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地质工程勘察论文8篇

时间:2023-04-08 11:31:43

地质工程勘察论文

地质工程勘察论文篇1

关键词:工程勘察;水文地质;岩土;危害

中图分类号: P641 文献标识码: A 文章编号:      

1、  岩土水理性质         

岩土水理性质是指岩士与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩:岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形,而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视,对岩土的水理性质却有所忽视,因而对岩土工程地质的评价是不够全面的。岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质,下面首先介绍一下地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响,然后再对岩土的几个重要的水理性质及研究测试方法进行简单的介绍。        

1.1 地下水的赋存形式:地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水三种,其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。         

2.2 岩土的主要的水理性质及测试办法:①软化性,是指岩土体浸水后,力学强度降低的特性,一般用软化系数表示,它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时,在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性上层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。②透水性,是指水在重力作用下,岩土容许水透过自身的性能。松散岩上的颗粒愈细、愈不均匀,其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育,其透水性就愈强。透水性一般可用渗透系数表示,岩上体的渗透系数可通过抽水试验求取。  ③崩解性,是指岩浸水湿化后,由于土粒连接被削弱,破坏,使土体崩敞、解体的特性。④给水性,是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水的性能,以给水度表示。给水度是含水层的几个重要水文地质参数,也影响场地疏时间。给水度一般采用实验室方法测定。⑤胀缩性,是指岩土吸水后体积增大,失水后体积减小的特性,岩土的涨缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚,失水变薄造成的。

2、工程地质勘察中水文地质评价内容         

在工程勘察中,对水文地质问题的评价,主要应考虑以下内容:         

2.1 应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响,预测可能产生的岩土工程危害,提出防治措施。

2.2 工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要,查明有关水文地质问题,提供选型所需的水文地质资料。        

2.3 应从工程角度,按地下水对工程的作用与影响,提出不同条件下应当着重评价的地质问题,如:①对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对砼及砼内钢筋的腐蚀性。②对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的建筑场地,应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用。在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉上时,应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。③当基础下部存在承压含水层,应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价。④在地下水位以下开挖基坑,应进行渗透和富水试验,并评价由于人工降水引起土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定的可能性。     

3、地下水引起的岩土工程危害         

地下水引起的岩土工程危害,主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。

3.1地下水动压力作用引起岩土工程危害。地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,一般不会造成什么危害,但在人为工程活动中由于改变地下水天然动力平衡条件,在移动的动水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成条件和防治措施在有关的工程地质文献已有较详细的论述,这里不再重复。        

3.2 地下水升降变化引起的岩土工程危害。地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害,地下水位变化引起危害又可分为三种方式:    

(1)地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位的降低多是由于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水.采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝,修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。  

(2)地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形,当地下水升降频繁时.不仅使岩上的膨胀收缩变形往复,而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大,进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的渗透,会将土层中的铁、铝成分淋失,土层失去胶结物将造成土质变松、含水量孔隙比增大,压缩模量、承载力降低,给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。

(3) 水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的,其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状;水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响,有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成:①土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。②斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象。③一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。④引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂,管涌等现象。⑤地下洞室充水淹没,基础上浮,建筑物失稳。 

地质工程勘察论文篇2

关键词:工程勘察;水文地质;勘察工作;实践

一、工程勘察中水文地质工作内容

根据以往的经验和教训,对水文地质勘察工作主要有以下几方面内容:

1、查明地层的分布特征,尤其是砂岩类(含水层)和泥岩类(相对隔水层)的分布、厚度、裂隙发育程度以及泉点的分布,以此分析地下水的补给、径流与排泄特征。对地下水作水质成果分析时,注意同一含水层或不同含水层各种阴阳离子的含量变化与对比,根据结果作出定性分析变化较大产生的原因。查明有关水文地质问题,提供选型所需的水文地质资料,并预测可能产生的岩土工程危害,提出防治措施。

2、从工程角度上分析,按地下水对工程的作用与影响,提出不同条件下应当着重评价的地质问题,如:

①对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对砼及砼内钢筋的腐蚀性。

②对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的的建筑场地,应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用。

③在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉土时,应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。

④当基础下部存在承压含水层,应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价。

⑤在地下水位以下开挖基坑,应进行渗透性和富水性试验,并评价由于人工降水引起土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定性的可能性。

3、不仅要查明地下水的天然状态和天然条件下的影响,还要分析预测在人类工程活动中地下水的变化情况,及对岩土体和建筑物的反作用。

二、工程勘察中水文地质实践

以某地考察为例,该工程地处低山区和丘陵地带,其主要地层为三叠系须家河组砂泥页岩互层,也属自贡主要含盐卤水区。砂岩多为含水层,而泥页岩为相对隔水层,独立含水层系统较多。因此,该地区水文地质勘察对于防渗论证具有重要意义。

1、工程地质概况

该工程处于高山背斜核部一带。高山山脊线呈北东东―南西西向延伸,与构造线基本一致,高山地形整体趋势为北东高而南西低,顺两翼地貌由低山逐渐过渡为丘陵。而工程头尾部分分别位于高山背斜北南两翼,其核部发育为F1高山断层(上游)、F2瓜瓢洞断层(下游),两断层互为对冲式。

区内地层共分为六段,第四段分三层,第三段共分七层。地表泉点分布于河床两岸,泉点多分布在砂岩与下部泥页岩分界面附近,为接触泉,长观资料表明,大多数泉点流量随季节降雨量变化较大。

区内地下水按其含水层性质和埋藏条件主要分为第四系松散堆积层孔隙潜水、基岩裂隙潜水、基岩裂隙承压水三种类型。孔隙潜水主要分布于河床、漫滩的松散堆积层中,且覆盖层较薄,水文地质意义不大,对工程影响甚微,故主要是讨论基岩裂隙潜水、承压水两种类型。

2、水文地质条件分析

2.1基岩裂隙潜水

基岩裂隙潜水主要分布在Ty4-3层和Ty4-1砂岩层中。Ty4-3层由于所处位置较高受风化卸荷影响,裂隙较发育,不利于地下水贮藏,仅砂岩层底部靠Ty4-2层局部有地下水出露,其水化学类型为重碳酸钙型水,矿化度为150~200mg/L。该泉点表明,该泉点流量随季节性变化明显,而其它该层中钻孔长观表明,水温及水位年变化较小。

Ty4-1层底板处于河床以下,由于河流切割,地下水埋藏于此层下部,水位略高于河水。地下水化学类型为重碳酸钙镁型、重碳酸钠型、氯重碳酸钠型水,矿化度为132~850mg/L。各钻孔终孔水位表明,该层地下水位线平缓。

2.2基岩裂隙承压水分析

基岩裂隙承压水主要分布在Ty3-5、Ty3-3、Ty2层砂岩中,其特征见表1。

表1承压含水层特征及涌水试验成果表

Ty3-5层含水层厚度约为20~28m,以Ty3-6、Ty3-4层为相对隔水顶底板。工程段初始水头较稳定,高程为348~350m,由于岩层倾向下游,倾角为10~12°,其实际水头为50~80m甚至更大。本层水化学类型为氯钠型水,矿化度为2000~10000mg/L。长观资料表明,其水化学动态稳定。在工程轴线上游分布一上升泉,出露高程也与钻孔揭示的初始水位基本一致。

Ty3-3层含水层厚度约为30m,以Ty3-6、Ty3-4层为相对隔水顶底板。工程段承压水头高程约为370m,高出含水层顶板约为100m。本层水化学类型为氯钠型水,矿化度为10000~12000mg/L。长观资料表明,其水化学动态稳定。

Ty2层含水层厚度约为70m,以Ty3-2、Ty3-1层为相对隔水顶板。据CK15、CK3钻孔表明,其水头地面超高分别为47.5m、55.22m。CK15钻孔涌水量较大,最达951.87m3/d,钻孔水化学类型为氯钠型水,矿化度为2650mg/L,其水化学动态稳定。

2.3岩体透水性特征

钻孔压水、抽水、涌水试验表明:工程段岩体透水性受岩层分布、风化卸荷、裂隙发育程度、连通性、以及软弱夹层的分布特征等控制。特征如下:

(1)Ty4-2、Ty3-6、Ty3-4等岩层主要为泥页岩,岩体透水率大多小于1lu,透水性微弱,可视为相对隔水层。

(2)Ty4地层两岸砂岩随着深度的增加,岩体透水性逐渐减弱,但受裂隙发育程度的影响,局部透水率较大,大于100lu,属强透水层,且其分布规律性不强。一般而言,钻孔深50~70m以下,岩体透水率小于3Lu。河床中Ty4-1砂岩含水层由于位于谷底,由于层面及构造裂隙发育,与地表水水力联系明显,单位涌水量多在1L/sm以上,且涌水量随降深增加不明显;抽水试验成果表明,Ty4-1河床砂岩渗透系数为4.58~14.28m/d,影响半径为68~166m;在斜硐Ty4-1砂岩中抽水时,地下水多沿层面及横向裂隙以股状呈悬挂式向汇点集中,随深度增加,出水点也向下迁移,证明其裂隙是普遍存在的,且周围的长观孔地下水位显著降低,形成降落漏斗,由于岩体渗透性差异,观测分析表明,降落漏斗影响范围向左岸约25~30m,而向右岸约85~90m。

(3)Ty3-5、Ty3-3、Ty2层涌水试验表明:Ty3-5、Ty3-3层水头较高而流量较小,单位涌水量多在0.1L/sm以下,其渗透系数分别为0.049~0.395 m/d、0.012~2.066 m/d,部分钻孔揭示该层未见有承压水或不明显,反映出岩体裂隙发育极不均匀,各向异性大。Ty2层水头大,为176.5m,涌水量大,但深埋地下,具有极大的非均匀性。

2.4地下水类型、补给与排泄及动态变化

高山背斜由北东向南西方向倾伏,地形整体也北东高南西低。地下水主要沿砂岩裂隙由北东向南西方向运动,呈层分布,工程为地下水的排汇和径流区。

综合分析之后,Ty4-3、Ty4-1地下水并非严格意义上的潜水,它们有各自独立的隔水顶、底板,远离工程一带,应具有(半)承压性质,只不过由于河流切割,在工区一带具有自己独立的自由水面,局部受大气降水影响明显,准确地说,应为(半)承压―潜水,Ty4-1层地下水类型较复杂主要也是这方面的原因。

Ty3-5、Ty3-3、Ty2层中承压水为自贡井盐区盐卤水的一种类型,俗称为黄卤。其补给范围主要为越溪河上游的荣县双古、威远复立一带,距工区约15km以上,为高山背斜核部,因沟谷切割侵蚀而使上述含水层有较大范围出露,该段最低高程为460m,因此工程段承压水头具有较高的特点。由于含水层的砂岩与泥页岩相间成层,使承压水表现较多的层次,也导致各含水层在水质、水量、水头等存在较大的差异。承压水循环径流途径长,交替缓慢,与岩石发生溶滤作用,导致地下水矿化度较高。Ty2比Ty3层水量较大、矿化度低的原因是由于该层厚度大,原生状水平裂隙发育,结构疏松,富水性能好,地下水交替相对较快。

3、工程防渗帷幕深度的确定

根据钻孔压水、抽水试验表明,工程基岩体中存在强~弱透水层,应进行帷幕防渗。左右岸存在明显的相对隔水层(透水率q

河床中存在多层含水层,砂岩类透水率变化较大,个别达65Lu,而泥岩类透水率小。工程属单斜构造,岩层产状倾向下游偏右岸,虽然Ty3-3、Ty3-5层砂岩透水率较大,但其上部的Ty3-6层泥岩厚度较大(10~15m)、稳定且往下游埋深逐渐增加,可作为河床工程基隔水层,防渗帷幕深入该层5~10m即可。由于在工程轴线上游局部Ty3-6泥岩薄(厚度2~3m),且有Ty3-5层出露的上升泉,蓄水后,库水势必与Ty3-5层地下水连通,水工计算考虑扬压力时,其承压水头高程就不应是350m,而是正常蓄水位431m。

4、F1、F2断层的渗漏评价

F1、F2断层为区域性断层,横穿整个库区,其渗透性对整个水库蓄水构成一定的影响。断层破碎带宽2~8m,主要由糜棱岩、断层泥、断层角砾等组成。根据钻孔压水试验,透水率q一般小于1Lu,为微透水层。但勘察时,有些同志对断层影响带的透水性提出了怀疑,事实上,承压水的分布就是一个很好的反证。在F1、F2之间在五六十年代有自流的盐井,其层位为Ty3-5,在F2上游上工程河床钻孔在Ty4-1层也发现了承压水,其承压水头为145m,地面超高为69m,流量为4.7L/s。地层分布表明,F1、F2上下游及其间的承压水含水层、隔水顶底板皆被F1、F2断层切断,若断层影响带是透水的,就不能形成层次多、高水头、矿化度差异大的承压水。所以,F1、F2断层其渗透性是很微弱的,具有较好的防渗性。

三、结束语

以往的工程勘察报告中,多数只是对天然状态下的水文地质条件作一般性评价,很少结合基础设计和施工的需要评价地下水对岩土工程的作用和危害。在一些水文地质条件比较复杂的地区,由于工程勘察中对水文地质问题调查研究不深人,设计中又忽视了水文地质问题,有时导致地下水引起的各种岩土工程危害。因此,工程勘察中要切实做好有关水文地质测试工作和地下水监测工作,为水文地质勘察和工程建设提供充分、可靠的依据。

参考文献

[1]地质勘查资质管理条例及工程地质勘察工作实用手册.中国矿业出版社.2008-3

[2]工程地质及水文地质.中国水利水电出版社.2004-2-1

地质工程勘察论文篇3

关键词:水文地质;岩土工程;勘察设计

中图分类号: S611 文献标识码: A

一、地下水对岩土工程的主要危害

地下水引起的岩土工程危害,主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。

(1)地下水升降变化引起的岩土工程危害。地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害,地下水位变化引起危害又可分为三种方式。

水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的,其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状;水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响,有时往往是几种因素的综合结果。

由于潜水面上升对岩土工程可能造成:土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强;斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象;一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化;引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象;地下洞室充水淹没,基础上浮,建筑物失稳。

地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位的降低多是由于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水,采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝,修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。

地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形,当地下水升降频繁时,不仅使岩土的膨胀收缩变形往复,而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大,进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的积极交替,会将土层中的胶结物铁、铝成分流失,土层失去胶结物将造成土质变松、含水量孔隙比增大,压缩模量、承载力降低,给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。

(2)地下水动压力作用引起岩土工程危害。地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,一般不会造成什么危害,但在人为工程活动中由于改变地下水天然动力平衡条件,在移动的动水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成条件和防治措施在有关的工程地质文献已有较详细的论述,这里不再重复。

二、岩土工程勘察中水文地质问题的评价

根据以往的岩土工程勘察报告显示,人们在勘察过程中只是关注勘测出来的岩土类型及其工程地质性质、结构的研究,却在水文地质参数的利用方面很少涉足,水文地质问题往往被忽略或是只作为象征性的工作,在勘察报告中只对天然状态下的水文地质条件作出简单的评价。在基础设计和施工方面,由于缺乏评价水文地质对岩土工程带来的作用和危害,因水文地质问题早场工程基础下沉、导致建筑物损坏的事故比比皆是。对岩土工程造成影响的水文地质因素有:地下水的类型与变动幅度的大小、含水层和隔水层的厚度及其分布组合关系、土层和岩层的渗透性强弱情况与渗透系数、承压含水层以及水头特征等。为了达到提高工程地质勘查质量的目的,应加强对水文地质问题的关注。在工程地质勘察过程中,一方面要求明与确岩土工程相关的水文地质问题,并根据地下水可能对岩土工程和建筑工程造成的作用及其影响作出正确的评价;另一方面,更要提出预防与治理措施的建议,为工程设计和施工过程提供必要的水文地质依据,以此来消除减少水文地质问题对工程建设带来的危害及影响。岩土工程勘察过程中,应该将研究地下水对岩土体和建筑带来的影响和作用方面作出重点评价,同时根据实际情况预测出可能对工程带来的危害,以此提出相应的防护措施,做到及时发现、及时治理、及时补救。勘察过程中应当与建筑物地基的基础类型的需要密切结合,查出与此相关的水文地质问题,根据选型提供可靠的水文地质资料。

不同模式对建筑物造成的适应能力相差很大,导致工程地质问题也相差甚远。例如山区、平原区、深雪峡谷区等都具有符合自身特点的模式。同时工程勘察中不但要明确地下水的天然条件下地下水的赋存状态,还要查明天然状态下地下水的变化规律。此外,还需要对人为工程活动后地下水的变化情况进行分析和预测,同时也要考虑地下水对岩土体和建筑物带来的不良影响。此外低下水位高低的不同也会对建筑物造成影响,在分析工程地质问题的同时,要将地下水位以上和水位以下给予不同对待。从工程角度出发,在工程勘察中的水文地质条件评价内容中,根据地下水对建筑过程的不同作用与影响,作出相关的地质问题的评价。

三、水文地质勘察设计

(一)勘察目标与任务

水文地质勘察的目标就是为了查明地下水的形成、分布规律,在此基础上做出对地下水情况的评价,评价内容包括水量与水质,不同的工程建设所要解决的水文地质问题各不相同,因此对工程勘察工作要求具有明确的目的性。

(二)设计与任务

根据一般的工程地质勘察工作,一般可划分为勘察规划、可行性研究、初步设计和技术实施设计四个阶段,现重点介绍初步设计阶段和技施设计连个重要阶段,简单介绍规划勘察与可行新研究勘察两阶段:(1)规划勘察与可行性研究。规划勘察的整体目标是为工程选点提供初步的工程地质资料。该阶段的主要任务是搜集整合区域水文地质资料,对于水利水电工程的规划勘察内容包括:合流、河段与地质构造、地层岩土性质以及地震等。可行性研究是在规划选定方案的基础上进行勘察工作,其目的是为建筑工程设置施工方案进行地质论证,对于该阶段的主要任务是对该区域的构造稳定性进行精确确认,并作出评价。(2)设计勘察。该阶段的主要任务是查明水文地质条件、工程地质问题以及预测蓄水后的情况变化。对地下水实行动态监测和岩土移监测,需要提出地质工程问题一级处理建议;引水隧洞工程地质条件分段特征,围岩工程地质分类等问题做出评价和建议。

四、地下水位对岩土物理力学性质的影响

地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形,严重者形成地裂,引起建筑物特别是低层或轻型建筑物的破坏。当地下水升降频繁时或变化幅度大时,不仅使岩土的膨胀收缩变形往复,而且会导致岩土的膨胀收缩幅度加大。因此,在膨胀性岩土地区进行工程勘察时应特别注意对场地水文地质条件的研究,特别是地下水往往升降变化中高度和变化规律对地基基础深度的选择(宜选在地下水位以上或地下水位以下,不宜选在地下水位变动带内)有主要的参考价值。

在建筑工程的地基内,当地下水位在基础底面以下压缩层范围内发生变化时,就能直接影响建筑物的稳定性。若水位在压缩层范围内上升时,软化地基土,使其强度降低、压缩性增大,建筑物可能产生较大的沉降变形。若水位在压缩层范围下降时,岩土的自重应力增加,可能引起地基基础的附加沉降,如果土质不均匀或地下水位的突然下降也可能使建筑物发生变形破坏。

结语

为提高工程勘察质量,在勘察中加强水文地质问题的研究是十分必要的,在工程勘察中不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题,评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响,更要提出预防及治理措施的建议,为设计和施工提供必要的水文地质资料,以消除或减少地下水对岩土工程的危害。

参考文献

[1]鲁喜超.水文地质勘察在工程地质勘察中的应用研究[J].黑龙江科学.2014(04)

地质工程勘察论文篇4

关键词:水文地质;工程地质勘探;重要性

现代社会发展形势下,大型工程项目数量不断增加,地质勘探行业也逐渐得到发展。水文地质勘察是工程地质勘探中的关键性环节,能够通过准确把握地下水位的升降及移动变化情况,来提高工程地质勘察的精准性和可靠性。因此加大力度探讨水文地质勘察在工程地质勘察中的重要性,有助于促进工程总体质量和安全性的提升,从而为社会群体提供更加优质的服务。

1 水文地质勘察的内容和影响因素

1.1 水文地质勘察内容

从字面意义上来说,水文地质主要是指地下水规则或不规则运动变化,在工程项目中起着关键性地作用,并随着生产和发展的需要逐渐形成一门独立的水文地质学。水文地质勘察则是为了保证工程建筑物在规划设计、施工、使用等方面符合安全、经济和合理的标准,将基础设计和评价地下水对岩土工程作用及危害结合起来,强调勘察岩土的水理性质,并客观评价建筑工程施工地区水文地质问题。其中,岩土水理地质是岩土工程地质性质的重要标志之一,指的是岩土和地下水之间的相互作用引起的对岩土强度的影响,岩土水理地质在很大程度上会对建筑工程的稳定性产生直接影响。另外,从工程项目角度来说,水文地质勘察还强调在对地质问题进行深入分析,并结合当地不同的地质条件和环境做出科学合理地工程设计图。在进行水文地质勘察的过程中,还应对建筑物的地基类型进行深入分析,按照不同工程需求,对不同地质工程可能存在的水文地质问题进行预防性控制。但是,在以往的地质勘探任务中,勘探人员往往忽视水文地质勘察工作,将其流于形式,这极易导致其对岩土工程地质性质的评价存在片面性。

1.2 影响水文地质勘察的因素

影响水文地质勘察工作的因素多样,主要有以下几个方面:首先,工程勘察场地的复杂程度。通常情况下,工程勘察场地主要包括简单场地、中等复杂场地、复杂场地三种类型。简单场地一般地形平坦,地貌单一,岩石和土性质单一,地质情况优良,地下水不会威胁到建筑的地基基础;中等复杂场地则是指地形起伏大,地貌单元多,岩石和土性质变化大,地下水埋藏浅,极易影响建筑地基的稳定性;复杂场地是地形起伏大、地貌单元多,岩石和土性质变化大。场地内存在震动敏感地带,地下水埋藏浅,威胁到建筑地基基础,且不良地质现象发育。其次,对建筑场地地质的研究程度。工程勘察之前,对建筑场地的地质研究深入程度直接影响着工程勘察工作量的高低,通常在对地质条件较少研究的建筑场地,基于勘察经验的缺失,往往需要增加勘察工作量。反之则少。再次,建筑物的等级程度。基于建筑基底荷载大小及地基损坏造成的危害性可将建筑等级分为三个层次:具有严重损坏后果的一级建筑物、基地荷载大破坏后果严重的二级建筑物、基地荷载不大损坏后果较轻的三级建筑物。

2 水文地质勘察在现代工程地质勘察中的重要性

水文地质勘察在现代工程地质勘察中发挥着重要的作用,本文主要从以下三个方面进行阐述:

2.1 水文地质勘察有助于促进建筑工程施工的顺利进行

就水文地质勘察的实际情况来看,其在操作过程中主要包含揭示地质构成、提供土体力学标志两大方面的内容,这两方面内容在建筑工程基础处理方案的制定和选取上发挥着重要的作用,在与建筑工程施工进度及质量密切相关的同时,其力学指标直接影响着建筑工程造价的合理性,从而关系着建筑工程总体经济效益和社会效益的发展。

相关水文地质勘察人员在开展地质勘察工作时,由于地质勘察工作具有一定的特殊性,对地质结构的把握需在钻探勘察等工作的基础上而展开,在多种因素的影响和作用下,水文地质勘察结果并不具备可比性。因此,为保障水文地质勘察工作的实际工作质量,相关建设施工单位应当对可能阻碍建筑工程施工进展的多元因素进行全面化分析,进而选取专业技术性强、操作规范且勘察信誉度高的地质勘察单位,通过高效的水文地质勘察来促进建筑工程施工的顺利开展,为工程质量控制奠定坚实的基础。

2.2 水文地质勘察能够促进工程施工质量的提升

当前我国工程地质勘察工作存在诸多问题,包括水文地质勘察技术手段落后,水文地质勘察单位缺乏对建筑工程的认知,未能准确把握工程地质勘察工作的侧重点,或水文地质勘察工作过于形式化而缺乏针对性等,对水文地质勘察的实际效果产生严重的影响,甚至出现水文地质勘察结果与实际情况差距较大的问题,严重阻碍了建筑工程施工的顺利进行,甚至埋下了严重的安全隐患,不利于工程质量控制。

水文地质勘察中也存在这样一种问题,在对水文地质情况进行分析报告的过程中,其理论、方法以及计算公式的应用与时展需求不相符,关于工程水文地质条件的界定不清晰,严重影响了工程管理人员有关工程建设决策的科学性和合理性,对工程施工质量控制产生极为不利的影响。更有甚者,水文地质勘测人员依据以往勘测经验先行下定结论后,方开始水文地质勘察工作,不规范的勘察行为对于工程施工质量和安全性造成了严重的威胁,甚至延误了开发时机。因此在建筑工程地质勘察中,应当强化相关勘察工作人员的综合素质和岗位技能,严格按照规范程序开展水文地质勘察工作,促进工程总体施工质量的提升。

2.3 水文地质勘察保证建筑地质构成与施工相符合

在工程建设过程中,规范的水文地质勘察工作能够为工程地质勘察提供可靠的前提和基础,并在实际勘察过程中,强化勘察人员对水文地质勘察重要性的认知,通过水文地质勘察来保证建筑地质构成与施工保持高度一致,从而推进建筑工程施工的顺利有序开展。在水文地质勘察特殊性因素的作用下,在实际勘察工作中应当委派专业的地质勘察单位来完成水文地质勘察工作,并强化实际勘察过程中的监督和管理,在短时间内发现水文地质勘察工作中的不足之处,并积极调整,以准确判断力学指标,从整体上提高建筑工程施工质量。

结束语

总的来看,在工程地质勘察中,水文地质勘察的成果直接关系着建筑工程的总体安全性,科学化合理的水文地质勘察结果能够在一定程度上规范工程地质勘察的各项操作,并实现工程造价的合理化控制。因此水文地质在工程地质勘察中发挥着重要的作用。现代社会经济飞速发展的大环境下,水文地质勘察工作对相关工作人员的素质及综合技能都提出了严格的要求,因此水文地质勘察相关人员应当加强学习,不断提高自身的岗位技能以及综合素养,确保水文地质在工程地质勘察中的实际应用价值能够得到有效的发挥。

参考文献

[1]孔祥乐.探讨当前工程地质勘查中的水文地质问题[J].科技与企业,2013(22).

地质工程勘察论文篇5

1堤防工程地质勘察的过去与现状

我国已建江河堤防工程总长20余万公里,98特大洪水后尚有大量堤防工程正在规划建设中。许多已建堤防工程过去基本上没有进行过真正工程意义上的工程地质勘察,更谈不上各大江河湖海堤防工程系统化规范性的地质资料的汇编与分析整理工作。正因为如此,许多堤防工程在98特大洪水期间险象环生,出险堤段堤基的地质条件没有足够的资料可供抢险分析,为确保万无一失,只能按最坏情况进行抢险,其人力物力的巨大付出实在是不得已而为之;洪水期间上至中央下到地方的各级领导以及全国人民的精神紧张程度和精力耗费更是无法用实物价值去衡量。如此被动局面,一方面是大自然教训人类的生动一课,另一方面则是祖先给我们留下的世纪难题。

建国以来,随着大规模工程建设的需要,工程地质专业从无到有,日益发展壮大,成为国家工程建设不可缺少的重要基础性专业。工程地质勘察的法规性准则也逐渐成熟与完善,与工程地质相关的规程规范相继出台,并结合工程实践的反馈信息进行修订修编。水利部1997年2月了行业标准《堤防工程地质勘察规程》(以下简称《规程》,编号SL/T188,同年5月1日起实施),这是我国堤防工程地质勘察的第一部法规性行业标准。而国家标准《堤防工程设计规范》(以下简称《规范》,编号为GB50286-98,自1998年10月15日起施行)则是98特大洪水之后出台的。特大洪水前后出台的这两部法定标准或许是历史的巧合,也许是历史的必然。巧合与必然都说明这样一个事实:工程地质是工程建设的基础和侦察兵,具有超前意识和预见性,信不信由你。

《规程》颁布前的堤防工程地质勘察工作基本上没有什么标准。《规程》颁布后,地质工作有规可循,有法可依。更为98特大洪水后大规模堤防建设奠定了基础。首次颁布此《规程》,与工程实际存在一些差异再所难免。《规程》实施三年多来,主要存在三方面的问题,一是《规程》本身的实践性与可操作性问题;二是地质师对《规程》的理解程度与把握尺度;三是人们对堤防工程地质勘察的认识程度与理解程度。近两年来,生产第一线的广大地质师对《规程》提出了许多好的意见和建议,我们在工程审查过程中,也在逐渐地深化对堤防工程和《规程》的理解,力求较准确地把握审查尺度,紧密地与工程实际相结合,避免教条和呆板地执行《规程》中明显与工程实际不相符合的条款,要求客观地、创造性地应用和执行《规程》,同时也强调执行《规程》的严肃性。

近年来,堤防工程地质勘察工作基本上可以满足堤防工程设计与施工的要求。随着工程实践经验的积累和对堤防工程深层次的认识与理解,一些具有全局性和普遍性的问题,迫切需要提出来进行讨论,以便引起足够的重视。

2堤防工程隐患与险情分类

2.1分类的意义与原则

堤防工程存在隐患出现险情,导致大洪水时十分紧张。大规模的堤防工程建设正是针对隐患和险情而提出来的“整险加固”或“除险加固”。显然,对隐患和险情实施科学分类,不仅是从实践上升到理论的成熟过程,也为堤防工程的勘测设计工作明确了任务,同时为“加固”工程指明方向,提供依据。

在分类之前,我们先给出险情和隐患的定义:

险情是指正在发生或发生过程中被抢险保住了的事故堤段,具有直观性,措施明确性等特点。针对险情,需要分析出险原因,界定险情性质,预测再次出险的可能性,落实工程措施,确保大堤安全。

隐患是指尚未发生或可能将要发生险情的事故堤段,具有隐伏性,随机性,再生性等特点,更需要技术人员的分析判断,以便对症下药,采取措施消除隐患。

险情与隐患有明显区别但又并没有严格的界线,往往在险情中存在着隐患,在隐患中孕育着险情。辩证地看,险情是隐患发展到一定程度后的质变或必然结果,隐患是潜藏着的险情。从过程时态来看,险情是现在进行时或过去完成时态;隐患是过去、现在和将来组成的全过程时态,或单个过程时态。

本文分类的原则主要体现在:水工建筑物(堤身、穿堤建筑物)与天然地质体(堤基)区别开来,出险堤段和存在隐患的堤段与非出险堤段和不存在隐患的堤段区别开来,再按险情和隐患的性质进一步细化,作为指导后续工作的纲要。

2.2堤防工程险情分类

按出险部位可分为堤基险情、崩岸险情、堤身险情和穿堤建筑物险情,这是出险时首先要明确的基本类型。前两类与地质条件直接有关,后两类与地质条件间接有关。可进一步划分如下:

(1)与地质条件与河势演变均有关系的险情:崩岸险情,具有可预见性、直观性、发展性和多变性特征。

崩岸类险情多发生在河流凹岸迎流顶冲或深弘逼岸区段,地质条件往往是抗冲刷能力较差的细砂类土或粘性土。由于河水位与河势流态的变化关系,有的崩岸险情并不发生在洪水期(高水位)而是在退水期(低水位),因此可以进一步将崩岸险情分为洪水期崩岸险情和枯水期崩岸险情,前者抢险紧张,后者可以从容对待。

(2)与地质条件直接有关的险情(主要为堤基险情,包括穿堤建筑物地基险情):堤基渗透破坏险情、堤基滑动破坏险情和堤基沉降破坏险情等。

堤基渗透破坏险情具有一定的隐伏性,往往不易准确判断,洪水期发生的渗透破坏实例与理论计算有较大出入。另外,还需注意将承压水性质的渗透破坏与堤基接触冲刷或砂性土堤基渗透破坏区别开来,因为渗透破坏机制不同,工程措施当然也不一样。

存在滑动或沉降破坏险情的堤段,堤基大多分布有软弱土层,土体抗剪强度低,压缩系数大;另一类滑动或沉降破坏是随着崩岸险情而产生的,此类险情危害最大,抢险最困难。此外,堤基内或堤基外可能存在陡坎或堤坡太陡,或堤身填筑施工速度太快,都可能出现类似破坏。

以上险情实际上也就是我们通常要求界定明确的堤防工程的三大主要工程地质问题:崩岸、渗透破坏、滑动或沉降破坏。

(3)与地质条件基本无关或关系不大的险情(主要为堤身险情):堤身渗透破坏险情(与堤身质量有关,如堤身土体的密实程度、填筑土体的渗透性质和堤身单薄等)、堤身滑动破坏险情和堤身沉降破坏险情等。

2.3堤防工程隐患分类

按隐患存在的部位可分为:堤身隐患、穿堤建筑物隐患和堤基隐患。

按隐患的性质可分为:常规患和特殊患。

常规患:堤身单薄,堤坡太陡,填筑质量差,填筑体中存在砂性土夹层,有明显的堤身裂缝等。与地质条件直接有关的主要为堤基类隐患(包括穿堤建筑物地基)。例如上覆粘性土层薄,或本身即为砂性土堤基(包括浅层砂性土透镜体),存在渗透破坏的可能性;堤基有软弱土层分布,存在滑动稳定问题。

常规患具有直观性和可检测性,隐患的分析和工程处理措施都较为明确,一般情况下可以通过常规性的堤防工程维修加固予以消除。

特殊患:进一步可分为随机患(堤身或堤基随机分布有生物洞穴、植物腐烂物等)、再生患(生物洞穴类隐患具有再生性)、人类活动留下的隐患(例如城市区与堤外江河相通的早已被废弃了的各类排泄管道,工程勘探留下的封堵不合格的钻孔等)以及地质条件不明的堤基隐患等等。

特殊患规律性差,检测困难,在洪水期一旦演变成险情,其突发性质增加了抢险难度。

2.4险情和隐患与堤型之间的关系

堤防工程的主体~防洪大堤,绝大多数为就地取材填筑的土堤类型,由于筑堤的历史条件、筑堤材料、自然环境等等因素复杂,为后人留下了长期隐患,洪水期险情不断,令人心惊。鉴于土堤存在的这些问题,近年来一些城市区的堤防工程比较倾向于改土堤为混凝土防洪墙(堤)。混凝土墙可以基本排除堤身隐患和险情,但却增加了堤基的出险负担。一是堤基的受力条件发生了较大变化,原来的土堤是大面积分布荷载,混凝土墙改为集中荷载;二是堤基较长渗径变为水头集中的较短渗径。混凝土墙显然对堤基地质条件提出了更高的要求,这是地质工作需要重视的。

另一方面,险情和隐患与堤防工程的挡水性质在很大关系。例如一些丘陵山区城市堤防工程,其挡水性质为暴涨暴落,远不能与长江中下游堤防工程高水位较长时间运行情况相提并论,其险情和隐患的性质也是有差别的,需要区别对待。而《规范》中只是对堤防工程的等级标准有所规定,并没有对反映出险情和隐患与等级标准之间的关系,需要由有经验的地质师和设计师根据具体情况去理解与把握。

3堤基工程地质分段

3.1堤基工程地质分段存在的问题

自然界的地质条件千差万别。堤防工程是长距离线状工程,跨越了不同的地质单元,不进行分段分类区别对待显然是不行的。堤基工程地质分段又称堤基工程地质分类。在实际工程中,一些勘测设计单位不进行工程地质分段,或分段不合理,或即便是进行了地质分段,但其岩土体的物理力学参数又不进行分段统计分析,工程地质条件明显不同的堤段没有区别开来。还有一些堤基工程地质分段的结果不同程度地存在自相矛盾性,对工程设计和工程措施的选定缺乏针对性。当然,更多的情况是工程地质分段的合理性与科学性不足。

例如某设计院参加过大量堤防工程地质勘察,有丰富的堤防工程地质勘察经验,他们进行堤基工程地质分段所考虑的因素有:上覆粘性土层的厚度、外滩宽度和历史险情等,将堤基分为工程地质条件好、较好、较差和差四个等级。如此分段其大原则没有什么问题,但对于一些特殊组合则不易明确。例如,某堤基段其上覆粘性土层足够厚,堤内也没有任何险情,但堤外无滩,受水流冲刷崩岸严重,是典型的险工险段。将这种堤段分成工程地质条件差或较差都不一定合适。因为出现的险情不是堤基本身的工程地质条件差,而是堤外脚受水流冲刷产生的崩塌或塌滑,且在不同水位条件下其险情不同,与江河水流及河势变化都有关系。显然,崩岸类险工险段在堤基工程地质分段时应结合河势水流特征单独进行分类,以便于有针对性考虑工程处理措施。例如对某一类崩岸问题,抛石护脚是有效的,而另一类崩岸问题或许要与“丁坝”挑流改变流态相结合才能从根本上解决问题,或者无建“丁堤”的条件,则需考虑“桩”、“笼”等工程措施。

另一方面,对于堤基工程地质条件用“好”与“差”来评价,其针对性不强。例如,存在渗透破坏的堤基划为工程地质条件差,而实际上可能此类堤基的承载能力和抗滑稳定性都是很好的,如砂性土堤基。又如淤泥质土类堤基,其承载能力和抗滑稳定性差些,但渗透系数却很小,抗渗条件是好的。如此等等,用常规的工程地质条件好或差来评价,都存在明显的矛盾。

目前各勘测单位自行制定的堤基工程地质分段原则,基本上是以工程地质条件为基础,再考虑一些自然因素和工程因素,笔者认为这种分段法的思路源自于常规的工程地质分类法,跳不出传统思维的约束,不能较好地适应堤防工程的实际,需要探索新路。

3.2堤基工程地质分段

我们在进行传统意义上的工程地质评价时,通常从工程地质条件出发,结合工程建筑物特点,界定出主要工程地质问题。在堤基工程地质分段中,我们不妨借用逆向思维的思想,以工程地质问题为主线,以工程地质条件为基础,再结合历史险情类型,争取探讨出一个符合工程实际的堤基工程地质分段法。

本文强调的是“工程地质”分段,因此主要是对堤基而言的。我们知道,无论堤基地质条件有多复杂,其主要工程地质问题则是明确的,归纳起来主要为三类(即三大主要工程地质问题):崩岸、渗透破坏、滑动与沉降变形。绝大多数堤基岩土体不外乎为:砂性土、粘性土和砂性土与粘性土的混合结构;城市区杂填土较为复杂,另当别论。

根据以上以工程地质问题为主线的分段原则,我们首先将堤基分为三大类:Ⅰ类(不存在问题的堤基)、Ⅱ类(可能存在问题的堤基)和Ⅲ类(存在问题的堤基)。对于Ⅱ类和Ⅲ类堤基,按其存在问题的性质可继续划分亚类。

(1)Ⅲ类(存在问题的堤基)

堤基发生过历史险情,尤其是一些每年汛期都要出险的部位,在汛期要投入大量的人力物力抢险才能保证大堤安全的堤段。按出除性质又分为两个亚类:Ⅲ-1和Ⅲ-2类。

Ⅲ-1类:主要指崩岸类,这是在堤基分段时对有问题的堤基段应首先分出来的一类。

Ⅲ-2类:除崩岸之外的一切堤基存在问题的堤段。按工程地质问题继续分出两个子类:

Ⅲ-2-1类:存在渗透破坏的堤基段。汛期出现过冒砂、涌混水等险情;堤基为砂性土,或表层粘性土较薄,或浅层有砂性土透境体分布,或堤身与堤基接触部位存在渗漏破坏问题。

Ⅲ-2-2类:存在滑动与沉降变形的堤基段。运行期或施工期发生过堤基土层滑动,或沉降过大导致堤身开裂;堤基有压缩性大、承载力和抗剪强度低的软弱土层分布,或堤基清基不彻底,导致堤身与堤基接触面存在滑动软弱带。

(2)Ⅱ类(可能存在问题的堤基段)

此类与前述的堤基隐患相对应。在汛期有一定渗水情况发生,但并未发展成为险情;或经地质勘察,地基中存在砂性土透镜体、软弱夹层等不利地质条件,经渗控或稳定性验算,安全系数达不到规范要求的堤基;或存在生物洞穴等其它隐患的堤基。

(3)Ⅰ类(不存在问题堤基段)

历史上无险情发生,堤基为厚度较大的粘性土或基岩,物性指标和力学指标均较好,不存在三大主要工程地质问题。

(4)结合工程实际进一步细分亚类的原则

以上分类法,从宏观上将堤基分为三大类别,但在具体实施过程中,还可以根据工程实际按不同工程地质条件和工程地质问题进一步细化。例如,对于Ⅱ类堤基段,可以按可能存在问题的性质进一步细化;对于Ⅲ类堤基段,也可以按存在问题的严重程度或岩土体的性质等进一步细化。堤基分段的科学性、合理性、实用性和可操作性,不但是地质师对堤防工程理解程度的反映,更是一项创造性的工作。本文所提出的分段原则和方法,尚有待工程实践去检验。

3.3堤基工程地质分段对勘测设计工作的指导作用

在进行工程地质勘察时,Ⅲ类是重点,应根据具体情况加密勘探点;Ⅱ类次之,实施常规性勘探即可;Ⅰ类基本上可以不考虑地质勘察。设计方面,Ⅲ类堤基必须考虑工程措施;Ⅱ类堤基应视具体情况而定,也可以通过进一步勘探和检测或监测结果来确定工程措施;Ⅰ类堤基则不需要采取工程措施,仅仅通过堤防工程的常规性维护即可。

4执行《堤防工程地质勘察规程》的基本原则

从《堤防工程地质勘察规程》颁布实施三年多来的实践可以看到,除了《规程》本身存在一些尚需修订的问题之外,能够将《规程》与工程实际相结合,创造性地执行和应用《规程》,准确地把握《规程》的原则性与灵活性,是对地质师综合素质的高标准要求。业务能力和创新意识,是检验和考察我们对堤防工程的认识深度与理解能力。笔者的理解主要反映在以下几个方面。

4.1勘测阶段

已建堤防除险加固工程可以一次进场,达到初设深度;新建堤防可按可研和初设两个阶段进行。其理由是:新建堤防存在线路比选问题,不可能将比选堤线的工程地质条件都按初设要求做到相同深度;已建堤防一般不存在线路比选问题,因此也就不存在多阶段多方案的反复比选问题。另外,新建堤防工程应该在规划阶段即开展工程地质工作,以便将规划线路从地质专业的角度先期界定其可行性。

4.2勘测深度及勘探工作量

在实际工作中,对于堤防工程勘测深度与勘探工作量问题,在理解和把握上有较大差异。有人喜欢严格按《规程》要求布置勘探工作量,而少在工程地质条件的查明与工程地质问题的分析方面下功夫。笔者强烈主张,一是将安全正常运行的堤段与险工险段区别开来,二是将堤身出险情况与堤基出险情况区别开来,分别对待。这也是本文费了较多笔墨进行险情隐患分类和堤基工程地质分段的目的之一。特别是经历了98特大洪水考验过的堤防工程,未出险的堤段完全没有必要“严格”按照《规程》要求的勘探工作量去实施地质勘探,即使按照《规程》中的上限要求,也是一种毫无意义的巨大浪费。而应在分析险工险段的具体问题之基础上明确勘察目的,研究和选择勘探方法,合理布置勘探工作量,重点在工程地质问题的分析上下功夫。如果认可本文提出的堤基分段原则和方法,地质勘探工作的布置则更为方向明确目标清楚。

4.3《规程》原则性与灵活性的准确把握

《规程》的原则性和严肃性是不可置疑的,这并不等于“死”规定。明显与工程实际不相符合的具体问题,需要由地质师的创造性劳动加以“灵活”处理。规程规范是指导技术工作的法规性文件,并不等同于为犯罪分子定罪的法律条款,因此执行规程规范是可以有“灵活”性的。灵活性的把握原则是:不应因忠实严格执行规程规范而遗漏重大工程地质问题,留下工程隐患造成工程事故;也不应造成不必要的浪费。例如,对于某些特殊的险工险段、Ⅲ类堤基、城市区规律性差的杂填土和人类活动留下的隐患管道等,《规程》规定的勘探工作量可能就不能满足要求;而对于安全正常运行多年的Ⅰ类堤基,按《规程》规定的勘探工作量又显得没有必要。总之,准确把握执行规程规范的原则性与灵活性,需要地质师的责任心、业务水平和创新意识,同时也体现出了工程地质专业的特殊性与复杂性。

5不同行业标准之间的关系

堤防工程地基多为土质地基,其工程地质评价的基本理论依据是土力学,因而容易与工民建基础设计相混淆。目前反映比较集中的是执行水利行业标准还是执行以工民建为主要对象的《岩土工程勘察规范》(国家标准GB50021—94简称《岩土规范》)。两个标准既有共同之处,又有一定的差异。我们认为应该以水利行业标准为主要依据,同时参照《岩土规范》。原因是:①《岩土规范》主要是针对一般性工民建地基勘察与评价,而水工建筑物与工民建有根本性的区别,前者地基所承受的荷载以垂直向为主,建筑物对地基的要求主要反映在承载力;后者的荷载是垂向与水平向的组合,地基岩土体处于复杂应力状态,特别是水荷载对地基岩土体的复杂作用,是水工建筑物与工民建的根本区别。②《岩土规范》在总则中表示该规范适用于除水利工程、……以外的工程建设岩土工程勘察。明确了不适用于水利工程。③《岩土规范》中对勘探量的安排和勘探工作的布置主要依照岩土工程勘察等级来制定,而堤防工程则主要从工程勘测设计的阶段来确定。

关于土的分类问题,也是近年来较为混乱的问题之一。1990年以前,土的分类主要以1962年版的《土工试验操作规程》为依据,采用土的分类三角坐标,这种分类法以颗分为基础,以砾石、砂粒和细粒的含量百分比来给细粒土定名。广大设计院应用这种分类方法比较成熟。1991年国标《土的分类标准》(GBJ145-90)颁布,此标准以颗分为基础,以塑性指数和液限为控制指标对土进行分类,1999年颁布的水利行业标准《土工试验规程》对土的分类也沿用此国标。我们认为,目前两种分类都有各自的特点,原则上应使用国标和最新的行业标准为主,现阶段也可以根据各单位对标准的理解和与工程相结合的具体情况,互相参照使用,只要能够客观地反映工程实际,满足为工程设计提供有关地质参数的要求即可。另一方面,我们也提倡和鼓励对此类问题深入探讨,为进一步统一标准进行实践和理论准备。

6堤防工程地质勘察的成果资料

堤防工程地质勘察所获得的基础性资料数据,具有种类繁多数量巨大的特点。这些资料数据的分析整理归纳汇总,要求标准化,计算机化,最后形成能够通过计算机综合管理的数字化的基础资料数据库系统,并与堤防工程的其它资料数据库系统集成,充分应用计算机网络技术,为堤防工程建设、管理和抗洪抢险提供使用方便功能强大的检索查询指挥调度系统。集成后的系统可在局域网、城域网、广域网和Internet/Intranet上运行。系统要求具有灵活的结构定义、多种存储方式、强大方便的查询定位功能、丰富的统计报表功能以及可靠的数据安全保证体系等;能够通过图示图表提供隐患预测、险情分析、抢险提示、决策支持、模拟溃堤和决口后洪水进堤的演变趋势。目前的基础性工作是制定目标,统一规划,结构设计,系统集成。

堤防工程数据库系统需要列为专题研究,力争全国统一,至少也应该全流域统一。各类资料数据的使用权限、归档管理、存储格式和形式、存储介质等等,都应该及早研究,统一规定。

7结语

98特大洪水期间,抗洪抢险场面之惊心动魄,至今仍然令人难以忘怀。大洪水给人以大启示。中国历史上前所未有的大规模堤防工程建设在98特大洪水之后迅速拉开序幕。经历了98特大洪水洗礼过的江河堤防工程,其工程隐患基本暴露无遗,认真研究堤防工程的出险机理,总结未出险工程的成功范例,吸取前人修建堤防工程的历史经验,做好堤防工程的勘测设计工作,是肩负着堤防工程建设的各级领导和工程技术人员的神圣职责。

近几年来我们参加了大量堤防工程审查,在向生产第一线的广大工程技术干部学习的同时,也对堤防工程地质勘察中普遍存在的一些问题进行了认真思考。本文对于执行《规程》的原则、勘探工作量的控制、勘测资料的整理等等问题表明了我们的观点;关于堤防工程险情和隐患分类,我们认为是实践上升到理论的必然过程;关于堤基分段分类的原则与方法,属于工程地质理论与实践相结合的探讨性课题,同时又是指导工程勘测设计的基础性工作。

本文观点供同行们参考,愿与大家共同讨论。

参考文献:

1韦港、冀建疆,关于《堤防工程地质勘察规程》中若干问题的探讨,《水利水电技术》,1999年第10期。

2韦港、冀建疆,堤防工程与环境地质问题,《水利规划设计》,水利部水利水电规划设计总院院刊,2000年第1期。

3《岩土工程勘察规范》,中华人民共和国国家标准,GB50021-94,中国建筑工业出版社1995年。

地质工程勘察论文篇6

关键词:岩土工程勘察;水文地质;地下水危害;问题

中图分类号:P641.72文献标识码:A 文章编号:

引言

水文地质问题不但是一个非常重要同时又是非常容易被忽略的岩土工程问题。做好岩土工程勘察工作是工程建设顺利进行的重要前提和保障。同时,它也是岩土工程项目设计和施工的一个重要依据。工程地质与水文地质二者之间既相互影响又相互联系。地下水的腐蚀性强弱不但会直接影响到建筑物基础的耐久性,而且地下水还会对建筑物的稳定性产生重要影响,地下水是建筑物基础工程的重要外部环境,同时它也是水位以下岩土体的重要组成部分,岩土体的工程特性受其直接影响,所以,水文地质问题是目前岩土工程勘察中一个非常重要且实际的岩土工程勘察问题,平时一定要重视岩土工程勘察中的水文地质问题。假如忽略或者不够重视岩土工程勘察中的水文地质问题,其后果对整个岩土工程建设是非常不利的,尤其对水文地质条件较复杂地区,由于岩土工程勘察时,对水文地质问题考虑不够充分,从而在进行工程设计时,对水文地质问题通常会忽略,从而会引发各种岩土工程灾害。所以,在岩土工程勘察的过程中,必须要查明与岩土工程相关的水文地质条件,为接下来的岩土工程设计及施工提供准确有效的水文地质资料,从而减少因水文地质问题所导致的各种岩土工程灾害。本文结合自己多年的工作经验,通过实例提出了传统地下水测量方法在岩土工程中产生的一些问题及原因分析,并探讨了解决方法和思路。

1.岩土工程勘察中的水文地质评价

岩土工程勘察应包括对拟建工程所在区域的水文地质条件进行必要的资料搜集和水文地质勘察,进而准确确定工程所在区域的水文地质条件,从而对拟建项目的地质条件有个准确而全面的认识,尽量减少或避免因勘察不到位导致的工程事故的发生,所以,岩土工程勘察中对水文地质条件进行科学评价,具有重要的现实意义。一般地,岩土工程勘察中的水文地质条件评价内容主要包括以下几个方面:

1.1应着重评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响,预测可能产生的岩土工程危害,提出防治措施。

1.2在进行工程勘察时还应密切结合建筑物地基基础类型的需要,查明有关水文地质问题,提供选型所需的水文地质资料。

1.3在查明地下水的天然状态和天然条件下的影响的前提下,更重要的是分析预测在人为工程活动中地下水的变化情况,及对岩土体和建筑物的反作用。

1.4岩土工程勘察中的水文地质评价内容,应根据工程特点、气候条件等,分析地下水位、水质及动态变化产生的对岩土体及建筑物的力学作用和物理、化学作用。

2.岩土主要的水理性质及其测试办法

2.1岩土的水理性质

(1)软化性是指岩体和土体受水浸润后,其稳定性和强度降低的性质,并用软化系数来表示。

(2)透水性体现了岩体透过水的能力,一般用透水系数表示。

(3)崩解性指岩体经水作用后,溶解于水的程度,通过溶解度表示。

(4)给水性腱示了岩体和土体在势能存在下向外部环境释放水量的能力,用给水度表示。

(5)胀缩性就是岩体受水作用后,本身体积的变化,一般用膨胀系数表示。

2.2岩土水理性质的测试办法

(1)土层的取样与测试

一般土样的质量取决于土层的被扰动程度,这种扰动存在与取样前、中、后,直至试样制备的整个过程中。在取样之前,首先应对土层进行鉴别,确定土体的被扰动情况,是不扰动,轻微扰动,显著扰动,还是完全扰动;然后根据士体状况,选择合适的取样工具进行取样操作。对试样进行检测,一般要进行载荷、静力、动力、旁压、剪切、渗透性等性能的检测。

(2)岩体的取样与测试

岩体的取样关键是对岩心的获取。所谓岩芯就是指准确的从最空只能够获得的能够全面代表相应岩层的岩柱,对岩芯的采取率不应低于8 0%。在采取岩芯时,应尽量保证其完整性,防止出现破碎和扰动,并做到不受外物的污染和侵蚀。在对试样的检测上,与土层相类似,同样要进行载荷、静力、动力、旁压、剪切、渗透性等方面的检测。

3.地下水变化引起的岩土工程问题

引起地下水位变化的主要是天然因素或人为因素引起的,但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害,岩石力学性质会随着水位的变化而变化,形成如图(1)所示的曲线特征,地下水位变化引起危害又可分为3种方式。

图(1)

3.1地下水位上升引起的岩土工程危害

水位上升引起的岩土工程危害。造成潜水位上升的原因是多种多样的,其主要是受地质因素如含水层结构、总体岩性产状水文气象因素(如降雨量、气温等)的影响,有时往往是几种因素的综合结果。如图(2)由于潜水面上升对岩土工程可能出现以下的情况:

图(2)

(1)浅基础地基的承载能力降低

在不同基础形式下,通过对不同类型的粘性土或砂性+地基,运用极限荷载理论分析了不同地下水位的上升情况对地基承载能力的影响结果,发现不管是粘性土或是砂性土质,其实际承载能力都将随着地下水位的上升而减小。而粘性土地基内部存在粘聚力作用,使得其承载能力下降较小,最大的下降率在45%-5 5%,但砂性土的最大下降率则达到了70%左右。

(2)岩土产生滑移、变形、崩塌试问现象

在河边、斜坡、河谷等地带进行工程项目施工建设时,要特别重视地下水位变化对建筑稳定性的影响。在地下水位上升时,岩体和土体的浸润程度和范围增大,这样将使得岩土被水饱和软化,并造成其抗剪强度的降低;而在地下水回流的时候,将可能对岩土产生潜蚀作用,使其结构和强度遭到破坏:且在地下水位的升降变化汇总页会增大冻水压力,这些都将会引起岩土的滑移、变形和崩塌现象。

(3)建筑物震陷加剧

对于饱和的疏松细粉砂地基,地下水位的上升会促使液化震陷的动荷因素和结果放大,使得建筑物附加沉降加剧。对于柔软的粘性土层,地下水位的上升不但增加了其饱和度,而且增大了土体的饱和范围,从而造成了士体的静强度降低,因此,在地震作用下,岩土将会产生瞬问塑性剪切破坏,并产生极大的剪切变形。

3.2地下水位下降引起的岩土工程危害

(1)地面沉降

原因主要是地下水的过量开采,且发现地面沉降的区域与区域降落漏斗的中主心区域相一敛。对于未固结的松散岩层,特别是当细粒与粗粒相间成层刚,地下水位下降极易发生地面沉降。可见,地下水位下降引起的岩土工程问题越来越成为一个亟待解决的问题。

(2)地下水枯竭、水质恶化

我国地表水丰富.但分布及其不均,使得可利用水源变得的相对紧缺,所以经常造成了各地对地下水的过量开采。根据一些文献研究,发现当地下水资源的开采量小于该开采条件下的补给量,由开采而消耗的地下水将能够得到补充,水资源就可以源源不断的开采下去;但是,如果地下水的开采量超过了该开采条件下的地下水补给量,就需要消耗含水层中的地下水进行补充,这样会引起地下水水位的降低,并形成区域降落漏斗。倘若长期进行地下水的超量开采,造成区域漏斗的不断扩大与加深,那么地下水资源将会逐渐减少,甚至枯竭,并会增大水中的有害离子,造成水体的矿化度刑高。

(3)海水入侵、腐蚀性增强

在自然状态下,滨海的淡水含水层与海水一般处于相对平衡的状态。淡的地下水受大气降水补给,并在含水层中运动排入大海。尽管地下淡水与海水所占的位置会随着补给量的大小而产生进退运动,但总体还是处于一种相对稳定的动态平衡状态。如果对地下水的开采量过大,地下水排泄到大海中的水量将会减少,那么这种动态平衡将会被打破,造成海水不断向陆地部分推进,使得淡水水质变成,并加强了水的腐蚀性。

3.3地下水位频繁升降对岩土工程造成的危害

对于存在膨胀性岩体和士体的地区,地下水由于为裂隙水和上层滞水,所以很难有统一的地下水位.并且对早、雨季的变化比较敏感。地下水位的季节性升降变化,会造成膨胀性岩体和土体的非均匀膨胀收缩变化;在水位上升过程中,地下水将浸润岩体和土体,使得其被水解、软化、膨胀,造成岩土结构的变化和强度的降低。如果地下水位的升降频率过快或是幅度变化较大,将会使得岩土的膨胀收缩往复,且幅度加大,最终造成岩土的稳定性变差,极易出现工程地质灾害。

4.结论

总而言之,在岩土工程勘察中,地下水占有相当重要的地位和作用。在勘测实践中,需要对地下水进行全面的了解和分析,并采取适当的措施,将地下水对建筑物的影响降到最低。文章着重探讨分析了地下水问题在岩土工程勘察中的重要性,希望能够引起人们对这一问题的进一步关注,能够对实践起到指导作用。

参考文献:

[1] 宋赞工程勘察中的水文地质问题不容忽视科技咨询导报2007.

地质工程勘察论文篇7

水文地质与工程地质有着紧密的关系,沿途的主要组成结构就是地下水,所以它对岩土体工程有着重要的影响,同时也会影响基础工程的建设,从而影响到建筑的安全性和稳定性。工程地质效果在很大程度上是受地下水位影响的,工程地质土质发生转变的原因是由于水位的升降变化。地下水位对工程地质的影响主要表现在以下四个方面。

1)地下水位上升引起的工程危害。岩土工程所出现土壤沼泽化、盐渍化等现象及其所导致的成岩土工程质量下降是由水位上升引起的,地下水位上升对于建筑物的腐蚀会造成更加严重的影响,建筑物更容易坏掉,不能长久的使用,导致人力,物力,财力的大量浪费,给国家经济造成不利影响。部分水位上升还是引起岩土结构破坏的主要因素,同时会造成岩土层结构强度降低而出现流砂、管涌等现象。在实际地质工程中,大量降雨、温度上升、含水层结构及总体岩土性质改变等是导致水位上升的主要因素。

2)地下水位下降引起的工程危害。地下水位降低可以导致地面下降,工程地面出现塌陷,整个建筑物会坍塌,不仅造成财力的浪费,还可能会造成人员伤亡,后果不可想象。地下水位的恶化主要就是地下水的枯竭造成的,会影响到工程地质的稳定性和安全性。导致正常地质地下水位下降的主要的原因包括采矿人员采矿活动、建筑水库补给、地下水大量抽取等一些人为因素。

3)地下水位频繁升降造成的工程危害。频繁升降的现象有时候会在地下水中出现。岩土层膨胀以及岩土出现不均匀胀缩都是由地下水位频繁升降导致的,岩土层出现变形往复所导致的地下岩土层中的铝、铁等物质丧失的主要原因就是膨胀收缩。进而出现上层土层失去胶结物以及岩土层表面出现松动的现象,降低了整体的岩土层效果降低。可见地下水位频繁升降造成的后果也是十分严重的。

4)地下水动压力作用引起的工程危害。地下水天然动力平衡效果降低导致的移动水压的改变在很大程度上是由地下水动压力改变引起的,同时岩土层所出现的流砂、管涌、基坑突涌等导致的水文地质整体状况大幅降低的现象也是岩土工程地下水动压力改变引起的。除此之外,地下水动压力作用还可以导致地下水天然动力平衡的条件发生转变。

2解决水文地质问题的有效措施

水文地质对于地质勘查越来越重要,采取切实有效的方法对水文地质的各种有关参数进行测定对于提高工程施工的安全性。保证建筑的稳定性以及避免人为诱发水文地质灾害的发生有着非常重要的作用,应当对其进行正确客观的评价。为了充分发挥水文地质在工程地质勘察中的积极作用就要做好水文地质勘察工作,那么,面对以上水文地质问题,我们该采取哪些措施去有效防治呢?

1)详细的水文地质评价内容。岩土工程勘察报告是展示工程地质勘察的最终成果的主要方式,建筑工程地基基础设计及施工都是以岩土工程勘察报告为主要科学依据的。全面可靠的报告内容能够保证后期工程设计施工的安全性,报告内容的错误会造成非常严重的后果,一点点的差错就会引发不可想象的后果,因此要求技术人员必须要有耐心与责任心。在水文地质评价的报告中除了要将下水类型,含水层的埋深以及具体的分布状况、岩土类型、岩土厚度,静止水位、涌水量、地下水流向以及水力坡度内容包括在内以外,还应该包括各个含水层间的水力联系以及含水层与地表水体间的水力联系;地下水的补给和排泄情况等

2)调查准确的工程地质条件。应该将地形地貌、水文地质、岩土的物理力学性质,地质现象等条件作为工程地质勘察中的工程地质条件。在调查这些工程地质条件时,要做到准确详细。为确保建筑的安全防护措施提供相关科学准确的依据。为了预测工程地质作用会带来什么样的影响应当给出正确的客观的评价,应当查明工程地质条件并结合项目的具体特点,确保对建筑实施具有科学准确性的安全措施。

3结束语

地质工程勘察论文篇8

1.1人为因素

近年来,由于科技水平提高,岩土工程地质勘察设备和技术也不断提高,这也要求岩土工程地质勘察人员也需要具备更高的技术素养和实际操作能力,才能正确使用先进的勘察设备。但是,实际岩土工程一线地质勘察工作人员为农民工,他们不具备专业的技术知识和操作技能,也缺乏相应的安全意识和质量意识,导致地质勘察质量难以得到保证。不仅如此,许多岩土工程地质勘察工作的工期较短,促使勘察人员采用不规范、不科学的方法进行岩土勘察,导致勘察结果与实际结果的误差较大,严重干扰正常的岩土工程地质勘察工作,得出的勘察结果报表也不具有真实性。

1.2勘察方法

勘察方法问题主要表现在勘探钻进方法单一和取样方法不合理上。钻井措施需要根据地质条件选择勘探方法,这要求勘探单位对工程情况进行详细的地质调查,在根据勘探与布置勘探工程的结果选择勘探方法。但是一些勘探单位在未进行地质调查的情况下直接使用电力设备和机械设备进行钻进,不仅增加勘探时间,也消耗更多的资源。在取样方法上,勘探单位未根据设计勘察点的实际情况进行取样。如有些人员对软弱下卧层不进行取样分析,甚至因为表面上满足不少于件组的要求而将应当分层的层位加以合并,对数据的变异性不作检验、剔除。勘察结果经不得推敲,严重影响工程设计和建设质量。

1.3市场制度

虽然近年来我国岩土工程地质勘察单位的数量显著增加,但地质勘察市场化程度并不高,地质勘察市场制度严重缺失,市场调节作用失灵。而且许多新成立的地质勘察单位存在许多“水分”,存在许多皮包公司和外挂单位,严重扰乱地质勘察市场秩序,加剧行业内恶性竞争。激烈的恶性竞争导致一些地质勘察企业或单位为抢占勘察市场,采用压低报价方式提高市场竞争力。这种做法导致地质勘察单位为减少损失而采取偷工减料方式降低勘察成本,最终影响地质勘察质量。

2.岩土工程勘察质量控制对策勘察

2.1建立高水平勘察队伍

针对当前许多一线地质勘察人员非专业人员问题,首先可通过招聘方式引进专业人才,巩固一线地质勘察队伍,提高专业勘察能力。此外,还应针对当前一线勘察人员专业水平较低、知识结构陈旧问题,应加强人员培训工作,实现知识结构更新与新技术设备推广,提高岩土勘察工程人员的专业素质。最后,建立有效的激励机制。如建立两支或以上勘察队伍,实行内部竞争制度,促使勘察人员主动提高自身专业水平。

2.2运用新的勘察方法和技术

运用新的勘察方法和技术不仅可以提高勘察效率,还能提高勘察结果的质量和准确性,提高取样工作的精度。在选择钻进方法上,勘察人员要严格根据勘察规范做好实地地质勘察工作,并以此为基础选择正确的钻进方法;再结合更先进的钻探设备,改进传统钻探技术方法的不足。提高勘察方技术和方法的数字化水平,国际工程施工所采用的先进的设备一般都是数字化管理、智能控制。我国许多较为先进的岩体勘察部门也已经引进了先进的数字技术替代了传统的勘察技术。例如地形勘测方面,传统地形勘测需要借助手工测量,容易引起较大的误差。如采用新型数字化设备,可以方便地得到较为精确的测量结果。对于取样问题,应控制取样质量。如根据不同地质条件的不同选取不同的样本,如不同深度、不同类型的地质样本。

2.3完善岩土工程地质勘察制度

针对地质勘察市场混乱问题,必须建立有效的勘察监督制度,实行严格规范的勘察监督制度对勘察工作进行有效的监督,实行事前、事中和事后控制相结合,最大限度避免不当行为,保证勘察质量。严格市场准入机制,建立注册土木工程师制度。市场因素对勘察质量主要由于地质勘察资质门槛不高,导致地质勘察企业水平参差不齐。因而应尽快实施注册土木工程师制度,控制地质勘察企业及个人的职业资质。最后,加强勘察涉及单位的质量认证,健全质量管理。如采用PDCA循环思进行岩土工程勘察的实施和管理,提高勘察设计能力。

3.结语

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