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隨著建設(shè)項目規(guī)模的增大,面對的工程地質(zhì)問題越來越復(fù)雜且極具挑戰(zhàn)性。經(jīng)過不斷探索、實踐和提高,我們在諸多領(lǐng)域具備了很強的技術(shù)實力,如:工程巖質(zhì)高邊坡的工程地質(zhì)勘察研究、高壩大庫場地的工程地質(zhì)勘察研究、大型地下洞室群的工程地質(zhì)勘察研究、喀斯特地區(qū)水文地質(zhì)勘察研究、高地震烈度地區(qū)高壩大庫水庫誘發(fā)地震監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)研究等領(lǐng)域。地質(zhì)分析的手段和方法也得到不斷發(fā)展。
1.1.我國工程地質(zhì)研究部門引進和開發(fā)實用軟件。引進邊坡穩(wěn)定計算程序用于滑坡、塌岸穩(wěn)定分析,提高勘察成果的定量化判識水平;引進開發(fā)了勘探圖件、地質(zhì)剖面制作程序及三維成像技術(shù),開發(fā)并進一步完善“工程地質(zhì)軟件包程序”,較好地解決了鉆孔成圖中的很多難題,也為地質(zhì)平面及剖面圖的繪制起到了較好的輔助設(shè)計作用,取得了較好的效果。
1.2.結(jié)合工程實踐研究和開發(fā)新技術(shù)。我國工程地質(zhì)研究部門開發(fā)邊坡斜面攝影成像技術(shù)用于工程實踐,提高了地質(zhì)編錄工作效率,獲得了大量的工程地質(zhì)數(shù)字信息;開發(fā)水電站樞紐區(qū)工程地質(zhì)三維可視化建模與分析研究系統(tǒng),已應(yīng)用于生產(chǎn)之中。
1.3.積極引進并應(yīng)用新的地質(zhì)勘察和分析手段。在水電站勘察過程中,根據(jù)地質(zhì)分析的需要,在右岸構(gòu)造軟弱巖帶勘察中,使用了地震波CT測試技術(shù);采用模型洞原位變形觀測分析地下洞室穩(wěn)定性;在右岸構(gòu)造軟弱巖帶穩(wěn)定性分析、左岸地下洞室圍巖穩(wěn)定性分析及溢洪道邊坡穩(wěn)定性分析均采用了目前比較先進的三維彈塑性有限法分析和三維流形元分析方法,為穩(wěn)定性評價和工程施工設(shè)計提供了可靠的基礎(chǔ)資料和參考依據(jù)。
1.4.其他新方法新技術(shù)的引進和應(yīng)用。地下洞室圍巖分類、壩基巖體質(zhì)量分類、邊坡巖體質(zhì)量分類、邊坡穩(wěn)定分析、巖體彈塑性理論、地質(zhì)力學(xué)模型、巖(土)體物理力學(xué)性試驗方法的發(fā)展應(yīng)用;電腦與工程地質(zhì)軟件包的開發(fā)應(yīng)用;勘測手段及鉆進取芯技術(shù)的提高、物探各種測試手段的廣泛應(yīng)用強有力地促進了工程地質(zhì)勘察中獲取工程地質(zhì)資料周期的縮短和工程地質(zhì)條件快速分析評價;充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù),進一步提高了地質(zhì)專業(yè)勞動生產(chǎn)率。
近幾年,我國從生產(chǎn)需要出發(fā),新技術(shù)新工藝得到很好地推廣應(yīng)用:選取適合各類地層(的金剛石鉆頭,提高鉆進效率,降低生產(chǎn)成本;繼續(xù)完善大壩灌漿變形觀測和抬動觀測技術(shù),確保壩體安全和工程質(zhì)量滿足要求;在河床沖積層勘探中,采用了SM膠取芯技術(shù),保證了試驗樣品的原始狀態(tài),為沖積層特性研究提供了真實可靠的材料。.5水文勘測開發(fā)的電波流速儀,在電站簡易測流中投入使用,達到了預(yù)期的效果。近年,又開發(fā)出水情自動測報系統(tǒng),現(xiàn)已逐步應(yīng)用于大型水電站的測報中;為改善以往在水情測報中一直采用的點測量及測流時間過長等問題,水文勘測技術(shù)人員正著手對聲學(xué)“多普勒剖面流速儀(簡稱ADCD)”技術(shù)進行論證和調(diào)研,并逐步將此技術(shù)運用在對西部山區(qū)性河流的水情預(yù)報中,計劃通過不斷實踐和探索,最終實現(xiàn)水情的“瞬時”測量預(yù)報。
1.6工程物探在水電站開展了大范圍的河床沖積層地震波探測;應(yīng)用聲波垂直反射波法、聲波CT法及紅外線熱成像三種相結(jié)合的方法,準確地探測到了壩體面板脫空等工程質(zhì)量問題;在多項水利工程和多個水電站勘察中,應(yīng)用高密度電法勘探方法,解決了水庫漏水問題和斷層構(gòu)造發(fā)育范圍及深厚覆蓋層地質(zhì)問題,且成效顯著。研究并應(yīng)用“隧洞施工監(jiān)控量測一體化”,“壩基巖體質(zhì)量測試的空間分析”,“數(shù)字式全景鉆孔攝像系統(tǒng)”,“堆積體的綜合物理探測技術(shù)”,“大壩面板脫空綜合物理探測技術(shù)”,“小波變換在水電工程地球物理中的應(yīng)用”等新方法新技術(shù),拓展了物探的應(yīng)用領(lǐng)域,提高了物探的探測精度。
2.勘察專題研究成果應(yīng)用
2.1大型水庫庫岸穩(wěn)定工程地質(zhì)勘察成果應(yīng)用20世紀80年代以來,采用了航空遙感技術(shù)與實地驗證相結(jié)合的方法,相繼對一批大型水電站進行了庫岸穩(wěn)定性研究,為快速、高質(zhì)量地評價庫岸穩(wěn)定性及其他水庫工程地質(zhì)問題發(fā)揮了良好的作用。形成了一套較完整的勘察、研究、評價、預(yù)測水庫區(qū)天然狀況和蓄水運行條件下庫岸穩(wěn)定性問題的思路和工作方法,包括岸坡類型劃分及其變形破壞機制、庫岸再造及滑坡穩(wěn)定性分析評價及預(yù)測、岸坡失穩(wěn)及水庫誘發(fā)地震災(zāi)害調(diào)查與分析預(yù)測、移民安置選點與處理措施建議等。該項目成果在后來開工建設(shè)的大、中型水電工程水庫庫岸穩(wěn)定性地質(zhì)調(diào)查中得到廣泛應(yīng)用,提高了水庫庫岸穩(wěn)定與移(居)民點調(diào)查地質(zhì)工作效率及成果質(zhì)量。
2.2大壩面板脫空無損探測研究與應(yīng)用“大壩面板脫空無損探測研究與應(yīng)用”是通過試驗比較論證提出了采用3種物探方法(聲波垂直反射法、遠紅外熱成像法、地質(zhì)雷達法)進行綜合評價的方法。為消除大壩病害,采取相應(yīng)的處理措施,提高大壩的安全性提供了重要的依據(jù)。與傳統(tǒng)的單一物探方法相比,本項研究成果具有多種方法互為驗證、利用了不同的物性差異特征﹑探測成果準確可靠的優(yōu)點。大壩面板脫空的處理質(zhì)量,節(jié)約了處理成本,而且具有廣闊的推廣應(yīng)用前景,具有較高的經(jīng)濟效益和社會效益。
2.3采用EH4進行深厚堆積體厚度探測應(yīng)用該方法測量深度大,野外勞動強度小,生產(chǎn)效率高,現(xiàn)場測量直接成像,能十分清楚地辨別地下二度體的異常。該項新技術(shù)即EH4電導(dǎo)率成像探測非常實用。而該方法不受這些因素影響,較準確地探測出了堆積體厚度。研究成果及時運用于工程中,減少了工程量,節(jié)約了工程投資,節(jié)省了時間,經(jīng)濟效益顯著。
2.4軟弱巖帶的工程地質(zhì)特性研究成果應(yīng)用:對壩址右岸構(gòu)造軟弱巖帶的分布范圍和工程地質(zhì)特性進行了大量有針對性的勘探以及室內(nèi)和現(xiàn)場試驗工作,并完成了現(xiàn)場高壓固結(jié)灌漿試驗和現(xiàn)場滲透變形試驗,針對軟弱巖帶的工程特性、成因進行了系統(tǒng)的分析論證,對工程適宜性進行了分析評價,并提出了切實可行的基礎(chǔ)處理措施。該專題成果為可行性研究的經(jīng)濟技術(shù)分析論證提供了堅實的基礎(chǔ),對國內(nèi)外同類工程的地質(zhì)勘察和設(shè)計工作具有很好的參考價值。.5“深挖高邊坡快速地質(zhì)編錄成圖技術(shù)”在高陡邊坡地質(zhì)資料收集應(yīng)用中取得了較好的效果。引進該項技術(shù)用于水電站具有針對性強、收效高、安全快速等良好作用。該技術(shù)運用攝影測量的原理,通過計算機軟件技術(shù),完成高陡邊坡影像的正射、線畫圖的生成,從而完成了地質(zhì)編錄工作。其技術(shù)特點:①在地質(zhì)編錄生產(chǎn)中高效、實時;②減少現(xiàn)場工作量,提高工作效率;③利用無站標測量技術(shù)和手段可完成傳統(tǒng)方法無法完成的任務(wù);④高邊坡計算機快速編錄成圖還可以不斷地積累邊坡數(shù)字化的編錄數(shù)據(jù),為以后建立工程地質(zhì)數(shù)據(jù)庫提供良好的數(shù)據(jù)源。該技術(shù)在小灣主體工程邊坡及壩基開挖中均有應(yīng)用,可實現(xiàn)安全、高效、準確地進行地質(zhì)編錄,通過軟件功能還可在圖像上對地質(zhì)現(xiàn)象進行較精確的定位,這是傳統(tǒng)的地質(zhì)編錄所難以做到的。
3.今后工程勘察技術(shù)在實踐中應(yīng)用的總體思路
近幾年來,我國在高邊坡系統(tǒng)排水、錨索加固、復(fù)合支護、變形監(jiān)測、標準化與動態(tài)設(shè)計方面有所創(chuàng)新和突破,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、數(shù)字可視化技術(shù)、地理信息技術(shù)等不斷地被應(yīng)用到勘察各專業(yè),取得了一定的效果。在計算機建設(shè)上已實現(xiàn)局域網(wǎng)共享資源;基本實現(xiàn)計算機輔助工程勘察,達到信息化初始階段目標;由于工程勘察專業(yè)具有多樣性、復(fù)雜性、隨機性和數(shù)據(jù)海量性等特點,信息化水平還有待進一步提高。要密切關(guān)注、跟蹤、研究國內(nèi)一流的工程勘察企業(yè)的技術(shù)水平和發(fā)展動態(tài),通過加強行業(yè)協(xié)作及與國內(nèi)高校、科研院所的密切合作,在引進、消化、吸收國內(nèi)外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上,進行技術(shù)創(chuàng)新。今后技術(shù)發(fā)展總體思路如下:(1)注重研究復(fù)雜壩基、高邊坡及大型地下洞室群巖體(圍巖)穩(wěn)定性量化分析及三維地質(zhì)數(shù)字模型軟件與三維成像技術(shù),并對復(fù)雜巖體(包括軟弱蝕變巖體、大型松散堆積體、卸荷松動巖體、高地應(yīng)力區(qū)巖體)成因機制、工程地質(zhì)性狀、工程適應(yīng)性進行科學(xué)試驗研究;同時開展區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)科學(xué)研究及對水電工程開發(fā)、建設(shè)的影響。(2)重點研究水電水利工程地質(zhì)綜合勘察技術(shù),開展巖土工程和環(huán)境工程地質(zhì)方面的研究并向深度拓展;開展地質(zhì)災(zāi)害勘察、防治與治理,地質(zhì)災(zāi)害險性評估方面的實踐與研究。(3)完善和提高目前使用的常規(guī)物探方法,使其應(yīng)用技術(shù)水平達到或超過本行業(yè)平均水平,積極開展新技術(shù)、新方法的引進應(yīng)用工作,結(jié)合目前物探應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展情況,對新技術(shù)、新方法進行重點研究。(4)廣泛應(yīng)用全站型自動速測儀、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、遙感技術(shù)(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)于水利水電工程建設(shè);在野外數(shù)據(jù)采集、處理、存儲、提供等方面逐步完善計算機技術(shù)在測繪領(lǐng)域的應(yīng)用,以提高全數(shù)字攝影測量及全野外數(shù)字成圖的精度和速度,增加測繪產(chǎn)品的多樣化,滿足市場需求。(5)積極配合新的鉆探規(guī)程、抽水試驗規(guī)程、壓水試驗規(guī)程的貫徹實施。對勘探設(shè)備和試驗工器具進行重新整合,盡快開展“自由震蕩法”抽水試驗的研究工作,研制小口徑雙管鉆具軸承儲油密封系統(tǒng),并研究特殊巖體取芯技術(shù)。(6)開發(fā)先進的水情自動測報軟硬件技術(shù),自主開發(fā)改裝一些較先進適用的水文測驗儀器,特別是泥沙采樣器。加快水文數(shù)據(jù)庫的建設(shè)。
摘要:工程勘察在工程建設(shè)中具有重要的作用,如何積極采用新技術(shù)、新方法和新工藝,創(chuàng)新發(fā)展模式,提高勘察技術(shù)水平,縮短勘測周期,是工程勘察行業(yè)面臨的共同問題。為此,本文對近年來工程勘察新技術(shù)在實踐應(yīng)用中的情況進行了介紹。
關(guān)鍵詞:工程勘察新技術(shù)工程建設(shè)
關(guān)鍵詞:水工建筑;建筑荷載;設(shè)計規(guī)范;
前言:水工建筑荷載設(shè)計的規(guī)范必須與按照水利水電工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準制訂的其他水工結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范配套使用。這是有非常嚴格的規(guī)范體系的。無一規(guī)矩不成方圓,水工建筑荷載設(shè)計的規(guī)范也是這樣的道理。水工建筑荷載設(shè)計中的美喲個方面都要在設(shè)計規(guī)范的范圍之內(nèi)。只有這樣,水工建筑荷載設(shè)計才能做的更好。下面筆者就簡單針對水工建筑荷載設(shè)計的規(guī)范做一個簡單的闡述。希望能對大家理解水工建筑荷載設(shè)計有一定的幫助。
1.水工建筑的簡單介紹
什么是水工建筑物?百度解釋是水工建筑物是控制和調(diào)節(jié)水流、防治水害,開發(fā)利用水資源的建筑物。很顯然,水工建筑中的很大程度上都是在進行荷載的工作。這樣也就非常明顯的感覺到了水工建筑的重點就是在水工建筑荷載的設(shè)計上。如果說水工建筑是各項水利工程的重要組成部分,而荷載的設(shè)計就是水工建筑的重要組合成部分。
1.1什么是水工建筑
水工建筑物就是在水的靜力或動力的作用下工作,而它的荷載設(shè)計是否良好,決定了水工建筑物的好壞。工建筑荷載設(shè)計的規(guī)范是對水工建筑的一個非常好的把關(guān)。其中水工建筑中的控制和調(diào)節(jié)水流、防治水害以及開發(fā)利用水資源都是水工建筑設(shè)計的一些必不可少的一些要素。如何將整個的工程做好就需要考慮到水工建筑荷載設(shè)計的規(guī)范了。很顯然因為水工建筑物涉及許多學(xué)科領(lǐng)域,除基礎(chǔ)學(xué)科外,還與水力學(xué),水文學(xué),工程力學(xué),土力學(xué),巖石力學(xué),工程結(jié)構(gòu),工程地質(zhì),建筑材料以及水利勘測,水利規(guī)劃,水利工程施工,水利管理等密切相關(guān)。
1.2水工建筑的特點
水工建筑的特點有很多,主要有受自然條件制約多,工作條件復(fù)雜,施工難度大等三個方面。要解決這些問題,很顯然有一個比較重要的方面,那就是在受力方面。很多時候大家都會對其質(zhì)量進行加固,這其實也是在荷載方面的一個非常重要的因素。針對水工建筑的特點,也在一定程度上顯示了水工建筑荷載設(shè)計的重要性。如果荷載設(shè)計不合理,將導(dǎo)致整個工程的質(zhì)量不合格。其實最終的結(jié)果相信就不言而喻了。
1.3水工建筑的設(shè)計
水工建筑物設(shè)計包括:大小六個方面。選址,即壩址、閘址、洞線、渠線等的選擇,選型,即選定建筑物的結(jié)構(gòu)形式,樞紐布置,即確定樞紐中各個建筑物之間的合理位置,水力計算,即校核過流能力、計算水面曲線或壓坡線等,結(jié)構(gòu)計算,即計算建筑物的強度、穩(wěn)定和剛度等,進行工程細部設(shè)計、確定地基處理方案和觀測設(shè)計等。這只是一般規(guī)模的水工建筑設(shè)計。在對大中型工程時,還應(yīng)有水力模型試驗與結(jié)構(gòu)試驗配合驗證。這樣就能最大限度的保證了水工建筑設(shè)計的合理性。但是不可忽略的就是對于荷載的設(shè)計。不難發(fā)現(xiàn)這幾項設(shè)計中,多少都涉及到了一些荷載的設(shè)計??梢哉f水工建筑的設(shè)計中有一大部分是對于荷載的設(shè)計。
2.水工建筑荷載
水工建筑荷載的范圍包括很多的方面,其中比較主要的是建筑物自重及永久設(shè)備自重,靜水壓力,揚壓力,動水壓力,地應(yīng)力及圍巖壓力,土壓力和淤沙壓力,風(fēng)荷載和雪荷載,冰壓力和凍脹力等等。但凡會遇到的水工建筑的受力,水工荷載都是需要考慮到的。不難發(fā)現(xiàn)水工建筑荷載的范圍是非常廣的。下面筆者主要從兩個方面對水工建筑荷載進行研究。這兩個方面是水工建筑荷載的重要性與水工建筑荷載的規(guī)范。
2.1水工建筑荷載的重要性
水工建筑荷載的重要性是不言而喻的。比如說同樣一項水工建筑,一個是沒有考慮荷載問題的。一個是考慮的非常全面。當(dāng)遇到冰雪天氣或者是地震災(zāi)害的時候,非常明顯的發(fā)現(xiàn)前者就會出現(xiàn)各種問題的。比如建筑變形或者建筑損壞,甚至?xí)?dǎo)致水工建筑的應(yīng)用方面會受到非常大的影響。
2.2水工建筑荷載的規(guī)范
水工建筑荷載的規(guī)范是非常重要的。它是針對水工建筑的一個重要的標準之一。一般情況下,水工建筑荷載都是需要考慮到位的。主要包括對于外力作用下,水工建筑的承載情況來進行判斷的。很多情況下,水工建筑荷載是有非常嚴格的規(guī)定的。它的規(guī)范要求是需要每個相關(guān)企業(yè)的通力合作才能完成的。相關(guān)的水工建筑荷載規(guī)范是一個比較重要的標準,只有這樣才能保證水工建筑的合理進行。
3.水工建筑荷載規(guī)范的一般要求
水工建筑荷載規(guī)范的一般要求其實非常繁瑣。它其中包括了非常多的問題。下面筆者主要從水工建筑荷載的規(guī)范,水工建筑荷載規(guī)范的重要意義,水工建筑荷載規(guī)范的現(xiàn)階段的問題,水工建筑荷載規(guī)范的問題解決辦法,水工建筑荷載規(guī)范的未來展望五個方面進行簡單的闡述。
3.1水工建筑荷載的規(guī)范
水工建筑荷載的規(guī)范是有一定的標準的。而且這一標準現(xiàn)在來說也在進行著一些細節(jié)的更新。對于現(xiàn)階段的出現(xiàn)的一些規(guī)范性性的標準還是需要不斷的進行完善與更新的。相關(guān)的標準非常明確,相關(guān)的部門要嚴格按照此標準執(zhí)行。這樣就會形成一個硬性的標桿。
3.2水工建筑荷載規(guī)范的重要意義
對于水工建筑荷載規(guī)范的重要意義自然是不言而喻的。大家都知道一項建筑工程要有一定的指標。一項工程的合理運用也是得有一定的標準。人們在相關(guān)情況不明晰的情況下,水工建筑荷載的標準方面的規(guī)范就是一個比較好的規(guī)范。對于知道相關(guān)的水工建筑工作的合理進行有著非常重要的意義。
3.3水工建筑荷載規(guī)范的現(xiàn)階段的問題
水工建筑荷載規(guī)范的現(xiàn)階段的突出問題就在于相關(guān)的規(guī)范范圍不盡全面。這就需要相關(guān)的部門進行更加全面的考慮進行相關(guān)規(guī)范的制定。在水工建筑荷載規(guī)范制定的現(xiàn)階段,盡可能的建立完善的水工建筑荷載規(guī)范整體來說是非常重要的。
3.4水工建筑荷載規(guī)范的問題解決辦法
水工建筑荷載規(guī)范的問題的解決辦法其實比較明晰。就是盡可能的對相關(guān)的問題進行統(tǒng)一概括,對相關(guān)的規(guī)范條例進行更加完善的制定。盡可能全面的考慮相關(guān)的問題。這樣才能建立起完整的水工建筑荷載規(guī)范體系。使得整個的水工建筑荷載規(guī)范問題得以充分的解決。
3.5水工建筑荷載規(guī)范的未來展望
水工建筑荷載規(guī)范的未來展望是相對比較好的。只要建立了比較完善的水工建筑荷載規(guī)范的體系,相關(guān)的工作就會非常容易,這樣不難發(fā)現(xiàn)相關(guān)的部門在對于荷載規(guī)范上的問題就會減少??梢韵胂蟮?,未來的水工建筑規(guī)范就會越來發(fā)揮到本應(yīng)有的作用。相關(guān)部門的行為得到規(guī)范之后,相關(guān)的水工建筑也就會有非常好的一個提升空間。
結(jié)束語:水工建筑荷載設(shè)計的規(guī)范對水工建筑物的設(shè)計是非常好的一個硬性條件的把關(guān)。有了一定的規(guī)范條件之后,不難發(fā)覺水工建筑荷載設(shè)計的標準性得到了非常好的統(tǒng)一。本文通過對水工建筑荷載設(shè)計的規(guī)范的一個簡單的介紹,相信大家對于水工建筑荷載設(shè)計的規(guī)范概念以及作用已經(jīng)不再陌生。而相關(guān)的技術(shù)人員也應(yīng)該有一個更加完善的規(guī)范條件與處理辦法。工建筑荷載設(shè)計的規(guī)范是實現(xiàn)各項水利工程目標的重要組成部分。而水工建筑物涉及許多學(xué)科領(lǐng)域,也是需要特殊重視的一個方面。
參考文獻:
教科書對工程地質(zhì)學(xué)的三種定義:①工程地質(zhì)學(xué)是研究與工程有關(guān)的地質(zhì)問題的科學(xué);②工程地質(zhì)學(xué)是研究人類工程活動與地質(zhì)環(huán)境相互作用的科學(xué);③工程地質(zhì)學(xué)是研究人類工程建設(shè)活動與自然地質(zhì)環(huán)境相互作用和相互影響的一門地質(zhì)科學(xué)。
從以上三種定義的實質(zhì)中均不難看出,工程地質(zhì)學(xué)強調(diào)的工程和地質(zhì)的關(guān)系,研究的是人類工程活動與自然地質(zhì)環(huán)境的相互作用。但是,近年來工程地質(zhì)學(xué)科卻正在經(jīng)歷著前所未有的挑戰(zhàn),工程地質(zhì)學(xué)被異名為巖土工程學(xué),工程地質(zhì)勘察被稱之為巖土工程勘察。工程界有此呼聲,學(xué)術(shù)界有此呼應(yīng),一些大專院校也紛紛效仿,甚至工程地質(zhì)這個專業(yè)在高校也被取消了。一時間,似乎工程地質(zhì)已經(jīng)成了守舊傳統(tǒng),巖土工程才是先進時髦的,才是可以適應(yīng)市場經(jīng)濟并與國際接軌的。這是近年來分歧最大的爭議。
這些年來工程地質(zhì)勘察的不景氣以及市場競爭的不規(guī)范化,工程地質(zhì)勘察隊伍增加了巖土工程的業(yè)務(wù)是完全必要的,但將巖土工程作為工程地質(zhì)的救世主,則值得商榷了。
根據(jù)筆者的理解,巖土工程是一項工程應(yīng)用技術(shù),是針對地質(zhì)體的工程缺陷實施的工程措施而進行的一系列設(shè)計和施工過程的總稱。巖土工程的任務(wù)是“處理”地質(zhì)體的工程缺陷,使之滿足工程建筑物對地基的工程要求,因此又有“巖土工程處理技術(shù)”的別名,說明巖土工程的確是一項實實在在的工程技術(shù)。確立工程地質(zhì)學(xué)是一門獨立的學(xué)科,盡管也僅僅是本世紀初的事,并不象數(shù)學(xué)、物理學(xué)、天文學(xué)等等著名學(xué)科那樣歷史悠久,然而,之所以將工程地質(zhì)定義在“學(xué)科”這樣的高度上,是因為她具備學(xué)科的一些基本特性和基本理論,這就是地質(zhì)學(xué)的基本特性和基本理論,換句話說,工程地質(zhì)學(xué)的基本理論就是地質(zhì)學(xué)(當(dāng)然更包括數(shù)學(xué)、力學(xué)、化學(xué)等等),因此,又將工程地質(zhì)學(xué)界定為地質(zhì)學(xué)的一個分支學(xué)科或應(yīng)用學(xué)科,這是符合實際的。工程地質(zhì)學(xué)的最新定義也是較為全面的:研究人類工程活動與地質(zhì)環(huán)境相互作用的科學(xué)。顯然,工程地質(zhì)與巖土工程盡管有相似之處,但也有天地之別。如果將巖土工程界定為工程地質(zhì)學(xué)科的一個分支,好象還說得過去;而反過來用巖土工程來代替工程地質(zhì),則實在有些牽強附會。
1997年6月20-27日,國際工程地質(zhì)學(xué)會在希臘召開了一次學(xué)術(shù)討論會,會上決定將本學(xué)會名稱改為:國際工程地質(zhì)學(xué)與環(huán)境學(xué)會。我國組團15人參加,王思敬任團長。隨后國內(nèi)也有人提出工程地質(zhì)學(xué)會改名,以便與國際接軌,但一直未獲通過。在近幾年的中國地質(zhì)學(xué)會工程地質(zhì)專委會會議上,學(xué)科和學(xué)會更名問題的交鋒一直也沒有停止過。我國工程地質(zhì)界的前輩專家學(xué)者們多數(shù)也不同意更名,認為如此嚴肅的基礎(chǔ)性應(yīng)用性學(xué)科,沒有必要放棄自己的傳統(tǒng)風(fēng)格,我國的工程建設(shè)任務(wù)十分繁重,工程地質(zhì)學(xué)科的研究和發(fā)展前景仍然是艱巨和光明的。
2.工程地質(zhì)工作的任務(wù)
在工程建設(shè)中,工程地質(zhì)工作的任務(wù)十分繁重,也異常艱巨,主要任務(wù)是:①選址,選擇在地質(zhì)條件上相對最優(yōu)的工程建筑地區(qū)或場地;②評價,闡明工程建筑區(qū)或場地的工程地質(zhì)條件,進行定性和定量的工程地質(zhì)評價,準確界定工程地質(zhì)問題;③預(yù)測工程建筑物興建和運用過程中地質(zhì)條件的可能變化,為研究改善和防治工程地質(zhì)缺陷的措施提供依據(jù);④調(diào)查工程建筑物所需的天然建筑材料等。
3.工程地質(zhì)專業(yè)的尷尬
工程地質(zhì)專業(yè)是工程建設(shè)的基礎(chǔ)性專業(yè),沒有這個專業(yè),一切工程建設(shè)均將成為空中樓閣,這是常識性問題,我們在這里反復(fù)強調(diào)好象有些多于。然而,現(xiàn)實確讓這一基礎(chǔ)性專業(yè)處于一個十分尷尬的境地,主要表現(xiàn)在:
①工程地質(zhì)專業(yè)本身的特殊性、復(fù)雜性和實踐性;
②專業(yè)不景氣,社會地位和經(jīng)濟地位與工程地質(zhì)專業(yè)不相適應(yīng),工作環(huán)境、工作條件的局限,擇業(yè)行為中的浮躁動機,專業(yè)本身的局限性;
③規(guī)程規(guī)范存在的問題;
④工程地質(zhì)勘察技術(shù)的局限性;
⑤相關(guān)專業(yè)對工程地質(zhì)專業(yè)的輕視;
⑥長官意志,某些決策者對工程地質(zhì)專業(yè)的無知或輕視;
⑦世人對工程地質(zhì)專業(yè)的不了解與不理解。
4.在工程建設(shè)中的地質(zhì)教訓(xùn)
由于地質(zhì)問題而嚴重影響工程建設(shè)的實例太多,教訓(xùn)太深刻,順手拈來幾個實例:
①云南漫灣水電站左壩肩順層滑坡和建材問題;
②貴州天生橋二級水電站廠址、隧洞等問題;
③貴州東風(fēng)水電站右壩肩和帷幕線上的巖溶問題;
④烏江彭水水利樞紐前期工作重復(fù)問題;
⑤雅礱江錦屏二級水電站巖溶地下水問題;
⑥軟弱夾層的遺漏對工程建設(shè)的重大影響,葛州壩、西津溢洪道等。
5.工程地質(zhì)在工程建設(shè)中的決定性作用
任何地質(zhì)條件下都可以建工程,對嗎?這個問題也是這些年來工程界的一個熱門話題,筆者認為答案是否定的。
①陜西東莊水庫灰?guī)r壩址滲漏嚴重不能建壩;
②小浪底滑坡性質(zhì)界定對設(shè)計的影響;
③天生橋二級水電站移民區(qū)是否滑坡對移民安置的影響;
④堤防工程中的堤基垂直防滲引起的環(huán)境地質(zhì)問題,有時可能是決定性的;
⑤地質(zhì)邊界條件和地質(zhì)參數(shù)對工程設(shè)計的影響。
6.相關(guān)學(xué)科在工程地質(zhì)中的應(yīng)用
①系統(tǒng)工程在工程地質(zhì)中的應(yīng)用;
②計算機技術(shù)在工程地質(zhì)中的應(yīng)用;
③遙感、物探、GPS等;
④水工設(shè)計施工與工程地質(zhì)的關(guān)系。
清晰的工程概念是地質(zhì)師所必需的。潘家錚院士對地質(zhì)師的要求:應(yīng)該有系統(tǒng)地學(xué)習(xí)水工建筑物的基本設(shè)計理論,計算方法,以及地基缺陷的影響,各種處理的措施,各種成功和失敗的經(jīng)驗;最好補一些數(shù)學(xué)、力學(xué)、水力學(xué)、巖土力學(xué)、巖石試驗、有限元分析和計算機應(yīng)用等方面的基礎(chǔ)課。五十年代初,由于我國水利水電工程地質(zhì)專業(yè)人才奇缺,一批設(shè)計師改行從事工程地質(zhì)專業(yè)的學(xué)習(xí)和工作,后來大都成為工程地質(zhì)專業(yè)的優(yōu)秀專家。實踐證明,地質(zhì)師的工程概念清晰,地質(zhì)工作會得心應(yīng)手;反之則可能事倍功半。
7.工程地質(zhì)要面對現(xiàn)實著眼未來
汪恕誠部長最近講話強調(diào):不能老修改設(shè)計,因為搞招投標尤其是國際合同,修改設(shè)計就意味著被索賠。修改一個設(shè)計,似乎節(jié)省了某一個工程量,而索賠量比這個還大,大量修改設(shè)計怎么得了?汪部長的這段講話似乎在批評設(shè)計,實則是水利水電工程地質(zhì)的一個千載難逢的新的契機。
如何理解汪部長的這段話?我們認為首先要搞清楚為什么修改設(shè)計,水利工程因為地質(zhì)問題而修改設(shè)計的可以舉出若干例子來。
修改設(shè)計往往賴地質(zhì),我們當(dāng)然可以理直氣壯地說:前期地質(zhì)工作投入不夠,工程地質(zhì)條件不清楚,地質(zhì)基礎(chǔ)資料不準確,工程地質(zhì)分析出力不夠或分析工作的深度不到家,工程地質(zhì)問題的界定不明確或界定有錯誤,學(xué)術(shù)技術(shù)問題得不到廣泛的討論和爭論,工程地質(zhì)問題的真理有時往往掌握在少數(shù)人手里。
很明顯,要想不修改設(shè)計,地質(zhì)工作必須做到家,基本的地質(zhì)工作量必須保證。作為地質(zhì)師,既要尊重事實,堅持真理,實事求是,還要努力學(xué)習(xí),開拓進取,勇于創(chuàng)新,更要勤于實踐,不迷信權(quán)威,不違心唯上。工程地質(zhì)專業(yè)的形象靠地質(zhì)師們?nèi)淞ⅲゾS護;工程地質(zhì)專業(yè)在工程建設(shè)中的地位也只有靠地質(zhì)師們自己去爭取
關(guān)鍵詞:規(guī)程 規(guī)范 堤防 工程地質(zhì) 地質(zhì)體 防滲
1998年的特大洪水,江堤全線告急,到處險象環(huán)生,抗洪搶險消耗的人力、物力、財力都是空前巨大的。堤防工程暴露出了許多問題,急待實施加固,中央對此十分重視,專項資金迅速到位。為使新一輪水利防洪工程建設(shè)更科學(xué)化和規(guī)范化,建設(shè)部于1998年10月8日以建標〔1998〕185號文了國家標準《堤防工程設(shè)計規(guī)范》(以下簡稱《規(guī)范》,編號為GB50286-98,自1998年10月15日起施行)。該《規(guī)范》是一部統(tǒng)一堤防設(shè)計標準和技術(shù)要求,保證堤防建設(shè)技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全適用的技術(shù)法規(guī),具有強制性?!兑?guī)范》對堤防工程地質(zhì)勘察沒有過多的闡述,僅在第3.4條(工程地質(zhì))中規(guī)定:3級以上的堤防工程設(shè)計的工程地質(zhì)及筑堤材料資料,應(yīng)符合國家現(xiàn)行標準《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》(以下簡稱《規(guī)程》,編號為SL/T188.96,水利行業(yè)標準,1997年2月,1997年5月1日起實施)的規(guī)定。顯然,堤防工程地質(zhì)勘察按《規(guī)范》要求,應(yīng)該認真執(zhí)行現(xiàn)行的行業(yè)標準《規(guī)程》,這時《規(guī)程》也就相當(dāng)于一個強制性的國家標準,或者說《規(guī)程》是《規(guī)范》的一個補充。
規(guī)程規(guī)范是一個行業(yè)對其工作內(nèi)容、工作方法和工作程序的多年豐富經(jīng)驗之歸納與總結(jié),是工程勘測設(shè)計質(zhì)量控制的標準,是行業(yè)主管單位進行工程審查的依據(jù),可以說是行業(yè)管理的根本大法。
筆者最近連續(xù)參加了幾個重要的一級堤防工程勘測設(shè)計報告的審查,感到《規(guī)范》和《規(guī)程》在實施過程中存在一些值得商榷的問題(可實施性、可操作性、概念性以及對地質(zhì)環(huán)境的影響等),經(jīng)與部分勘測設(shè)計單位一些經(jīng)驗豐富的地質(zhì)師交換意見,大家亦有同感?,F(xiàn)將我們的一些粗淺認識公布于眾,拋磚引玉,希望引起更多的地質(zhì)專家來分析討論這些問題,以便于更好地理解《規(guī)范》和《規(guī)程》,應(yīng)用《規(guī)范》和《規(guī)程》來指導(dǎo)我們的工程地質(zhì)工作,也有利于今后對《規(guī)范》和《規(guī)程》的修訂。
1 關(guān)于地質(zhì)體與水工建筑物的概念問題
眾所周知,工程地質(zhì)勘察的任務(wù)是為工程建設(shè)提供地質(zhì)資料,查明工程地質(zhì)條件,分析、研究、界定和明確工程地質(zhì)問題,并提出工程處理措施的建議。強調(diào)的是為工程建設(shè)服務(wù),定位于工程設(shè)計和工程施工等專業(yè)的基礎(chǔ)性配合性專業(yè)。很明顯,工程地質(zhì)勘察的對象是建筑物的天然地基(注意將“地基”與“基礎(chǔ)”區(qū)別開來),即地質(zhì)體。至于人工填土地基將另當(dāng)別論。
就已建堤防工程的工程地質(zhì)勘察而言,主要是指對大堤地基(堤基)的勘察。洪水期間眾多江堤出險實例表明,堤身與堤基均有險情發(fā)生。堤基的主要工程地質(zhì)問題是滲透變形、崩岸、沉降、堤基滑移等;堤身的險情主要為滑坡、散浸、清水管涌、夾層滲漏、堤身單薄等。這里,我們有意識地將堤身險情與堤基問題分開,目的在于澄清地質(zhì)體與水工建筑物的基本概念和它們之間的根本區(qū)別。
工程師們對地質(zhì)體與水工建筑物的區(qū)別是再清楚不過的了,我們在這里議概念問題是小題大作了嗎?未必!《規(guī)程》對此就是概念模糊的。在《規(guī)程》中多處提及已建堤防加固工程對堤身和堤基的勘察,或?qū)⒌躺砼c堤基的勘察相提并論,要求查明……,顯然已經(jīng)將本來是水工建筑物的堤身當(dāng)成堤基這樣的地質(zhì)體去實施“勘察”,混淆了天然地質(zhì)體與人類工程活動產(chǎn)生的建筑物這兩者之間的概念,能說是小題大作嗎?
由于《規(guī)程》中的概念模糊或者概念不明確,以至于在工程實踐中,產(chǎn)生了諸如將堤身的工程隱患當(dāng)成工程地質(zhì)問題,將堤身土體當(dāng)成地質(zhì)體去“查明”工程地質(zhì)條件等等工程笑話,此類問題在我們審查過的堤防工程地質(zhì)勘察報告中比比皆是,不得不撰此拙文與同仁討論。
我們說堤基是地質(zhì)體,在此地質(zhì)體上修建工程建筑物,需對此地質(zhì)體實施工程地質(zhì)勘察,以查明工程地質(zhì)條件,研究工程地質(zhì)問題,并根據(jù)工程建筑物的任務(wù)和特性對地質(zhì)缺陷提出處理措施的地質(zhì)建議,這是地質(zhì)師的職責(zé)和任務(wù)。地質(zhì)師利用有限的地質(zhì)勘探手段(鉆探、坑槽探、物探等),根據(jù)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境,應(yīng)用形成地質(zhì)體的基本理論(地層時代、沉積韻律、地質(zhì)構(gòu)造、巖性對比、巖相規(guī)律等等),輔以巖土體的物理力學(xué)試驗,特別是結(jié)合地質(zhì)師豐富的實踐經(jīng)驗去分析、判斷、推論和論證,最后完成查明工程地質(zhì)條件的任務(wù),這是地質(zhì)師完全可以做到的。
然而,對于已建堤防工程的堤身就完全不一樣了。誠然,防洪大堤一般為就地取材修建的土堤(其它材料修建的大堤不在本文所述之列),是一“線狀”水工建筑物,它的工程隱患具有隨機分布特性,例如填筑土料的質(zhì)量,勘察中發(fā)現(xiàn)堤身土中有透水性強的砂性土呈雞窩狀、局部層狀或條帶狀、小范圍透鏡狀等多種狀態(tài)分布;填筑土的緊密程度也具隨機性;而堤身中發(fā)現(xiàn)的施工雜物和生物洞穴的分布,其隨機性更大。顯然,此類隨機分布的工程隱患問題,用常規(guī)的地質(zhì)勘探手段來查明這些隱患就顯得有些力不從心。
堤身的“勘察”之所以顯得如此復(fù)雜,其原因就在于土堤是人類工程活動把擾動后的土填筑起來的產(chǎn)物,它的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量人為因素較大,成因不受自然規(guī)律制約,不同堤段的填筑情況可能相差很大,加上后期生物活動的破壞,更無規(guī)律可循,即使對它進行“勘探”,也只能是對某一點的認識,不能結(jié)合地質(zhì)師的任何經(jīng)驗,更不能應(yīng)用地質(zhì)基本理論,其認識不可能上升到宏觀這一層次。因此,對堤身進行工程地質(zhì)“勘察”的提法就值得商榷。既然土堤是水工建筑物,對它的工程隱患進行檢測或調(diào)查,則更為名正言順無可非議。準確地界定問題的性質(zhì),有利于對癥下藥,事半功倍。至于土堤的檢測或調(diào)查,要借用地質(zhì)師的一些可行的“勘探”手段和“勘探”方法,或者將此項工作交予地質(zhì)師來完成,地質(zhì)師也是樂意的,但不要用“查明”這種對地質(zhì)體的要求來明確任務(wù),可以考慮用“分析、了解、判別、提出”等詞語對隱患問題作出評價,或許更為合適。轉(zhuǎn)貼于 2 關(guān)于已建堤防加固工程的勘察階段問題
我們知道,就水利工程(多指樞紐、供水、灌溉等大型工程)而言,有其較為嚴格的勘測設(shè)計階段劃分。對于堤防工程,《規(guī)程》將新建堤防和已建堤防加固的勘察階段分開,這是符合客觀實際的。《規(guī)程》第1.0.5條規(guī)定:新建堤防的工程地質(zhì)勘察可分為規(guī)劃、可行性研究、初步設(shè)計和施工圖四個階段。已建堤防加固工程地質(zhì)勘察可分為可行性研究和初步設(shè)計兩個階段。必要時還可進行施工地質(zhì)工作。地質(zhì)條件簡單或勘察目的單一的堤防工程,經(jīng)勘察設(shè)計主管或?qū)徟鷨挝煌?,勘察階段可適當(dāng)簡化。而在本條的條文說明中,對地質(zhì)條件作了簡單、中等和復(fù)雜三個等級的界定。對照堤防工程出險需加固的工程實例,地質(zhì)條件都是中等或復(fù)雜級別,都達不到簡化勘察階段的條件。然而,《規(guī)程》另外聲明:堤防工程地質(zhì)勘察階段的劃分,原則上應(yīng)和堤防設(shè)計階段的劃分相適應(yīng)?!袝r多采取一次性進場勘察完畢?!谀承┚唧w條件下,也可以將勘察階段簡化,甚至不劃分勘察階段。這又是十分可取的原則。
堤防工程是線狀工程,勘察工作拉開的戰(zhàn)線較長,勘探隊伍進場一次,轉(zhuǎn)戰(zhàn)南北實屬不易,特別對于已建堤防加固工程,由于不存在線路比較、重大方案調(diào)整等地質(zhì)條件占有一定份量的多階段循序漸進的勘察過程,一次進場勘察完畢就有其自身的客觀合理性。已建堤防加固工程勘察的目的十分清楚,即重點查明出險堤段堤基的工程地質(zhì)條件,分析界定發(fā)生堤基險情的主要工程地質(zhì)問題,提出工程處理措施的建議。此外,堤基的工程地質(zhì)條件一般說來較為簡單,多為二元結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)的第四系土體;堤基的工程地質(zhì)問題也相對明確,主要為滲透變形,受河勢控制岸坡迎流頂沖產(chǎn)生崩岸等。這些地質(zhì)特性都給一次進場勘察完畢創(chuàng)造了較為可取的有利條件。在實際工作中,需要領(lǐng)會和理解《規(guī)程》的大原則,根據(jù)具體情況,一切從實際出發(fā),必要時可以考慮簡化勘察階段,縮短勘測周期,降低勘測費用,達到勘測隊伍孜孜以求的目標。
需要注意的是,勘察階段簡化后設(shè)計階段并沒有簡化,一些需要專業(yè)協(xié)調(diào)方面的問題,還要認真研究解決。此外,一次進場勘察完畢之后,所提交的地質(zhì)資料一定要能夠滿足工程概算的精度要求,否則將事倍功半,弄巧成拙。這就要求勘測工作的深度要達到加固工程初設(shè)階段其它專業(yè)的需要。千萬不要屈解成簡化了勘察階段也降低了深度要求。
3 關(guān)于已建堤防加固工程的勘察深度問題
關(guān)于已建堤防加固工程的地質(zhì)勘察深度,《規(guī)程》中有明確規(guī)定,但在工程審查過程中發(fā)現(xiàn),部分規(guī)定可操作性較差,現(xiàn)分述如下。
(1)《規(guī)程》4.2.7中對已建堤防加固工程地質(zhì)測繪提到“縱剖面一般沿堤頂布置,必要時應(yīng)在堤內(nèi)外加布縱剖面。橫剖面的間距根據(jù)擬加固堤段長度及問題而在50~200m的范圍選定。沙基管涌段、潰口段、扒口分洪段、較大淵、潭、塘段,崩岸坍塌段、堤基滑移變形段和天然溝口段應(yīng)增加地質(zhì)剖面?!兑?guī)程》4.4.3中詳細規(guī)定了加固堤防工程的鉆孔位置。筆者最近參加了湖北省洪湖、監(jiān)利長江干堤整治加固初步設(shè)計報告審查會,了解到整個洪湖、監(jiān)利長江干堤225.88km幾乎全線出險,其中由于堤基出險的超過90km,按《規(guī)程》要求,僅此90km出險段就至少應(yīng)布置450個橫剖面,其中外灘寬度大于500m,距長江河床最低位置大于700m而出險的堤段有48km長,故至少要打鉆孔2310孔,這僅僅是對堤基出險段而言,再加上堤身出險段應(yīng)打鉆孔數(shù)量,總數(shù)實在驚人。事實上,在重要險工險段區(qū),如果地質(zhì)條件復(fù)雜,200m一個橫剖面也根本控制不住,仍然達不到查明工程地質(zhì)條件的目的,因此《規(guī)程》規(guī)定的橫剖面間距最密可達50m,在我們審查過的堤防工程中沒有一個勘測單位達到了這一勘探精度。
(2)《規(guī)程》4.2.7進一步規(guī)定,橫剖面的長度在軟土區(qū)應(yīng)達到內(nèi)外反壓平臺以遠50~100m;在粉土、砂土區(qū),砂卵石強透水段,應(yīng)達到堤內(nèi)外附近河(湖、海)床最低位置。這里“反壓平臺以遠50~100m”基本可行,而“附近河床最低位置”這一規(guī)定在灘地較寬的情況下幾乎不可行。例如有的灘地可達1000m以上,長江江面寬者為數(shù)千米,“最低位置”可能在江心或靠近江對岸,橫剖面可能將長達3-5km,而且江河的最低位置還需做大量的水下測量工作才能確定,這實施起來可能嗎!所以《規(guī)程》中的規(guī)定就值得研究。
(3)《規(guī)程》4.4.4中規(guī)定,當(dāng)遇砂、卵石等強透水層時,鉆孔宜深入相對隔水層內(nèi)3~5m”。整個洪湖、監(jiān)利長江干堤主要以表層較薄的相對弱透水層的二元結(jié)構(gòu)地基為主,106km堤線上的鉆孔深度均要大于30m,是否有這個必要?而真正需要的是控制住二元結(jié)構(gòu)的上層土體的厚度與性狀,下部砂性土的滲透特性,以便進行滲控驗算,至于砂性土在某一深度以下也就沒有追根究底的必要了。 4 關(guān)于堤基垂直防滲問題
關(guān)于堤基防滲問題,最近參加的工程審查中發(fā)現(xiàn),許多工程都做了沿線大范圍的垂直防滲設(shè)計,我們對此有些異議。《規(guī)程》和《規(guī)范》中對砂性土堤基的處理方法很多,提到了減壓、防滲、截滲、防沖、振沖加密等處理措施,這些方法也都是多年工程經(jīng)驗的總結(jié)。但是對淺層透水堤基和深厚透水堤基普遍采用截滲墻和截滲槽進行垂直截滲的效果和對環(huán)境的影響卻應(yīng)該引起人們的重視。對于淺層透水堤基常要求截斷滲體底部達到相對不透水層,這樣似乎就可以截斷江(河)水向堤內(nèi)的滲漏通道,但由于堤線不同于一般擋水建筑物(如大壩),其特點是呈線狀沿江(河)布置,地表水與地下水的補排關(guān)系密切,如果截斷了水體的天然聯(lián)系通道,從長遠來看,必然會破壞自然地質(zhì)環(huán)境,引起環(huán)境地質(zhì)問題:原區(qū)域內(nèi)的水文地質(zhì)條件發(fā)生了根本性的改變,地下水的天然滲流場被破壞,僅僅是為了汛期截住江(河)水不向堤內(nèi)滲漏,而在非汛期,堤內(nèi)的地下水無法排出堤外,引起內(nèi)澇將成為必然。而對于深厚透水堤基,由于只能做懸掛式帷幕,參考長江委對荊江大堤用懸掛式防滲墻典型斷面的防滲效果分析結(jié)果:堤身出逸點高程與不作防滲墻基本相同,堤基后100m內(nèi)垂直比降降低了1.0~10.3%,水平比降降低了11.1%,這說明設(shè)置防滲墻對削減堤后基礎(chǔ)淺部滲透壓力,保證堤基、堤身安全起到了一定的作用,但效果并不明顯,造價也很高。鑒于此,在最近的一些堤防工程審查中,我們一般不同意垂直防滲方案。
關(guān)于堤基垂直防滲問題,大家可以討論,我們這里也僅是一家之說。我們認為應(yīng)該掌握的原則是:一般情況下不宜提倡垂直防滲,在特殊堤段可以考慮,但應(yīng)對由此而產(chǎn)生的環(huán)境地質(zhì)問題進行研究,采取相應(yīng)的工程措施。
5 關(guān)于堤身隱患的工程處理問題
堤身是水工建筑物,不是地質(zhì)體,這一點是毫無疑問的。前面已經(jīng)闡明了對堤身不宜用工程地質(zhì)勘察這一提法,但是地質(zhì)師確實能夠通過調(diào)查以及一些地質(zhì)勘探手段檢測出堤身存在的隱患問題。應(yīng)該說,對堤身進行檢測是地質(zhì)師的業(yè)務(wù)拓展,進一步展示了地質(zhì)師的工程才能。另一方面,盡管我們這里強調(diào)堤身不是地質(zhì)體,但構(gòu)筑它的主要材料則是地質(zhì)師十分熟悉的“土料”,土料的工程特性,地質(zhì)師可以通過各種“勘探”手段或“試驗”方法予以“查明”。更進一步地說,堤身隱患的工程處理措施,地質(zhì)師有充分的發(fā)言權(quán)。
鑒于堤身各類隱患分布的隨機性,完全予以“查明”后才對癥下藥,采取相應(yīng)的工程處理措施,顯然難度太大,也沒有必要。工程上最為明智的辦法是“包”,有點包治百病的味道,即采用一種技術(shù)成熟、造價低廉、易于施工,且適用于多種堤身隱患的工程措施,這就是在堤防加固工程中廣泛采用的“錐探灌漿”工藝。這一工程措施可以對堤身散浸、裂縫、生物洞穴、局部雞窩狀夾層狀條帶狀透鏡狀分布的透水較性強的砂性土、堤身填筑質(zhì)量差等隱患實施“全面補強”。因此,在已建堤防加固工程審查中,我們一般都建議對類似隱患的堤身實施大范圍錐探灌漿。
許多對堤防工程有豐富經(jīng)驗的一線的工程師和地方領(lǐng)導(dǎo),認為對堤身采取全線錐探灌漿進行加固是非常必要的,平時每隔幾年也要普遍搞一次,因為生物洞穴具有再生性。我們則認為,盡管錐探灌漿不是解決堤身隱患的最合理措施,但卻是較為可行、可靠、可取、最包得住、最易讓人接受的措施。它較好地解決了隨機分布不易檢測到的堤身隱患等問題,符合充分利用工程措施去彌補因獲取隱患信息困難而遺留問題的工程原則,是十分可取的。
關(guān)于堤身的其它工程隱患的處理,本文暫不討論。
6 結(jié)語與建議
98特大洪水給堤防工程敲響了警鐘,也給地質(zhì)師們帶來了新的機遇。做好堤防工程地質(zhì)勘察,是地質(zhì)師的應(yīng)盡職責(zé)。
關(guān)于已建堤防加固工程的工程地質(zhì)勘察階段和深度問題,我們認為應(yīng)以客觀、務(wù)實、科學(xué)的態(tài)度來對待。勘察階段可以根據(jù)具體情況考慮簡化,以工程地質(zhì)條件是否清楚,工程地質(zhì)問題是否明確,工程概算能否控制得住為基本原則。所提供的地質(zhì)資料應(yīng)滿足其他相關(guān)專業(yè)的要求。具體來說,應(yīng)首先結(jié)合歷史出險情況,特別是98特大洪水的真實考驗,重點加強險工險段堤基的工程地質(zhì)勘察,對堤防工程歷史出險情況進行調(diào)查,確定出險位置,先針對片狀和面狀出險部位,然后針對線狀出險部位,最后針對點狀出險部位。要認真分析出險原因,不應(yīng)全面撒網(wǎng),沒有必要對運行正常的堤段過多地實施地質(zhì)勘探。對重點出險的堤段,可適當(dāng)增加鉆孔,加密橫剖面??傊磺幸砸虻刂埔?,查明問題為主,切不可盲目化、教條化。
關(guān)于堤基垂直防滲問題,筆者認為無論是從地質(zhì)環(huán)境的角度,還是從其本身的防滲效果與工程造價相比較來看,都并不理想,可以考慮諸如水平鋪蓋、減壓井、排水溝等其他工程處理措施。
關(guān)于堤身加固,由于堤身的隱患不易查清,隨機性很大,目前只有采取“包”的辦法,而錐探灌漿正是一種成本低廉,施工方便,技術(shù)成熟的工程處理措施,對需進行加固的堤防工程,采取全線錐探灌漿是較為可行和可取的。
作為一個國家或行業(yè)的規(guī)程規(guī)范,它一旦頒布實施,就必需嚴格遵照執(zhí)行,以體現(xiàn)其法規(guī)性和嚴肅性。行業(yè)主管部門以它作為工程審查的依據(jù),而勘測設(shè)計單位則以它作為開展勘測工作和編寫報告的準則。規(guī)程規(guī)范對審查單位和被審查單位的約束是雙向的,也是平等的。但如果規(guī)程規(guī)范脫離了實際,可操作性較差,勘測單位在實施過程中難度較大,則應(yīng)該考慮修訂。
規(guī)程規(guī)范要不斷地創(chuàng)新并經(jīng)得起實踐的檢驗。
參考資料:
《堤防工程設(shè)計規(guī)范》
中國計劃出版社 1998
《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》中國水利水電出版社 1997
Some Problem In The Rules Of Engineering Geology Prospecting About Dike