所屬欄目:2010年05月 發布日期:2010-10-23 09:23 熱度:75
摘要:水利工程建設的基礎是設計,而設計的依據是地質,這是工程建設的常識性問題,不會有什么質疑。然而在實際工作中卻往往并非如此。人們對堤防工程地質勘查工作的片面理解,不同程度地影響著堤防工程地質勘查工作的有序開展,在大規模的堤防工程建設中,難免存在這樣那樣的問題,為使堤防工程地質勘查工作能夠科學、客觀、完善、系統地為設計提供可靠的地質資料,我們對堤防工程地質勘查分段工作進行如下分析。
關鍵詞:水利工程,地質分段,地質資料
1概述
我們已建江河堤防工程總長20余萬公里,98特點洪水后尚有大量堤防工程正在規劃建設中。許多已建堤防工程過去基本上沒有進行過真正工程意義上的工程地質勘查,更談不上各大江河湖海堤防工程系統化規范性的地質資料的匯編與分析整理工作。正因為如此,許多堤防工程在98特大洪水期見險象環生,出險堤段地基的地質條件沒有足夠的資料可供搶險分析,為保證萬無一失,只能按最壞情況進行搶險,其人力物力的巨大付出實在是不得已而為之;洪水期間上至中央下到地方的各級領導以及全國人們的精神緊張程度和精力耗費更是無法用實物價值去衡量。如此被動局面,一方面是大自然教育人類的生動一課,另一方面則是祖先給我們留下的世紀難題。
建國以來,隨著大規模工程建設的需要,工程地質專業從無到有,日益發展壯大,成為國家工程建設不可缺少的重要基礎性專業。工程地質勘查的法規性準則也逐漸成熟與完善,與工程地質相關的規程規范相繼出臺,并結合工程實踐的反饋信息進行修訂修編。水利部1997年2月發布了行業標準《堤防工程地質勘查規程》(以下簡稱《規程》,編號SL/T188,同年5月1日起實施),這是我國堤防工程地質勘查的第一部法規性行業標準。而國家標準《堤防工程設計規范》(以下簡稱《規范》,編號為CB50286—98,自1998年10月15日起施行則是98特大洪水之后出臺的。特大洪水前后出臺的這兩部發定標準或許是歷史的巧合,也許是歷史的必然,巧合與必然都說明這樣一個事實:工程地質是工程建設的基礎和偵查兵,具有超前意識和預見性,信不信由你。
2地基工程地質分段存在的問題
自然界的地質條件千差萬別。堤防工程是長距離線狀工程,跨越了不同的地質單元,不進行分段分類區別對待顯然是不行的。地基T程地質分段又稱地基工程地質分類。在實際工程中,一些勘測設計單位不進行工程地質分段,或分段不合理,或即便是進行了地質分段,但其巖土體的物力力學參數又不進行分段統計分析,工程地質條件明顯不同的堤段沒有區別開來。還有一些堤基工程地質分段的結果不同程度地存在自相矛盾性,對工程設計和工程措施的選定缺乏針對性。更多的情況是工程地質分段的合理性以科學性不足。另一方面,對于堤基工程地質條件用“好”與“差”來評價,其針對性不強。例如,存在滲透破壞的堤基劃為工程地質條件差,而實際上可能此類堤基的承載能力和抗滑穩定性都是很好的,如砂性土堤基。又如淤泥質土類堤基,其承載能力和抗滑穩定性差些,但滲透系數卻很小,抗滲條件是好的。如此等等,用常規的工程地質條件好或差來評價,都存在明顯的矛盾。
目前各勘測單位自行制定的堤基工程地質分段原則,基本上是以工程地質條件為基礎,再考慮一些自然因素和工程因素,筆者認為這種分段法的思路源自于常規的工程地質分類法,跳不出傳統思維的約束,不能較好地適應堤防工程的實際,需要探索新路。
3如何進行堤基工程地質分段
我們在進行傳統意義上的工程地質評價時,通常從工程地質條件出發,結合工程建筑物特點,界定出主要工程地質問題。在堤基工程地質分段中,我們不妨借用逆向思維的思想,以T程地質問題為主線,以工程地質條件為基礎,再結合歷史險情類型,爭取探討出一個符合工程實際的堤基工程地質分段法。
本文強調的是“工程地質”分段,因此主要是對堤基而言。我們知道,無論堤基地質條件有多復雜,其主要工程地質問題則是明確的,歸納起來主要為三類(即三大主要工程地質問題):崩岸、神態破壞、滑動與沉降變形。絕大多數堤基巖土體不外乎為:砂性土、粘性土和砂性土與粘性土的混合結構;城市區雜填土較為復雜,另當別論。
根據以上工程地質問題為主線的分段原則,我們首先將堤基分為三大類:Ⅰ類(不存在問題的堤基)、Ⅱ類(可能存在的問題的堤基)和Ⅲ類(存在問題的堤基)。對于Ⅱ類和Ⅲ類堤基,按其存在問題的性質可繼續劃分亞類。
(1)Ⅲ類(存在問題的堤基)堤基發生過歷史險情,尤其是一些每年汛期都要出險的部位,在汛期要投入大量的人類物力搶險才能保證大堤安全的堤段。按出除性質又分為兩個亞類:Ⅲ-1和Ⅲ-2類。Ⅲ-1類:主要指崩岸類,這是在堤基分段時對有問題的堤基段應首先分出來的一類。Ⅲ-2分類:除崩岸之外的一切堤基存在問題的堤段。按工程地質問題繼續分出兩個子類:Ⅲ-2-1類:存在滲透破壞的堤基段。汛期出現過冒砂、涌混水等險情;堤基為砂性土,或表層粘性土較薄,或淺層有砂性土透境體分布,或堤身與堤基接觸部位存在滲透破壞問題。Ⅲ-2-2類:存在滑動與沉降變形的堤基段。運行期或施工期發生過堤基土層滑動,或沉降過大導致堤身開裂;堤基有壓縮性大、承載力抗剪強度低的軟弱土層分布,或堤基清基不徹底,導致堤身與堤基接觸面存在滑動軟弱帶。
(2)Ⅱ類(可能存在問題的堤基段)此類與前述的堤基隱患相對應。在汛期有一定滲水情況發生,但并未發展成為險情;或經地質勘察,堤基中存在砂性土透鏡體、軟弱夾層等不利地質條件,經滲控或穩定性驗算,安全系數達不到規范要求的堤基;或存在生物洞穴等其他隱患的堤基。
(3)Ⅰ類(不存在問題堤基段)歷史上無險情發生,堤基為厚度較大的粘性土或基巖,物性指標和力學指標均較好,不存在三大主要工程地質問題。
(4)結合工程實際進一步細分亞類的原則以上分類法,從宏觀上將堤基分為三大類別,但在具體實施過程中,還可以根據工程實際按不同工程地質條件和工程地質問題進一步細。例如,對于Ⅱ類堤基段,可以按可能存在問題的性質進一步細化;對于Ⅲ類堤基段,也可以按存在問題的嚴重程度或巖土體的性質進一步細化。堤基分段的科學性、合理性、實用性和可操作性,不但是地質師對堤防工程理解程度的反應,更是一項創造性的工作。本文所提出的分段原則和方法,尚有待工程實踐去檢驗。
4堤基工程地質分段對勘測設計工作的知道作用
在進行工程地質勘查時,Ⅲ類是重點,應根據具體情況加密勘探點;Ⅱ類次之,實施常規性勘探即可;Ⅰ類基本上可以不考慮地質勘察。設計方面,Ⅲ類堤基必須考慮工程措施;Ⅱ類堤基應視具體情況而定,也可以通過進一步勘探和檢測或檢測結果來確定工程措施;Ⅰ類堤基則不需要采取措施,僅僅通過堤防工程的常規性維護即可。
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文章標題:水利工程地質分段問題探析
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