首页范文大全水利水电地质勘察规范十篇水利水电地质勘察规范十篇

水利水电地质勘察规范十篇

发布时间:2024-04-29 11:08:42

水利水电地质勘察规范篇1

【关键词】水利水电工程;地质勘察;质量管理

随着科学技术的不断进步,新的地质勘察技术不断的应用到水利水电工程地质勘察工作中,但由于复杂的地质环境,冗杂的勘察点使得水利水电工程地质勘察工作进展不够全面,勘察质量不够全面,因此需要加强水利水电工程地质勘察的质量管理,确保地质勘察的质量,确保勘测的原始数据的准确性和科学性,为水利水电工程的建设提供良好的勘察基础,确保水利水电工程的顺利开工,确保施工中不会因为地质问题带来相关的施工隐患,确保水利水电工程的安全[2]。

一、水利水电工程地质勘察质量管理的必要性

水利水电工程地质勘察是水利水电工程设计的基础,地质勘察的质量对于水利水电工程的施工和设计具有很大的影响,一旦地质勘察质量不过关,数据缺乏准确性和针对性,必然会给水利水电工程但来极大的影响,使得水利水电设计出现失误,导致施工存在问题,使水利水电工程的整体存在安全隐患。因此加强水利水电工程地质勘察的质量管理是十分必要的。

在现阶段的水利水电工程地质勘察质量管理中,仍旧有着一些问题,影响地质勘察质量管理的效果。(1)管理不够规范,存在一些环节无人管理,资料归档处理不够规范,资料管理混乱。(2)勘察周期短,且不合理,使得勘察工作量不够,不能对满足水利水电工程项目的需求,勘察点设置的不够合理。(3)在制定报告时仅仅对地质问题进行提出,并没有做出适当的分析和应对措施,缺乏针对性。而这些影响水利水电工程地质勘察质量管理的原因是由于水利水电工程需要勘察地区具有复杂的地质条件,而水利水电工程往往是在冬季进行集中施工,而且工期比较紧张,这就使得地质勘察工作的工作周期短,勘察强度大,极易发生为抢时间而尽量减少工作量[3]。

随着我国经济的不断发展,先进的科学技术不断应用到地质勘察工作区,面对这种情况和勘察质量管理中存在的问题就需要不断加强水利水电工程地质勘察的质量管理。同时勘察市场中的竞争也变得日益激烈,勘察企业想要在行业竞争中获得更多的经济效益,就必须做好质量管理工作,在水利水电工程中通过加强质量管理提高地质勘察质量,规避安全隐患。

二、水利水电工程地质勘查质量管理措施

水利水电工程的地质勘查质量管理是十分重要的工作,想要加强水利水电工程地质勘察质量管理,就要对水利水电地质勘察的全过程进行有效的质量管理,确保不会出现由地质勘察质量引起的水利水电工程设计问题和施工问题。

(一)准备工作

水利水电工程质量管理的前期准备工作是十分重要的,通过建立勘察质量管理小组,明确地质勘察的质量目标,并制定相关的勘察方案和勘察质量控制方案,并提前对勘察地区的地质情况、交通情况、地震资料都进行分析,为水利水电工程地质勘察做好准备工作。管理人员要提前对天晴情况进行分析,并列入勘察方案中。面对突发状况要采取尽量不影响工作的解决办法,从而确保不会因为外部因素影响地质勘察的质量。

(二)勘察过程中

1.强化野外勘察管理,加强勘察人员的技能和素养

加强对野外勘察的管理工作,做好数据的记录工作,为之后的水利水电工程提供有力的设计基础,将环境影响要做到降到最低。并加强从业人员的职业素质和职业道德,培养他们对勘察记录的责任感。注重工作人员的专业技能提升,提高勘察人员的专业技能促进勘察结果的准确性,确保地质勘察质量。还要加强对实验室工作人员的专业技能培训,适时引进先进的技术人才,加强水利水电工程勘察的准确性,同时规范勘察中的管理和勘察过程,加强勘察工作的工作效率和准确性。

2.加强原始数据管理,选择合理的勘察点

要加强对原始数据的控制,规范原始数据的要求,加强对原始数据质量控制,同时在勘察过程中选择合适的勘察点,确保任务的改变勘察点能够有效的反映地区的地质情况,并根据不同的地区环境选择适宜的勘察方法,将多种勘察方法运用到勘察中,确保勘察结果的准确性,确保水利水电勘察的质量。

3.控制钻进取样样品质量

钻进取样是地质勘察中的重要工作,因此,需要加强对水利水电工程施工区的岩土体的物理力学性质的分析,通过钻进取样能够获得准确可靠的力学参数。而取样的技术、和钻进的方法对样品的质量具有很大的影响,首先要采取能够有效反应该地区实际情况的采样区。并严格按照所制定的采样方案和技术进行采样。根据不同的地质条件采取不同采样方法,并做好防震措施,减少人为因素对样品的影响。

4.原位测试质量管理

原位测试是测定岩土体的力学性质成员的一种测定手段,动力触探试验是原位测试中的关键部分,因此在进行原位测试中需要测试人员需要熟悉实验操作标准,并严格按照操作标准执行,从而降低因操作问题带来的勘察质量结果不过关。

5.水文地质试验与地下水监测

水文地质和地下水是地质勘察中最常见的工作,通过水文地质试验获取施工区的水文地质参数,并对岩土层的透水性和工程渗透的稳定性进行科学合理的评价。并严格按照操作标准执行试验。在地下水监测过程中需要针对不同深度的地下水进行取样,确保勘察结果的质量。

(三)地质勘察后

在勘察完成后需要做好原始数据的收集和管理工作,对原始数据进行归档分类。并对水利水电施工地区做出合理的地质评价,针对不同的地质情况提出对应的措施,从而确保水利水电工程的施工安全

三、结束语

水利水电工程建设过程中,地质勘查的质量管理是关乎到水利工程建设的重要工作,通过对水利水电工程勘察的质量管理,促进水利水电工程勘察的质量提升,确保不会出现因勘察结果质量不佳带来的,水利水电工程设计和施工问题。

参考文献:

[1]吴健,提高水利水电工程勘察质量的方法探讨[J].工程科技,2013:28

[2]张惠玲,张晓今,水电水利工程地质勘察原始资料档案的收集与管理[J].水利水电工程造价,2012:(04)

水利水电地质勘察规范篇2

【关键词】水电工程;地质勘探;勘探报告;地质种类

1.引言

对于水利工程地质勘探应当根据不同阶段的工程地质勘查深度要求和勘察方法,按照《中小型水利水电工程地质勘查规范》SL55-93进行。同时勘察过程中采用的勘探手段和实验方法须按照水利部和电力工业部的相应行业标准和规定执行。

2.地质勘探主要任务

为了对水电工程地质情况有详细的了解,进行地质勘探时必须充分调查了解区域地质构造情况,包括地形、地貌及物理地质现象、地层岩性、地质构造及地震,并对工程地质区的区域构造稳定性作出评价。同时进行水电工程地质勘探调查,查明水电工程是否存在浸没、淹没,有无大的渗漏带及绕坝渗漏等不良地质现象。通过结合安全鉴定中的地勘资料,应当采取进一步查明:

(1)坝址(含溢洪道)的地层岩性及水文地质条件,查明大坝坝肩渗漏原因及渗漏量。绘制大坝地质纵、横剖面图。查明透水层地层性质及透水特性,地下水类型、水位变化规律,补排条件,与地表水体关系,地基相对隔水层的埋藏条件和特性,提出各类土的渗透系数和抗渗比降。

(2)对坝体质量进行检测及评价;同时应当根据按《水坠坝技术规范》(SL302-2004)及其附录有关坝体土工试验的要求,进行坝体抗剪强度指标(应用三轴剪)、颗分试验等常规试验(试验不少于11组),对坝体土料及料场土料的允许渗透坡降做出评价结论。提出坝前淤积土、坝体土强度指标建议值。

(3)同时须查明并分段论述溢洪道的地层岩性,地基条件绘制溢洪道地质纵、横剖面图;查明原放水洞地质条件,并绘制原放水洞地质纵剖面图;查明新建放水洞的地质条件,并绘制新放水洞地质纵剖面图。调查天然建筑材料场(土料、石料、混凝土粗细骨料),指明料场位置,给出选定料场的物理力学指标,并对料场的储量、质量及开采运输条件作出评价。对坝肩山梁的稳定性做出地质评价。

(4)对水电工程地质勘察结果的要求,勘察报告(成果)须按照《中小型水利水电工程地质勘查规范》SL55-93,所附图件须按照《水利水电工程制图标准勘测图》表达和绘制。勘察报告中边坡和围岩工程地质须按《中小型水利水电工程地质勘查规范》SL55-93进行分类和提出相应岩体物理、力学和强度指标。

3.水利水电工程地质勘察要点

对不同阶段水电工程地质勘察的侧重点有所不同,应当有所区别。通过结合工程实践,笔者总结对于水电工程各勘察设计阶段应当采取的勘察要点。

(1)规划阶段的水电工程勘探。应对河流开发方案和水利水电近期开发工程选择进行地质论证,并提供工程地质资料,包括下列内容:了解规划河流或河段的区域地质和地震概况;了解各梯级水库的地质条件和主要工程地质问题,分析建库的可能性;了解各梯级坝址的工程地质条件,分析建坝的可能性;了解长引水线路(指长度大于2km的隧道或渠道)的工程地质条件;了解各梯级坝址附近的天然建筑材料的贮存情况。

(2)可行性研究阶段的水电工程勘探。应在河流河段规划选定的基础上选择坝址,并对选定坝址、基本坝型、枢纽布置和引水线路方案进行地质论证,提供工程地质资料。应包括下列内容:进行区域构造稳定性研究,并对工程场地的构造稳定性和地震危险性作出评价;调查水库区的主要工程地质问题,并作出初步评价;调查坝址、引水线路、厂址和溢洪道等建筑物场地的岩土工程(地质)条件,并对有关的主要岩土工程(地质)问题作出初步评价;进行天然建筑材料初查。

(3)初步设计阶段的水电工程勘探。应在可行性研究阶段选定的坝址和建筑物场地上进行,查明水库及建筑物区的工程地质条件,进行选定坝型、枢纽布置的地质论证和提供建筑物设计所需的工程地质资料。应包括下列内容:查明水库区岩土工程条件,分析岩土工程问题,预测蓄水后的变化;查明建筑物地区的岩土工程条件并进行评价,为选定各建筑物的轴线及地基处理方案提供勘察资料和建议;查明导流工程的岩土工程条件,根据需要进行施工附属建筑物场地的岩土工程勘察和施工与生活用水水源初步调查;进行天然建筑材料详查;进行地下水动态观测和岩土移监测。

(4)技施设计阶段的水电工程勘探。应在初步设计阶段选定的水库及枢纽建筑物场地上,检验前期勘察的地质资料与结论,补充论证专门工程地质问题,并提出优化设计所需的工程地质资料。应包括下列内容:进行初步设计审批中要求补充论证的和施工中出现的专门性工程地质问题勘察;提出对不良工程地质问题处理措施的建议;进行施工地质工作;提出施工期和运行期岩土工程(地质)监测内容、布置方案和技术要求的建议;分析施工期岩土工程(地质)监测资料。

(5)对水电工程施工阶段的水电工程勘探,其应包括下列内容:收集建筑物场地在施工过程中揭露的地质现象,检验前期的勘察资料;编录和测绘建筑物基坑、地下建筑物围岩的地质现象;进行地质观测和预报可能出现的地质问题;进行地基加固和不良工程地质问题处理措施的研究;进行与岩土工程(地质)有关的工程验收。

4.水库工程地质勘察要点

现针对水电工程中的水库工程,而提出该工程类型的地质勘探技术。从工程实践表明,水库蓄水以后,水文条件将会因此发生剧烈变化,库周的水文地质条件也发生很大变化,将影响库区及邻近地段的地质环境。当水库地质本身存在某些不利因素就会产生工程地质问题。一般来说,水与地质环境相互作用产生五大工程地质问题,即水库渗漏问题;水库浸没问题;库岸稳定性问题;水库淤积问题;水库诱发地震问题。而其中水库渗漏问题是水库最主要的工程地质问题。从水库渗漏形式可分暂时性渗漏和永久性渗漏两种形式。

从水库工程地质勘探结果表明,水库渗漏条件分析主要包括地形地貌、岩性、地质结构和水文地质条件等方面。显然地质勘探结果中,对于地形地貌条件,水库附近沟谷切割的深度和密度,对水库渗漏至关重要。对于岩性及地质结构条件,库区地层的岩土性质和地质结构,决定了渗透介质的透水性能。渗透性强烈的岩土体和构造破碎带,构成水库的渗漏通道。对于水文地质条件,可以判定水库是会产生永久性渗漏,还必须研究水文地质条件。在预测水库是否会发生渗漏时,查清库周有否地下分水岭以及分水岭的高程与库水位的关系最为重要。

5.结论

结合笔者从事水电工程地质勘探实践经验,表明对于水电工程建设的不同阶段,地质勘探任务及其技术要点有所区别,鉴于此,文章提出从事水电工程地质勘探的技术要求以及地质勘探的技术要点,最后针对水库工程种类而提出相应的地质勘探实施方案,旨在为同类工程提供参考借鉴。

参考文献

水利水电地质勘察规范篇3

[关键词]水工环地质地质勘查技术应用

[中图分类号]U652.2[文献码]B[文章编号]1000-405X(2015)-3-138-1

1水工环地质的简述

随着不断的改进和创新,现代化的水工环地质勘察已经突破了传统的形式即以对水工环地质的数据勘察统计为中心,改变了将环境、水文、工程地质分开探索的传统模式,而是将其改进和创新为各个环节共和部分相互连接的联锁性模式,使得其能够相互帮助、相互作用以及相互影响,增强了水工环地质勘察的整体性,这对于水工环地质勘察适应现代化新形势来说具有重要的作用,使得其勘察方式能够更加全面化、统一化、信息化以及功能化,未来发展空间更加广阔。

2水工环地质勘查技术的发展过程

水工环地质勘察技术在上世纪80年代开始逐渐发展,其技术应用、核心理论的创建都得到了完善和发展,这种大背景下也带动了我国的水工环地质勘察事业的发展。中国虽然起步较晚,发展上也不太顺畅,但是随着我国改革开放步伐的不断加快,各方面法律政策的完善,尤其是科技和经济的迅速发展,大大促进了城市工程和地质工程的建设,促进了我国水文环地质的勘察事业。但是,在不断发展的另一方面,我国的各方面问题也不断突出和显现,例如环境污染、资源匮乏和浪费、地质灾害的增加等等,都加大了水工环地质勘察工作的难度。而且,随着建设的不断加强,不论是城镇还是乡村都面临着巨大的环境、资源问题。但是,这也在另一方面显示出了水工环地质勘察工作势在必行,必须加强其勘察技术的提高和创新。

水工环地质勘查技术发展过程包括三个阶段,分别是初测和技术阶段、初步设计阶段以及技术设计阶段。初测和技术阶段,由于地质工作前期尚不充分,山地与钻探工作也没开展,地质资料精度要求不标准,因此选用技术手段较低的勘查方案,对地质进行初期的勘测。

2.1地质填图

按一定比例尺将各种地质体和地质现象填绘在地理底图上而构成地质图的工作过程。

2.2勘查位置

水下阶段及覆盖地区勘查。勘查的原则:先近后远、先浅后深、先易后难,选择资源条件好,开发有利的地段进行地质勘探工作。

2.3应用技术

(1)低电阻:岩层分布疏松。(2)高电阻:岩层分布范围的紧密。(3)磁法:因酸性岩石、基性岩石、变质岩石和中性岩石都是强磁岩石,沉积岩呈现弱磁性状态。磁性勘测技术一般用于弱磁岩石和强磁岩石地质勘查。(4)自然电位:黄铁矿含量、碳质、地下水分布丰富的岩石范围,及地下水渗透活动区分布范围。最后,运用上述技术勘查,分析测试结果资料,并结合山地和钻探工作绘制水下地段和覆盖地区的地质图。

2.4基岩顶板深度

(1)电测探法:制作高程图;(2)电测剖面法:一般的电性和地质条件,勘查成果的误差为15%左右,则采用此法。(3)地震勘查:基层地质埋藏深度>30公尺,地震勘测获得更高精度。

2.5勘测地下水位

(1)干旱地区的地下水位低,用电测探法和电测剖面法测含水电阻层。(2)矿水的电阻比淡水高。于是采用电剖面法圈定高电阻的范围。结合地质勘查资料,对地下水位进行钻探。

3水工环地质勘测中的技术应用

3.1水工环地质勘查中GpS定位技术的应用

在水工环地质勘察技术中采取GpS导航定位技术能够有效的提高其勘察效果,而GpS技术发挥其重要作用的原理基本为:首先,利用GpS进行位置定位和导航,利用GpS装置中的模块维度定位,在利用全球的卫星分布可以进行准确定位,而且只需要四颗卫星就能精准的进行全球定位标。其次,在利用GpS的内部操作导航系统,从GpS导航仪的地图上获得精准的维度信息。这也就是利用导航电子地图获得自己的位置和目标点位置,而且随着自己的移动电子地图中的代表自己的黑点将会随之移动,从而获得不间断性的位置变化,从而获得一个较为全面的位置移动表。另外,除了电子地图导航还有其他的导航方式,可以根据需要进行选择。

3.2物探技术

由于物探技术能提供多种描述地质材料的物理参数并具有速度快、成本低和不破坏地质环境的优点,在水工环勘查的历史上已经得到了广泛的应用。近十几年来,在时空域内利用高分辨率技术勘查地质目标的成功,使水工环物探勘查技术取得了长足的进展。

3.3水质测试技术

目前国内外的实验测试手段,从分析原理划分,大致可分为两大类:即化学分析法和物理分析法。这两类分析方法之间并不是相互孤立和对立的,在实际分析工作中,应根据具体情况和要求,综合考虑仪器分析和化学分析的特点,扬长避短,选用适当的分析方法。这就要求分析化学工作者必须同时掌握好这两类分析方法。

4水工环地质勘查工作的建议

4.1关于工作部署

对于水工环地质勘查工作的部署也是极为重要的,其部署重点有:首先,要以为人民服务为中心,促进国家发展为主要目的;其次,不断提高水工环地质勘察水平,加强勘察工作开展;最后,要提高创新精神和改变意识,不能拘泥于传统,要不断改善和创新勘察技术。另外,还要注重环境的保护,包括水文、地质等,不能以牺牲环境为代价进行勘察工作。

4.2加快制度水工环地质规划和战略

水工环地质勘察的制度化和规范化能够极大的促进其勘察工作的进度和质量以及统一,在发展的战略思想领导下,以规范化、制度化为方针,不断的完善和提高我国水工环地质勘察技术应用。只有这样才能使我国水工环勘察有着更广阔的未来发展空间。

5结束语

必须重视水工环地质勘察工作,给予其足够的支持和耐心并坚信其会不断发展、突破技术难关。虽然由于诸多因素的存在,使得我国目前的水工环地质勘察工作存在较多困难,并且我国的勘探工作仍处于不成熟的发展阶段,但是,只要我们不断的进步,积极的研究,在不断的量的积累后,相信我们一定能够取得质的飞跃。

参考文献

[1]胡学超.试论水工环地质勘测工作中的技术应用[J].世界家苑,2011.

水利水电地质勘察规范篇4

云山隧道地质勘察采用地质调绘、物探、钻探及试验等综合手段,各种方法相互取长补短,相互验证,取得了良好的勘察成果,不仅满足了设计要求,而且达到了技术上合理,经济上可行的目的。勘察中积累的一些宝贵经验,值得今后长大隧道勘察借鉴。

关键词:

隧道;工程地质;综合勘察

云山隧道是山西省和榆高速公路上的一座特长隧道,隧址位于山西省左权县城东北5km处,横穿太行山脉西翼的阳曲山东南延。设计为分离式隧道,右洞全长11377m,底板最大埋深727.928m,左洞全长11408m,底板最大埋深742.67m,左右线间距30~35m。共设附属工程斜井3处,竖井1处,累计长3820.248m。由于隧址地处山势陡峻、峰峦叠嶂、地层岩性多样、地形地貌极为复杂的中山区,因此给工程地质勘察工作带来严峻挑战。但勘察过程中因势利导、因地制宜,通过综合勘察手段,解决了一系列勘察难题,获得了较为完整的地质资料,为施工图设计提供了必要的地质依据。

1综合勘察手段

云山隧道勘察工作由点到面、由表及里、从定性到定量,利用地质调绘、物探、钻探、试验等多种勘察手段进行综合勘察,从而基本控制和揭示了围岩工程地质条件,为洞室围岩等级划分和稳定性评价提供了必要的依据。

1.1工程地质调绘

隧道位于太行山西翼的构造剥蚀侵蚀中山区,一方面隧址崇山峻岭、沟壑纵横、深谷断壁发育,最大相对高差855.37m,勘察工作十分艰难;另一方面隧址区植被非常发育,覆盖层较厚,但较大沟谷断壁基岩出露情况较好,作为天然地层剖面较完整清晰,在其断面上岩体结构及地质构造形迹明显,局部段落地面地质信息量丰富,地质条件比较明朗。这就为工程地质调绘手段的充分应用提供了充足依据。隧道初勘阶段首先收集与隧址走廊有关的航、卫片、1∶20万《左权幅地质图》和工可阶段地质调绘资料,针对性地开展地质遥感工作,初步了解隧址地形、地貌条件和岩土结构特征,然后通过穿越与追索相结合的地质调查手段,对隧址进行1∶10000工程地质调绘,对不良地质类型及规模进行排查,充分发挥地质选线的作用,对隧址进行优化;在隧址方案基本选定的基础上,对隧址开展1∶2000地质调绘,采集地形地质条件信息,并掌握其规律性,利用山高谷深、局部基岩出露情况较好、地质构造形迹明显的特点,突出重点、抓住要害。在地质调绘过程中,采取地面调查、断层追溯、实测断面、露头拍照相结合的方法,充分利用了天然地质断面。详勘阶段按照工作深度要求,在收集初勘已有调绘资料基础上,进行认真细致的1∶2000补充工程地质调绘,最大限度地利用自然条件进行地质资料的调查、采集、拍照,在隧道进出口和适宜的地段进行围岩节理裂隙量测。初、详勘两阶段总计完成1∶10000地质调绘23km2,1∶2000地质填图6.8km2,实测地层剖面8条,总长1323m,对重要地质节理裂隙点进行了详细量测。通过充分的地质调绘工作,对隧址区的地层岩性、地层结构、地质构造、不良地质、进出口边坡稳定性和水文地质条件有了清晰的认识和了解。地调查明隧址区位于吕梁-太行断块之次级构造单元沁水块坳东北边缘的娘子关—坪头坳缘翘起带。总体表现为东翘西倾的单斜构造,岩层走向北北东,倾角10°左右。地层出露有规律可循,自左权侧洞口始至和顺侧洞口止,依次出露古生界奥陶系(o)、寒武系(∈)地层及元古界长城系(Ch)地层。其岩性组合依次为碳酸盐岩的石灰岩、白云岩夹角砾状、泥灰岩岩体及灰质、云质、泥质岩体;碎屑岩的泥页岩、石英岩状砂岩、长石砂岩、石英砂岩夹铁质砂岩。前者占隧道围岩的比例约为73%,软硬岩的比例约为3∶7,后者约占27%,软硬岩的比例约为4∶6。另外隧址地表发现溶洞,最大者直径约3~3.5m,预示隧道碳酸盐岩围岩范围内局部可能岩溶发育。

1.2地球物理勘探

地球物理勘探是指利用地球物理的方法来探测地层、岩性、构造等地质问题,具有“透视性”、效率高、成本低以及可以在现场进行原位岩土物理力学性质测试等优点,在工程勘察中日益得到重视和发展。但是各种物探方法都具有条件性和局限性,多数方法还存在多解性,因此正确选择和运用各种物探方法,进行综合物探,并与地质调绘、钻探资料作对比,才能获得较好的地质成果。经全面地质调绘,云山隧道隧址地形复杂,地质构造和岩溶发育,地层岩性种类多,水文地质条件复杂,因此物探勘察手段的使用非常有必要性。同时考虑到隧址地层岩性电性差异较大,并有足够的分布厚度,具有明显而且稳定的电性标志层,且场区受电磁干扰影响较小等特点,所以在详勘阶段对隧道左右线选择采用eH-4高频大地电磁测深法进行了探测。eH-4高频大地电磁测深法系统可以适用于各种不同的地质条件和比较恶劣的野外环境,并能取得较好的工程效果。其使用天然磁场的频率为10~100kHz,相对大地电磁测深法、音频电磁测深法的频率较高,探测深度一般在地下1km以内;同时,较高的频率使得高频电磁测深法的抗干扰能力增强。初勘阶段云山隧道左线完成eH-4高频大地电磁测测线长度11610m,测点402个,检查点12个,右线完成测线长度11530m,测点391个,检查点23个。另外对ZK2钻孔做了弹性波速测试,测试深度155.4m。通过上述物探手段,对判定隧址区地质构造、岩溶及水文地质发育情况、岩石风化壳厚度,调整隧道的埋深,进行围岩工程地质分级,提供了基本地质依据。有关构造的物探解释成果是隧址区存在3处明显的视电阻率突变现象,电阻率曲线密集变化较快,电阻率等值曲线呈现与隧道走向大角度交角,推测存在3处断层破碎带,F1、F2为正断层,F3为逆断层。由于地表覆盖植被及坡积物,调查未发现断裂痕迹。F1推测断层与洞体相交于K46+020、ZK45+910处,与路线右前夹角分别为63°、64°,物探解释电阻率等值曲线呈现与隧道大角度交角;F2推测断层与洞体相交于K46+550、ZK45+580处,与路线右前夹角分别为136°、109°,物探解释电阻率等值曲线呈现与隧道大角度交角;F3推测断层与洞体相交于K46+765、ZK46+680处,与路线右前夹角均为42°。F1、F2、F3三条推测断层均对隧道工程有影响。有关不良地质的物探解释成果是在洞身K46+280—K47+130、ZK46+290—ZK47+040为大面积低阻异常,解译为岩溶陷落异常体,推测异常为大范围岩溶富水区,且F1、F2组成的低阻区形态为“倒置的漏斗状”的低阻。隧道围岩有可能破碎、充水,施工时必须加强地质超前预报,及时发现异常,采取防范措施。

1.3地质钻探

钻探是在隧道工程地质勘察中最直观的勘探方法,可以鉴别描述岩土层,岩土采取试样,进行原位测试或波速测试等。云山隧道钻探工作主要在详勘阶段隧址确定以后大规模展开,本阶段在初步勘察基础上,根据现场地形地质条件及水文地质、工程地质评价的要求进行加密,勘探深度应至隧道底板设计高程以下不小于5m。遇岩溶、地下暗河等不良地质时,钻探深度应至稳定底板以下不小于8m。洞深段钻孔,在设计高程以上3~5倍洞径范围内采取岩石试样,同一地层中,岩石试样的数量不宜少于6组;进出口段钻孔,分层采取岩、土试样[1]。通过较为密集的钻探,首先探明了全线深部地层情况,为室内试验采取了大量的试样,为原位测试提供了便利,为隧道稳定性评价提供了保障,满足了隧道设计的要求;其次验证了隧道的物探解译异常区,也为隧道水文地质试验、地下水位的判断、量测、地下水试样采取及钻孔声波测试创造了条件。其中一些深钻孔设置为综合利用孔,不仅了解了地层、构造、岩溶、裂隙、地下水位等情况,还进行了各种测试工作,以获取更多的岩层参数,如物探测井、水文地质试验、地应力测试、地下水位长期观测等,每一项测试完成后都要保证钻孔的完整性,以便下一项测试工作的顺利进行。云山隧道初详勘两阶段钻探共使用XL-150、XL-200、Y3型钻机6台,以回转钻进为主,冲击钻进为辅,共完成钻孔16个,总进尺3919.7m,包括4处斜竖井完成钻孔4个,累计进尺1238m,共采取岩石试样763件。

1.4试验

长大隧道勘察中的试验手段是定量评价隧道围岩的工程性质不可或缺的。云山隧道勘察通过室内试验、原位测试和水文地质试验,获取了一系列设计所需的岩土物理力学指标,获取了隧道围岩分级指标及进出口地基容许承载力。

1.4.1原位测试

根据云山隧道勘察的目的、岩土条件及测试方法的适用性,采用了重型动力触探试验,按深度对钻探揭示的碎石土和泥灰岩、页岩等软质岩石及强风化、全风化的灰岩、砂岩等硬质岩石进行了测试,根据修正后的锤击数,确定碎石土的密实度和岩石的风化界面。

1.4.2室内试验

云山隧道围岩地层均为岩石,对钻探采取的岩石试样针对性地进行单轴饱和抗压强度、比重、密度、泊松比、弹性模量、弹性波速等室内试验项目;采取地下水试样,进行水质分析,评价水的腐蚀性。

1.4.3水文地质试验

地下水的活动和作用往往是形成隧道事故的主要因素,大量灾害性工程地质事件的发生,大都是由于地下水作用触发或诱发的。因此,地下水的勘察是隧道地质勘察中的重要一环。云山隧道水文地质勘察方法主要包括水文地质调查、物探资料的分析应用及钻探验证、水文地质试验,同时利用类比的分析方法,对隧址区水文地质条件进行系统的分析评价。其中水文地质试验是隧道地下水勘察最主要的方法和手段。调查及钻探发现隧址区水文地质条件复杂,洞体围岩按含水介质主要分为岩溶裂隙水和碎屑岩裂隙水两个含水岩组,且节理裂隙密集带、岩溶裂隙发育处等易与地下水沟通,造成洞体坍塌、掉块、涌水、突水等灾害。云山隧道水文地质共布设3个水文试验综合利用钻孔,其中SwZK1(ZK44+910右5m,深120m)、ZK2(K48+700左5m,深240m)位于碳酸盐岩地层中,孔内未见水位,水文测试进行了孔内注水试验;SwZK3(ZK53+610左5m,深150m)位于碎屑岩地层中,水位69.8m,水文测试进行了孔内抽水试验。通过水文地质试验取得的宝贵参数,对隧道涌水量进行了分段预测,左右洞含水段长度分别为2120m、2090m,左右线最大涌水量分别为565cm3/d、643cm3/d,左右线正常涌水量分别为183cm3/d、185cm3/d。

2工程地质综合评价

根据隧道综合地质勘察成果,在隧道围岩3倍洞径范围内,结合水文地质条件、构造特征、岩石坚硬程度、岩体完整程度、围岩基本质量指标等规范要求的因素及物探报告,隧道围岩级别综合评价为Ⅲ~Ⅴ级,左右洞围岩级别长度及比例详细划分。云山隧道施工阶段结合地质超前预报,详勘阶段的工程地质综合评价成果与施工实际揭示的围岩情况整体吻合度很高,因围岩级别降低或提高引起的施工正负变更数基本抵消,总体变更情况符合相关规定。考虑到特长隧道勘察的难度和局限性,本隧道综合勘察成果经受了施工考验和验证,为隧道的顺利施工和按时贯通提供了坚实的地质保障,取得了良好的经济和社会效益。

3结语

在环保选线日趋受到重视的形势下,高速公路特长隧道不断涌现,受复杂地形和茂密原始森林等条件限制,最直观常用的钻探手段实施难度越来越大,成本越来越高,工期越来越长,不仅制约工程地质勘察进度,而且也无法取得既经济又科学的勘察成果。因此利用勘察高新技术和综合勘察手段是长大隧道今后勘察的必然选择和趋势。

作者:李宏涛单位:山西省交通规划勘察设计院

水利水电地质勘察规范篇5

关键词:岩溶区;地质测绘;岩溶勘察;物理勘探

abstractabstract:inthispaper,thekarstregionhastakenanumberofways,suchasgeologicalmapping,engineeringdrilling,geophysicalexploration,pumpingtest,remotesensingtechnology,avarietyofmethodstouseandcross-checked,andcontributetoanoverallunderstandingofthelawsofkarstdevelopment,anaccurateassessmentofengineeringgeologicalconditionsandhydrogeologicalconditionsofkarstareasinordertoavoidtheoccurrenceofkarsthazards,donotonlysavetheworkload,butalsomoreaccuratetoachievethepurposeofgeologicalsurvey.

Keywords:karstarea;geologicalmapping;karstsurvey;physicalexploration

中图分类号:p624文献标识码:a文章编号:

1、常用方法的研究

1.1地质测绘

地质测绘包括地表测绘及洞穴调查。

地表测绘的基本要求是在搞清各种有关地质要素的基础上,查明场区岩溶现象分布与地下水的分布及运动情况,主要包括:①测区内岩溶与非岩溶地层在水平和垂直方向上的分布和相互间隔情况;②实地测绘场区岩溶地层内各种不同力学性质结构面的产状,弄清它们之间的配套关系,区分不同水理性质的结构面的主导方向;③根据各种天然及揭露水点的分布情况,区分它们是否与暗河系有关,以配合洞穴调查。

洞穴调查的任务主要包括以下两方面:一是查明洞穴的形态特征及其和地质构造的关系,特别是顶板高度及结构面产状的测量,为研究岩溶的发育规律及顶板稳定性分析提供资料;二是弄清地下水系的来龙去脉,通过对地下通道的追索,弄清各种地面天然水点之间的联系和地下水系的补给来源。

1.2地球物理勘探

地球物理勘探是利用物体的不同物理特性来分别物体的,根据不同的物体特性有不同的物探方法,如电阻率法、电位法、频率测深法、电磁法、声波探测、放射性测井等。对于岩溶病害探测常常采用:高密度电阻率法、自然电位法、视电阻率、探地雷达。下面就对这4种方法分别进行探讨。

1)高密度电阻率法

高密度电阻率法的基本原理与常规的电阻率法完全相同,所不同的是高密度电阻率法在观测中设置了较高密度的测点,现场测量时,只需要将全部电极布置在一定间隔的测点上,然后进行观测。在设计和技术实施上,高密度电测系统采用先进的自动控制理论和大规模集成电路,使用的电极数量多,而且电极之间可自由组合,这样就可以提取更多的地电信息,使电法勘探能像地震勘探一样使用覆盖式的测量方式。

2)自然电位法

在电法勘探中,除广泛使用人工电场外,在某些情况下还可以利用天然电场。这是一种直流电场,往往和地下水的运动以及岩石、矿石的电化学活动性有关,观测和研究这种电场的分布,可解决矿产勘探或水文、工程地质问题,这就是自然电位法。

一般情况下,含水岩层中的固体颗粒大多具有吸附负离子的作用,这样,岩石颗粒表面吸附了负离子,结果在运动的地下水中集中了较多的正离子,形成了在水流方向为高电位、背水流方向为低电位的过滤电场。也就是说,一般在漏水点,将形成负自然电位异常,而在出水点,将出现正的自然电位异常。

3)视电阻率法

视电阻率法是以岩层电阻率为基础,根据电流场分布规律研究地下不同深度上地质构造的一种电阻率差异。通过改变供电极极距的办法来获取不同深度上地质体的电阻率值,并利用专门的软件来处理不同的测点,不同深度上所探测到的大量数据,绘制出各种图件,再结合地质等其它相关资料的综合分析,就可以较为准确地确定覆盖层厚度、基岩起伏面、构造破碎带的位置及有关参数。

1.3工程钻探

工程钻探一直是地质调查中最常用的方法,但所花费的时间较多。该种方法不仅可以明确所钻位置及附近的地层情况,还可以进行钻孔的原位测试和利用钻取的岩土芯做室内测试,以便获取更多、更准确的岩土信息。除地形条件对机具安置有影响外,几乎任何条件下均可使用钻探方法。钻探工作的目的是要了解一定深度范围内的岩溶发育情况,尤其当地表无岩溶现象或有覆盖层时,要在地质调查和物探成果的基础上,结合工程要求去指导钻孔布置。工程地质勘察中使用的钻探方法较多,因而要根据具体情况选用适宜的钻探方法。

1.4遥感技术的应用

遥感技术具有调查面积大、重复性好等特点,遥感图像能宏观且真实地反映地表特征和各种地质现象的空间关系,遥感影像视域广阔、信息量大,在识别岩溶地貌形态、岩溶层组划分及地质构造特征等方面,具有其他勘测方法所不及的优点,尤其适用于我国南方型岩溶地区。地球资源卫星遥感(mSS,tm,Spot)、航空遥感、热红外遥感、侧视雷达遥感等,被广泛应用于岩溶地区工程地质勘察。

1.5各种方法的综合运用及优化

上述所列的各种方法都有一定的局限性,在上文中所提到的特殊调查背景下,要快速准确地查明岩溶现象,各种方法的综合运用及优化是必然的,特别是不同物探方法的成果之间以及物探与钻探成果之间的相互解释尤为重要。物探工作时间短,其成果对钻探工作指导性强,可以减少钻探工作量,从而缩短调查时间。另外,随着物探技术与设备的不断更新,探测精度相应提高,物探在工程勘察中的应用必将发挥更出色的效果。

2、岩溶勘察注意问题

(1)在开工前编写好勘察纲要,勘察纲要内容要完整,对勘察目的和要求要具体,设计要详细,施工方案要合理。勘察工期安排要合理,不能太仓促,不能由于业主不太清楚勘察是由众多工序组成就一味地迁就。勘察纲要要经过审核审定后才能施工,在施工中要严格按照勘察纲要的指导施工,不能开工后就将勘察纲要置之不理。

(2)在野外施工中,严格把好质量关。为了保证野外第一手资料的正确性,我们在施工前,专门对各施工机长进行岗前质量、技能及安全培训。在开工前,检查每台钻机的材料是否齐全,不齐全的决不允许开工。对样品要及时钻取,不能事后补样,严格按照要求封样,并及时送到实验室,以保证土、岩的各项物理力学指标的准确性。每个钻孔都要量测岩面和终孔深度,并作好记录。

(3)准确揭露岩溶形态的分布、形状和规模。由于场地溶洞发育,且局部岩面起伏较大,为了准确掌握第一手资料,我们现场安排了三名工程师,项目负责人有针对性地参与一台钻机的工作。严格按有关规定指导钻机施工,对取样编录、原位测试过程严格要求,现场技术人员手要勤,眼要快,对地层变化观察要仔细,尤其是有软土和溶洞存在的钻孔。

(4)严格把好资料整理关,勘察报告要严格贯彻执行国家强制性条文的规定,有的放矢地提出恰当的见解,而不是泛泛而谈,所提参数要准确,不能以保守值为好,保证工程勘察质量,正确反映工程地质条件,并由院总工审核勘察成果。

3、岩溶勘察的要求

拟建工程场地或其附近存在对工程安全有影晌的岩溶时,应进行岩溶勘察。岩溶勘察宜采用工程地质测绘和调查、物探、钻探等多种手段结合的方法进行,并应符合下列要求:

(1)可行性研究勘察应查明岩溶、洞隙的发育条件,并对其危害程度和发展趋势作出判断,对场地的稳定性和工程建设的适宜性做出初步评价。

(2)初步勘察应查明岩溶洞隙及其伴生土洞、塌陷的分布、发育程度和发育规律,并按场地的稳定性和适宜性进行分区。

(3)详细勘察应查明拟建工程范围及有影响地段的各种岩溶洞隙和土洞的位置、规模、埋深,岩溶堆填物性状和地下水特征,对地基基础的设计和岩溶的治理提出建议。

(4)施工勘察应针对某一地段或尚待查明的专门问题进行补充勘察。当采用大直径嵌岩桩时,尚应进行专门的桩基勘察。

可行性研究和初步勘察宜采用工程地质测绘和综合物探为主,勘探点的间距不应大于规范规定,岩溶发育地段应予加密。测绘和物探发现异常地段,应选择有代表性的部位布置验证性钻孔。控制性勘探孔的深度应穿过表层岩溶发育带。

详细勘察的勘探工作应符合下列规定:

(1)勘探线应严格沿着建筑物轴线布置,勘探点间距不应大于规范规定,条件复杂时每个独立基础均应布置勘探点;

(2)勘探孔深度除满足规范规定外,当基础底面下的土层厚度不符合规范规定时,应有部分或全部勘探孔钻入基岩;

(3)当预定深度内有洞体存在,且可能影响地基稳定时,应钻入洞底基岩面下不少于2m,必要时应圈定洞体范围;

(4)对一柱一桩的基础,宜逐柱布置勘探孔;

(5)在土洞和塌陷发育地段,可采用静力触探、轻型动力触探、小口径钻探等手段,详细查明其分布;

(6)当需要查明断层、岩组分界、洞隙和土洞形态、塌陷等情况时,应布置适当的探槽或探井;

(7)物探应根据物性条件采用有效方法,对异常点应采用钻探验证,当发现或可能存在危害工程的洞体时,应加密勘探点;

(8)凡人员可以进入的洞体,均应入洞勘查,人员不能进入的洞体,宜采用井下电视等手段探测。

施工勘察工作量应根据岩溶地基设计和施工要求布置。在土洞、塌陷地段,可在己开挖的基槽内布置触探或钎探,进行检测。对大直径嵌岩桩,勘探点应逐桩布置,勘探深度应不小于底面以下桩径的3倍并不小于5m,当相邻桩底的基岩面起伏较大时应适当加深。

水利水电地质勘察规范篇6

关键词:水利水电工程地质技术审查勘察质量基本原则

近年来,水利水电工程勘测设计报告一次通过阶段性技术审查的很少,一般都要补充修改报告,二次报审甚至三次报审才能勉强通过。为什么会出现如此多的重复性工作?最直接的解释是勘测设计产品的质量不能满足要求。我院是水利水电工程建设项目勘测设计技术把关的主要机构之一,主要任务就是工程技术审查,凡是国家投资(部分或全部)的水利水电工程项目,不能通过我院的技术审查,就不能上报立项上马兴建。

影响勘测设计产品质量的因素可以列出许多,政治的、经济的、社会的、人文的、专业技术的等等,我们只讨论纯技术性的。笔者在本文中浅议关于某些工程勘察产品质量问题之后,主要还是从工程技术审查的角度,就我们所审查过的具有一定代表性的工程技术问题的把握原则,就工程地质专业(其他专业不议)而言作些浅显分析,希望对从事水利水电工程地质勘察的朋友们有些帮助。从不同角度对某些技术问题开展讨论,或许是有益处的。

1关于工程地质勘察产品质量的理解

物理产品是大家十分熟悉的看得见摸得着的物质所组成的有体型轮廓的物理实体,例如大楼、大坝、桥梁、汽车、飞机以及日常生活用品中的书桌饭碗等等。物理产品的质量,可以用明确的质量特性来描述:a)功能性;b)可信性;c)安全性;d)适应性;e)可实施性;f)经济性;g)时间性。

逻辑产品也是大家所熟悉的,例如勘测设计产品、文化产品、软件产品等等。逻辑产品的质量与物理产品的质量有较大区别,可能不太适宜采用关于物理产品的质量评价体系进行界定。因为,勘测设计报告图纸这样的逻辑产品,是生产出大坝这样的物理产品的前奏,因此又被称为工程建设的“前期工作”;而大坝这样的物理产品的质量特性必须是物理产品生产出来之后才能检验。问题的根本还在于,怎样用逻辑产品的质量特性来有效地控制其将产生的物理产品的质量特性?显然,我们已经越搅越糊涂了!20世纪90年代后期,水利水电工程勘测设计系统曾经组织参照物理产品的质量评价体系搞过一阵质量特性评定实施细则的推广应用工作,好像后来也没有什么实质性的勘测设计产品质量的起色。

关于建设工程和工程勘测设计的质量控制,国家建设部和各行业均了若干法规性文件(《工程勘察企业质量管理体系标准》、《勘察设计质量管理标准》、《建设工程质量管理规定》、《建筑工程质量监督管理实施办法》、《建设工程质量管理条例》、《水利水电工程设计文件质量特性和质量评定实施细则》、《iSo900X》等)和标准(各类《规程》、《规范》、《强制性条文》等),还有质量管理和控制的专门机构,质量体系认证中心、质量技术监督局(站、所、中心等)、资质认证等。从20世纪80年代开始的“全面质量管理(tQC、QC小组)”,到20世纪90年代的轰轰烈烈的“贯标”运动,21世纪开始的“强制性条文宣讲”、“资质认证”、“质量认证”等运动,甚至不惜采用高科技的“工程勘测设计信息管理系统”等等,措施可谓全面,但却永远也不可能不出现工程质量问题,就像法律再严格但永远不可能不出现犯罪问题一样。

可见,关于勘测设计产品的质量问题,我们除了许多措施手段之外,也许还要从更为全面更为人性化的方面去考虑,就像国家强大了经济发展了但还需要加强哲学社会科学研究一样,勘测设计产品的质量问题,或许也该去寻找新的出路了。

2工程地质勘察产品常见的质量问题

根据笔者的理解,工程勘察产品质量的优劣主要应该表现在:基础资料、分析论证、专业结论和成果表述四个方面。之所以技术审查通过率低,自然与勘察产品质量有关。体现质量优劣的这四个方面是紧密相关的,任何一个方面的放松,都将影响到产品的整体质量。

2.1基础资料

基础资料的获取一般有两条途径:收集和实测。我们只要随意翻开任何一本专业教科书,都可以见到关于如何获取基础资料的详尽阐述。

2.1.1收集类资料

一般说来,工程区的区域地质资料,基本地质环境条件,一方面可以从一些公开出版发行的图书、教科书、地质图、专著、专业性期刊杂志上获取,最权威的是全国各省区都有的《区域地质志》;另一方面可能是前人留下的、他人提供的,或其他行业为其他工程已经提交的勘察报告、工程介绍等等,尽可能收集为我所用。

我们在工程审查中感到,此类通过收集就可以获取的基础资料,在工程地质勘察报告中却往往大有欠缺,主要表现在引用资料不能做到合理取舍为我所用,对正在勘察中的工程针对性不强,不能明确地给读者一个清晰的工程区地质环境的概念,也不能正确地应用这些已有资料为自己工程添砖加瓦。当然这还是属于不足之处的小问题,只要认真对待即可解决。

2.1.2实测类资料

针对正在勘察的工程的实测类资料是必须的也是最可靠的。此类资料包括勘探类(钻探、硐探、坑槽探、物探等)、地质测绘类(地质填图、实测剖面、地质描述、洞穴测试等)、测试类(岩土体室内外各种试验测试、渗透测试及长期观测、地质体变形位移监测等)以及由这些实测资料经过分析整理后的归类资料。

实测类资料最怕做假。尽管个别造假资料并未对工程带来灾难性后果,但其性质是十分恶劣的,后果也是最可怕的。实测类资料要尽可能避免以偏概全,例如某岩溶工程区经调查某一高程有泉水出露,但就以此当成该区岩溶地下水位,是不可靠的。

实测资料的分析整理是较为复杂的课题之一。经分析整理后的资料,需要提出工程区各类岩土体物理力学参数的地质建议值。这个地质建议值的技术含量最高,是建立在可靠的测试资料、类比资料和地质师的经验之上的,也是地质师对工程区地质环境的理解、对所在工程建筑物受力条件和运行条件的理解、对工程总体把握的程度等等方面的反映。从这里也可以看出,地质参数与地质师的专业素质关系重大,从而导致了人为因素的存在。学术界研究了许多地质参数的取值方法和理论,试图消除人为因素。我们搞工程,数学力学计算分析是必不可少的,然而某些方面仍然是经验性半经验性决策,这就是人为因素。当采用了所谓的理论方法消除了人为因素之后,不知道是科学的还是非科学的!请不要忘记毛泽东时代强调的是“人的因素第一”。

实测类资料中对工程稳定(边坡、坝基、洞室等)有重要影响的地质缺陷体、结构面、洞穴区、渗漏区等条件的查明,边界条件的确定,技术要求较高,需要认真对待,重大问题还应考虑专门性勘察研究。此类问题对于重大工程一般不会遗漏,非重大工程出问题的较多。

2.2分析论证

在充分获取基础资料的基础上,结合工程实际进行分析论证,这是体现地质师的技术水平和学术思想的升华过程。我们的许多勘察报告所欠缺的正是分析论证这一环节,因此地质师们往往又被学院派人士白眼为理论素养不足的地质匠。当然,经验丰富的地质师对学者们的讽刺也是有说法的,因为学者们时而也在工程实际面前大跌眼镜。

其实,就搞工程而言,最实用最能解决工程实际问题的理论就是最好的理论;深入浅出摆事实讲道理式的文字说明就是最有说服力的分析论证报告!那些让人看不懂的与工程实际相去甚远的所谓的理论性很强的杰作,请学者们慢慢研究去。地质师们需要做的其实也很简单,就是用我们已经掌握了的经过实践检验的正确理论和方法,去分析回答工程中的实际问题,在工程勘察报告中讲出道理,作出评价,这就是理论与实践相结合的最好体现。当然,在分析论证充分说理的过程中,地质师的丰富经验与创新思想相结合,碰撞出超级火花,就可以申请工程院院士了。

我们所常见的工程地质勘察报告,在分析论证方面略显不足的主要表现在少有或没有分析说理的过程;有时应用的分析方法和理论不符合当前研究的工程实际问题;所选取的类比工程与当前工程有本质性差异;对设计意图吃不透因而地质评价的针对性不强;对基本资料研究不透因而对问题的分析不能深入;缺相关专业的知识而导致对问题的研究抓不住实质;对规范的理解存在唯书论;等等。

2.3专业结论

工程地质结论应该包括:确定性结论、推测性结论、可能性结论和暂时无法作出的结论。根据所掌握的资料和对工程的把握,通过认真的理性的分析论证,准确地给出地质专业性结论,这是地质师的基本任务。当能够明确地得出确定性结论时,一定不要拖泥带水留下尾巴影响工程技术决策或误导后续勘测设计工作;而对于基础资料不足分析论证不充分暂时作不出明确性结论的,就一定不要勉强作出结论,但必须提出建设性的解决方案;对于推测性和可能性结论,则应留有余地并提出继续开展相应工作的建议。

地质报告中关于专业结论方面存在的问题主要有:某些问题没有结论,例如摆了许多水库区的地层岩性条件之后,并不回答水库渗漏与否这样的实质性问题;某些问题超权限作结论,例如库区矿产问题,只能由地矿部门来回答且必须出具确认性文件;某些问题结论错误,例如某一类软弱夹层对某一类工程的稳定问题并不起控制作用,但却被作为主要问题来研究;还有一些不属于地质专业的表态性结论,例如坝址选择,我们只能从地质专业的角度实事求是地分析论证工程地质条件的优劣就完成任务了,并不需要我们这个专业去进行什么施工方便经济合理这样的综合性比较。这就相当于侦察兵和情报部门的任务是搞清敌情为战略决策服务但并不负责战略决策一样。当然有时地质专业在工程决策中可以起到决定性的作用,那也是多专业全面比较综合评价的结果;只有当地质环境恶劣到根本不宜兴建工程,或兴建工程代价太大甚至可能诱发严重地质灾害时,地质专业就可以起到一票否定的作用。

2.4成果表述

工程地质勘察成果以勘察报告和图件的形式提交。报告和图纸主要是逻辑性质的产品,这些逻辑产品的形成,是一个复杂的思维过程。一本勘察报告,你完全可以从字里行间去读出报告编写者的工作态度、业务水平、学术思想和工作能力;你更可以体验那些报告的校核人、技术把关的总工程师们的工作态度。你也可以从一张普通的工程地质图去感悟制图者的专业境界。工程地质勘察报告主要由前述的基础资料、分析论证和专业结论三大部分内容组成,其中存在的技术质量问题前面业已阐述,下面我们主要集中于报告编写方面的讨论。

2.4.1工程地质勘察报告

水利水电工程地质勘察报告,与工民建系列的岩土工程勘察报告有本质区别,完全不能相提并论。岩土工程勘察报告较为规范化标准化,甚至已有软件帮你写报告,你只需要填写一些基本数据就可以了。水利水电工程地质勘察报告没有标准的编写格式,只有大致轮廓的章节顺序。因为不同工程区条件和问题差异太大,分析论证的过程需要根据工程的复杂程度安排大量文字章节,辅以若干插图插表,以及分析计算成果等等。

勘察报告编写质量主要表现在章节安排、逻辑顺序、文字质量、插图插表,最后是编辑打印等等方面。工程勘察花去了大量人力物力时间财力,成本较高,最终成果就是提交的勘察报告,因此在报告的编写方面下功夫不够差错较多是很不值得的。

2.4.2工程地质图

工程界勘察已实现了计算机制图。图形看上去很美观漂亮,但有时却往往经不起专业推敲,甚至存在一些制图常识性错误。例如图纸上的图形在图例中找不到,给本来就令人头痛的地质图带来识图困难;而图纸上没有的却在图例中出现了,这种情况在手工制图中决不会出现,因为多画一个图例就多花一分功夫,而用计算机制图时就被一个简单的拷贝命令立即成批地实现了。图件方面表现出的质量问题,一般还不是专业技术方面的,主要是制图者、校核人审批人工作态度的反映。

3阶段性工程技术审查不能一次性通过的技术原因

近年来有相当比例的水利工程勘测设计报告不能一次性通过技术审查,在工程地质专业中纯粹属于技术原因的有两大类:第一类属于实测类资料差得太多,必须按需要布置地质勘探试验等外业工作予以获取。第二类属于基本资料尚可,但分析论证不力,结论有误;或尚差缺部分外业资料但并不影响到本阶段的技术设计方案的变更或重大修改,可以放到下阶段去补充勘察,但本阶段需要补充内业工作,修改勘察报告达到阶段性要求。第一类问题影响较大,补充外业勘探试验工作也会受到许多客观条件的限制,周期较长,有可能还会失去当前项目立项时机,因此应尽量避免。

最近我们审查过一个水利枢纽工程(初步设计阶段),230余米高的双曲拱坝。按规范要求,两岸30m~50m高程应有一层勘探平硐控制,但此工程两岸仅仅只有一至二层勘探平硐,且还不全在坝肩位置上,对于影响到大坝抗滑稳定的地质结构面的空间方位和性状等问题根本不能有效控制,现场岩体力学试验只有两组,完全不能满足高坝工程分析研究对基本资料的要求,属于勘探工作量严重不足且地质条件对工程设计方案有重大影响,设计方案没有可靠地质基础资料的支撑,重大技术问题不清楚不落实,技术审查当然不能通过,并且需要补充大量地质勘察试验工作。

大家知道,拱坝由于受力条件的特殊性,因而对坝基(肩)地质条件的要求是所有坝型中最为严格最为苛刻的。坝基岩体结构面的空间方位、性状、物理力学性质,对大坝抗滑稳定和变形控制都具有至关重要的影响。任何分析研究推测判断,没有可靠的勘探资料予以确认,是不能作为设计依据的,特别对于重要工程的关键部位更是如此。规范规定30m~50m高程就要有一层人可以进去详细地进行地质测绘、试验、结构面统计等等地质工作的勘探平硐,也是从众多工程实践中归纳和提炼出来的,属于必须遵照执行的硬性规定。上面这个工程实例比较典型,勘察工作出现了较大反复,在此列举希望引以为戒。

当然,某些特殊问题也有留到施工期去补充勘察的。例如某工程为当地材料坝,河床坝基存在5m~12m厚第四系冲积砂砾石覆盖层,初步设计阶段的工程地质勘察应该对此覆盖层进行详细勘察,覆盖层的颗粒级配、密实程度、液化性质、变形特征、承载能力等均应作出评价,以便对覆盖层作出保留还是开挖的设计决策。但是往往许多工程在前期工作中由于种种原因,达不到作出保留与开挖的准确评价,这时可以考虑留到施工期继续研究,但在前期工作阶段宜按覆盖层全部开挖考虑,施工期可以通过补充工作后考虑全部开挖、部分开挖或全部保留的决择。

4争取阶段性工程技术审查一次性通过的基本原则

阶段性工程技术审查不能一次通过,不一定是地质专业的原因。本文不涉及其他原因和其他专业的问题,只议工程地质专业争取一次性通过技术审查的基本原则。其实,前述第3节的工程举例中,已经表明了工程地质专业技术审查通过与不通过的基本尺度,这里我们来归纳出几条,以便大家来共同把握。

(1)勘探工作量应基本达到规范要求。特别是对于混凝土高坝类坝型,其对地质条件的要求远高于当地材料坝坝型,勘探和试验工作量至少应达到或接近规范规定的最低要求,不能像前节中列举的拱坝实例那样相差太远。

(2)对于本阶段稍微欠缺一些勘探试验工作的,地质应建议按最差条件考虑工程处理措施,这就是暂时不能作出确定性结论的,以工程量“包得住,留有余地”的方式去处理;各类地质建议参数在初期勘察阶段也应按“包得住,留有余地”的原则考虑。如此处理后,可以考虑将欠缺工作量留至下阶段补充,地质参数和设计方案也可以待下阶段进一步优化。

(3)本阶段的基本地质结论可以在下阶段的深入勘察中进一步充实和论证,但至少对重大工程地质问题应有一个基本把握,在勘测设计初期阶段就不应被遗漏。例如在项目建议书阶段水库不存在渗漏问题,可研阶段发现存在重大渗漏问题,这是不能允许的;又如可研阶段选定坝址初定坝型,不能在初设阶段由于地质原因将坝址和坝型都推翻重来;再如需要进行工程处理的地质缺陷,在项目建议书和可研阶段即需要打足处理工程量,不能随着勘测设计阶段的深入由于地质原因导致处理工程量的大幅度增加。

(4)基础资料不能有假,本阶段提交的工程地质勘察报告的质量基本满足本文前述的阶段性质量要求;各类地质图件其全,质量符合技术要求。

把握好以上这四条基本原则,对于工程地质专业来说,一次性通过阶段性技术审查就没有问题。当然,这主要是针对大型枢纽工程而提出的,其他类型的工程可参照考虑,注意理解“原则性与灵活性的准确把握”。

5结束语

工程勘察产品是逻辑产品,其质量特性不同于物理产品。此逻辑产品的质量实际上也就代表了整个工程勘察阶段的工作质量。水利水电工程地质勘察的阶段性技术要求,现行规范有明确规定,满足了规范的技术要求,也就满足了勘察产品的质量要求(如果没有其他更为权威的质量标准,现行规范就是老大)。

水利水电地质勘察规范篇7

[关键词]特长深埋隧道折射波法大地电磁法钻探涌水量地质调绘隧道围岩分级

[中图分类号]U45[文献码]B[文章编号]1000-405X(2014)-8-140-2

1引言

目前,国内针对隧道勘察主要采用工程地质钻探,采取岩土芯样进行判别,以推测隧道3~5倍洞径范围的岩体的完整性,划分围岩级别,探明隧道的工程地质条件;采用此方法比较直观、有效,对探明隧道岩体围岩级别划分等工程地质条件有一定意义,但是,倘若针对深埋特长隧道,地质钻孔若布置密度不足则对未布置钻孔区域的围岩划分依据不足,倘若加密钻孔则可能大大增加工程投入,因为隧道洞身钻孔动辄数百米埋深,深孔钻探费时费力,既不经济,也不符合实际,因此,对浅埋短隧道可以采用加密钻孔解决问题,而针对深埋特长隧道如:宁莞高速m线岭头隧道的勘察,本文提出采用综合勘察方案以探明岭头隧道的工程地质条件。

2隧道概况

3隧道勘察方案

首先,对全隧道范围进行工程地质调绘,查明区域地层及地质构造情况;其次,对隧道洞口采用折射波法(埋深浅可用其探明基岩起伏情况),对隧道洞身采用音频大地电磁法(埋深深洞身基岩),再次,针对洞身不同地层单元适当间距采用深孔钻探(布置3个钻孔SZK7/SZK8/SZK10),最后,对勘探孔辅以钻孔声波测井、降水头注水法水文地质试验,进行围岩级别划分及涌水量计算。

4隧道工程地质条件

4.1地形地貌

隧道穿过低山丘陵地貌区,重山叠岭遍布,局部为山岭之间狭长沟谷,地形起伏大,地面标高120~505m,最大相对高差约385m,山体植被茂密。两端洞口尤其是出洞口端地形陡峭,最大坡角达35°~54°。

4.2地层岩性

岭头隧道采用的勘察方案,基本查明了隧道的工程地质条件、围岩级别及地下水情况,可为设计提供地质依据。

9探讨

(1)由于岭头隧道长7214m,属特长隧道,最大埋深超过324m,属深埋隧道,以往针对隧道,往往采用布置勘探钻孔,局部布设一般电法物探手段的勘察方案进行查明隧道工程地质条件,对于一般隧道可能适用,但对于岭头隧道来说,其路段跨越数个地层岩性,包括花岗岩、凝灰岩、熔结凝灰岩、流纹岩等地层,存在多个不整合地质界线及断裂等,且洞顶地形地貌与水库及溪流相接,山体起伏大,植被茂密,就需要认真研究适用勘察方案予以查明工程地质条件;若按常规布设勘探钻孔对洞身围岩进行钻探,可能需要布设至少12-14孔,平均孔深约200m,按钻探单孔耗时20~30天/孔,单孔费用超过10万/孔,整个隧道勘察费用过百万,可能已经超过公路初勘选线阶段勘察投入,既不经济,又不实际;即使采用加密勘探钻孔的勘察方案,也可能对于查明岩性变化、断裂等情况收效甚微。

(2)为什么采用音频大地电磁法对洞身围岩进行勘察?原因在于其能较为准确地探明较深岩体范围的岩体电阻,进而判别岩体的完整性、风化程度等,比折射波辐射范围更深。实际上,对于查明隧道洞口的围岩情况已经没有什么技术难题,往往划分围岩级别都较为准确。因此,洞身勘察方案的选择就显得尤为重要。

(3)区域地层资料内容及工程地质调绘结果往往能初步查明地表范围的地层出露、断裂、地形地貌、地表水等情况,由于隧道埋深较深且地层多变,特别是花岗岩侵入地段,往往因为埋深大到隧道洞身范围情况出入巨大,例如断裂,即使是结构面非常平直的情况,由于误差或者应力情况发生变化也能形成较大误差,更何况是断裂经多期运动左右,在深埋岩体中的发育情况就让人无所适从,这就需要与物探方法相结合来判别,而至于物探解译结果是否准确,需要有更直观的地质资料来验证,这时才采用有布设针对性的工程地质钻探进行验证;在隧道布设尽量沿地层单元、断裂带进行布设,以查明隧道真实情况,达到勘察目的。

(4)物探实际操作因人而异,物探解译需要有丰富外业经验的工程师担任才能发现问题,查明工程地质条件。

参考文献

[1]中交第二公路勘察设计研究院有限公司公路隧道设计细则(JtG/tD70-2010)[S]北京:人民交通出版社2010-6-1.

[2]重庆交通科研设计院公路隧道设计规范(JtGD70-2004)[S]北京:人民交通出版社2004-9-1.

水利水电地质勘察规范篇8

关键词:煤矿;水文地质;勘探技术

1传统水文地质勘探

1.1地质勘探方法。针对地下岩石性质以及水文情况展开的勘察任务,能够帮助提升煤矿开采方案的科学性。水文勘察要从以下几方面来进行:首先是是否发生过地质灾害,通过观察岩石层的断裂情况能够达到目标,地质灾害对水文变化也存在一定影响,并且岩石断裂区域在采矿阶段需要采取安全加固措施。其次是判断造成水文突变的因素,更全面的了解矿区的地质特征,便于采矿阶段对基层渗透进行防治。地质深层的压力也对水文情况影响严重,采矿时这一压力会发生改变,因此在勘察阶段就要计算出压力控制范围,确保采矿任务能够高效进行。

1.2传统方法的局限性。传统的地质勘探技术中,只是通过钻孔测量来判断水文情况,虽然也能够得出地下水文深度,但结果却不具备全面性。工作人员只能借助这种方法来判断岩石层的含水情况,并具体的区域并不能详细了解,并且对人力资源需求量大,钻探过程也会浪费很多时间。矿区基层的水文地质情况是不断变化的,传统技术手段勘探时间长,并不能实时的反应基层情况,因此不利于在水文勘察中使用。这种勘探技术使用与规模小并且基层地质结构简单的煤矿区域,对于日渐增大的采矿需求,已经出现了落后现象。各类突水因素在突水过程中的作用相互交替变化,如:断层导水型突水,构造的突水机理起到了主导作用,而底板破坏型突水,采矿动压是突水的关键因素。因此,要防止底板突水,就必须对各类突水因素进行全面探查,才能有效的防止水害事故的发生。对水文地质条件的探查,采用单一的探查方法显然是不够的。

2采用综合方式进行地质勘探

2.1采区地面地震勘探。在对采矿区域进行地质灾害预测时,应用电子信息技术能够有效提升结果的精准度。对基层岩石的破裂情况进行调查,并记录测量得到的数据结果,这样后续地质分析时也具备参考资料。矿区地面勘察是最先进行,通过观察测量地面岩石结构,来判断是否发生过严重的地震灾害,以免影响到后续采矿任务的顺利进行。地震勘探主要针对断裂层来进行,通过测量数据的分析,以及断面观察,可以确定地震灾害对地质层影响程度,并积极的探讨解决方案,采矿时避开断裂层开挖。同时本阶段的主要工作也是进一步查明采区范围内的小构造,包括落差5m左右的断层、陷落柱和采空区的空间分布形态,根据采区衔接的要求,应提前布置实施。面物探方法较矿井物探方法施工简单,探测效率也高,但受到地表条件的限制。在地表条件允许的前提下,三维高分辨率地震勘探技术是首选方法。

2.2微动测深勘查。微波振动来判断断裂层的深度,在新型勘探技术中常常会使用到,该技术在使用阶段不会受到水文因素的干扰,能够直接到达指定区域,并将结果反馈到系统中。在计算机系统中,会将反馈波形重新翻译,以数据的形式出现。微动是一种在时间域和空间域都极不规则的震动现象。根据波动理论,微动记录既包含有体波也包含有面波。由于在大多数情况下,微动的震源是在地表面或海底面,在微动中的面波成分相对于体波成分来说占绝对优势,微动测深勘查方法就是利用这一占绝对优势的面波来反演地下地质结构的方法。同时,依据观测形式的不同微动测深探查主要分为以下几种形式:1)单点勘查。单点勘查方式观测台阵,一般由两个不同半径的同心圆(内接正三角形)组成,在圆心和圆周上内接正三角形顶点处各设置一套微动观测仪。这种观测方式勘查深度与台阵的大小成正比。根据勘查深度的要求,可采用由3个或3个以上不同半径的同心圆组成观测台阵;2)测线勘查。在煤田勘查这种大面积勘探中,单点勘查已经不能满足生产要求。可采用测线(剖面)观测系统,获得S波速度剖面成果图。在测区内按一定间距布置这样的测线,可实现二维微动测深勘探,并反演测区三维S波速度结构,结合钻孔及其它地质资料,可进一步解释速度异常区域的地质意义;3)平面探查。在矿区或者要求更精细的勘探,在仪器数量足够多的情况下可采用平面观测,并反演测区三维S波速度体,从而圈出速度异常体或者面。

2.3井下钻探及综合物探。在放水试验对主要含水层的富水性达到宏观控制(矿井、采区)的基础上,对富水区的每一工作面,针对不同的条件,采用各种物探手段,探明局部导水构造、隔水层变薄带及局部富水带,再用少量的钻探手段进一步验证,有针对性的重点布置注浆改造、疏水降压等治水工程。

1)井下直流电法透视:从大的范畴来说,井下直流电法透视仍属于矿井直流电法。其目的是探测采煤工作面内部的导水构造、底板含水层的集中富水带。许多矿区的研究和试验证明,井下直流电法透视是探测水文地质异常区最为有效的物探方法之一。

2)tem探测:瞬变电磁法(简称tem),它是利用大功率的发射装置向铺设在地面的矩形线圈(或称发射框)发送双极性大电流,在电流开启和关断时,由于电磁感应作用产生电压脉冲,电压脉冲的衰减产生感应磁场(即一次磁场)。一次磁场随着时间的推移,在地下介质中产生涡流。地下涡流的变化又生产二次磁场,由于不同地质体其电性特征存在差异,其二磁场的衰减亦存在差异。因此,通过研究二磁场的衰减规律,可达到推测、分析地下地质异常体的目的。tem探测可以探测不同高程的相对富水区,以便有针对性的采取防治水措施。

3)弹性波Ct:即地震层析成相技术,可以推测主要构造的发育情况,但由于该项技术起步比较晚,还有待于进一步完善提高。

4)瑞利波:利用瑞利波探测技术可以对掘进巷道前方的地质异常体,特别是断裂构造进行超前探查,预防突遇断层出水。该项技术对于探测前方构造效果较好。

煤矿开采水文地质勘探技术的发展方向是将地球物理方法、基础水文地质勘探手段与地理信息系统技术进行有机结合。利用三维地震、瞬变电磁、矿井物探、地面钻探和井巷工程等多元数据,查明采区内断层分布、煤层埋藏深度与厚度、岩溶裂隙发育带的分布和隔水层厚度等。利用地理信息系统作为平台建立矿井多元信息集成系统,把三维地震、瞬变电磁、矿井物探、构造地质、水文地质等多元信息进行复合、综合分析后建立预测与评价模型,实现地质资料的信息化、数字化和可视化,为开采水文地质条件的快速评价、生产水文地质工作的动态管理、突发性水文地质灾害应变对策的制定提供技术支撑。

参考文献

[1]刘飞虎.煤矿水文地质勘探现状及新的勘探技术分析[J].内蒙古煤炭经济,2012(12):21.

[2]栗占有,王秋平.对我国煤矿水文地质现状及勘探技术的探讨[J].中华民居(下旬刊),2013(5):140.

水利水电地质勘察规范篇9

   其中辽宁大伙房输水隧洞长85km,是当今世界上单洞最长的水工隧洞,锦屏二级电站引水发电洞最大埋深达2500m,是我国目前埋深最大的水工隧洞之一。

   另外,还有一批深埋长隧洞工程正在施工或正在规划设计,如新疆某补水工程穿天山隧洞,陕西引汉济渭工程穿秦岭隧洞,南水北调西线工程克柯—黄河隧洞、扎洛—克柯隧洞,青海引大济湟穿大阪山隧洞等,其中最长的达77km,最大埋深达2200m。

   无论是国内还是国外,深埋长隧洞的工程地质勘察技术还不成熟,还存在不少困难,是水利水电工程地质勘察突出的难点之一,主要表现在:①地面海拔高,交通困难,勘探设备甚至技术人员难以到达洞线位置。

   ②勘察测试手段跟不上隧洞工程发展需要,1000~3000m的深度以及高应力、高水头条件尚缺乏适宜的勘探试验设备,现有的勘探试验方法选择受到限制。

   ③随埋深的显着增加,工程地质问题更为复杂,可借鉴的工程实例不多。

   ④有关理论还不够完善,分析评价方法需要摸索。

   ⑤采用tBm施工是深埋长隧洞工程发展趋势,相对于钻爆法,tBm对勘察成果的准确性有更高的要求,而不是可以简化。⑥勘察经费和工期不足,勘察工作量布置和勘察方法选择受到明显限制。

   目前,深埋长隧洞的工程地质勘察还处于探索和积累经验阶段,不仅需要工程地质分析、评价理论的丰富与完善,更需要勘察技术与方法的突破与创新。

   一、深埋长隧洞主要工程地质问题隧洞工程可能存在的工程地质问题主要有围岩变形、塌方、岩爆、高外水压力、突水、突泥和涌水、高地温、岩溶、膨胀岩、有害气体、有害水质、放射性危害等。

   从一些工程实例来看,深埋长隧洞工程出现上述问题的概率明显更高,也更为复杂。

   在一个工程中,一般有2~4个工程地质问题会比较突出,如锦屏二级发电洞主要问题是岩爆和涌水,精伊霍铁路天山隧洞主要是断层带、大溶隙涌水,鱼箭口发电洞主要是溶洞突水、突泥,某达坂输水隧洞主要是软岩变形,奇热哈塔尔发电洞主要是岩爆和高地温等。突涌水、高应力条件下的岩爆、软弱破碎围岩大变形和高地温是深埋长隧洞出现概率比较高的工程地质问题,对工程影响也较大。国内如辽宁大伙房水库输水隧洞、野三关公路隧洞、精伊霍铁路天山隧洞、锦屏二级发电洞等工程在施工期间曾因大量突水、突泥、岩爆、塌方而出现过人身伤亡和设备事故,并造成投资增加、工期延误等不良影响。

   特别需要提出的是,在极高应力条件下,某些中硬岩也存在发生塑性变形的可能。

   瑞士圣格达铁路隧洞围岩中存在一种糖粒状砂岩,在高围压下发生塑性收敛变形达70cm以上,曾造成tBm卡机事故。新疆某达坂引水隧洞埋深不超过300m,但地应力高,岩石以泥岩与砂岩为主,因围岩挤压和膨胀变形造成数十次tBm卡机事故。穿过煤系地层的隧洞,有害气体和大变形问题最为突出,比较典型的工程有广渝高速公路华蓥山隧道和南昆铁路家竹箐隧道。家竹箐隧道实测瓦斯压力最大达到1.585mpa,高压力瓦斯、大变形和大涌水给该隧洞施工造成了很大困难。广渝高速公路华蓥山隧道不仅有煤层瓦斯,还遭遇了天然气、二次生化气及H2S等有害气体,问题更为复杂。

   比较而言,这方面的问题在水利水电工程中较为少见。

   隧洞活断层工程抗断的已建工程实例尚未见到,规划中的南水北调西线等几个长大隧洞工程,已将断裂活动性问题作为主要工程地质问题之一进行研究。考虑到强烈的破坏性,短时间内形成较大错距的区域性活断层应尽力绕避,而以缓慢蠕变变形为主的活断层在工程技术上是可以克服的。新疆某隧洞曾因放射性危害造成停工和方案改变,但是总的来说,出现严重放射性危害的工程实例较少见。

   大范围的侵入岩、煤系地层是放射性矿物易于积聚之地,如在工程中遇到此类地层应进行必要的勘察研究工作。大伙房输水隧洞等工程勘察期间曾委托专业机构进行放射性勘探。

   线路上如存在大范围放射性矿物,对施工、水资源危害较大,难以有效处理,应首先考虑绕避。

   二、深埋长隧洞工程勘察技术1.遥感、地质测绘和调查地面地质工作仍是隧洞工程的主要勘察手段之一。

   对于深埋长隧洞工程,地质调查和测绘的内容、要求与常规隧洞工程有所不同。

   在隧洞埋深达2000m甚至更深的情况下,洞线两侧2km甚至更远的岩体、断裂都有可能会出现在隧洞围岩中,因此测绘范围宜扩大到隧洞两侧各2km以上,有时为了追踪重要的地质现象,需要扩大地质测绘的范围。

   对于水文地质条件的调查要充分重视,必要时应进行专门的水文地质、岩溶调查。

   洞线附近的小流域与隧洞涌水问题的评价有直接关系,应纳入调查与测绘范围。

   高山区的溪流、泉水往往没有观测资料,测绘过程中应对地表水体的范围、水量、水位进行调查,应选择多个断面采用简易仪器估测溪流流量,对泉水应进行重点调查与观测。

   高山区气温、降雨量、蒸发量和降雨入渗规律与山下存在显着不同,更缺乏直接的观测资料,这些资料对于预测隧洞涌水量、地温都是必要的,因此有条件时应在洞线附近分高程设置专门的观测站点。

   深埋长隧洞工程勘察范围大、交通困难,并缺乏基础地质资料,地面调查与测绘工作是非常艰难的。

   而遥感地质测绘技术具有宏观性、周期性、信息量丰富、快捷及成本低等优点,已成为深埋长隧洞工程地质勘察的一个重要手段。

   如辽宁大伙房水库输水隧洞工程进行了面积2100km2的1∶50000遥感地质解译工作,通过航片、卫片解译及野外验证,确定了80余条断裂构造,初步确定了岩土体范围、地质界线、地质构造等;南水北调西线工程选择了etm、Spot和SaR等卫星遥感数据为主要信息源,重点对30000km2范围内的断裂构造进行了解译。

   2.综合物探除常规物探方法外,为了探测深部地质体和地质现象,近年使用较多的是可控源音频大地电磁测深法(CSamt)和高频人文大地电磁测深法(eH4)。

   如南水北调西线工程、陕西引汉济渭穿秦岭隧洞工程、新疆某补水工程穿天山隧洞等。

   可控源音频大地电磁法是根据不同频率电磁波具有不同穿透深度的特点,利用人工可控源产生音频电磁信号,探测地面电磁场的频率响应从而获得不同深度介质电阻率分布信息和目的体分布特征,其理论测深可达1500m,有效测深1100m。

   与可控源音频大地电磁法不同,高频人文大地电磁测深法利用天然电磁波信号进行探测,其电磁波频率相对较高,探测深度也相对浅一些,其理论测深为1000m,有效测深600~800m。

   该方法虽然探测深度大,地形适应性强,但是精度还需要进一步提高。

   由于各种物探方法都有其优缺点,深埋长隧洞物探勘察适宜采用综合手段,不同方法之间相互补充和验证,采取点、线、面结合,定性与半定量结合的勘探布置和分析原则。

   3.深钻孔通过钻探能够直接了解深部地层岩性、地质构造、地下水水位与水质、岩溶等基本地质条件,了解岩体放射性及有害气体的赋存特征;通过岩芯观察判断隧洞围岩类别,分析岩__爆的可能性;通过钻孔可以取样或在钻孔内进行试验与测试工作,获得深部岩体物理力学参数等。

   因此,对于深埋隧洞工程,钻探仍是不可替代的主要勘察手段之一。

   目前,深钻孔在国内隧洞工程勘察中的应用已经达到较高水平。

   南水北调西线隧洞最大钻孔深度为470m;精伊霍铁路北天山隧洞最大钻孔深度约733m,平均钻孔间距约2~3km;北天山某水工隧洞钻孔最大深度886m,平均钻孔间距达到3~5km;安康铁路秦岭隧洞钻孔深度210~603m,孔间距约2km;引黄入晋工程隧洞钻孔深度350m,平均间距约1km。

   国外也在深埋长隧洞工程地质勘察中使用深钻孔,如意大利与法国之间穿越阿尔卑斯山麓的铁路隧道,长约54km,有3.5km以上洞段埋深超过2000m,布置了20个钻孔,其中有3个深度超过1000m,平均钻孔间距小于3km;瑞士圣戈达快速铁路隧洞和伯伦纳铁路隧洞也都布置深钻孔,甚至在深孔底部又打水平孔。

   可见,国内外隧洞工程对钻探的应用都非常重视,并没有因埋深大、地面工作条件恶劣而减少钻孔。

   但限于经费和设备能力,不少钻孔是“悬挂”的,没有达到洞身位置。

   深钻孔成本高昂,必须精心设计,用于关键部位,并尽量一孔多用,除取芯外,常常利用钻孔开展物探综合测井、地应力测量、孔内变形试验、孔内电视录像以及地温、放射性测量等试验测试工作。

   4.钻孔压水试验常规的单管顶压试验方法在大深度和高压力下不适用。

   一方面埋深很大时岩体吸水量小,常规橡皮栓塞的密封性能不能满足要求;另一方面栓塞压力难以控制,可能会被“压翻”导致试验难以成功,并可能造成严重井内事故。

   双栓塞法技术可靠并具有高试验精度,中水北方公司在600~850m深度成功完成多段压水试验。关于试验段长度,由于深部岩体渗透性较差,试验段长度不能太短,在吸水量小的情况下适当加大试验段长度反而能降低试验误差,还可以提高工作效率,如10~20m一段。

   关于试验压力,中水北方公司在某工程中采用双栓塞方法进行了常规压水和高压压水对比试验,结果显示3mpa和1mpa试验的透水率相近,显示常规水头压水试验方法对于深埋隧洞仍是基本适宜的。

水利水电地质勘察规范篇10

关键词:水文地质勘察;水利工程;重要性

中图分类号:p55

与地下水相关的地质问题称为水文地质。本章主要介绍地下水储存和运动的先决条件、地下水的物理化学性质、地下水的基本类型与特征、不同含水介质中的地下水、地下水的运动规律等知识[1]。

1水文地质

1.1地下水概论

地下水是指存在于地壳中的水,它具有流动、不断接受补给、不断排泄,受地质、气象、水文等因素影响等特点。岩石空隙是地下水储存和运动的先决条件。岩石空隙的大小、多少、连通情况决定了岩石的储水性和透水性的大小及地下水的运动情况。地下水的物理性质包括颜色、味、比重、透明度、温度、导电性、放射性等。地下水的化学性质包括酸碱性、矿化度、硬度等。

1.2地下水的基本类型与特征

地下水的分类方法有多种。按埋藏条件可分为包气带水、潜水和承压水;按含水层性质可分为孔隙水、裂隙水和喀斯特水。包气带水包括土壤水及包气带中局部隔水层之上的重力水。它季节性变化大,水量较小,埋藏较浅,易受污染。

潜水是饱水带中地表以下第一个稳定隔水层之上具有自由水面的重力水,为元压水,埋深较小,主要靠渗透补给,易受污染,是人类生活生产的重要水源,但工程中应避免将建筑物基础放在潜水埋藏很浅的地带。

承压水是指充满于两个稳定隔水层之间的含水层中的地下水,没有自由水面,受季节等因素影响较小,含水层厚度稳定,且不宜被污染,水质变化复杂,有多方面利用价值。

孔隙水是指含水层的空隙为孔隙。孔隙水呈层状分布,均匀、连续性好,有统一的地下水面。裂隙水含水层的空隙主要是岩石裂隙,可分为原生裂隙水、风化裂隙水和构造裂隙水。

喀斯特水又称岩溶水。喀斯特是指可溶性岩层长期受地下水的冲刷与溶蚀,所形成的独特的地貌景观,它对水电工程建设有很多不利影响。喀斯特水是贮存在可溶性岩石裂隙及洞穴中的水,它主要靠大气补给,通常具有较低的矿化度,但易受地表水及环境污染。喀斯特水分布极不均匀[2]。

1.3泉

泉是地下水在地表的天然露头,是地下水排泄的一种方式。泉的产生必须有一定的地形、地质构造和水文地质条件。

1.4地下水运动

地下水流速较小时,水流呈层流状态,流速较大时,水流呈紊流状态。工程中常遇到的是地下水层流问题。

2水文地质勘察在水利工程项目中的重要性

2.1工程地质测绘

就是对勘测区的地貌、地质构造、地层岩性、水文地质情况等进行测量并按一定的比例尺填绘在地形图上。

2.2工程地质勘察

就是在工程地质测绘的基础上,采用适当的手段和方法来了解地面以下的地质及水文情况。山地勘探、钻探和物探是勘探工作的三种主要手段[3]。

钻探的应用比较广泛,它是利用钻机向地下钻孔,并对孔内岩芯进行观察分析和试验,从而进一步了解地下深处的地质情况,有时还对钻井进行灌浆、压水等试验,施工人员也可进入钻孔进行观测。

2.3实验及长期观测

在地质勘察工作中,常进行各种室内和室外试验,测定岩石、工程地质及水文地质的情况。常进行的有测定岩土的弹性模量和抗剪强度等的岩土力学试验、钻孔抽水实验、钻孔压水试验、野外荷载试验等。

2.4天然建筑材料勘探

水电工程需要天然材料量多,所以在水电工程地质勘察中必须找到能满足要求的土料、砂、石料等天然建筑材料,并探明其储量、开采运输条件等。

3水文地质勘察在水利工程项目中的应用

3.1水库地区的工程地质勘察

在规划选点阶段的勘察任务主要是查明整个库区工程的地质条件,对库区存在的工程地质问题有一个基本估计。对涉及方案能否成立的重大问题,如区域稳定、水库渗漏、水库诱发地震和水库的库岸塌滑等问题,做出初步论证。本阶段要充分利用区域性地质资料及航空、卫片等进行分析,在此基础上对河谷进行调查,工程地质测绘比例尺为1:5万~10万。第二阶段的勘察工作要查明库区可能产生渗漏、塌岸和浸没的地段,初步评价其影响程度,同时研究水库淤积的物质来源。工程地质测绘比例尺为1:l万~5万,测绘范围包括库区及影响库区工程地质条件的地段。对存在工程地质问题的地段,还要进行勘探工作和试验工作,长期观测工作开始布置。第三阶段的勘察是在可能产生渗漏、浸没和塌岸的地段上进行工作,其任务是进一步查明问题的性质和严重性,对其做出定性定量评价。测绘比例尺是1:1万~2万,测绘范围仅限研究工程地质问题的地段[4]。

2.2坝址的工程地质勘察

规划选点阶段的勘察任务主要是收集和研究河流区域地质资料、进行线路踏勘和区域工程地质勘察,工程地质测绘比例尺为1:10万~50万。在区域勘察的基础上,对各开发方案拟定的主要坝区进行勘察,以测绘为主,比例尺为l:0.5万~2.5万,着重查明坝段河谷的工程地质条件和可能存在的工程地质问题。可行性研究阶段是在前一阶段的基础上,在坝段范围内提出几个方案比较,该阶段的测绘工作仍很重要,比例尺为1:0.2万~1万,详细研究各坝址的岩性和构造,还要注意研究岸坡岩体的稳定性,分析坝基(肩)产生渗漏的可能性和渗漏程度,主要通过勘探和试验工作来完成。对岩坡岩体的变形和坝区地下水进行长期观测工作。在选定的坝址上进行初步设计阶段的勘察,在选定坝址上围绕几个可能坝线,通过比例尺为1:1000~2000的测绘和勘探及试验工作,详细研究工程地质条件,确定坝轴线、坝型和布置形式。技施设计的勘察任务是核实初步设计阶段的地质资料、结论和数据,主要工作是施工地质编录和预报可能出现的、威胁工程安全的地质现象,以及基坑开挖和施工处理措施。

结论

水文地质勘察在水利工程项目占有非常重要的地位,因此要精确对工程项目所在地进行水文地质勘察,能够有一套非常严谨的水文地质勘察的体系,为水利工程项目正常运行添砖加瓦。

参考文献:

[1]段许平刘润钱圣DuanXupingLiurunQiansheng.工程地质勘察中水文地质问题的必要性分析[J].城市建筑,2013,04:157.

[2]杨静静.关于环境地质、水文地质和工程地质问题的研究[J].科技创新与应用,2013,25:188.