,分別為地形坡度、相對高程、地層組合、距斷層距離、距水系距離;二級指標為判別指標,是對一級指標的進一步細化。地形坡度分為≤25°,25°~30°,30°~45°,≥45°四類;相對高程分為≤3700m,3700~3900m,≥3900m三類;地層組合分為T3zw1,T3zw2,其他三類;距斷層距離分為≤50m,50~200m,200~500m,≥500m四類;距水系距離分為≤50m,50~150m,150~300m,≥300m四類。

通過以上分析,建立了工程區滑坡災害危險性分析的指標體系,如表10-3所示。

表10-3 滑坡災害危險性分析指標體系

三、基於GIS的危險性分析模型

1.危險性分析模型的建立

一般情況下,由於作用於滑坡災害的因素很多,相應的因素組合狀態也特別多,樣本統計數量往往受到限制,所以採取信息量方法來評價滑坡危險性。採用的信息量模型為

南水北調西線工程地質災害研究

式中:I為預測區某單元信息量預測值;Ii為因素Xi對地質災害所提供的信息量;Si為因素Xi所佔單元總面積;

南水北調西線工程地質災害研究

為因素Xi單元中發生地質災害的單元面積之和;A為區域內單元總面積;A0為已經發生地質災害的單元面積之和。

基於GIS的危險性分析對工程區的劃分採用大小相同的單元柵格,所以上式中的單元面積就可能轉化成以單元個數計算。

2.信息量表達式的計算

在影響因素圖層柵格化和滑坡災害點樣本的分析過程中,應用GIS統計功能,獲取每個影響因素判別指標的單元個數,代入信息量模型式10-5,計算得到單元j的信息量表達式為

南水北調西線工程地質災害研究

當j中含有變數i時,Xji=1,否則Xji=0。(i=1,2,…,18)

表10-4為信息量計算表。可以看出,變數X1,X4,X7,X10,X18對滑坡災害的危險性沒有貢獻,屬於不相關因素,所以參與計算的變數為13個。

表10-4 信息量計算表

四、危險性分區及結果分析

1.單因素危險性分析

利用建立的各個影響因素柵格化數據圖層和信息量的數學模型,對工程區滑坡災害的單因素危險性分析如下:

(1)地形坡度

工程區地形坡度影響因素分為≤25°,25°~30°,30°~45°,≥45°四個范圍。地形坡度≤25°的柵格單元個數為30350個,占工程區面積的43%;地形坡度25°~30°的柵格單元個數為15521個,占工程區面積的22%;地形坡度30°~45°的柵格單元個數為22868個,占工程區面積的33%;地形坡度≥45°的柵格單元個數為1321個,占工程區面積的2%(圖10-2)。根據信息量模型的計算結果,地形坡度因素對滑坡災害危險性的貢獻大小依次為30°~45°,25°~30°。≤25°,≥45°的坡度范圍無貢獻。

(2)相對高程

工程區相對高程影響因素分為≤3700m,3700~3900m,≥3900m三個范圍。相對高程≤3700m的柵格單元個數為2494個,占工程區面積的4%;相對高程3700~3900m的柵格單元個數為13033個,占工程區面積的19%;相對高程≥3900m的柵格單元個數為54053個,占工程區面積的77%(圖10-3)。根據信息量模型的計算結果,相對高程因素對滑坡災害危險性的貢獻大小依次為≤3700m,3700~3900m。≥3900m的相對高程范圍無貢獻。

圖10-2 坡度分區柵格統計圖

圖10-3 相對高程柵格統計圖

(3)地層組合

工程區地層組合影響因素分為T3zw1,T3zw2,其他三類。地層為T3zw1的柵格單元個數為24793個,占工程區面積的35%;地層為T3zw2的柵格單元個數為33179個,占工程區面積的48%;地層為其他的柵格單元個數為12250個,占工程區面積的17%。根據信息量模型的計算結果,地層組合因素對滑坡災害危險性的貢獻大小依次為T3zw1,T3zw2。其他類型的地層無貢獻。結果見圖10-4。

(4)距斷層距離

工程區距斷層距離影響因素分為≤100m,100~200m,200~500m,≥500m四個范圍。距斷層距離≤100m的柵格單元個數為1887個,占工程區面積的3%;距斷層距離100~200m的柵格單元個數為5979個,占工程區面積的9%;距斷層距離200~500m的柵格單元個數為8290個,占工程區面積的12%;距斷層距離≥500m的柵格單元個數為54066個,占工程區面積的76%(圖10-5)。根據信息量模型的計算結果,距斷層距離因素對滑坡災害危險性的貢獻大小依次為≤100m,100~200m,200~500m,≥500m。

圖10-4 地層組合柵格統計圖

圖10-5 距斷層距離柵格統計圖

圖10-6 距水系距離柵格統計圖

(5)距水系距離工程區距水系距離影響因素分為≤50m,50~150m,150~300m,≥300m四個范圍。距水系距離≤50m的柵格單元個數為2131個,占工程區面積的3%;距水系距離50~150m的柵格單元個數為3549個,占工程區面積的5%;距水系距離150~300m的柵格單元個數為5851個,占工程區面積的8%;距水系距離≥300m的柵格單元個數為58691個,占工程區面積的84%。根據信息量模型的計算結果,距水系距離因素對滑坡災害危險性的貢獻大小依次為≤50m,50~150m,150~300m。≥300m的距水系距離范圍無貢獻,結果見圖10-6。

2.多因素疊加危險性分析

(1)危險性區劃范圍界定

多因素疊加危險性分析的信息量值范圍為-1.17~3.64,為了確定危險性分析的區劃范圍,統計了以0.5為步長的信息量值與柵格單元個數、累計柵格單元個數的分布曲線如圖10-7,圖10-8,對比可以發現在-0.16,0.34,0.84左右曲線出現較明顯的拐點,結合庫區的工程地質情況,以及ArcGIS Desktop重分類的幾種方法對比分析,將工程區危險性劃分為穩定區、低危險區、中危險區、高危險區4個級別,信息量值的大小范圍為-1.17~-0.16,-0.16~0.34,0.34~1.34,1.34~3.64。

(2)危險性區劃圖生成

通過對滑坡災害的多因素疊加柵格圖層的重分類,生成了危險性區劃圖。重分類就是將柵格圖層按照區劃范圍分為-1.17~-0.16(穩定區),-0.16~0.34(低危險區),0.34~1.34(中危險區),1.34~3.64(高危險區)4類,分別賦予值1,2,3,4代表。即在GIS中,屬性值為1的柵格代表的是穩定區的所有柵格;屬性值為2的柵格代表的是低危險區的所有柵格;屬性值為3的柵格代表的是中危險區的所有柵格;屬性值為4的柵格代表的是高危險區的所有柵格。據此生成滑坡災害危險性區劃圖(圖10-9)。

(3)危險性結果分析

工程區危險性區劃分為穩定區、低危險區、中危險區、高危險區4個級別。穩定區的柵格單元個數為21846個,占工程區面積的31%;低危險區的柵格單元個數為28864個,占工程區面積的42%;中危險區的柵格單元個數為14135個,占工程區面積的20%;高危險區的柵格單元個數為4650個,占工程區面積的7%(圖10-10)。

圖10-7 信息量值與柵格單元個數分布圖

圖10-8 信息量值與累計柵格單元個數分布圖

工程區穩定區、低危險區在3種類型的地層中均存在,距水系、斷層的距離較遠,基本沒有滑坡災害的孕育發生或偶有小規模的滑坡災害,是穩定性相對較好的地段;中危險區發育在距水系、斷層距離較近的斜坡地段,穩定性較差,在這些地段進行工程建設,要考慮對滑坡災害進行有效防治;高危險區主要分布在河流庫岸兩側的斜坡地段,工程區已查明的滑坡大多數都發育在這些區域,主要是鬆散堆積、崩積物質組成的滑坡體。這些區域有可能發生比較大的滑坡災害或滑坡災害發生的頻率較高。

圖10-9 達曲流域滑坡災害危險性區劃圖

圖10-10 達曲流域滑坡災害危險性分區柵格統計圖

❹ 建築工程基本建設程序包括哪些內容求答案

建設程序是指建設項目從設想、選擇、評估、決策、設計、施工到竣工驗收、投入生產整個過程中應當遵守的內在規律和組織制度。

建設程序主要包括以下幾個階段和內容:

(1)項目建議書階段

項目建議書是要求建設某一具體項目的建議文件,是建設程中最初階段的工作,是投資決策前對擬建項目的輪廓設想。

(2)可行性研究階段

項目建議書批准後,應緊接著進行可行性研究。可行性研究是對項目在技術上是否可行和經濟上是否合理進行科學的分析和論證。在可行性研究的基礎上,編制可行性研究報告,並報告審批。可行性研究報告被批准後,不得隨意修改和變更。

(3)建設地點的選擇階段

選擇建設地點主要考慮三個問題:一是工程地質、水文地質等自然條件是否可靠;二是建設時所需水、電、運輸條件是否落實;三是項目建成投產後原材料、燃料等是否具備,同時對生產人員生活條件、生產環境等也應全面考慮。

(4)設計工作階段

設計是對擬建工程的實施在技術上和經濟上所進行的全面而詳細的安排,是項目建設計劃的具體化,是組織施工的依據。一般項目進行兩階段設計,即初步設計和施工圖設計。技術上復雜而又缺乏設計經驗的項目,在初步設計後加技術設計。

(5)建設准備階段

其主要內容包括:征地、拆遷和場地平整;完成施工用水、電、路等工程:組織設備、材料訂貨;准備必要的施工圖紙;組織施工招標投標、擇優選定施工單位,簽訂承包合同。

(6)編制年度建設投資計劃階段

建設項目要根據經過批準的總概算和工期,合理地安排分年度投資。年度計劃投資的安排要與長遠規劃的要求相適應。保證按期建成。

(7)建設施工階段

建設項目經批准新開工建設,項目便進人建設施工階段。這是項目決策的實施、建成投產發揮效益的關鍵環節。新開工建設的時間,是指項目計劃文件中規定的任何一項永久性工程第一次破土開槽開始施工的日期。建設工期從新開工時算起。

(8)生產准備階段

生產准備的內容很多,不同類型的項目對生產准備的要求也各不相同,但從總的方面看,生產准備的主要內容有:招收和培訓人員;生產組織准備;生產技術准備;生產物資准備。

(9)竣工驗收階段

竣工驗收是工程建設過程的最後一環,是全面考核建設成本、檢驗設計和施工質量的重要步驟,也是項目由建設轉入生產或使用的標志。通過竣工驗收,一是檢驗設計和工程質量,保證項目按設計要求的技術經濟指標正常生產;二是有關部門和單位可以總結經驗教訓;三是建設單位對經驗收合格的項目可以及時移交固定資產,使其由建設系統轉入生產系統或投人使用。

(10)後評價階段

項目後評價就是在項目建成投產或投入使用後一定時刻,對項目的運行進行全面評價,即對投資項目的實際成本——效益進行系統審計,將項目的預期效果與項目實施後的終期實際結果進行全面對比考核。對建設項目投資的財務、經濟、社會和環境等方面的效益與影響進行全面科學的評價。

(4)庫區主要的工程地質問題有哪些擴展閱讀

建設程序是「基本建設工作程序」的簡稱。基本建設全過程中各項工作必須遵循的先後順序。它是對基本建設過程中客觀存在和起作用的時序規律的認識和反映,並據以制定出的基本建設管理工作制度。

人們對基本建設時序規律的認識和反映程度不同,制定出來的基本建設工作程序管理制度的科學程度也就不同。建國初期,國家規定的基本建設程序的內容主要是調查研究、提出計劃任務書、編制設計、組織施工等。

❺ 水利水電項目的可行性研究報告怎麼寫

利水電項目可行性研究報告編制大綱



一、總 論
(一)項目背景
1 .項目名稱
2 .承辦單位概況
3 .可行性研究報告編制依據
4 .項目提出的理由與過程
(二)項目概況
1 .擬建地點
2 .建設規模與目標
3 .主要建設條件
4 .項目投入總資金及效益情況
5 .主要技術經濟指標
(三)問題與建議
二、市場預測
(一)水利水電供應現狀
(二)水利水電需求現狀
(三)水利水電供需預測
(四)水利水電價格現狀與預測
三、水利水電資源開發利用條件
(一)流域(河流、河段)及電網現狀與開發利用規劃
(二)擬開發河段水利水電資源蘊藏量、品質及開發利用的可能性
(三)擬建項目在整個流域內或電網中所處的位置和作用
(四)擬建項目所在地區法律支持條件
四、水文和氣象
(一)流域概況
工程所在流域的自然地理狀況、河道特徵和水土保持狀況
(二)氣象特徵
降水、暴雨、氣溫與積溫、蒸發量、霜雪凍土、風向風速等。
(三)徑流
徑流系列插補處長及其代表性論證、徑流參數計算、徑流年內分配。
(四)洪水
暴雨和洪水特性、歷史洪水與重現期的確定、設計最大洪水、分期設計洪水、設計洪水地區的組成、排水流量。
(五)水位和流量關系
(六)泥沙
分布特性、輸沙量、水庫泥沙淤積估算。
(七)冰情
(八)地下水
(九)潮汐
(十)水面蒸發
五、工程地質
(一)區域地質條件
地形地貌、地層岩性、地質構造、水文地質條件與區域構造穩定性。
(二)水庫區工程地質條件
水庫滲漏、浸沒、庫岸穩定和水庫可能誘發地震。
(三)壩址及本樞紐主要建築物工程地質條件
各備選壩址及主要建築物的自然地質條件和工程地質條件,推薦壩址及主要建築物地段的工程地質情況及基礎處理意見。
(四)輸(排)水線路工程地質條件
各備選線路及主要建築物地段的自然地質條件及線路選擇意見。推薦線路和主要建築物地段的工程地質及基礎處理措施意見。
(五)堤防和河道整治工程地質條件
(六)灌(排)區水文地質條件
(七)天然建築材料
六、工程任務與規模
(一)防洪
流域的洪水災害及防洪現狀、防洪保護對象和防洪標准、水庫容積、河道與堤防、行洪蓄洪區規模。
(二)灌溉
灌溉范圍和面積、灌區土地利用現狀,灌區主幹渠、引水排水工程布置方案及規模。
(三)治澇
澇水特徵及澇災,治澇范圍面積及治澇標准,治澇區排水系統總體布置,治澇主要骨幹工程規模。
(四)水力發電
裝機容量、保證出力、年利用小時、年發電量、輸變電線路等級及規模。
(五)城鎮和工業供水
輸水管線、泵站、供水能力與工程規模
(六)通航過木
1 .通航標准及過壩客貨設計運量
2 .過壩建築物或設施規模
(七)墾殖
1 .墾殖范圍、方式和面積
2 .防洪、防潮、排灌標准及相應的工程規模
七、工程選址及工程總體布置
(一)工程等級和設計標准
工程等級、主要建築物級別和相應洪水標准及地震設防烈度。
(二)壩址選擇
1 .備選壩址描述
2 .方案比選
水位特徵、下泄流量及下游水位、電站單機容量、設計水頭、灌溉洞設計過水流量。
(三)壩型與樞紐布置
1 .壩型選擇
備選壩型方案、壩型比較、推薦壩型
樞紐布置選擇
( 1 )樞紐范圍
擋水壩(主副壩)、泄洪建築物(溢洪壩、溢洪道)、水電站廠房及開關站、灌溉引水建築物。
( 2 )方案比選(工程量和投資比較、技術比較)
八、主要建築物方案
(一)擋水泄水建築物
1 .擋水壩
剖面選擇及結構、築壩材料、壩體穩定性計算
2 .泄洪建築物
泄洪建築物型式比較、溢洪道。
3 .建築物的連接
主壩與兩端建築物的連接、副壩與廠房壩段的連接。
• 水與泄洪建築物主要工程量
(二)水電站廠房及開關站
廠房布置、廠房工程量、進水渠和尾水渠、開關站。
(三)灌溉引水、輸水建築物
布置、結構設計、建築工程量
(四)船隻過壩設施
(五)編制主要建、構築物工程一覽表
九、水利水電設備
(一)發電機組
1 .機組機型選擇
2 .機組單機容量選擇
3 .水輪機安裝高程選擇
(二)電力接入系統方式
1 .電壓等級及出線迴路
2 .電站與系統的連接方式
(三)電氣主接線
1 .發電機與變壓器的組合方案
2 .接線方案
3 .廠用電源及廠區供電方案
(四)主要電力設備
1 .主要電力設備選擇
發電機選型、主變壓器選型、電壓出線斷路器選擇。
• 主要輔助設備選擇
起重設備、供排水系統設備、空壓設備、供油設施、水利監測設備、檢修設備。
• 控制保護遠動裝置及主要設備
自動控制、繼電保護、遠動裝置。
4 .主要通信設備
系統調度通信、廠內通信、對外通信。
(五)水利設備
泄洪、灌溉、輸水系統泵站等設備。
(六)主要設備清單
十、庫區淹沒與移民安置
(一)庫區淹沒情況
1 .淹沒范圍
2 .淹沒損失
( 1 )淹沒土地
如耕地、草場、林木、池塘水面等。
( 2 )淹沒單位
如工礦企業、事業、機關、學校、軍隊等。
( 3 )淹沒公共設施
如橋梁、涵洞、渠道、閘、井、通信和運輸設施等。
( 4 )淹沒文物古跡
(二)移民安置
1 .移民安置人口
2 .移民安置方式及渠道
3 .移民安置補償費用標准
(三)現有設施搬遷改建
廠礦企業、機關、學校、道路、線路等設施搬遷改建。
(四)庫區淹沒損失補償投資計算
十一、環境影響評價
(一)區域環境概況
1 .自然環境
2 .社會環境
3 .生態環境
(二)環境影響評價
1 .工程對水體、水系的影響評價
2 .工程對生物影響評價
3 .水利樞紐對庫區土壤鹽淡化、沼澤化影響評價。
4 .水利樞紐對水土流失影響評價
(三)環境保護措施與投資
十二、組織機構與人力源源配置
(一)組織機構
1 .項目法人組建方案
2 .管理機構組織方案及體系圖
3 .機構適應性分析
(二)人力源源配置
1 .勞動定員數量及技能素質要求
2 .職工工資福利
3 .員工來源與招聘方案
4 .員工培訓計劃
十三、項目實施進度
(一)建設工期
(二)項目實施進度安排
(三)項目施工組織方案
(四)項目實施進度表(橫線圖)
十四、投資估算
(一)投資估算依據
(二)建設投資估算
1 .建築工程費
2 .機電設備及安裝工程費
3 .水利設施及安裝工程費
4 .臨時工程費
5 .庫區淹沒處理補償費
6 .工程建設其他費用
7 .基本預備費
8 .漲價預備費
9 .建設期利息
(三)流動資金估算
(四)投資估算表
1 .項目投入總資金估算匯總表
2 .單項工程投資估算表
3 .分年投資計劃表
4 .流動資金估算表
十五、融資方案
(一)資本金籌措
1 .新設項目法人項目資本金籌措
2 .既有項目法人項目資本金籌措
(二)債務資金籌措
(三)融資方案分析
十六、財務評價
(一)新設項目法人項目財務評價
1 .財務評價基礎數據與參數選取
( 1 )財力價格
( 2 )計算期與生產負荷
( 3 )財務基數收益率設定
( 4 )其他計算參數
1 .銷售收入估算(編制銷售收入估算表)
2 .成本費用估算(編制總成本費用估算表和分項成本估算表)
3 .財務評價報表
( 1 )財務現金流量表
( 2 )損益和利潤分配表
( 3 )資金來源與運用表
( 4 )借款償還計劃表
5 .財務評價指標
( 1 )盈利能力分析
1 )項目財務內部收益率
2 )資本金收益率
3 )投資各方收益率
4 )財務凈現值
5 )投資回收期
6 )投資利潤率
( 2 )償債能力分析(借款償還期或利息備付率和償債備付率)
(二)既有項目法人項目財務評價
1 .財務評價范圍確定
2 .財務評價基礎數據與參數選取
( 1 )「有項目」數據
( 2 )「無項目」數據
( 3 )增量數據
3 .銷售收入估算(編制銷售收入估算表)
4 ,成本費用估算(編制總成本費用估算表和分項成本費用估算表)
( 1 )職工工資及福利基金
( 2 )燃料動力費(房屋取暖費、車船燃油費)
( 3 )材料費
( 4 )工程修理費
( 5 )庫區維修費
( 6 )其他
5 .財務評價報表
( 1 )增量財務現金流量表
( 2 )「有項目」損益和利潤分配表
( 3 )「有項目」資金來源與運用表
( 4 )借款償還計劃表
6 .財力評價指標
( 1 )盈利能力分析
1 )項目財務內部收益率
2 )資本金收益率
3 )投資各方收益率
4 )財務凈現值
5 )投資回收期
6 )投資利潤率
( 2 )償債能力分析(借款償還期或利息備付率和償債備付率)
(三)不確定性分析
1 .敏感性分析(編制敏感性分析表,繪制敏感性分析圖)
2 .盈虧平衡分析(繪制盈虧平衡分析圖)
(四)財務評價結論
十七、國民經濟評價
(一)影子價格及主要參數選取
1 .社會折現率及影子價格
2 .其他計算參數
(二)投資費用調整
1 .工程投資調整(樞紐建設投資、庫區淹沒補償費、輸變電工程投資)
2 .流動資金調整
3 .運行費用調整
(三)國民經濟效益估算
1 .防洪效益
2 .灌溉效益
3 .工業供水效益
4 .發電效益
5 .航運效益
6 .環保效益
7 .調水效益
8 .墾殖效益
(四)國民經濟效益費用流量表
(五)國民經濟評價指標
1 .經濟內部收益率
2 .經濟凈現值
3 .經濟效益費用比
(六)國民經濟評價結論
十八、社會評價
(一)項目對社會的影響分析
(二)項目與所在地互適性分析
1 .不同利益群體對項目的態度及參與程度
2 .各級組織對項目的態度及支持程度
3 .地區文化狀況對項目的適應程度
(三)社會風險分析
(四)社會評價結論
十九、風險分析
(一)項目主要風險因素識別
(二)風險程度分析
(三)防範和降低風險對策
二十、研究結論與建議
(一)推薦方案總體描述
(二)推薦方案優缺點描述
. 1 .優點
2 .存在的問題
3 .主要爭論與分歧意見
(三)主要對比方案
1 .方案描述
2 .未被採納的理由
(四)結論與建議
附圖、附表、附件、專題報告
(一)附圖
1 .流域(河段)綜合利用示意圖
2 .流域水系圖(標明已建、在建大中型水利水電工程位置)
3 .徑流、暴雨洪水、暴雨量、泥沙插補延長的關系圖
4 .年徑流(汛期、枯期)暴雨頻率曲線圖
5 .洪峰和各時段洪量(暴雨量)頻率曲線圖
6 .主要水文站和設計斷面的水位與流量關系圖
7 .區域地質圖(附地層柱狀圖)
8 .水庫庫容面積曲線圖
9 .水庫區綜合地質圖
10 .壩(閘)、廠(站)址及主要建、構築物工程地質平面及剖面圖
11 .各比較壩(閘)、廠(站)址及主要建、構築物工程地質平面及剖面圖
12 .輸(排)水線路工程地質平面圖及剖面圖
13 .堤防、河道工程地質平面圖及剖面圖
14 .灌區水文地質圖
15 .灌區土壤分布圖
16 .典型鑽孔柱狀圖及坑、槽、井、洞展示圖
17 .防洪工程位置圖
18 .灌區工程布置圖
19 .治澇工程布置圖
20 .供水工程水源及線路布置圖
21 .墾殖工程布置圖
22 .工程場址方案比較工程布置圖
23 .推薦場址工程總布置方案圖
24 .各類工程主要建、構築物型式方案比較布置圖、剖面圖
25 .推薦的工程總布置,主要建、構築物布置及剖面圖
26 .供電范圍電力系統地理接線圖
27 .電力電量平衡圖
28 .電力主接線方案比較圖
29 .推薦方案電氣主接線圖
30 .水庫淹沒示意圖
31 .水庫水位與面積、主要淹沒實物及投資關系曲線圖
32 .移民安置規劃示意圖(含各專業項目搬遷、改建等)
33 .環境狀況調查點及環境檢測斷面布置圖
(二)附表
1 .年、月徑流量(雨量)系列表
2 .洪峰、洪量(暴雨量)系列表
3 .年、月輸沙量系列表
4 .岩、土、水質試驗報告及成果匯總表
5 .工程選址方案比較匯總表
6 .工程總布置方案比較匯總表
7 .壩型選擇方案比較匯總表
8 .機組方案比較表
9 .主要機電設備表
10 .投資估算表
( 1 )項目投入總資金估算匯總表
( 2 )主要單項工程投資估算表
( 3 )流動資金估算表
11 .財務評價報表
( 1 )營業收入、營業稅金及附加估算表
( 2 )總成本費用估算表和分項成本費用估算表
( 3 )財務現金流量表
( 4 )損益和利潤分配表
( 5 )資金來源與運用表
( 6 )借款償還計劃表
12 .國民經濟評價報表
( 1 )項目國民經濟效益費用流量表
( 2 )國內投資國民經濟效益費用流量表
(三)附件
1 .項目建議書(初步可行性研究報告)的批復文件
2 .有關部門間各種協議和文件
3 .有關移民安置的協議和文件
4 .環保部門對項目環境影響的批復文件
5 .有關水利資源開發利用的批復文件
6 .項目資本金承諾證明及銀行等金融機構對項目貸款的承諾函
7 .土地主管部門對壩址的批復文件
8 .組織股份公司草簽的協議
(四)專題報告
1 .基本資料復核報告
2 .歷史洪水調查、復核報告
3 .可能最大洪水估算報告
4 .水情自動測報系統
5 .地震烈度監定書或地震危險性分析報告
6 .礦產資源的鑒定意見
7 .專門性工程地質問題研究報告
8 .物探報告

❻ 淺議三峽庫區地質災害預警工程常用監測方法及應用

王愛軍1,2薛星橋1,2

(1中國地質大學(武漢),湖北武漢,430074;

2中國地質調查局水文地質工程地質技術方法研究所,河北保定,071051)

【摘要】長江三峽庫區地質災害預警監測是服務於地質災害防治、保障三峽工程建設安全的主要基礎工作。開縣、萬州區、巫山縣的38個滑坡災害專業監測點,採用大地形變監測、深部位移鑽孔傾斜儀監測、地下水動態監測、滑坡推力監測、地表裂縫相對位移監測、GPS全球衛星定位系統監測、TDR時間域反射監測和宏觀監測等綜合系列監測方法。每個滑坡災害點,採用2種以上監測方法,分別監測滑坡體地表內部變形或受力變化;重要災害點採用4~5種方法同時進行監測,以便進行對比和綜合分析。對滑坡監測及監測成果統計分析,多種監測數據成果具有明顯的一致性和相關性,反映了滑坡體的變形情況和特徵,證實監測方法合理有效,監測成果將為地質災害預警工程和地質災害防治工程提供可靠依據。

【關鍵詞】三峽庫區地質災害預警工程監測方法應用

1前言

長江三峽庫區自然地質條件復雜,是地質災害的多發區和重災區。三峽工程的興建和百萬移民工程,在一定程度上改變了原有地質環境的平衡狀態,加劇了地質災害的發生。隨著三峽工程建設的不斷推進,庫區地質災害對三峽工程和庫區人民生命財產安全的影響日益增加,及時有效地防治庫區地質災害已成為三峽工程建設的重要任務之一。地質災害預警監測工作是實現地質災害防治的主要基礎工作。

三峽庫區共有38個滑坡災害專業監測點在進行專業監測工作,其中重慶市開縣14個、萬州區14個、巫山縣10個。

2監測方法

2.1大地形變監測

採用全站儀監測。在滑坡體外選取地質條件較好、基礎相對穩定的點位作為監測基準點,在滑坡體上選擇有代表性的點位作為監測點,標志點全部採用混凝土強制對中監測墩。

2.2深部位移監測

採用鑽孔傾斜儀進行監測。在滑坡體上選擇有代表性的點位布置測斜鑽孔,分別在其主滑方向和垂直主滑方向上進行正反兩回次自下而上的測讀,監測點間距0.5m,使用移動式「CX-01型重力加速度計式鑽孔測斜儀」,監測數據穩定後自動記錄,每期監測共記錄4組數據。

2.3滑坡推力監測

在滑坡體上選擇有代表性的點位布置鑽孔,在鑽孔中選擇適當的深度部位,預置一系列滑坡推力感測器,用傳導光纖連接至地面,每次監測採用「BHT-Ⅱ型崩塌滑坡推力監測系統」測量記錄各點數據。

2.4地表裂縫相對位移監測

在裂縫的兩側適當部位安置數套裂縫計,進行原位裂縫相對位移監測。機械式監測具有干擾少、可信度高、性能穩定特點,監測記錄數據可直接做出時間—位移曲線,測量結果直觀性強。儀器一般量程范圍在25~100mm間,讀數器的解析度為0.01mm,操作溫度在-40℃~+105℃之間。

2.5地下水動態監測

在滑坡體上選擇有代表性的點位布置鑽孔,對地下水水位,孔隙水壓力、土體含水率、溫度等參數監測,採用自動水位記錄儀、孔隙水壓力監測儀等儀器監測。其中孔隙水壓力監測儀的孔隙水壓力量程為-80kPa~200kPa,解析度0.1kPa,精度0.5%F·S;土體含水率量程為0至飽和含水率,解析度1%;溫度量程為0~70℃,解析度0.1℃,精度1%F·S。

2.6GPS全球衛星定位系統監測

在滑坡體外選取地質條件較好,基礎相對穩定的點位,作為監測基準點;在滑坡體上選擇有代表性的點位作為監測點,標志點全部採用混凝土強制對中監測墩,觀測時採取多點聯測。GPS監測方法,可進行全天候監測,不受通視條件限制,同時監測 X、Y、Z三維方向位移量,方便靈活,並可監測災害體所處地帶的區域地殼變形情況。採用的美國 Ashtech公司生產的UZ CGRS型GPS,最小采樣間隔1s,最少跟蹤和接收12顆衛星,使用Ashtech Solution 2.6軟體解算,精度可達水平3mm+1ppm,垂直6mm+2ppm。

2.7時間域反射測試技術(TDR)監測

即採用電纜中的「雷達」測試技術,在電纜中發射脈沖信號,同時進行反射信號監測。在滑坡體上選擇有代表性的點位布置監測鑽孔,將同軸電纜埋入監測孔,地表與 TDR監測儀相連接,把測試信號與反射信號相比較,根據其異常情況判斷同軸電纜的斷路、短路、變形狀態,推斷出電纜的變形部位,進而推算滑坡體地層的變形部位和位移量。TDR監測採用了固定式預置同軸電纜,成本低,可進行自上而下的全斷面連續監測,量程范圍大。

2.8宏觀監測

以定期巡查方法為主,對變形較大的滑坡體,據其變形特徵布置一定數量的簡易觀測點進行定期觀測,及時掌握其變形動態。

對於每個滑坡災害點,採用2種以上監測方法,分別監測滑坡體地表變形和滑坡體內部變形或受力變化,重要災害點採用4~5種方法同時進行監測,以便進行對比和綜合分析。監測點的布置應重點突出,控制滑坡的重點部位;照顧全面,力求能反映滑坡體整體變形情況。鑽孔孔口周圍用混凝土澆築,布置精確監測點位。

3監測效果分析

根據2003年7月至12月滑坡災害專業監測數據資料,初步分析三峽庫區地質災害預警工程監測方法及應用效果。

3.1大地形變監測

大地形變監測,開展了開縣大丘九社和巨坪九社滑坡、巫山縣狗子包滑坡和板壁塘滑坡,共4個滑坡的監測。以下以開縣大丘九社滑坡為例簡述監測效果。

大丘九社滑坡位於開縣鎮東鎮大丘九社斜坡上,滑坡平面形態近似矩形,剖面上呈凹型;分布高程205~300m,滑體長約250m、寬約300m,面積710萬m2,估計厚度20m,體積約140萬m3。滑坡發育於侏羅系中統沙溪廟組(J2s)紫紅色泥岩及砂岩互層組成的平緩層狀斜坡中,滑坡體的物質組成主要為砂岩及砂岩碎塊石土,表層為鬆散土壤,局部出露砂岩碎塊石,為崩滑堆積體滑坡。

圖1開縣大丘九社滑坡累計位移量曲線圖

(a)X方向(b)Y方向(c)H方向 D1——監測點編號

大丘九社滑坡體上布置了3排監測點,每排3個共計9個監測點,滑坡體對面斜坡上布置了2個基準點,分別在2個基準點進行監測。監測網布置既控制了整體滑坡體又突出重點,採用前方交匯法施測。

8月5日進行了首次測量,9月21日進行D1第二次測量成果與之對比,表明變形趨勢明顯,滑體向 NEE向滑移。10月24日監測成果表明各監測點的變形趨於緩和。11月和12月監測成果表明各監測點無明顯變化(見圖1)。監測數據與宏觀調查定性分析相一致。

利用全站儀進行大地形變監測,其特點為監測方便,可隨時對一些危險滑坡監測,既可以在滑坡體上設置永久性監測樁,又可以設置臨時性監測樁;監測精度高,測點中誤差可達到3.5mm;不僅能測定相對位移,而且能監測絕對位移;在滿足測量條件下可進行連續監測,監測滑坡滑移的全過程,不存在量程限制。但該儀器監測受天氣因素和光線條件制約,難以在雨霧條件和夜間實施監測,且受地形和通視條件制約,施測以人工操作為主,不易實現自動化監測。

3.2深部位移鑽孔傾斜儀監測

深部位移鑽孔傾斜儀監測點為開縣6個滑坡、16個鑽孔,巫山縣5個滑坡、19個鑽孔,萬州區8個滑坡、24個鑽孔,共計19個滑坡、59個鑽孔。以下以開縣虎城村滑坡為例簡述監測效果。

虎城村滑坡為堆積層滑坡,位於開縣長沙鎮虎城村斜坡。該滑坡在平面近似矩形,剖面為凹形,分布高程330~400m,縱長約300m,橫寬約500m,滑體估計平均厚度12m,面積15萬m2,體積180萬m3。滑坡發育於侏羅系中統沙溪廟組(J2s)紫紅色泥岩及泥質粉砂岩組成的水平層狀岩層斜坡上,滑體上部為崩坡積紫紅色碎石土層。滑坡威脅居民400餘人及其財產安全。該滑坡布置了3個深部位移鑽孔傾斜儀監測鑽孔。

Kx-162鑽孔位於滑體的中部。2004年10月,在9.5~10.5m測試深度處發生明顯的位移變形,本月變形量5.56mm,變形方向247°。11月,沒有增大趨勢,累積形變4.58mm,略小於10月份累積變形量,變形方向253°(見圖2)。

Kx-165鑽孔位於滑體的下部。2004年10月,在15.0~16.5m測試深度處發生明顯的位移變形(見圖3),本月變形量5.45mm,變形方向241°。11月,沒有明顯的增大趨勢,累積變形5.39mm,同10月份累積變形量相近,變形方向240°。

地質災害調查與監測技術方法論文集

圖2開縣虎城村滑坡 Kx-162鑽孔位移隨深度變化曲線

(a)EW方向(b)SN方向

圖3開縣虎城村滑坡Kx-165鑽孔位移隨深度變化曲線

(a)EW方向(b)SN方向

深部位移鑽孔傾斜儀監測方法,可在滑坡體上一定部位布置的鑽孔中,監測滑坡體內垂直方向上的淺層、中層、深層、滑動帶等滑移方向和相對滑動位移量;但在滑坡發生較大或急劇加速的位移變形時,由於鑽孔和孔內測斜管變形、破壞,測斜儀探頭不能送入鑽孔之內,可能使鑽孔失去監測價值。

3.3 滑坡推力監測

滑坡推力監測共設有2個測點、4個鑽孔:巫山縣淌里滑坡鑽孔2個,曹家沱滑坡鑽孔2個。以下以淌里滑坡為例簡述監測方法與效果。

淌里滑坡位於巫山縣曲尺鄉長江幹流左岸斜坡上,滑坡在平面形態上呈不規則的圈椅狀,前緣分布高程90m,後緣高程400m,平均坡度約30°~40°,縱長約800m,橫寬150~250m,滑體厚20m,面積24萬m2,體積490萬m3。滑坡發育於三疊系巴東組(T2b)灰岩、泥灰岩、泥岩中,滑體物質主要為泥灰岩及泥岩碎塊石土,表層多為鬆散土層,下部碎塊石土結構密實。

Ws-t-tzk1推力孔位於滑體的下部,Ws-t-tzk2推力孔位於滑體的中部。其滑坡推力監測成果數據見圖4、圖5。推力監測曲線圖表明,各次監測數據規律性強,基本一致,感測器沒有發現明顯的數值變化。滑坡推力監測結果與宏觀監測結果和同時進行的鑽孔傾斜儀監測結果相一致,說明此階段滑坡暫時處於相對穩定的微變形狀態。

圖4巫山縣淌里滑坡 Ws-t-tzk1鑽孔滑坡推力監測曲線圖

圖5巫山縣淌里滑坡 Ws-t-tzk2鑽孔滑坡推力監測曲線圖

滑坡推力監測方法屬於固定點式監測,在鑽孔中預置感測器,用感測光纖連接,在地面用滑坡推力監測系統採集感測信息,可在滑坡體上一定部位布置的鑽孔中,自上至下監測滑坡體內垂直方向上的淺層、中層、深層、滑動帶等滑坡推力變化量,可定期進行數據採集監測;在對採集和傳輸處理系統進行改進的基礎上,可實現無值守自動化連續監測。

4結論

(1)通過多手段的綜合監測,掌握了被監測滑坡體的表面、內部自上至下滑移帶的變形及受力情況,數據綜合分析表明其反映了滑坡位移變化及動態特徵,取得了進行災害預警的重要基礎數據資料,說明採用的監測方法合理有效。

(2)鑽孔傾斜儀深部位移監測方法,當滑坡體發生一定量緩變位移後,部分鑽孔不能再進行全孔施測,造成勘察監測資金浪費和滑坡體監測點及監測部位減少。

(3)目前一月一次的監測周期,難以保證在滑坡發生滑移險情時能進行有效監測。為此應在進行專業監測的同時,進行群測群防監測。特殊情況下,對危險滑坡災害點,調整監測方案,進行加密監測或連續監測,使監測滿足預警預報要求。

(4)從長遠發展考慮,監測應以免值守、易維護、低成本、固定式、自動化快速連續採集傳輸和半自動化監測及人工監測相結合為方向,以建立起高效的地質災害監測網路與地質災害預警系統。

參考文獻

[1]王洪德,高幼龍,薛星橋,朱汝烈.鏈子崖危岩體防治工程監測預報系統及效果.中國地質災害與防治學報,2001,12(2):59~63

[2]王洪德,姚秀菊,高幼龍,薛星橋.防治工程施工對鏈子崖危岩體的擾動.地球學報,2003,24(4):375~378

[3]張青,史彥新,朱汝烈.TDR滑坡監測技術的研究.中國地質災害與防治學報,2001,12(2):64~66

[4]董穎,朱曉冬,李媛,高速,周平根.我國地質災害監測技術方法.中國地質災害與防治學報,2001,13(1):105~107

[5]段永侯,等.中國地質災害.北京:中國建築工業出版社,1993

❼ 水庫堤壩岩土工程勘察

一、深圳水利工程建設現狀

深圳市自建市後,水利事業蓬勃發展,特別自1992年以來,新建擴建了一大批水利工程,引東江上游水入深、全市供水體系形成網路、興建調蓄水庫和戰略儲備水庫、開展雨洪利用、整治河道提高河道防洪和景觀功能等等,為深圳市的可持續發展提供了水資源保障。

深圳市常見的水利工程主要有:水庫、樞紐建築物、輸水或泄水隧洞、堤防、泵站、水閘、渡槽和輸排水管等。水庫大壩依其材料不同可分為混凝土壩、砌石壩、堆石壩和土壩等。

截至2007年底,全市共有172座水庫,其中在建的公明水庫總庫容1.5×108m3,為大(二)型水庫,壩體總長4.6km,最大壩高54m;正在勘察擬建的清林徑水庫,總庫容為1.8×108m3,總壩長1.8km,最大壩高44.2m;已建的東部供水水源工程,全長56.3km,其中7.2km為隧洞;已建供水網路干線工程,全長472km,其中80%為隧洞。

在建設和使用這些水利工程的過程中,曾遇到了大量的工程地質問題,它們大多與地表水、地下水有很大關系,這是水利工程地質專業的主要特點。由於有了水,岩土體飽和軟化,抗剪強度降低,水頭壓力抬高,滲流作用加強;由於有了水,水工建築物岩土設計計算變得復雜,運用工況多樣化;由於有了水,岩土工程勘察需採用綜合勘探方法,各類試驗項目繁多,地質參數的取值和地質評價結論需要綜合判斷確定。對於水利工程,由於勘察水平不高而導致相關工程地質問題未查明,其後果是嚴重的,要麼導致整個工程失敗(如潰壩、決堤、水庫無法蓄水);要麼工程建成後問題很多,影響正常運行;或者由於相關地質參數和評價結論過於保守而導致大量的投資浪費。

因此,水利岩土工程勘察是一項復雜而重要的專業性較強的地質工作,在具體實施過程中,除了嚴格執行行業規程規范之外,地區性工作經驗亦很重要,尤其在項目建議書、可行性研究階段或者勘探工作量不足的一些中、小型工程顯得尤為突出。

二、水利水電工程常見工程地質問題

根據深圳地區所處的地質背景和水文氣象條件,修建水利工程後常見的工程地質問題有:

1.區域構造穩定性

深圳地區地震基本烈度為Ⅶ度,區域構造穩定性相對較好,各工程研究對象主要指活動性斷裂對水工建築物長期運行的影響。以深圳斷裂帶為代表,重點關注水庫誘發地震、地應力集中、斷裂構造的年位移量等。

2.水庫庫區滲漏

蓄水水庫產生永久性的過量的滲漏,不僅影響水庫的效益,同時還會因滲漏引起其他一些不良後果。羅屋田水庫的岩溶滲漏是一典型例子,由於水庫滲漏嚴重,水庫始終無法正常蓄水。

3.庫岸穩定性

水庫蓄水後,庫岸自然地質環境發生急劇變化,岩土體飽水及強度降低,庫水漲落引起地下水位波動變化,波浪沖刷作用加劇變化等,使得原來處於平衡狀態的岸坡發生破壞,達到新的平衡,其破壞形式包括:崩塌、滑坡、塌岸等。庫岸失穩破壞的後果將直接危及濱岸地帶居民及建築物安全,淤塞庫區,高位能的快速崩滑體還可以造成巨大涌浪,危及大壩及壩下游安全。

4.水庫浸沒

水庫蓄水後,引起庫岸周圍一定范圍內地下水水位抬升(壅高),當壅高後的地下水位接近或引出地面時,將可能導致農田沼澤化、土地鹽鹼化、建築物地基飽和惡化等不良後果。深圳地區一般多為山區性水庫,庫容面積有限,水庫浸沒問題不嚴重。

5.壩區滲漏

壩區滲漏包括壩基滲漏和繞壩滲漏,分別產生於壩基和壩肩。壩基滲漏是現有水庫大壩普遍的地質現象,滲透量過大將影響水庫的效益,或者滲透水流作用危及壩體的安全。深圳地區常見的壩區滲漏方式有建基面滲漏(接觸面滲漏)、淺層風化岩滲漏、斷裂構造帶滲漏、沖洪積砂礫層滲漏和岩脈帶滲漏等。

6.壩基岩土體的壓縮變形與承載力

不同類型的壩對壩基壓縮變形與承載力要求不同,其共同點均要求建壩後不致產生過大的沉降變形和不均勻沉降變形,以免引起壩體開裂或剪切滑移而導致的破壞。對中低土石壩而言,深圳地區常見的高壓縮地層主要包括人工鬆散填土、軟黏土、淤泥和泥炭等。

7.壩基(肩)岩土體的抗滑穩定

對於土石壩而言,壩基如有抗剪強度低的軟弱地層(如軟黏土、淤泥、鬆散填土等),則壩基不僅存在沉降變形問題,亦有沿軟弱層滑動問題;對混凝土壩、砌石壩而言,根據滑動破壞面位置的不同,壩基岩體滑動分為表層滑動(通常指混凝土與岩石接觸面)、淺層滑動和深層滑動(軟弱結構面滑動);對於壩肩抗滑穩定主要體現陡地形狀況下的結構面滑動問題。

8.水工隧洞圍岩穩定與變形

地下隧洞開挖以後,洞壁圍岩由於失去了原有的岩體的支撐而向洞內松張變形,如果變形超過圍岩本身所承受的能力,圍岩將產生破壞。圍岩的變形破壞程度常取決於圍岩應力狀態、岩體結構及洞室斷面形狀等。竣工後的水工隧洞往往要承受內外水壓力的長期作用。深圳地區隧洞淺埋段較多,斷裂構造發育,岩性岩相多變,地下水位高,隧洞施工遇塌方、冒頂現象相對較多,施工後縱向與橫向裂縫也時有所見。

9.隧洞涌水

隧洞涌水問題包括隧洞段涌水量預測、掌子面突水、突泥預測和地面沉降預測等,因其影響因素多,各項參數准確取值較難,隧洞涌水預測大多帶有經驗性質。盡管如此,隧洞涌水仍是一項重要而復雜的水文地質工作內容。以往的工程實例表明,隧洞涌水預測不可靠,施工措施不到位,往往會導致嚴重的人員傷亡、經濟損失甚至一定范圍的社會安定問題。

10.天然建築材料

深圳地區水庫一般適合建當地材料壩,以土石壩最多,黏性土料和壩殼料用量也最為龐大。例如公明水庫大壩實際用量達1100×104m 3,勘察儲量為其2~3倍。既要不破壞當地生態環境並盡量減少征地費用。又要尋找足夠儲量的、質量好的、開采方便的、運距近的料場,是水庫工程建設期突出的工程地質問題,也是一大前期勘察難點。

11.深基坑支護

深圳地區地下式泵站較多,大多涉及深基坑問題,有的基坑深達30~40 m,這些泵站一般建在地勢低窪處,軟土層和砂礫層較厚,地下水豐富,地下水位普遍較高,工程地質水文地質條件復雜,基坑支護體系需要考慮隔水、淺層支護、深層支護、上下水工建築物平面布置及基坑內方便輸水隧洞施工等要素。

其他的一些工程地質問題,如隧洞施工岩爆問題,放射性污染問題,閘、壩建築物的抗沖刷問題等等,因一般不常見這里不單獨列出。

三、水庫庫區岩土工程勘察評價工作經驗

限於自然條件,深圳地區擬建和已建水庫規模有限,絕大部分為中、小型水庫,壩高15~50m,水庫周邊區域以花崗岩類和砂頁岩類為主,地形地貌多為低丘陵和台地,植被覆蓋良好,岩體風化一般較深厚,斷裂構造較發育,物理地質現象不發育,工程地質條件一般屬於中等復雜。

水庫庫區岩土工程勘察與評價工作一般應注意:

1.勘察工作

勘察工作應以水文地質、測繪、調查訪問、資料收集為主,勘探工作為輔。注意研究地形地貌特點,河床變遷歷史,泉水露頭情況,區域性自然邊坡和人工邊坡失穩現象,周邊水庫群常見的水庫地質問題等。當基岩露頭較好時,重點調查斷層和裂隙發育特點;當基岩露頭不好時,重點調查風化土和覆蓋層的工程特性與分布狀況。

2.勘察方法

針對水庫滲漏問題,首先根據水文地質成果確定可能的滲漏形式,然後根據不同的滲漏形式採用適當的勘察方法。單薄分水嶺滲漏一般較為常見,分水嶺岸坡一般分布有一定厚度的殘坡積土和全風化土,勘察工作以調查上部土層作為天然防滲鋪蓋的厚度、平面范圍和滲透特性為重點,均衡布置淺鑽孔或探坑,並進行注水和試坑滲水試驗。對於下部基岩的滲透特徵,需選擇代表性位置布置勘探剖面,各勘探點進行分段壓水、注水、抽水(提水)試驗。對於斷層或裂隙密集帶滲漏問題,可先布置物探工作,再布置鑽探與現場試驗工作。此外有些水庫發現也有風化岩中岩脈帶滲漏問題,在花崗岩類地區應重視。從目前已建水庫的運行情況來看,大多數水庫滲漏問題並不嚴重,未超過水庫設計滲漏量,這與深圳地區岩土層的弱透水性有關,也與庫水深度較淺、斷裂構造的密閉性較好等有關。但應注意的幾點是:

1)庫外未見有滲水溢出點並不代表水庫沒有滲漏,從有些水庫常年觀測資料來看,仍有相當一部分滲流量是通過潛流作用形成的。

2)強風化岩全段、弱風化岩上段部分試驗段滲透系數較大,鑽孔鑽進中常有涌水或失水現象,但大部分試驗段滲透系數為弱透水,將這兩層視為相對隔水層或相對透水層時應慎重,需根據滲透系數大值的平面位置、埋深、上部地層滲透性、地下水的徑流排泄方式以及水庫防滲級別等綜合確定。

3)峽谷區和台地區水庫滲漏評價方法有區別。

4)水庫滲漏除了定性評價外,還要盡量進行定量計算評價。

5)在可能滲漏部位布置水文地質長期觀測孔,可有效判斷水庫滲漏情況。

6)龍崗岩溶地區水庫滲漏問題很復雜,評價結論需特別慎重。

3.邊坡勘察

深圳地區庫岸坡度一般較平緩,庫岸穩定問題常表現為淺層滑坡或滑塌,主要產生於殘坡積層中,方量有限,一般為數十立方米至數百立方米,對水庫運行安全不會有太大的影響。但有些供水水庫在某些時段可能取水量很大,存在庫水位驟降的情況,應注意大面積淺層邊坡穩定問題。另外在深圳東部沿海地區所建水庫存在高陡岩質邊坡問題。邊坡勘察工作仍以地質測繪為主,在初步確定有問題的地段才布置勘探工作量。邊坡勘察與評價應注意的事項:

1)定性與定量評價互為補充,且有側重點,對於小規模的對水庫安全影響不大的邊坡問題應以定性評價為主,反之,則以定量評價為主。

2)砂頁岩地區常有淺層滑塌現象,坡積層偏厚,顆粒組成多為粗粒,易降水入滲和導水,也易浸水軟化,岸坡較陡時常有邊坡穩定問題。

3)計算邊坡穩定性,應有正常運行、庫水位驟降、地震作用等多個工況的組合計算。

4)對於環庫公路的邊坡問題,因其位於庫水位以上,一般按公路勘察設計規范進行評價,但應注意高位能的不穩定體坍塌,可能產生大的涌浪問題。

5)對於庫盆內開采建壩材料的水庫,需有合理的開挖斷面和坡度。

4.地下水勘察

現有水庫正常蓄水位水邊線周邊大多為斜坡地形,庫內無農田,少居民,少建築物,鑒於廣東地區的氣候條件,一般不存在浸沒現象。對於庫外水位雍高引起的浸沒問題,主要根據水庫防滲條件,可能浸沒區的水文地質條件和危害性質進行評估。地質勘察工作應重點置於庫水沿單薄分水嶺和斷裂構造帶徑流排泄方式和滲流量評價,注意可能浸沒區地形地貌特徵和地下水位,是否有較低的排水條件差的窪地地形,必要時布置勘探剖面,並進行地下水雍高值和地下水臨界深度的試驗和計算。

5.判定標志

水庫誘發地震的形成機理十分復雜,目前的判定方法往往根據工程實例進行類比,一般採用的判定標志有:

1)壩高大於100m,庫容大於10×108m3

2)庫壩區存在構造斷裂帶,活動斷裂呈張(扭)性或張(壓)扭性。

3)庫壩區為中、新生代斷陷盆地或其邊緣升降明顯。

4)深部存在重力梯度異常或磁異常。

5)岩體深部張裂隙發育,透水性強。

6)庫壩區有溫泉。

7)庫壩區歷史上曾有地震發生。

深圳地區沒有修建高壩大庫的條件,區域地質地震條件表明,一般產生破壞性地震(M s>4.7級)的可能性不大,但不排除產生小震的可能。已有工程實例顯示,有些中低壩水庫也會產生誘發地震,因此一般對大、中型水庫的誘發地震問題亦要進行評價。工作方法以搜集分析區域地質地震資料為主,適當布置一些專門性勘探工作(常採用地球物理勘探和深鑽孔),必要時需委託地震研究單位在進行地震危險性評估的同時,對水庫誘發地震問題進行專門論證。

四、堤壩勘察方法、經驗與工程地質條件評價

深圳地區堤壩類型大多為土石壩,有少量混凝土壩和堆石壩。不論哪種壩型,壩體、壩基均存在穩定、變形、滲流三大問題。其中土石壩出現問題的最多,一般以壩體或壩基滲漏與不均勻沉降最為常見,個別堤壩也曾產生壩後坡嚴重滑坡,而滲透穩定問題多見於水閘。

因大壩產生破壞性質是災難性的,因此水庫工程勘察的重點在於壩址,前期勘察工作標准要求高,歷時長。限於篇幅,這里僅介紹新建壩壩址的一些勘察方法與經驗。

1)對於壩址區(含附屬建築物)勘察方法,水利水電工程地質勘察規范(GB50287-1999)和中、小型水利水電工程地質勘察規范(SL55-2005)各章節有明確規定,內容涵蓋規劃、可行性研究、初步設計和技施設計各個階段,包括不同壩型、不同壩基以及不同建築物。總體來講,水利行業勘察規范比較簡明寬泛,具體實施過程中需要地質人員充分發揮主觀能動性,根據場地地質條件,靈活掌握規范精神,既要達到「查明」的精度,又不浪費勘探工作量,也不能死搬硬套規范。

2)在工作開展之前,需要編制勘察工作大綱,內容盡量詳盡,必要時還可編制單項作業指導書。勘察工作大綱首先應根據前期勘察成果確定該工程可能存在的主要工程地質問題,或應重點查明的地質要素,然後圍繞這些工程地質問題或地質要素布置適用的勘探工作,確定勘探工作的重點、要點、難點。

3)工作當中需根據實際地質條件變化,及時調整計劃的工作方法和工作布置,這就要求地質人員隨工程進度及時跟進分析,以免野外作業結束後才發現問題,導致關鍵地質問題未查明,需要進行補充勘察。

4)壩址常用的勘探方法有鑽探、物探、坑探、現場試驗和室內試驗,其中關於岩土滲透試驗的方法種類較多,精確度不一,如何較准確地確定各地層滲透系數並劃分相對隔水層、相對透水層是技術人員的一大難點,這些參數的可靠性關繫到工程安全,亦關繫到大量的工程投資。例如公明水庫壩基防滲工程,設與不設混凝土防滲牆相差工程投資達1.5億元人民幣。弱、微風化岩一般進行壓水試驗,按壓水試驗規范操作即可。強風化岩一般難於進行壓水試驗,深圳地區的經驗是:當地下水較高時,選擇抽水試驗或提水試驗;當地下水位較低時選擇注水試驗,並注意鑽進中回水量的變化;當需要初步確定灌漿效果時,應設法進行壓水試驗,可將栓塞置於先期預設的混凝土孔壁即可,但成本較高。強透水的砂礫石層常用抽水試驗。對於中-弱透水的殘坡積土層、全風化岩(土),常根據注水、提水、試坑滲水、室內滲透試驗成果綜合確定滲透系數值,前3種方法的計算公式為近似性質,測值有一定誤差,但可反映整個試驗段的透水性,室內試驗測值雖較准確,但反映某一點的滲透性,代表性具局限性。

5)評價地基的工程地質條件,除了有足夠數量的試驗數據支持外,尚需根據地區經驗,岩心鑒別、地質測繪成果綜合給出定性評價結論和定量地質參數。例如,對於花崗岩殘積土或全風化岩(土),室內試驗往往顯示其為高壓縮性土,對於土石壩需要進行大面積的壩基處理,而根據工程經驗,該類土一般為黏土質砂礫,屬中壓縮性土,可不進行處理。再如,如何看待總體弱透水性地層中滲透試驗滲透系數大值(i×10-4cm/s或i×10-3cm/s)問題,是關繫到劃分為相對透水層還是相對隔水層的大問題,僅憑試驗數據是難以給出准確結論的,需要根據其上、下地層的滲透特徵與分布情況,以及蓄水後地下水的滲透形式等因素綜合判定。

五、天然建築材料勘察方法與評價

深圳乃至華南地區土石壩建築材料大多採用風化岩料,主要利用殘積土、全風化岩和強風化岩,其中前二者一般作為黏性土料,後者作為壩殼料使用。工程實踐表明,風化料易於壓實,具有較高的壓實度、抗剪強度和較低的滲透性,非常適合於修建中低壩。但風化料也有其缺點,由於岩性相變、地形起伏和地質構造等原因,風化料往往顆粒組成不均一,含水率等物理力學性質差異較大,壓實控制指標選擇較難,針對風化料的這些特點,前期勘察階段應注意:

1)勘察方法宜選擇鑽孔、探坑(井)、洛陽鏟,勘探密度除執行規程規范要求的以外,應切實結合地形地貌特徵布置勘探點,坡頂、斜坡、坡腳和台地均應有足夠的勘探點控制。選擇每個微地貌代表性位置連續取原狀樣,主要測其含水率和粘粒含量等基本物理指標。選擇每個微地貌代表性位置取擊實樣(結合未來立面開採的深度)進行擊實和擊實後試驗,每個勘探點均應測靜止地下水位。

2)室內試驗類別應齊全,勿漏項。原狀樣主要測含水率、天然密度、土粒密度、塑液限、顆粒分析(至小於0.005mm);擊實樣主要測最大幹密度、最優含水率、水溶鹽含量、倍半氧化物含量、有機質含量、pH值、自由膨脹率和燒失量等;擊實後試驗控制壓實度為0.96~0.98(與工程等級有關),試驗項目有滲透系數(水平和垂直)、剪切試驗(飽和與非飽和)、壓縮固結試驗(飽和與非飽和),剪切試驗具體類別應根據設計計算工況具體確定,一般應進行三軸剪切試驗,直剪試驗可作為參考,新建壩應測不固結不排水剪、固結不排水剪、固結排水剪,同時測孔隙水壓力系數。

3)根據風化料原岩變化情況和試驗成果進行料場分區,主要依據顆分、塑性指數與壓實特徵進行劃分。不同類型的風化料如果不分區,往往難以確定土壩控制指標,難以選擇碾壓設備和碾壓參數,並使大壩處於不安全狀態或滲漏量過大。

4)風化料地質參數應在充分統計分析的基礎上慎重選擇,對其質量評價根據大壩不同填築部位的具體要求區別對待,一般分均質壩土料、防滲體土料和壩殼料3種類型。具體分析的項目有:含水率變化規律分析、粘粒含量變化規律分析、擊實曲線特徵分析(寬或窄級配)、滲透系數特徵分析和剪切試驗成果分析(不同類型剪切試驗成果對比分析)等。針對料源的特徵,提出建議開採的季節、開采設備、開采方式和碾壓試驗與上壩填築的一些注意事項。根據已建水庫的勘察資料,深圳地區上壩風化料原岩大部分為花崗岩和砂頁岩,風化料的主要工程特性指標較好,但pH值往往偏低,倍半氧化物含量不能滿足規程要求,經分析認為,對於深圳地區中低壩而言,這兩個指標對工程影響不大,上壩料質量評價可不作為控制性指標。鑒於水庫大壩的重要性,風化料室內擊實和擊實後試驗宜選擇兩家以上試驗單位進行平行試驗。

5)料場儲量計算應採用平均厚度法、平行斷面法和三角形法,選擇一種方法計算,取另一種方法校核。

六、水工隧洞勘察方法、經驗與工程地質條件評價

1.前期勘察工作布置方法和原則

水工隧洞常用的勘察方法有衛星遙感、地質測繪、物探、鑽探、水文地質試驗、原位測試和室內試驗等方法相互印證的綜合勘探方法,勘察工作主要布置於淺埋段、過溝段、斷層位置、岩層分界位置及洞口位置,具體做法為:

1)洞口位置布置縱向勘探剖面,重要洞口還布置橫向勘探剖面。

2)埋深小於50 m洞段大體等間距布置勘探鑽孔,兼顧溝谷負地形位置、正地形丘頂位置、斷層位置、岩性界線位置、隧洞拐彎和交叉位置。

3)埋深大於50 m洞段有選擇性布置勘探點,主要布置於深切溝谷、斷裂構造、岩性分界和其他用途段:埋深大於100 m鑽孔,當下部岩心完整段較長時可不要求鑽孔打到洞身,這種鑽孔常見於花崗岩地區。一般隧洞埋深大於100 m地段重型勘探工作量布置很少。

4)斷裂構造位置、溝谷地段、傍山地段宜布置地震法和電法物探,一些重要鑽孔進行聲波測井,這些工作可大體給出不同深度、不同地貌單元各種波速值和物性參數,利於圍岩分類和地質參數的提出。

5)水文地質工作方面,關注水位變化和鑽進用水量變化,有選擇地在富水孔段進行抽水(提水)試驗,大部分鑽孔在洞身附近進行壓水(注水)試驗。

6)重視輕型勘探工作,包括地質測繪、槽探等;重視收集資料和研究已有資料,特別關注區域地貌發展史和第四紀地質。這些工作花錢不多,但往往可得到事半功倍的效果,此外對跨城市區域隧洞,因原始地貌已遭破壞,應特別注意收集舊的地形圖和地貌圖。

7)其他方面,如地應力水平和放射性測試等,可先初判,根據初判結果確定是否進行野外測試工作。按《水利水電工程地質勘察規范》(GB50287-99)和《中小型水利水電工程地質勘察規范》(SL55-93)靈活運用。

8)對於長距離引調水工程,因其穿越地貌類型多,勘察工期緊,野外施工困難,不同的業主對勘察的工作的重視程度不一,有些業主對前期勘察工作經費投入不足,針對這些特點,在規范中應強調前期勘察工作抓關鍵地質問題,不要求每個工程段都達到查明精度。現在許多隧洞採用新奧法施工,邊掘進施工邊設計支護形式,充分利用圍岩拱的作用,施工單位也多採用單價合同,但其前期條件是對關鍵性地質問題要查明,如大斷層、地應力總體狀態、放射性、膨脹岩、易溶岩、鬆散體、軟弱岩、喀斯特化岩層等,此外施工過程中要有選擇地進行超前預報。

2.關於圍岩類別劃分與評價

對於圍岩類別的劃分,不同部門不同規范有不同的劃分方法,根據深圳地區工程經驗,提出如下建議:

1)對於預測可研究勘察階段或勘探資料不足的隧洞,應主要採用《工程岩體分級標准》(GB50218-1998),因該規范劃分的方法既有定量指標,亦有定性指標,易於操作。

2)對於可研究-初設勘察階段,各種勘察資料比較豐富,可分別採用《水利水電工程勘察規范》(GB50287-1999)、《工程岩體分級標准》(GB50218-1998)、地質力學分類法(RMR法)、Q系統分類法進行分類,綜合判定圍岩類別;所依據的地質要素不同,所以分類結果有差別。對於涉外工程,岩體分類最好用後兩種方法;對於國內工程,採用前兩種方法較好,對於土洞,按《土工試驗規程》(SL237-1999)分類法。

3)對於施工地質階段,圍岩劃分最適宜用《水利水電工程勘察規范》(GB50287-1999),此階段地下水狀態、結構面狀態、主要結構面產狀均比較清楚,岩體強度和完整性狀態可取樣試驗和波速測試進行確定,工作性質較簡便。

4)目前的水利水電工程勘察規范圍岩分類採用五級制,這樣的分法在圍岩狀態較差時,不利於支護形式的確定。例如,同為V類圍岩,有些自穩時間較長,有些自穩時間很短,有些用普通鋼拱架支護,有些要用加強的鋼拱架支護,甚至還有其他的加強措施。因此,建議在Ⅲ類、Ⅳ類和V類圍岩中增加細分的內容,可定根據工程需要具體確定,初擬各類圍岩分兩級,分別為Ⅲ-1、Ⅲ-2、Ⅳ-1、Ⅳ-2、V小V -2。深圳地區中小型水工隧洞圍岩類別與主要物理力學參數見表2-3-40。

表2-3-40 中小型隧洞(直徑<5m)圍岩主要物理力學參數

❽ 三峽庫區地質體工程加固的動彈力參數測試法試驗研究

楊勤海

(中國地質調查局水文地質工程地質技術方法研究所,河北保定,071051)

【摘要】對三峽庫區的鬆散地質體灌漿加固試驗進行聲波測試,即可獲得鬆散岩體的主要地球物理動力學參數,為庫區移民安置區的地基處理與合理開發提供科學依據,又可定量、全面評價三峽庫區的鬆散岩體的穩定性。本文結合以往的聲波測試成果,運用聲波測試技術和方法,論述聲波測試方法在研究庫區測試鬆散工程體灌漿加固的效果。

【關鍵詞】三峽庫區鬆散地質體聲波測試

1前言

在長江三峽庫區移民安置中,奉節、巫山等不少城鎮新址都遇到對復雜成因的第四系鬆散堆積層組成的滑坡、崩塌、岩溶等地質災害體土地資源的開發利用問題。這些地帶基本上是縣城新址就地後靠的主要部位,由於其成因復雜,工程地質條件特殊,在縣城遷建規劃中未能充分加以利用,嚴重地妨礙了城市的建設和發展。第四系鬆散堆積體的地質成因雖然復雜、特殊,但是作為建築地基,其工程地質條件並不很差,只要能進行充分論證,輔以必要的地質體改造工程,就可以為遷建城市所用,可增加遷建城鎮的土地資源,產生巨大的經濟效益和社會效益。近年來,對於這類復雜成因的第四系堆積體的研究成為工程地質界關注的焦點。本文介紹了聲波測試技術及其在三峽庫區工程地質體灌漿加固試驗研究情況,結合以往在庫區開展的一些有關岩土彈性參數與力學性質的關系方面的試驗和研究工作,通過聲波測試結果給出了工程地質體的力學指標,在一定程度上能夠反映試驗場地的動力學性質,可以定量、全面評價加固效果。

2試驗場地地質條件與地球物理特性

2.1試驗場地地質條件

試驗場地選擇在移民遷建急需且地質條件典型的地方,即奉節寶塔坪規劃小區的趙家梁子一帶和巫山二道溝四大家一帶。因位置不同,試驗場地的地質條件差別較大,反映了鬆散堆積體結構的不同性。各試驗場地的岩性特徵簡述如下:

奉節第一組上部3m左右為第四系坡積含碎塊石亞粘土,密實。下部為深灰色薄—中厚層泥灰岩,裂隙發育,岩層破碎,岩芯呈短柱狀、餅狀及碎塊狀。

奉節第二組上部為粉土含碎塊石角礫,稍密,透水性弱,下部為碎塊石,粘土充填,後經開挖驗證:2m以上為坡積亞粘土含塊石,密實;2m以下為黃褐色—灰色泥灰岩。岩層裂隙發育,強風化,在6m以上段裂隙被泥質充填緊密,6m以下段充填物較少。

巫山第一組上部13m以上段為綠灰色泥灰岩,中強風化,垂向裂隙發育,多被泥質充填,岩芯呈碎塊狀,鑽進過程中3~12m段易垮塌,一般不漏水。13m以下為鈣質粉砂質泥岩,暗紫紅色,裂隙發育,岩芯仍較破碎。

按設計要求,每組試驗均由7個鑽孔組成,中間1孔,周邊6孔,呈梅花狀分布,其中3個為灌漿試驗孔,4個為測試觀測孔,奉節試驗點孔深為20m,巫山試驗點為18m。各孔漿液配比、灌漿量均不同。

2.2試驗場地地球物理特性

根據以往在巴東黃土坡滑坡、萬州關塘口滑坡等地及實測資料,試驗場地完整岩體的聲波速度一般在3000m/s以上。由於庫區大部分地質條件較差,基岩上部的地層破碎、裂隙發育、完整性差。聲波速度變化區間較大,多在700~2600m/s之間。聲波在岩體中傳播時,其參數的變化直接反映岩體的地質構造和物理力學性質。

聲波測試岩體(石)的彈性力學參數是在快速瞬間載入情況下完成的,稱為動力法。所測得的參數稱為動彈性參數,如動彈性模量Ed、動泊松比μd、動剪切模量Gd等。只要測得岩體的縱波速度、橫波速度,密度,則可根據下列工程式計算出岩體(石)的動彈性參數。

動彈性模量計算公式:

地質災害調查與監測技術方法論文集

動剪切模量計算公式:

地質災害調查與監測技術方法論文集

動泊松比計算公式:

地質災害調查與監測技術方法論文集

式中:Vp——縱波速度(km/s);

Vs——橫波速度(km/s);

ρ——岩石密度(g/cm);

Ed——動彈性模量;

Gd——動剪切模量;

μd——動泊松比。

因此諸如縱波速度、橫波速度、振幅、頻率等參數,可作為評價工程岩體的定量依據,並可校驗工程地質體灌漿加固的效果。聲波測試主要是為了評價灌漿質量,而灌漿質量主要依據聲波速度進行評價,根據聲波測試獲得的波速資料,結合地質資料,可准確定量評價灌漿效果,從而為試驗場地的穩定性評價提供科學依據。

3測試方法及技術

要了解第四系鬆散堆積體灌漿加固效果且要求所採用的方法快速、經濟,聲波測試技術是滿足上述條件的首選方法。經過反復比較研究,鬆散堆積體灌漿加固試驗檢測方法主要選擇岩心測試、單孔聲波測試及跨孔聲波測試方法。

傳播於固體中的聲波是機械波。由於其作用力的量級所引起的變形在線性范圍,符合虎克定律,也可稱其為彈性波。聲波測試與淺層地震、面波勘探同屬彈性波測試技術范疇。聲波測試所使用的波動頻率從幾十 Hz到50kHz(現場原位測試)和50kHz到500kHz(岩石及混凝土樣品測試),覆蓋了聲頻到超聲頻,在檢測聲學學科領域中仍稱其為「聲波測試」。由於採用的信號頻率要高於地震波和面波的頻率,因此有較高的解析度,適用於對岩體等地質目標進行較細致的研究。測試動力學參數具有設備輕巧、測試簡便、經濟迅速等優點,而且許多大型工程都要考慮岩土的動力學特徵,因此測量岩體的動彈性參數具有實際意義。

3.1岩心試件測試

先將所選柱狀岩心切齊、磨平做好測試准備,後用縱波換能器、凡士林和岩心耦合進行縱波波速測試;用橫波換能器、錫鉑紙與岩芯耦合進行橫波波速測試。

採用的儀器為CYC-4型超聲岩石測試儀,BPFT型和WT型縱波探頭頻率分別為100kHz 25kHz;HT型橫波探頭頻率為460kHz。表1列出了灌漿前鑽孔取芯的岩樣試件聲波速度及相關動力學參數實測資料。

表1岩心測試成果表

3.2單孔聲波測試

單孔聲波測試是採用長源距一發雙收探管,發射—接收間距50cm,接收—接收間距30cm。在鑽孔(賦存井液的裸孔)內沿井壁發射、接收聲波信息,測井時將探管下至井底,按測井點距(本次測試選用0.5m點距)向上測試,由筆記本計算機完成採集與存儲,室內通過回放和資料處理拾取縱波,在採集波形中根據波形干涉點、幅度、頻譜分析確定縱波初至走時,計算縱波波速。

測試使用的儀器為SSJ-4D全波列聲波測井儀,井下探頭:源距0.5m,間距0.3m,直徑78mm;電纜長度300m。表2列出了此次試驗場地灌漿加固試驗中的不同期單孔波速實測資料。

表2奉節、巫山單孔波速表

3.3跨孔聲波測試

跨孔聲波測試法採用的是同步提升法:在其中一個鑽孔(裸孔)內激發,另一個鑽孔(裸孔)內接收,由孔底起始同步上升至上部,按測試要求點距向上測試,在一鑽孔內由電火花(或剪切錘)發射信號、另一鑽孔內由換能器接收聲波信息,由儀器完成採集與存儲,室內通過回放和資料處理拾取波形,在採集波形中根據波形干涉點、幅度、頻譜分析確定縱波或橫波初至走時,計算波速。

儀器採用SWS-1型多功能儀(北京水電物探研究所研製),測試激發源一般採用電火花(湘潭市無線電廠生產)或剪切錘兩種激振方法。貼壁式三份量檢波器接收。表3列出了此次試驗場地灌漿加固試驗中的不同期跨孔波速實測資料。

表3奉節、巫山跨孔波速表

4 試驗場地力學參數及方法分析

4.1 力學參數明顯提高

通過採用聲波測井方法對灌漿效果的檢測,工程地質體改性加固灌漿後力學參數明顯提高。

(1)聲波參數

①灌漿前:

a.含粘土鬆散岩土體(巫山),縱波速度1320m/s~1480m/s。

b.裂隙基岩破碎岩體(奉節),縱波速度810m/s~1100m/s。

②灌漿後:

a.含粘土鬆散岩土體(巫山),單孔波速平均提高11%,跨孔波速平均提高25%。

b.裂隙基岩碎裂岩體(奉節),單孔波速平均提高14.6%,跨孔波速平均提高65%。

(2)場地力學參數

①灌漿前:

a.含粘土鬆散岩土體(巫山),地基承載力[R]=557(kPa),凝聚力[c]=151(kPa),壓縮量[Es]=8.9(MPa),摩擦角[φ]=36(°)。

b.裂隙基岩松動岩體(奉節),地基承載力[R]=388-438(kPa),凝聚力[c]=92~110(kPa),壓縮量[Es]=6.9~7.3(MPa),摩擦角[φ]=25.6~29(°)。

②灌漿後:

a.含粘土鬆散岩土體(巫山),地基承載力[R]=636(kPa),凝聚力[c]=181(kPa),壓縮量[Es]=10.3(MPa),摩擦角[φ]=41(°)。

b.裂隙基岩松動岩體(奉節),地基承載力[R]=504~568(kPa),凝聚力[c]=134~157(kPa),壓縮量[Es]=8.1~8.9(MPa),摩擦角[φ]=31~37.1(°)。

4.2 測試方法的分析

由上述中可以看出岩心試件、單孔及跨孔的縱波速度存在明顯的變化,這是因為岩心試件、單孔聲波、跨孔聲波3種方法的測試結果之間具有可對比性,每種方法所呈現的波速變化與岩石、岩質之間的關系是互相對應的,趨勢是一致的。只是由於測試方法的不同,其結果亦表現出不同的特點。

岩心試件的測試一般是在規定尺寸上進行的。相對而言可以視為岩體一個點上的測試,測試頻率范圍為超高頻率;單孔聲波測試的間距是30cm,其所測的只是井壁圓柱體一個波長附近有限范圍內的岩體聲學特性,相對而言可以視為一段一維桿狀岩體的測試,頻率范圍為高頻;跨孔法在小孔距的范圍內進行,與上述兩種方法比較,測量范圍要大的多,在較大的范圍中,彈性波傳播不但受岩質的制約,而且更重要的是受岩體結構面的控制。也可以視為二維平板狀岩體上的測試,頻率范圍相對為低頻。由於上述的差別,表現在波速參數上的關系是岩心試件測得的聲速大於單孔聲速,而單孔聲速又大於跨孔聲速(V岩芯>V單孔>V跨孔)。以上是符合客觀規律的。岩心測試反映的是岩體點上的聲學特性,單孔反映局部岩體的縱向聲學特性,而跨孔卻代表岩體的橫向變化。

5結論與討論

採用聲波測試技術對三峽庫區鬆散堆積體灌漿加固試驗進行測試,取得了良好的效果,奉節、巫山兩地的灌漿加固試驗結果表明上述方法是可行的、有效的;聲波測試不僅具有快速、簡便、准確的特點之外,還是一種無損的測試方法,能夠從整體上、全方位地評價灌漿質量。

應當指出,由於動力法是在瞬間載入情況下進行測試的,且對岩體施加的應力較小,因此,動、靜彈性參數間存在一定的差異。為了滿足當前工程技術界仍需將動彈性參數換算成荷載條件相近的靜彈性參數的要求,有必要進一步研究二者之間的關系。但這個問題比較復雜,一般其對應關系因不同岩性和不同地區而異。實際工作中,往往要進行一定數量的動靜彈性參數的對比測試,才能找出其中的對應規律。

參考文獻

[1]郭建強等.地質災害勘查地球物理技術手冊.北京:地質出版社,2003

[2]林宗元.岩土工程試驗手冊.沈陽:遼寧科學技術出版社,1994

[3]陳仲候等.工程與環境物探教程.北京:地質出版社,1999

熱點內容
鹿特丹港國家地理 發布:2021-03-15 14:26:00 瀏覽:571
地理八年級主要的氣候類型 發布:2021-03-15 14:24:09 瀏覽:219
戴旭龍中國地質大學武漢 發布:2021-03-15 14:19:37 瀏覽:408
地理因素對中國文化的影響 發布:2021-03-15 14:18:30 瀏覽:724
高中地理全解世界地理 發布:2021-03-15 14:16:36 瀏覽:425
工地質檢具體幹些什麼 發布:2021-03-15 14:15:00 瀏覽:4
東南大學工程地質考試卷 發布:2021-03-15 14:13:41 瀏覽:840
中國地質大學自動取票機 發布:2021-03-15 14:13:15 瀏覽:779
曾文武漢地質大學 發布:2021-03-15 14:11:33 瀏覽:563
中國冶金地質總局地球物理勘察院官網 發布:2021-03-15 14:10:10 瀏覽:864