土石壩工程地質
❶ 跪求工程地質實習日記
1、2009年4 月20日,第 11 周,星期 一 ,天氣 多雲轉晴
今天早上我們在西2-101進行實習動員大會,會上老師向我們介紹了任務布置、實習地點、路線、計劃進度、主要內容的概要講解,及羅盤的結構構造功能特徵及功能,並強調了實習的安全性問題。
在介紹地質羅盤儀時,老師主要教我們如何使用羅盤進行定向、定位、和量測各類地質體或地質界面的產狀要素——走向、傾向、傾角,接著叫我們如何記錄產狀要素。
緊接著老師給我們播放工程地質錄像,內容主要關於大壩工程地質的介紹。壩的類型主要分為土石壩和混凝土壩。土石壩對地基要求較低,壩址周圍必須有充實的天然建築材料;而混凝土壩對地基、地質條件要求較高,多建在堅硬的岩石地基。從錄像中我了解到壩址壩型的選擇應根據六個方面進行研究即:一、岩土及工程性質;二、地質結構;三、地形地貌;四、水文地質;五、自然地質現象;、天然建築材料;這些方面都涉及了工程地質內容,所以應考慮工程地質問題:一、區域穩定性與水庫誘發地震問題;二、壩基繞壩滲漏問題;三、壩基滲漏變形破壞問題;四、壩基及壩肩抗滑穩定問題;五、壩基沉降變形問題;六、河床刷坑問題。
大會結束以後老師再次強調了安全問題及准時搭車,通過這次動員大會使我對即將開始的工程地質實習有了更加充分的准備與期待。
2、 2009年 4月21日, 第 11周, 星期 二 , 天氣 多雲 ,
今天一整天是去福清。今天一班和二班拆開坐車,而我們班先上車,早上天氣還不錯,剛好陰天。我們開了快一個多小時才到那邊,記得是在青盛酒店下車,在那裡老師叫我們看那裡的一個岩石邊坡的簡單防護,並簡單地介紹了邊坡的破壞現象。接下來我們走了一會兒到達一個324國道旁邊的山體旁,在那裡,老師告訴我們那是岩漿岩中的酸性噴出岩——流紋岩,岩石的構成有明顯的定向排列特徵,為流紋構造,這塊小山體是由尚且新鮮的流紋岩構成,所以防護措施相對簡單,緊接著便開始量測該岩石的產狀要素,搞了一會兒,明白了怎樣使用羅盤儀。接下來我們坐車到下一處,也是看一個路邊邊坡的防護措施
大概10分鍾左右,我們又坐車趕往今天的終點站——福清東張水庫,在壩上老師告訴我們,東張水庫對福清人來說是很有意義的,它提供附近農業灌溉用水,並指著水庫周圍,說這里可以作為旅遊景區向遊人開放,還可以發小量電。之後,我們到大壩底下,用羅盤儀測了一些坡面的走向、傾向、傾角。大概用來20來分鍾,接下來是吃午餐時間,然後是自由活動時間,於是我們就開始拍些照片,到處看看風景。。
13點左右我們坐車回校,回到學校時大家都很累了。
3、2009 年4 月22日,第 11 周,星期 三, 天氣 下雨轉陰,
今天早晨坐車的時候下起了小雨,所以我們都帶上了雨傘。
大概10分鍾左右就到了第一個目的地——洪塘大橋,老師在橋下給我們介紹了洪塘大橋閩江流域的堆積作用和侵蝕作用的地質地貌特徵,閩江南港河流寬闊,流量大於黃河。由於河流堆積作用導致下游沙灘較多,這里的河沙馳名中外,含泥量低,級配良好,所以導致過度采砂;又由於河流的侵蝕作用使橋墩產生論了變形;在南岸逗留了一會兒後,我們開始走到北岸,老師告訴我們,由於橋的北岸的地基下存在軟土層和滑坡體使橋面產生裂縫,並導致橋墩的軸向位移和側向位移,使橋存在破壞現象,有的同學開玩笑問:「為什麼不再重建一座呢?」,老師說這個想法很好,只是這樣投了太大了,現在是只能重新加固舊橋墩,或者在兩旁重新建新的橋墩,最終採取了一些加固和維修措施,即加大橋墩,加抗滑樁等
接著我們來到農大校舍旁的一個邊坡旁,這是一個用錨釘加固的防護措施,在那裡老師講解了一會兒我們就往最後的目的的——洪山大橋出發,老師剛開始介紹了閩江南北港的區別,北港侵蝕作用強、堆積作用較弱,而南港侵蝕作用較弱、堆積作用強;由於閩江中下游分流不對稱,導致北港的流水量大,流速快,對河床沖刷強,導致下游兩岸崩塌。
差不多11點左右,在老師的帶領下我們開始回校,回來時天空又飄起了小雨,感覺今天收獲挺多的,其中聽了老師感受最深的是橋所處的地質條件對橋的影響很大,橋的地基、橋墩、橋面這些都受到地質結構、水文地質的影響。
4、2009年4月23日, 第 11 周, 星期 四 , 天氣 多雲 ,
今天天氣很好,今天一整天是去長樂,可能因為要去海邊吧,天氣很不錯,所以今天我們大家的心情都很不錯,在車上有說有笑的。
大概9點40左右到達了長樂江田某加油站,走了一會兒路,到了附近公路,由於我們的車較晚到達,所以和老師匯合時,老師也講了一大半內容了,聽了個大概,主要介紹該公路剖面的地質現象,接著老師叫我們量測該褶皺構造兩翼的岩層產狀要素。
接著我們往長樂下沙出發,到了海邊大家都很興奮,下車時映入眼簾的是寬闊的大海和一個巨大的燈塔,今天我們的課題就是圍繞著燈塔展開的。老師告訴我們燈塔底下巨大的岩石有很多組解理構造。在老師講解了該海岸帶的地質現象完後,我們開始量測了斷裂和節理的產狀要素,不一會兒我們便開始吃飯,我們匆匆忙忙的吃完飯,接著開始體驗在海邊嬉耍的快樂,可能是平時很少出來外面看海吧,一到海灘都把壓抑已久的心情釋放出來,化成洋溢的笑容,任海風輕拂,於是我們開始在海邊拍照留念。
這天的地質實習真的很美好,既能收獲知識,又能收獲快樂,這是不一樣的一天,期望最後一天的實習也能留給我們很多回憶和收獲。
5、2009年 4月24 日,第 11 周,星期 五 ,天氣 多雲轉晴 ,
今天天氣還算不錯,很適合登山。8點左右我們出發了,一路上小睡了會兒 ,大概9點半到鼓山腳下。
當走進鼓山時,看到蔥蔥綠綠的樹木,聞到新鮮的空氣,山的氣息就是好。在鼓山公路旁老師叫我們停下來觀察長著樹木的花崗岩岩體,由於集物理、化學、生物風化作用於一體,自上而下遭受著植物引發的風化作用,岩體表面到下面呈全風化狀、強風化狀、微風化狀和未風化狀,由於樹根的不斷生長,岩石就加劇了分化。
接下來老師帶我們看由我們福大老教授為其命名的一種岩石——鼓山晶洞花崗岩。這種花崗岩有其特有的構造特徵——晶洞構造,在這里逗留了一會兒,看完這一處我們就開始登山了,目的地是半山頂某停車場採石開挖剖面地質現象。在登山的過程中,我們在階梯上休息了幾次,一路上我和班裡幾個沖在最前頭,到了瞭望台,發現我們是最早到得,在這里小吃了下,不一會兒看老師帶著大部隊也趕到了,老師沒有休息就帶著我們往停車場走,我們看到此處的花崗岩遭受分化作用後工程性質發生了很大的變化,出現全分化層、強分化層與弱分化層,甚至岩石中還包裹著新鮮岩石,所以岩石變的不均勻、不連續和各向異性。接著我們開始下山了,一路上我們邊看風景邊拍照,由於天氣突然放晴,爬上下山有點炎熱,身上流了好多汗水,正所謂上山容易下山難吶,下山速度快很難控制,差不多20幾分鍾就到山腳了。
在山腳下休息到12點半左右後我們坐上了車回校。
❷ 土石壩除險加固的幾種方法
對於土石壩而言,除險加固技術主要有分為防洪標准加固技術、防滲加固技術、壩坡穩定加固技術等。
土石壩工程所處的地質條件差別較大,且加固中的設備、材料等工程條件可變性較大,目前土石壩的加固技術雖然眾多,但其大都有各自適用的范圍、局限性以及優缺點,對於可能存在的工程病害,具體應從病害實際情況、加固條件以及加固要求、工程所能提供的最高預算及工程的安全鑒定結果進行綜合分析,確定最終加固方案。在實際加固過程中,要努力克服完全復制一種國內外的技術或者方案,應根據工程病害的具體情況,通過多組加固方案的技術、經濟、施工等方面對比,確定一個合理科學的加固方法。
一、滑坡加固方法
土石壩滑坡為一種復雜的失穩破壞,從本質上而言,即為邊坡滑動力增加與抗滑力的不足所導致,其為多因素共同影響下產生的結果。當土石壩出現裂縫、滑坡等病害之後,基於滑動力減少與抗滑力增加的加固准則,需要確定壩料設計與填築標准,且要選取抗剪強度設計參數,最終實現一套比較科學的壩坡加固設計方案,一般採用主動滑動段減重和滑坡體前緣拋石固腳,加重壓坡、放緩壩坡、全面培厚、下游壩坡堆石壓載等加固方法。
二、防滲排滲加固方法
該方法一般用來解決土石壩壩體以及壩基的滲流問題,對於防滲排滲加固方法而言,其基本原理為,上游降低水流入滲到壩體或壩基的可能,下游確保壩體或壩基的變形和強度不變情況下增強滲入壩體或壩基的水的排出,以實現加強土石壩及其壩基的抗滲防滲能力。垂直防滲措施主要有:混凝土防滲牆(機械造槽法、倒掛井法、射水造槽法)、土質截水槽、樁柱式防滲牆(套孔沖抓法)、粘土防滲牆(機械造槽法)、防滲板牆(高壓噴射灌漿法)、灌漿帷幕、泥漿槽防滲牆、自凝灰漿防滲牆以及混凝土防滲牆和灌漿帷幕的組合等。
三、裂縫加固方法
壩身和壩基的不均勻變形為土石壩裂縫的主要原因,按裂縫幾何形狀可分為橫向縫、水平縫、縱向縫以及龜裂縫等,對於裂縫加固方法通常是翻鬆夯實法、開挖回填、裂縫灌漿。
❸ 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
❹ 請問土工試驗方法標准,岩土工程勘察規范,工程地質手冊最新版本是哪個
2015年勘察工程所用的最新國家標准、行業標准
2、《岩土工程勘察規范》(GB50021-)(2009年版)
3、《建築地基基礎設計規范》(GB 50007-2011)
4、《建築抗震設計規范》(GB50011-2010)
5、《建築樁基技術規范》(JGJ94-2008)
6、《建築地基處理技術規范》(JGJ 79-2012)
7、《工程測量規范》(GB 50026-2007)
8、《建築工程地質勘探與取樣技術規程》(JGJ/T87-2012)
9、《土工試驗方法標准》(GB/T 50123-1999)
10、《建築工程抗震設防分類標准》(GB 50223-2008)
11、《岩土工程勘察安全規范》(GB 50585-2010)
12、《靜力觸探技術標准》(CECS 04:88)
13、《房屋建築和市政基礎設施工程勘察文件編制深度規定》(2010年版)
14、《岩土工程勘察報告編制標准》(CECS 99:98)
高層部分:
1、《高層建築岩土工程勘察規程》(JGJ 72-2004、J 366-2004)
2、《高層建築箱形與筏形基礎技術規范》(JGJ6-2011)
鐵路類:
1、《鐵路工程地質勘察規范》(TB 10012-2007 J124-2007)
2、《鐵路工程不良地質勘察規程》(TB 10027-2012 J1407-2012)
3、《鐵路工程特殊岩土勘察規程》(TB 10038-2012 J1408-2012)
4、《鐵路路基設計規范》(TB 10001-2005)
5、《鐵路特殊路基設計規范》(TB 10035-2006 J158-2006)
6、《鐵路橋涵地基與基礎設計規范》(TB 10002.5-2005)
7、《鐵路隧道設計規范》(TB 10003-2005)
8、《鐵路路基支擋結構設計規范》(TB 10025-2006)
9、《鐵路工程抗震設計規范》(GB 50111-2006)
10、《城市軌道交通岩土工程勘察規范》(GB 50307-2012)
11、《地下鐵道工程施工及驗收規范》 (GB 50299-1999)(2003年版)
12、《鐵路工程地質手冊》(修訂版)(1999)
水工類:
1、《水利水電工程地質勘察規范》(GB 50487-2008)
2、《中小型水利水電工程地質勘察規范》(SL 55-2005)
3、《水工建築物抗震設計規范》(DL 5073-2000)
4、《土石壩安全監測技術規范》(SL 60-94)
5、《碾壓式土石壩設計規范》(DL/T 5395-2007)
6、《堤坊工程地質勘察規程》(SL 188-2005)
7、《水利水電工程土工試驗規程》(DL/T 5355-2006)
公路類:
1、《公路工程地質勘察規范》(JTG C20-2011)
2、《公路路基設計規范》(JTG D30-2004)
3、《公路橋涵地基與基礎設計規范》(JTG D63-2007)
4、《公路隧道設計規范》(JTG D70-2004)
5、《公路工程抗震設計規范》(JTJ 004-89)
6、《公路瀝青路面設計規范》(JTG D50-2006)
7、《公路土工試驗規程》(JTG E40-2007)
8、《公路自然區劃標准》(JTJ003-86)
9、《公路橋梁抗震設計細則》(JTG/T B02-01-2008)
其它類:
1、《工程岩體分級標准》(GB 50218-2014) (GB 50218-94已經廢止)
2、《工程岩體試驗方法標准》(GB/T 50266-2013)
3、《建築結構荷載規范》(GB50009-2012)
4、《濕陷性黃土地區建築規范》(GB 50025-2004)
5、《膨脹土地區建築技術規范》(GBJ 112-87)
6、《建築基坑支護技術規程》(JGJ 120-2012)
7、《港口岩土工程勘察規范》(JTS 133-1-2010)
8、《港口工程地基規范》(JTS 147-1-2010)
9 、《建築邊坡工程技術規范》(GB 50330-2013)
10 、《中國地震動參數區劃圖》(GB 18306-2001)
11、《建築變形測量規范》(JGJ8-2007)
12、《建築基樁檢測技術規范》(JGJ 106-2003 J256-2003)
13、《建築基坑工程監測技術規范》(GB 50497-2009)
14、《建築地基基礎工程施工質量驗收規范》(GB 50202-2002)
15、《工程結構可靠性設計統一標准》(GB 50153-2008)
16、《生活垃圾衛生填埋技術規范》(CJJ17-2004 J302-2004)
17、《土工合成材料應用技術規范》(GB 50290-98)
18、《地質災害危險性評估技術要求(試行)》國土資發〔2004〕69號
19、《變電所岩土工程勘測技術規程》(DL/T 5170-2002)
20、《民用建築工程室內環境污染控制規范》(GB 50325-2001)
21、《建築鋼結構防腐蝕技術規程》(JGJ/T 251-2011)
22.《生活垃圾填埋場環境監測技術要求》(GB/T18772)
23.《生活垃圾填埋場污染控制標准》(GB16889-2008)
24.《水和廢水監測分析方法》(第四版)
25.《地表水環境質量標准》(GB3838-2002)
26、《生活垃圾衛生填埋場防滲系統工程技術規范》(CJJ113-2007)
27、《軟土地區岩土工程勘察規程》(JGJ 83-2011)
28、《復合地基技術規范》(GB/T50783-2012)
尾砂壩:
1、《尾礦堆積壩岩土工程技術規范》(GB 50547—2010)
市政類:
1、《市政工程勘察規范》(CJJ 56-2012)
2、《城市道路工程設計規范》(CJJ 37-2012)
3、《城市道路路基設計規范》(CJJ 194-2013)
4、《室外給水排水和燃氣熱力工程抗震設計規范》(GB 50032-2003)
5、《城市橋梁抗震設計規范》(CJJ 166-2011)
6、《城市橋梁設計規范》(CJJ 11-2011)
7、《城鎮道路路面設計規范》(CJJ 169-2012)
冶金類:
1、《冶金工業建設岩土工程勘察規范》(GB 50749-2012)
2、《冶金工業建設鑽探技術規范》(GB50734-2012)
3、《冶金工業岩土勘察原位測試規范》(GB/T50480-2008)
4、《冶金工業水文地質勘察規范》(GB50615-2010)
設計手冊類
1、《工程地質手冊》(第四版)。常士驃、張蘇民主編,中國建築工業出版社,2007
2、《地基處理手冊》(第三版)。龔曉南主編,中國建築工業出版社,2008
3、《公路設計手冊·路基》(第二版)。人民交通出版社,2001
4、《鐵路工程地質手冊》。鐵路第一勘察設計院主編,中國鐵道出版社,1999
特殊類:
1、《露天煤礦岩土工程勘察規范》(GB 50778-2012)
2、《構築物抗震設計規范》(GB50191-2012)
3、《城鄉規劃工程地質勘察規范》(CJJ57-2012 )
4、《既有建築地基基礎加固技術規范》(JGJ123-2012)
5、《電力設施抗震設計規范》(GB50260-2013)
6、《工程建設勘察企業質量管理規范》(GB/T50379-2006)(強調有總工)
生活垃圾處理場:
1、《生活垃圾處理場岩土工程勘察規程》
2、《城市生活垃圾衛生填埋處理工程項目建設標准》(建標[2001]101號);
3、《生活垃圾衛生填埋場岩土工程技術規范 (CJJ176-2012)
4、《生活垃圾衛生填埋場防滲系統工程技術規范》(CJJl13—2007)
5、《城市生活垃圾衛生填埋場運行維護技術規程》(CJJ93—2003)
❺ 工程地質學的主要內容(作者:石證明)
不是幾字能說清的,你自己去查吧 ,推薦《專門工程地質學》
❻ 論述壩址的地形、地質條件對大壩壩型的選擇有什麼影響
一、壩址區工程地質條件分析
1、壩基(肩)穩定性分析
因為在壩址區,兩岸和河流的走向垂直,所以形成橫向河谷,所以壩基(肩)的穩定性非常好。
2、壩址區邊坡穩定性分析
因為原理牛背山背斜,故壩址區邊坡無褶皺構造,表面上無斷層特徵,又以原生結構面為主,與河流走向垂直,並且形成順坡。常年累月下邊坡上的次生結構也很穩定。
3、壩址區滲漏問題
壩區的滲漏主要包括壩基的滲漏問題和繞壩的滲漏。因為壩基處的岩體構成橫向河谷並且傾向上游,所以對壩基的防滲十分有利。又因為兩岸雖然以石灰岩為主,但是夾雜著砂岩和泥岩,泥岩是天然的防水岩層,並且在壩區的下游並沒有發現橫向的深溝。所以要形成繞壩的滲漏也是很難的。
二、最佳壩型的選擇論證
可供選擇的壩型包括:1. 土石壩2. 堆石壩3.拱壩4.重力壩
1、土石壩的論證
土石壩是以土、石等當地材料填築的壩,按壩體採用的材料不同可分為好幾種類型,這里指的是土質芯牆土石壩。土石壩對不同的地形、地質和氣候條件適應性好。任何不良的壩址地基和深層覆蓋層,經過處理後均可填築土石壩。土石壩還可以就地取材。且目前的水平是過去被認為「劣質材料」的風化礫質土、紅粘土、中細砂、開挖石渣,都可分區上壩,充分發揮就地取材的優越性。
土石壩是否最優的關鍵在於:防滲心牆的來源。雖然壩址區附近有土,但是土的質量,數量都是未知的。且這些土的來源基本上都是當地的農民的耕地,如果要徵用必將引發補償和移民的問題,這樣會加大成本。又因為土石壩很龐大,在風景區影響美觀,故排除土石壩。
2、堆石壩的論證拱壩的論證
堆石壩是否最優的關鍵在於天然堆石料石頭充足。雖然龍門洞河谷中有碎石,漂石,礫石,但是這些遠遠不夠。入股哦要人工開采,那勢必會產生巨額的開銷,並會影響景區的環境,故排除最優。
3、拱壩的論證
拱壩是一個空間殼體結構,在平面上形成拱向上游的弧形拱圈,在鉛直剖面上是直立於河床基礎和壩肩岩體上的懸臂梁。它是經濟性和安全性都比較優越的一種壩型。拱壩在水荷載作用下,絕大部分壩體是受壓的,只需壩體材料有足夠的抗壓強度,就能保證壩體不受破壞。此外,與重力壩相比,對於河谷寬深比較小的壩址,修建拱壩的混泥土方量比修建同一高度的重力壩大約節省1/3~2/3。
但是拱壩對地形、地質條件有較高的要求。從地形條件來看,拱壩最好修建在對稱的「V」型河谷中,因為在不對稱河谷中,拱壩的受力條件較差,設計和施工復雜,需採取工程措施,盡可能減小不對稱的程度。從地質條件來看,近代拱壩壩體的壓應力很高,常達6~8MPa,高拱壩可達10~12MPa。壩址地質條件應保證能把壩體傳來的力較均勻地傳給河谷兩岸和河床的岩體。為此,拱壩壩址地質條件要求岩石盡量堅硬緻密,質地均勻,有足夠的強度,不透水性和耐水性強。
雖然壩址區是橫向河谷,左岸岩體對拱壩壩肩的穩定有利。但是左右岸不對稱,使拱壩不能作為最優的壩型選擇。
4、重力壩的論證
重力壩是出現最早到現在還應用廣泛的一種壩型,且自從水泥發明以後,它更是如虎添翼,發展迅速。是否選用它要,滲漏穩定和交通材料是關鍵問題。
從地形、地質方面考慮,對重力壩來說滲漏和壩基穩定問題是關鍵。壩址區的岩體構成橫向河谷,且傾向上游,所以在不存在深層的斷層作為滑動面的情況下是很有利於壩基的穩定的,對防滲也是很有利的。在次生風化節理不貫通的情況下,兩側的切割軟弱面也是不存在的。因此從初步考察以及壩址情況來看,修建重力壩是最佳的選擇。
從材料情況來看,工區骨料料場場地開闊,高程適宜,儲量大,質量好,開采季節長,料場附近有足夠的回車和堆料場地,不佔用農田,運輸方便,距離短,因此也宜選擇混泥土重力壩。
因此無論從地形地質方面還是從交通材料方面,我個人認為重力壩都是最好的選擇。
❼ 土石壩施工不能採用過水圍堰,因為基坑不能被淹沒
基坑是在基礎設計位置按基底標高和基礎平面尺寸所開挖的土坑。開挖前應根據地質水文資內料,結合現場附近容建築物情況,決定開挖方案,並作好防水排水工作。開挖不深者可用放邊坡的辦法,使土坡穩定,其坡度大小按有關施工程規定確定。開挖較深及鄰近有建築物者,可用基坑壁支護方法,噴射混凝土護壁方法,大型基坑甚至採用地下連續牆和柱列式鑽孔灌注樁連鎖等方法,防護外側土層坍入;在附近建築無影響者,可用井點法降低地下水位,採用放坡明挖;在寒冷地區可採用天然冷氣凍結法開挖等等。