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篇1

[關(guān)鍵詞]水利水電 工程建設(shè) 地質(zhì)勘查

中圖分類號(hào)：TV221.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）34-0164-01

所謂地質(zhì)勘查，其主要任務(wù)就是在工程建設(shè)前，對(duì)工作區(qū)的地質(zhì)條件進(jìn)行勘測(cè)，并作出分析、 評(píng)價(jià)；預(yù)測(cè)水利水電工程建設(shè)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，針對(duì)性地提出解決措施。近幾十年來(lái)，水利水電工程建設(shè)中，地質(zhì)勘查研究工作已經(jīng)有了多方面的發(fā)展進(jìn)步。從勘查技術(shù)、測(cè)試技術(shù)，再到數(shù)值分析技術(shù)等都取得了迅速的發(fā)展，但是由于地質(zhì)勘查環(huán)境的復(fù)雜性、地質(zhì)信息獲取難等原因，導(dǎo)致水利水電建設(shè)中地質(zhì)勘查工作還不完善，還存在眾多問(wèn)題。

一、目前水利水電工程建設(shè)中地質(zhì)勘查的現(xiàn)狀及不足

水利水電是我國(guó)社會(huì)電能供輸?shù)闹饕獊?lái)源之一，興建水電站是保證地區(qū)供電正常的基本條件，這些都依賴于水利水電工程建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。受主、客觀因素的限制， 我國(guó)水利水電工程建設(shè)還處于相對(duì)落后階段，水電站項(xiàng)目改建依舊達(dá)不到預(yù)定的成效， 水資源總體利用率偏低。為了改變傳統(tǒng)水利水電項(xiàng)目建設(shè)的現(xiàn)狀，新時(shí)期水利部門倡導(dǎo)把地質(zhì)勘查工程融入水利水電建設(shè)中。這一方案起到了多方面的工程作用，如經(jīng)過(guò)詳細(xì)的地質(zhì)勘查環(huán)節(jié)，可以提前查明水電站所處區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造、地層、巖漿巖及蝕變化特點(diǎn)，掌握地質(zhì)病害發(fā)生的規(guī)律，為項(xiàng)目施工做好充分的抗病害準(zhǔn)備。

地質(zhì)測(cè)繪（填圖）、地質(zhì)工程編錄和必要的鉆孔勘探與取樣試驗(yàn)工作，是目前地質(zhì)勘查的重要技術(shù)程序與手段。要完成該項(xiàng)技術(shù)工作，各勘探單位又大都在有限時(shí)間及人力資源配置上深感壓力，有著力不從心且須承擔(dān)的極大考驗(yàn)。

總結(jié)水利水電工程建設(shè)中的主要問(wèn)題，地質(zhì)勘查方面主要表現(xiàn)為：①前期工作不足，如某個(gè)水利水電項(xiàng)目正式動(dòng)工前，工程單位缺乏必要的準(zhǔn)備工作，尤其是地質(zhì)勘測(cè)不全面，誤導(dǎo)了后續(xù)施工方案的制定； ②地質(zhì)病害普遍，由于水電站所處地方條件的特殊性，如洪災(zāi)、地震、泥石流等時(shí)常發(fā)生，破壞了水電站建筑設(shè)施的完整性。

基于現(xiàn)狀，目前地質(zhì)勘查工作中存在的難點(diǎn)、弱項(xiàng)和失誤等，僅就工作技術(shù)條件及水平的改進(jìn)上看，應(yīng)值得業(yè)內(nèi)關(guān)注，對(duì)其改善和提高。

二、水利水電建設(shè)中地質(zhì)勘查的必要性

2.1 水利水電工程建設(shè)的特殊性與復(fù)雜性

水利水電工程建設(shè)的特殊性首先表現(xiàn)在其工程建筑物的特殊性。一般建筑工程標(biāo)準(zhǔn)化較為規(guī)范化，可以見到基本相同甚至完全相同的建筑物設(shè)計(jì)，或者部分及全部套用的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖紙。然而水利水電工程建筑物則不然，成千上萬(wàn)座水庫(kù)大壩中，不可能找到兩座完全相同的大壩。決定水利水電工程建設(shè)大壩規(guī)模、壩型、結(jié)構(gòu)等工程要素的自然條件很復(fù)雜，其中工程建設(shè)所在區(qū)域或工作區(qū)地質(zhì)條件則是最主要的自然條件之一。水利水電工程建設(shè)的特殊性是其與水密切相關(guān)，其中包括地下水與地表水，其所承受的荷載主要是水荷載。水利水電工程建設(shè)一旦失事，損失將十分慘重。如新豐江水電站，它是廣東省最大的常規(guī)水力發(fā)電站。電站以發(fā)電為主，兼有防洪、灌溉、航運(yùn)、供水、養(yǎng)殖、壓咸、旅游等綜合效益。通過(guò)水庫(kù)滯洪，可使下游147萬(wàn)畝農(nóng)田免受洪災(zāi)威脅，并能發(fā)展電力排灌，增加灌溉面積，還可壓退東江下游河口咸潮上涌，改善農(nóng)田及居民用水，提高下游航運(yùn)能力。大壩為混凝土單支墩大頭壩，最大壩高105m，長(zhǎng)440m，曾經(jīng)受6級(jí)地震考驗(yàn)而安然無(wú)恙。通過(guò)水庫(kù)調(diào)節(jié)，可使東江百年一遇洪水降為20年一遇。

2.2 地質(zhì)勘查工作的實(shí)踐性與經(jīng)驗(yàn)性

地質(zhì)勘查理論的任何一項(xiàng)新進(jìn)展、新方法、新技術(shù)，都必須通過(guò)大量試驗(yàn)研究、分析論證和工程實(shí)踐的檢驗(yàn)。許多工程實(shí)例足以說(shuō)明采取慎重態(tài)度的必要性。有些工程從分析計(jì)算上看是安全的，實(shí)際上卻出了問(wèn)題，而另一些工程通過(guò)計(jì)算認(rèn)為不安全，卻安全運(yùn)行了數(shù)十年。因此，我們搞水利水電工程建設(shè)，工程經(jīng)驗(yàn)往往又是起決定作用的。

三、水利水電工程建設(shè)中地質(zhì)勘查的主要內(nèi)容、方法

通過(guò)地質(zhì)勘查明確水利水電工程建設(shè)的地質(zhì)條件、論證工程地質(zhì)問(wèn)題、選擇地質(zhì)條件優(yōu)良的建筑場(chǎng)地、研究工程興建后對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響等。水利水電工程建設(shè)中必須查明和解決的地質(zhì)勘查問(wèn)題主要有：庫(kù)區(qū)地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地貌及物理地質(zhì)現(xiàn)象、水文地質(zhì)條件，水庫(kù)滲漏、浸沒、淤積、庫(kù)岸穩(wěn)定，壩基穩(wěn)定、滲流、滲透變形、沉陷、滲漏、壩頭邊坡穩(wěn)定，巖體工程地質(zhì)分類、承載力、允許滲透水力坡度、液化、基坑涌水量、建筑材料等。

水庫(kù)工程地質(zhì)勘查內(nèi)容包括：水庫(kù)地質(zhì)條件、水庫(kù)滲漏的性質(zhì)、途徑和范圍，計(jì)算參數(shù)的確定，計(jì)算公式的選用，計(jì)算成果及其分析和說(shuō)明，處理方案的建議和結(jié)論。水庫(kù)浸沒區(qū)地質(zhì)條件，地下水壅高計(jì)算參數(shù)和公式的選定及計(jì)算成果的分析說(shuō)明，浸沒標(biāo)準(zhǔn)的確定。根據(jù)水庫(kù)運(yùn)用水位預(yù)測(cè)的浸沒范圍，浸沒區(qū)的分類，可能的發(fā)展情況和防護(hù)措施的建議。庫(kù)岸穩(wěn)定性分段，不同設(shè)計(jì)水位時(shí)的不穩(wěn)定巖土體的位置、高程、方量，主要地質(zhì)條件，計(jì)算參數(shù)選擇，計(jì)算成果和觀測(cè)資料等以及失穩(wěn)影響和防治措施的建議。評(píng)價(jià)水庫(kù)誘發(fā)地震的條件潛在震源區(qū)的確定及其震級(jí)上限的預(yù)測(cè)。

各建筑物的工程地質(zhì)勘查內(nèi)容包括：壩、閘址工程地質(zhì)條件（包括地質(zhì)概況與選定壩型、壩軸線、樞紐布置方案有關(guān)的工程地質(zhì)條件，壩基巖體工程地質(zhì)分類，工程地質(zhì)問(wèn)題及評(píng)價(jià)和有關(guān)工程地質(zhì)問(wèn)題處理的建議。

引水隧洞工程地質(zhì)勘查內(nèi)容包括：工程地質(zhì)條件分段及說(shuō)明，圍巖工程地質(zhì)分類和工程地質(zhì)問(wèn)題評(píng)價(jià)及處理建議。渠道工程地質(zhì)條件應(yīng)包括：工程地質(zhì)條件分段及說(shuō)明，渠道建筑物的工程地質(zhì)條件和工程地質(zhì)問(wèn)題評(píng)價(jià)及處理建議。

斜坡現(xiàn)場(chǎng)以不擾動(dòng)底層的情況下，開展各項(xiàng)地質(zhì)勘查工作，從而獲得斜坡地層的物理力學(xué)性質(zhì)，其同室內(nèi)試驗(yàn)方式相比能夠更好的在工程場(chǎng)地進(jìn)行測(cè)試，并且不需要對(duì)土質(zhì)進(jìn)行取樣；其次，其所測(cè)試影響的范圍要明顯室內(nèi)試驗(yàn)方式，從而能夠具有更好的代表性。由于這種方式能夠使用良好的多種原位測(cè)試方式，所以其也能夠獲得更好的地質(zhì)物理力學(xué)指標(biāo)以及地層剖面；最后，這種測(cè)試方式也具有較好的經(jīng)濟(jì)性以及效率性，從而較好的節(jié)約了勘查時(shí)間。

地質(zhì)勘查采用的方法主要包括鉆探、物探、坑探，三種勘探方法均有規(guī)程規(guī)范遵循。通過(guò)鉆探、物探、坑探、觸探、靜探、十字板剪切、巖體應(yīng)力測(cè)試、巖體地質(zhì)描述、滲透變形試驗(yàn)、壓水、高壓壓水、注水、抽水試驗(yàn)、地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)等，在充分的工程地質(zhì)分析與論證的基礎(chǔ)上提交設(shè)計(jì)建議值。

參考文獻(xiàn)

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[2] 韋港.工程地質(zhì)隨想（二）.中國(guó)水利學(xué)會(huì)勘測(cè)專業(yè)委員會(huì)，2000.年學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[G].北京.中國(guó)水利水電出版社：2000，126～128.

[3] 龔曉南.21世紀(jì)巖土工程發(fā)展展望[J].巖土工程學(xué)報(bào).2000，22（2）：238～239.

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關(guān)鍵詞：聲波檢測(cè)法；砼缺陷；淺裂縫檢測(cè)；深裂縫檢測(cè)；聲波CT

中圖分類號(hào)：TU528文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2009）09-0031-03

水利水電工程建筑物中砼質(zhì)量問(wèn)題和砼裂縫是常見的砼缺陷，對(duì)于砼質(zhì)量和砼裂縫為表部的開裂還是深度較大的裂縫不易直接觀測(cè)，即砼缺陷的性質(zhì)不易直接判斷。利用聲波頻率高、波長(zhǎng)短，因此分辨率高，可探測(cè)砼的微觀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，及砼對(duì)高頻聲波的吸收、衰減和散射的動(dòng)力學(xué)特征，采用聲波法對(duì)砼進(jìn)行檢測(cè)，使用不同的技術(shù)方法，可得到砼質(zhì)量和砼裂縫缺陷的可靠檢測(cè)結(jié)果，為判斷砼缺陷的性質(zhì)提供可靠的檢測(cè)資料。

一、檢測(cè)方法與工程實(shí)例

（一）砼淺裂縫檢測(cè)

對(duì)于探查砼開裂深度小于或等于500mm的砼表部淺裂縫，采用單面跨裂縫對(duì)稱平測(cè)的聲波法，檢測(cè)的裂縫中不得充水，測(cè)試依據(jù)超聲波檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程，先在砼裂縫附近的同一側(cè)進(jìn)行聲時(shí)和傳播距離的不跨縫檢測(cè)，繪制“時(shí)―距”坐標(biāo)圖或用統(tǒng)計(jì)的方法求出兩者的關(guān)系，然后將收發(fā)換能器分別置于以砼裂縫為軸線的對(duì)稱兩側(cè)，兩換能器中心連線垂直于砼裂縫走向，以兩個(gè)換能器內(nèi)邊緣間距等于100mm、150mm、200mm、250mm、300mm……等進(jìn)行跨縫的聲時(shí)測(cè)量，砼裂縫深度可按下式計(jì)算：

式中dci為砼裂縫深度（mm）；t0i、ti分別代表測(cè)距為li的不跨縫、跨縫平測(cè)的聲時(shí)值（μs）；li為不夸平測(cè)時(shí)第i次的聲波傳播距離（mm）。裂縫深度的確定以不同測(cè)距剔除不合理數(shù)據(jù)后取平均值。

新疆某水電站正常蓄水位為1649m，總庫(kù)容1.25億m3，電站總裝機(jī)容量309MW，為大（Ⅱ）型工程。大壩在建設(shè)過(guò)程中，面板表面出現(xiàn)了不同程度的裂縫，使用聲波平測(cè)法對(duì)面板裂縫進(jìn)行了檢測(cè)，表1～表3是大壩不同面板段裂縫的部分檢測(cè)結(jié)果，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)開鑿處理，實(shí)際所測(cè)的裂縫深度與測(cè)試結(jié)果吻合較好。

（二）砼深裂縫檢測(cè)

對(duì)于探查砼開裂深度大于500mm的砼深部裂縫，采用跨裂縫穿透法檢測(cè)。在砼裂縫的兩側(cè)分別造孔，確保兩孔平行，孔深可預(yù)估，根據(jù)測(cè)試結(jié)果判斷是否加大孔深，檢測(cè)時(shí)將收、發(fā)換能器分置于兩孔中同一深度，以清水作耦合劑，自孔底向上同步連續(xù)點(diǎn)測(cè)，可在砼裂縫一側(cè)的孔邊再造一個(gè)測(cè)試無(wú)裂縫砼聲學(xué)參數(shù)的較淺的孔，根據(jù)測(cè)試的波幅序列圖對(duì)比來(lái)判斷砼裂縫的深度。

砼裂縫深度的確定方法為：結(jié)構(gòu)物的裂縫寬度是從表面至內(nèi)部逐漸變窄，直至閉合。裂縫越寬，對(duì)超聲波的反射程度越大，波幅值越小，隨著孔深增加，波幅測(cè)值越來(lái)越大，至不存在裂縫時(shí)波幅達(dá)到最大值（相對(duì)于有裂縫部位），其所對(duì)應(yīng)的鉆孔深度即是砼裂縫深度。

新疆某大型水電站工程，大壩由砼重力拱壩，左、右岸重力墩及重力副壩組成，最大壩高72m，于1991年建成，2000年初在左右岸重力墩表面發(fā)現(xiàn)多條裂縫。聲波測(cè)試采用跨孔穿透法對(duì)砼裂縫進(jìn)行了檢測(cè)，測(cè)試采用跨孔距離1.5m左右，點(diǎn)距0.2m。波列圖上，聲波跨孔測(cè)試對(duì)砼裂縫和裂縫深度的反映較為明顯，裂縫對(duì)波幅的衰減十分明顯，未跨裂縫的波列圖波幅的相似性較好，如圖1所示：

跨裂縫的波列圖均有不同的衰減現(xiàn)象，圖2為1#～2#孔跨孔聲波檢測(cè)波列圖，0m～6.4m波幅有強(qiáng)烈衰減，6.4m～12.8m波形雖然相似性較好，但與12.8m～14.2m段的波幅相比，也有不同程度的衰減，說(shuō)明該位置裂縫深度12.8m，且6.4m以上裂縫的張開度相對(duì)較大，6.4m～12.8m裂縫張開較小或處于絞合狀態(tài)；圖3為5#～6#孔跨孔聲波檢測(cè)波列圖，0m～5.2m波幅基本均被衰減，5.2m～8.4m波幅衰減嚴(yán)重，8.4m～10.2m段波幅也有較大衰減，10.2m以下波形相似性較好，波幅沒有衰減，說(shuō)明裂縫在該處深度為10.2m，且5.2m以上張開度相對(duì)較大，5.2m～10.2m也有不同的張裂。

（三）砼質(zhì)量檢測(cè)

聲波CT是在單孔和跨孔測(cè)井的基礎(chǔ)上發(fā)展來(lái)的，它仍屬于聲波測(cè)井，是以彈性波理論為基礎(chǔ)，通過(guò)探測(cè)聲波在巖體內(nèi)的特征來(lái)研究巖體性質(zhì)和完整性的一種特殊探測(cè)方法。與傳統(tǒng)聲波探測(cè)方法不同的是：聲波CT是按一定規(guī)則采集大量數(shù)據(jù)，然后通過(guò)CT軟件成像并解釋的一種物探方法。兩孔之間的聲波CT，常采用在每個(gè)孔內(nèi)等距布點(diǎn)，然后交織成網(wǎng)狀測(cè)試的方法，由兩孔可以擴(kuò)展到多孔，從而對(duì)這些孔所跨地層進(jìn)行聲波CT測(cè)試。聲波CT可獲得豐富的信息，故在推斷斷層、檢測(cè)裂縫、評(píng)價(jià)巖體完整性、砼澆筑質(zhì)量及基礎(chǔ)灌漿效果等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。

新疆某水庫(kù)為大型水資源綜合利用控制型工程，水庫(kù)庫(kù)容6.4億m3，主壩高44 m，為粘土心墻砂礫料壩殼壩，水庫(kù)主壩右壩肩W150m截滲墻為砼體，嵌入至完整基巖內(nèi)，截滲墻頂板高程1150.48m，廊道寬3m，長(zhǎng)約36.5m。2002年9月水庫(kù)在地震后發(fā)現(xiàn)截滲墻頂部新出現(xiàn)三條裂縫，最大縫寬5 mm，深度不詳。

圖4為采用聲波CT對(duì)截滲墻ZK4～ZK2孔進(jìn)行的檢測(cè)成像圖，可以看出：兩孔間1150.48m～1144.30 m高程波速在1375m/s～3000m/s之間，在ZK4鉆孔1148高程上下和ZK2鉆孔1145高程上下靠近兩鉆孔的砼體波速很低，說(shuō)明砼體質(zhì)量很差；在ZK4鉆孔1145.5高程和ZK2鉆孔1144～1142高程范圍內(nèi)波速在2700m/s～3500m/s之間，砼體波速相對(duì)較高，說(shuō)明砼體質(zhì)量相對(duì)較好；在ZK4鉆孔1145.5高程和ZK2鉆孔1142高程以下波速在3500m/s以上，其砼體波速

高，說(shuō)明砼體完整質(zhì)量好。CT檢測(cè)也說(shuō)明砼截滲墻上部部分失效，需要進(jìn)行處理。

二、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上聲波檢測(cè)砼缺陷的實(shí)例可以有如下認(rèn)識(shí)：（1）采用聲波法檢測(cè)砼缺陷快速、方便；（2）檢測(cè)結(jié)果形象、直觀。

參考文獻(xiàn)

[1]宋先海，等．大體積混凝土深裂縫檢測(cè)及應(yīng)用效果分析[J]．工程物探，2002，（3）．

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關(guān)鍵詞:地質(zhì)勘察；工程技術(shù)；應(yīng)用發(fā)展

中圖分類號(hào)：P631文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

隨著工程勘察新技術(shù)的引進(jìn)和應(yīng)用，加之面對(duì)的工程地質(zhì)問(wèn)題越來(lái)越復(fù)雜，地質(zhì)勘察人員在勘察技術(shù)水平得到了提高的同時(shí)也面臨極高的挑戰(zhàn),本文簡(jiǎn)要分析了地質(zhì)勘查新技術(shù)。

1、 地質(zhì)勘察存在的問(wèn)題

1） 對(duì)工程地質(zhì)勘察的重要性和價(jià)值認(rèn)識(shí)不夠

2） 地勘部門地勘報(bào)告質(zhì)量不高

3）勘探方法不對(duì)

4）工程地質(zhì)勘察缺乏監(jiān)管

2、 勘察科技進(jìn)步與新技術(shù)發(fā)展

2.1 科技進(jìn)步與勘察成果

近幾年來(lái), 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、數(shù)字可視化技術(shù)在工程勘察領(lǐng)域得到應(yīng)用。在計(jì)算機(jī)建設(shè)上已實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)共享資源; 大部分電子版產(chǎn)品直接在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行傳閱和校審, 大大提高了工作效率; 基本實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助工程勘察, 達(dá)到信息化初始階段目標(biāo); 由于工程勘察專業(yè)具有多樣性、復(fù)雜性、隨機(jī)性和數(shù)據(jù)海量性等特點(diǎn), 信息化水平還有待進(jìn)一步提高。

2.2 新技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展思路

地質(zhì)、勘察系統(tǒng)人才培養(yǎng)與科技發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃, 明確了“培養(yǎng)建設(shè)一支結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)一流的工程勘察專業(yè)人才隊(duì)伍, 保持國(guó)內(nèi)工程勘察行業(yè)的領(lǐng)先水平, 力爭(zhēng)國(guó)際一流水平”的科技發(fā)展目標(biāo), 主要任務(wù)是密切關(guān)注、跟蹤、研究國(guó)內(nèi)一流的工程勘察企業(yè)的技術(shù)水平和發(fā)展動(dòng)態(tài), 通過(guò)加強(qiáng)行業(yè)協(xié)作及與國(guó)內(nèi)高校、科研院所的密切合作, 在引進(jìn)、消化、吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上, 進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。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(duì)復(fù)雜巖體( 包括軟弱蝕變巖體、大型松散堆積體、卸荷松動(dòng)巖體、高地應(yīng)力區(qū)巖體) 成因機(jī)制、工程地質(zhì)性狀、工程適應(yīng)性進(jìn)行科學(xué)試驗(yàn)研究; 同時(shí)開展 “三江干流”區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)科學(xué)研究及對(duì)水電工程開發(fā)、建設(shè)的影響。

( 2) 重點(diǎn)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(xiǎn)性評(píng)估方面的實(shí)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(dá)到或超過(guò)本行業(yè)平均水平, 積極開展新技術(shù)、新方法的引進(jìn)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(duì)新技術(shù)、新方法進(jìn)行重點(diǎn)研究。

(4) 廣泛應(yīng)用全站型自動(dòng)速測(cè)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(chǔ)、提供等方面逐步完善計(jì)算機(jī)技術(shù)在測(cè)繪領(lǐng)域的應(yīng)用, 以提高全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量及全野外數(shù)字成圖的精度和速度, 增加測(cè)繪產(chǎn)品的多樣化, 滿足市場(chǎng)需求。

( 5) 積極配合新的鉆探規(guī)程、抽水試驗(yàn)規(guī)程、壓水試驗(yàn)規(guī)程的貫徹實(shí)施。對(duì)勘探設(shè)備和試驗(yàn)工器具進(jìn)行重新整合, 盡快開展“自由震蕩法”抽水試驗(yàn)的研究工作, 研制小口徑雙管鉆具軸承儲(chǔ)油密封系統(tǒng), 并研究特殊巖體( 硬、脆、碎地層及

軟弱松動(dòng)巖體) 取芯技術(shù)。

( 6) 開發(fā)先進(jìn)的水情自動(dòng)測(cè)報(bào)軟硬件技術(shù), 自主開發(fā)改裝一些較先進(jìn)適用的水文測(cè)驗(yàn)儀器, 特別是泥沙采樣器。加快水文數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)。

3、地質(zhì)勘察新技術(shù)應(yīng)用

3.1 工程地質(zhì)

隨著建設(shè)項(xiàng)目規(guī)模的增大, 面對(duì)的工程地質(zhì)問(wèn)題越來(lái)越復(fù)雜且極具挑戰(zhàn)性。經(jīng)過(guò)不斷探索、實(shí)踐和提高, 在諸多領(lǐng)域具備了很強(qiáng)的技術(shù)實(shí)力,如: 工程巖質(zhì)高邊坡的工程地質(zhì)勘察研究、高壩大庫(kù)場(chǎng)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(kù)水庫(kù)誘發(fā)地震監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)研究等領(lǐng)域。尤其是在水電站294m 高雙曲拱壩和近700 m 高邊坡工程、該水電站近30 m 大跨度地下洞室、水電站高心墻堆石壩和天生橋水電站高面板堆石壩等地質(zhì)勘察研究技術(shù)上處于國(guó)際先進(jìn)水平。地質(zhì)分析的手段和方法也得到不斷發(fā)展。

( 1) 引進(jìn)和開發(fā)實(shí)用軟件。引進(jìn)邊坡穩(wěn)定計(jì)算程序( 包括理正軟件和EMU 程序等) 用于滑坡、塌岸穩(wěn)定分析, 提高勘察成果的定量化判識(shí)水平; 引進(jìn)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(jìn)一步完善“工程地質(zhì)軟件包程序( EGS2000)”, 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(jì)作用, 取得了較好的效果。

( 2) 結(jié)合工程實(shí)踐研究和開發(fā)新技術(shù)。與相關(guān)單位合作,開發(fā)邊坡斜面攝影成像技術(shù)用于工程實(shí)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; 采用院校合作方式開發(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。

( 3) 引進(jìn)并應(yīng)用新的地質(zhì)勘察和分析手段。在水電站勘察過(guò)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(cè)試技術(shù); 采用模型洞原位變形觀測(cè)分析地下洞室穩(wěn)定性; 在右岸構(gòu)造軟弱巖帶穩(wěn)定性分均采用了目前比較先進(jìn)的三維彈塑性有限法分析和三維流形元( FLAC) 分析方法, 為穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和工程施工設(shè)計(jì)提供了可靠的基礎(chǔ)資料和參考依據(jù)。

( 4) 其他新方法新技術(shù)的引進(jìn)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(yàn)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(cè)手段及鉆進(jìn)取芯技術(shù)的提高、物探各種測(cè)試手段的廣泛應(yīng)用強(qiáng)有力地促進(jìn)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(píng)價(jià); 充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù), 進(jìn)一步提高了地質(zhì)專業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率。

3.2 工程勘探

在已有的設(shè)備(各型鉆機(jī)、夯管機(jī)、錨桿機(jī)、拉撥試驗(yàn)機(jī)等)、使用新材料( 新型地質(zhì)鉆桿、高壓鋼扁管) 、引進(jìn)新技術(shù)新工藝( 大口徑鉆孔測(cè)斜技術(shù)、500m 深鉆孔地溫測(cè)量技術(shù)、勘探豎井開挖技術(shù)), 并進(jìn)行了研發(fā)技改( 套管腳止水器、鉆具防磨裝置、金剛石鉆具雙管接頭的改造、自卡式絲錐、穩(wěn)壓罐、旋轉(zhuǎn)式孔口封閉器、大口徑金剛石鉆頭等) 。近幾年, 又從生產(chǎn)需要出發(fā), 推廣應(yīng)用以下新技術(shù)新工藝: ①選取適合各類地層( 覆蓋層、松軟地層、嚴(yán)重坍塌漏失層) 的金剛石鉆頭, 提高鉆進(jìn)效率, 降低生產(chǎn)成本; ②研制出適合復(fù)雜地層鉆進(jìn)的薄金剛石鉆頭, 解決了軟硬相間巖石鉆進(jìn)取芯困難的問(wèn)題; ③繼續(xù)完善大壩灌漿變形觀測(cè)和抬動(dòng)觀測(cè)技術(shù), 確保壩體安全和工程質(zhì)量滿足要求; ④在河床沖積層勘探中, 采用了SM膠取芯技術(shù), 保證了試驗(yàn)樣品的原始狀態(tài), 為沖積層特性研究提供了真實(shí)可靠的材料。

3.3 工程測(cè)繪

目前,已擁有相當(dāng)數(shù)量的紅外測(cè)距儀, 還先后購(gòu)置了先進(jìn)的GPS全球定位系統(tǒng)儀, 打破了以往只會(huì)作航測(cè)外業(yè), 不會(huì)作航測(cè)內(nèi)業(yè)的歷史缺陷。采用全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行地形測(cè)繪; 采用GPS、RTK 技術(shù)進(jìn)行水下地形和線路測(cè)量; 采用測(cè)量機(jī)器人( TCA2003全站儀) 對(duì)水電站高邊坡、水電站變形監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)及其他電站施工測(cè)量控制網(wǎng)進(jìn)行自動(dòng)化觀測(cè)。在測(cè)繪監(jiān)測(cè)新技術(shù)的應(yīng)用中, 采用了“GPS 一機(jī)多天線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)新技術(shù)”對(duì)水電站的邊坡安全進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。到目前為止, 系統(tǒng)運(yùn)行良好, 該方法在提高工效的同時(shí), 還有效節(jié)約了成本。在水電站樞紐及庫(kù)區(qū)地形圖測(cè)繪中還采用了全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)成圖;新開發(fā)的橫剖面調(diào)制及記錄程序, 也在測(cè)量橫剖面制作工作中得到廣泛應(yīng)用。

3.4 工程物探

篇4

    關(guān)鍵詞:工程地質(zhì) 巖土工程 

    1.工程地質(zhì)學(xué)科的爭(zhēng)議

    教科書對(duì)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(wèn)題的科學(xué);②工程地質(zhì)學(xué)是研究人類工程活動(dòng)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(dòng)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(shí)質(zhì)中均不難看出,工程地質(zhì)學(xué)強(qiáng)調(diào)的工程和地質(zhì)的關(guān)系,研究的是人類工程活動(dòng)與自然地質(zhì)環(huán)境的相互作用。但是,近年來(lái)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(gè)專業(yè)在高校也被取消了。一時(shí)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(jìn)時(shí)髦的,才是可以適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)并與國(guó)際接軌的。這是近年來(lái)分歧最大的爭(zhēng)議。 

    這些年來(lái)工程地質(zhì)勘察的不景氣以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的不規(guī)范化,工程地質(zhì)勘察隊(duì)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(xiàng)工程應(yīng)用技術(shù),是針對(duì)地質(zhì)體的工程缺陷實(shí)施的工程措施而進(jìn)行的一系列設(shè)計(jì)和施工過(guò)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(duì)地基的工程要求,因此又有“巖土工程處理技術(shù)”的別名,說(shuō)明巖土工程的確是一項(xiàng)實(shí)實(shí)在在的工程技術(shù)。確立工程地質(zhì)學(xué)是一門獨(dú)立的學(xué)科,盡管也僅僅是本世紀(jì)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?yàn)樗邆鋵W(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(shuō),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(gè)分支學(xué)科或應(yīng)用學(xué)科,這是符合實(shí)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(dòng)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(gè)分支,好象還說(shuō)得過(guò)去;而反過(guò)來(lái)用巖土工程來(lái)代替工程地質(zhì),則實(shí)在有些牽強(qiáng)附會(huì)。

    1997年6月20-27日,國(guó)際工程地質(zhì)學(xué)會(huì)在希臘召開了一次學(xué)術(shù)討論會(huì),會(huì)上決定將本學(xué)會(huì)名稱改為:國(guó)際工程地質(zhì)學(xué)與環(huán)境學(xué)會(huì)。我國(guó)組團(tuán)15人參加,王思敬任團(tuán)長(zhǎng)。隨后國(guó)內(nèi)也有人提出工程地質(zhì)學(xué)會(huì)改名,以便與國(guó)際接軌,但一直未獲通過(guò)。在近幾年的中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)工程地質(zhì)專委會(huì)會(huì)議上,學(xué)科和學(xué)會(huì)更名問(wèn)題的交鋒一直也沒有停止過(guò)。我國(guó)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(rèn)為如此嚴(yán)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(guó)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(duì)最優(yōu)的工程建筑地區(qū)或場(chǎng)地;②評(píng)價(jià),闡明工程建筑區(qū)或場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件,進(jìn)行定性和定量的工程地質(zhì)評(píng)價(jià),準(zhǔn)確界定工程地質(zhì)問(wèn)題;③預(yù)測(cè)工程建筑物興建和運(yùn)用過(guò)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(gè)專業(yè),一切工程建設(shè)均將成為空中樓閣,這是常識(shí)性問(wèn)題,我們?cè)谶@里反復(fù)強(qiáng)調(diào)好象有些多于。然而,現(xiàn)實(shí)確讓這一基礎(chǔ)性專業(yè)處于一個(gè)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(shí)踐性;

    ②專業(yè)不景氣,社會(huì)地位和經(jīng)濟(jì)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(dòng)機(jī),專業(yè)本身的局限性;

    ③規(guī)程規(guī)范存在的問(wèn)題;

    ④工程地質(zhì)勘察技術(shù)的局限性;

    ⑤相關(guān)專業(yè)對(duì)工程地質(zhì)專業(yè)的輕視;

    ⑥長(zhǎng)官意志,某些決策者對(duì)工程地質(zhì)專業(yè)的無(wú)知或輕視;

    ⑦世人對(duì)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(wèn)題而嚴(yán)重影響工程建設(shè)的實(shí)例太多,教訓(xùn)太深刻,順手拈來(lái)幾個(gè)實(shí)例:

    ①云南漫灣水電站左壩肩順層滑坡和建材問(wèn)題;

    ②貴州天生橋二級(jí)水電站廠址、隧洞等問(wèn)題;

    ③貴州東風(fēng)水電站右壩肩和帷幕線上的巖溶問(wèn)題;

    ④烏江彭水水利樞紐前期工作重復(fù)問(wèn)題;

    ⑤雅礱江錦屏二級(jí)水電站巖溶地下水問(wèn)題;

    ⑥軟弱夾層的遺漏對(duì)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(duì)嗎?這個(gè)問(wèn)題也是這些年來(lái)工程界的一個(gè)熱門話題,筆者認(rèn)為答案是否定的。

    ①陜西東莊水庫(kù)灰?guī)r壩址滲漏嚴(yán)重不能建壩;

    ②小浪底滑坡性質(zhì)界定對(duì)設(shè)計(jì)的影響;

    ③天生橋二級(jí)水電站移民區(qū)是否滑坡對(duì)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(wèn)題,有時(shí)可能是決定性的;

    ⑤地質(zhì)邊界條件和地質(zhì)參數(shù)對(duì)工程設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)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(jì)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(duì)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(jì)理論,計(jì)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(yàn);最好補(bǔ)一些數(shù)學(xué)、力學(xué)、水力學(xué)、巖土力學(xué)、巖石試驗(yàn)、有限元分析和計(jì)算機(jī)應(yīng)用等方面的基礎(chǔ)課。五十年代初,由于我國(guó)水利水電工程地質(zhì)專業(yè)人才奇缺,一批設(shè)計(jì)師改行從事工程地質(zhì)專業(yè)的學(xué)習(xí)和工作,后來(lái)大都成為工程地質(zhì)專業(yè)的優(yōu)秀專家。實(shí)踐證明,地質(zhì)師的工程概念清晰,地質(zhì)工作會(huì)得心應(yīng)手;反之則可能事倍功半。

    7.工程地質(zhì)要面對(duì)現(xiàn)實(shí)著眼未來(lái)

    汪恕誠(chéng)部長(zhǎng)最近講話強(qiáng)調(diào):不能老修改設(shè)計(jì),因?yàn)楦阏型稑?biāo)尤其是國(guó)際合同,修改設(shè)計(jì)就意味著被索賠。修改一個(gè)設(shè)計(jì),似乎節(jié)省了某一個(gè)工程量,而索賠量比這個(gè)還大,大量修改設(shè)計(jì)怎么得了?汪部長(zhǎng)的這段講話似乎在批評(píng)設(shè)計(jì),實(shí)則是水利水電工程地質(zhì)的一個(gè)千載難逢的新的契機(jī)。

    如何理解汪部長(zhǎng)的這段話?我們認(rèn)為首先要搞清楚為什么修改設(shè)計(jì),水利工程因?yàn)榈刭|(zhì)問(wèn)題而修改設(shè)計(jì)的可以舉出若干例子來(lái)。

    修改設(shè)計(jì)往往賴地質(zhì),我們當(dāng)然可以理直氣壯地說(shuō):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(zhǔn)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(wèn)題的界定不明確或界定有錯(cuò)誤,學(xué)術(shù)技術(shù)問(wèn)題得不到廣泛的討論和爭(zhēng)論,工程地質(zhì)問(wèn)題的真理有時(shí)往往掌握在少數(shù)人手里。

    很明顯,要想不修改設(shè)計(jì),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(shí),堅(jiān)持真理,實(shí)事求是,還要努力學(xué)習(xí),開拓進(jìn)取,勇于創(chuàng)新,更要勤于實(shí)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?去維護(hù);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(zhēng)取

篇5

[論文摘要]針對(duì)老貓水水庫(kù)工程存在的問(wèn)題，對(duì)建成運(yùn)行以來(lái)的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件及大壩滲漏、穩(wěn)定作出評(píng)價(jià)，并提出相應(yīng)的滲漏處理措施。

老貓水水庫(kù)建于20世紀(jì)70年代，水庫(kù)位于甕安縣城北面34Km的龍?zhí)拎l(xiāng)官塘村境內(nèi)，是一座以農(nóng)田灌溉為主的小型水庫(kù)。工程建設(shè)時(shí)，未對(duì)水庫(kù)及壩址區(qū)進(jìn)行地質(zhì)勘察，至今無(wú)相關(guān)地質(zhì)資料，針對(duì)工程存在的問(wèn)題，列為病險(xiǎn)水庫(kù)治理，需對(duì)建成運(yùn)行以來(lái)的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件及大壩滲漏、穩(wěn)定作出評(píng)價(jià)，并提出相應(yīng)的滲漏處理措施。

一、區(qū)域地質(zhì)概況

（一）地層巖性

區(qū)內(nèi)主要是白堊系中統(tǒng)、扎佐組K2Z，三疊系統(tǒng)關(guān)嶺組1-3段T2g3、T2g2、T2g1、下統(tǒng)茅草鋪組，夜郎組，大冶群T1m、T2y，巖性主要為紫紅色礫巖，含鈣質(zhì)、泥質(zhì)粉砂巖、灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，泥質(zhì)瘤狀灰?guī)r，紫紅、紫綠色頁(yè)巖，含鈣質(zhì)、泥質(zhì)白云巖、白云質(zhì)頁(yè)巖，紅色厚層塊狀白云巖。

（二）地質(zhì)構(gòu)造

境內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造屬于貴州東部南北向構(gòu)造帶及東西構(gòu)造黔中隆起，橫跨反接之重疊地區(qū)，有南北向、東西向、華夏系、新華夏系及各種扭動(dòng)構(gòu)造，其中以南北向構(gòu)造形跡最為顯著。區(qū)域性南北向構(gòu)造，主要由一系列南北向褶皺及其伴生的南北向沖斷層組成，有復(fù)向斜和復(fù)背斜，均具扭動(dòng)構(gòu)造特征，且相間成雁列排行，龍?zhí)料蛐?，兩翼近于?duì)稱，產(chǎn)狀較緩，傾角為30-50度，整個(gè)向斜由南向北成波狀起伏，軸線具有S型，其西面有河沙壩斷裂，東面有天文旋轉(zhuǎn)構(gòu)造的壓扭性斷裂，河沙壩斷裂位于北東50-60度，傾角30-45度，斷層帶寬度40-80m，斷距大于1500m，延伸大于40km，屬壓性沖斷層。水庫(kù)位于河沙壩斷裂及天文壓性及壓性扭性斷裂之間，背斜軸線走向近SN，兩翼巖層基本對(duì)稱，巖層傾角為30-45度，在庫(kù)區(qū)范圍內(nèi)無(wú)地震活動(dòng)記錄。

（三）巖溶水文地質(zhì)特征

區(qū)域內(nèi)水系發(fā)育，烏江河流從水庫(kù)西側(cè)流徑，受巖性及構(gòu)造控制地下水以烏江為排泄基準(zhǔn)面，地下水的類型主要有碳酸鹽巖溶水及巖溶裂隙水，碎屑巖裂隙水，自堊系為礫巖及泥質(zhì)砂巖，巖溶較發(fā)育，泉流量一般

二、庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)條件

（一）庫(kù)區(qū)滲漏

水庫(kù)位于烏江河流右岸，受烏江河流的切割，地表水以烏江河流為排泄基準(zhǔn)面，水庫(kù)正常蓄水與河流高差300m，庫(kù)內(nèi)尾段有一條壓性扭動(dòng)褶皺出露，并深內(nèi)庫(kù)內(nèi)地下，當(dāng)水庫(kù)蓄水至5米左右時(shí)，能聽到流水聲，水庫(kù)建于麻池河下游，切河而建，在枯水季節(jié)和無(wú)大暴雨的情況下，水就從沿途的溶洞流失，無(wú)水進(jìn)水庫(kù)內(nèi)，壩基滲漏，壩與山體接觸面滲漏，水位越高，滲漏量增大，水庫(kù)蓄水達(dá)到正常蓄水位于，滲漏量累計(jì)有0.02L/S。庫(kù)內(nèi)下游河流有3處泉點(diǎn)出現(xiàn)，受水庫(kù)蓄水限制，滲漏量可達(dá)0.5L/S至6L/S。根據(jù)泉點(diǎn)與水庫(kù)蓄水運(yùn)行觀測(cè)泉水與庫(kù)水有水力聯(lián)系，說(shuō)明水庫(kù)向下游產(chǎn)生滲漏。

（二）庫(kù)岸穩(wěn)定

庫(kù)區(qū)植被較好，除上游為良田外，老貓水水庫(kù)左、右壩肩均為灌木林地，岸坡坡度較緩，無(wú)大不良物理地質(zhì)體，庫(kù)岸穩(wěn)定。淤積量大。

三、壩址區(qū)工程地質(zhì)條件

（一）地形地貌

壩址區(qū)溝谷淺切，呈不對(duì)稱的“U”型谷，右岸山體高，岸坡陡，坡度40-50度，局部為陡壩，16m高以上為臺(tái)地，右岸山體低，坡度35度-40度，屬碳酸鹽巖溶地中山地貌，巖層傾向庫(kù)內(nèi)偏下游，近于縱向谷。

（二）巖溶水文地質(zhì)特征

壩址處于T1m、T2g白云巖，巖體破碎，風(fēng)化嚴(yán)重，巖溶發(fā)育，地下水活動(dòng)強(qiáng)烈，在壩下游河床300m1000m之間有泉點(diǎn)1、2、3出露，泉水流量不穩(wěn)定，隨著水庫(kù)水位的升高，形成泉水逐漸增大，經(jīng)水庫(kù)運(yùn)行觀測(cè)，泉水流量與庫(kù)水位呈線性關(guān)系，說(shuō)明3個(gè)泉點(diǎn)是水庫(kù)集中滲漏點(diǎn)，在左壩肩，庫(kù)水沿層間溶隙及壩體與基巖的接觸帶滲漏，滲漏點(diǎn)不集中，呈篩狀分散滲漏，流量隨庫(kù)水位的升降而變化。

（三）滲漏原因分析

水庫(kù)滲漏包括壩基、繞壩滲漏、庫(kù)內(nèi)褶皺產(chǎn)生裂隙滲漏，壩體與基巖接觸帶滲漏，根據(jù)水庫(kù)多年蓄水運(yùn)行觀測(cè)，庫(kù)水集中滲漏點(diǎn)有3處，分別是壩下游300-1000m泉點(diǎn)1、2、3，分散滲漏點(diǎn)較多，在正常蓄水位時(shí)，總滲漏水量達(dá)6L/s。

根據(jù)壩址區(qū)的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，庫(kù)水滲漏現(xiàn)狀觀測(cè)，水庫(kù)滲漏原因有3方面：

①壩基及繞壩滲漏是基巖受構(gòu)造及巖性控制，巖層產(chǎn)狀陡傾，層間溶蝕裂隙發(fā)育，庫(kù)水沿層間溶蝕裂隙產(chǎn)生滲漏； 轉(zhuǎn)貼于

②壩體與基巖接觸帶滲漏是由于建壩時(shí)清基不徹底，基礎(chǔ)未置于弱風(fēng)化帶上；

③壩體滲漏是建壩時(shí)的施工技術(shù)水平、建筑材料等未達(dá)到設(shè)計(jì)要求規(guī)范所致。

（四）滲漏處理措施

根據(jù)水庫(kù)的工程地質(zhì)、巖溶水文地質(zhì)條件及巖石的滲透性質(zhì)特點(diǎn)，采用帷幕灌漿處理水庫(kù)滲漏，其設(shè)計(jì)及工藝措施要點(diǎn)為：

①在庫(kù)內(nèi)褶皺帶設(shè)置雙排帷幕，其余部位和壩肩設(shè)置單排帷幕；

②鉆孔本著依序次施工、逐漸加密的原則，按一、二、三序進(jìn)行，施工程序及工藝嚴(yán)格按有關(guān)《規(guī)程》要求。

③帷幕線長(zhǎng)度為弱巖溶式，總長(zhǎng)80 m，孔距4m，共計(jì) 20 個(gè)孔；

④采用懸掛式帷幕，下限達(dá)基巖深度12m，底界控制在Lu≤10，高程為825.00m附近，底界與白云巖弱風(fēng)化帶搭接。

⑤先導(dǎo)孔和檢查孔的巖心采取率≥85％；

⑥帷幕灌漿采用自下而上分段灌漿法或自上而下分段灌漿法，一般孔段灌注材料以R.O 32.5普通硅酸鹽水泥為主，搭接面附近及主滲漏區(qū)以R.O 42.5水泥――水玻璃雙液灌為主；

⑦灌漿壓力一般按1.0－1.5倍水頭，但不引起壩變形為宜。

四、結(jié)論

在碳酸巖地區(qū)，因巖溶發(fā)育而產(chǎn)生滲漏、穩(wěn)定問(wèn)題，造成的病險(xiǎn)水庫(kù)較多，在開展工作時(shí)，應(yīng)地質(zhì)測(cè)繪、物探方法及水庫(kù)多年蓄水運(yùn)行觀測(cè)來(lái)綜合分析，采取有效、經(jīng)濟(jì)的處理方案；

對(duì)強(qiáng)巖溶地區(qū)的滲漏處理，采用帷幕灌漿為主的綜和治理技術(shù)，先進(jìn)行勘測(cè)，再針對(duì)病害原因進(jìn)行灌漿或其它止漏技術(shù)設(shè)計(jì)。施工中，根據(jù)巖溶發(fā)育情況，及時(shí)修正施工工藝，并配合其它防滲處理技術(shù)，切忌盲目施灌；

灌漿孔的布置根據(jù)實(shí)際情況而定，在強(qiáng)巖溶地段，帷幕厚度不完全取決于灌漿排數(shù)及排距，一般單排即可滿足要求，必要時(shí)增灌，孔距也根據(jù)實(shí)際情況定，以試灌加密孔距的方法，灌漿材料除水泥外，可采用水泥粘土混合液，必要時(shí)加速灌劑，除水泥灌漿外，也可采用其它止漏技術(shù)；

加強(qiáng)灌漿施工期的觀測(cè)分析工作，以便及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，修正灌漿處理工藝設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

[1]貴州省甕安縣自然經(jīng)濟(jì)地圖集1989.

[2]中國(guó)七三二部隊(duì)，區(qū)域水文地質(zhì)報(bào)告.

篇6

關(guān)鍵詞：水利工程；防滲墻；施工；質(zhì)量隱患；質(zhì)量檢測(cè)

近幾年，隨著防滲墻施工工藝技術(shù)的成熟和施工工具的不斷改進(jìn)完善，將防滲墻用于水庫(kù)大壩的加固設(shè)計(jì)，已經(jīng)成為水庫(kù)加固工程的重要方法，而且以往的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)告訴我們，防滲墻在土石壩加固中的應(yīng)用成果是可喜可賀的。但防滲墻種類繁多，屬于地下隱蔽工程，施工技術(shù)較復(fù)雜，施工過(guò)程中受外界環(huán)境條件影響較大，質(zhì)量控制難度較大，而防滲墻施工工程關(guān)系到社會(huì)的安穩(wěn)、人民群眾的生命安全。因此，如何通過(guò)檢測(cè)防滲墻質(zhì)量，確保防滲加固工程的質(zhì)量具有重要意義。

1防滲墻質(zhì)量檢測(cè)的必要性

一般來(lái)說(shuō)，不同施工工藝，不同類型的防滲墻會(huì)產(chǎn)生不同的質(zhì)量問(wèn)題。高噴灌漿防滲墻由于壩體下部土壓力較上部大，易產(chǎn)生上粗下細(xì)，厚度不均勻的水泥灌漿固結(jié)體，同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)墻體搭接不良、成墻不連續(xù)、離析、夾泥、空洞、蜂窩等質(zhì)量隱患?；炷练罎B墻（塑性和剛性）主要質(zhì)量問(wèn)題有：不同施工槽段接合不好，墻體連續(xù)性差，墻體底部沉渣過(guò)厚，墻體嵌入基巖深度不夠，墻體夾泥，離析、蜂窩，澆注不連續(xù)而產(chǎn)生裂縫。同時(shí)，防滲墻施工過(guò)程中，混凝土是泥漿下澆注，容易出現(xiàn)塌槽、墻體含泥量大等質(zhì)量隱患。深層攪拌水泥土防滲墻可能出現(xiàn)的主要問(wèn)題是墻體搭接不良，出現(xiàn)開叉，墻體連續(xù)性差，墻體搭接處厚度偏小。因此，防滲墻質(zhì)量檢測(cè)中需要關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題有：①墻體厚度，特別是墻體下部的厚度；②墻體搭接，墻體開叉、夾泥、蜂窩、空洞；③施工槽段間墻體接縫處夾泥，澆注不連續(xù)引起的水平橫縫；④墻體滲透系數(shù)，沉渣厚度。

堤壩防滲墻的質(zhì)量對(duì)于壩體的防滲及穩(wěn)定具有重要的影響，由于防滲墻施工過(guò)程中可能存在上述質(zhì)量隱患。因此，如何對(duì)修建好的防滲墻進(jìn)行有效的質(zhì)量檢測(cè)，及時(shí)探測(cè)墻體中的潛在質(zhì)量隱患，對(duì)于水庫(kù)的竣工驗(yàn)收和安全運(yùn)行具有重要的意義。

2 防滲墻質(zhì)量檢測(cè)的方法

2.1 地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)原理及方法

地質(zhì)雷達(dá)利用高頻電磁波（106-109Hz或更高）以寬頻帶短脈沖形式，通過(guò)發(fā)射天線送入檢測(cè)介質(zhì)，通過(guò)電磁脈沖在地下介質(zhì)交界面上的反應(yīng)特征來(lái)反映地下地質(zhì)情況。由于不同介質(zhì)的介電常數(shù)和導(dǎo)電性能的差異，雷達(dá)天線發(fā)射的電磁波一部分能量被界面反射折向地表，被接收天線接收；另一部分能量透過(guò)界面繼續(xù)向下傳播，在更深的交界面上被反射回地面，直到能量被完全吸收為止。這樣，就可在某個(gè)測(cè)點(diǎn)上得到隨時(shí)間變化的一組反射電磁波。當(dāng)發(fā)射天線和接收天線以固定間距，同時(shí)沿測(cè)線移動(dòng)時(shí)，可以得到沿某一測(cè)線上反映地下介質(zhì)分布的地質(zhì)雷達(dá)圖像。通過(guò)分析反射波的到達(dá)時(shí)間、幅度和相位變化研究介質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分布規(guī)律。

一般來(lái)說(shuō)，目前常用的雙天線地質(zhì)雷達(dá)主要采用3種觀測(cè)方式：反射觀測(cè)方式（剖面法）、共中點(diǎn)法（寬角法）、透射觀測(cè)方式。實(shí)際探測(cè)時(shí)，應(yīng)根據(jù)目標(biāo)體的特點(diǎn)，選擇合適的探測(cè)方法。

2.2 超聲波透射法探測(cè)原理及方法

混凝土和其它各向同性的均勻介質(zhì)不同，是由多種材料組成的多相非勻質(zhì)體。當(dāng)混凝土無(wú)缺陷時(shí)，混凝土是連續(xù)體，聲波在其中傳播的速度是有一定范圍的；當(dāng)傳播路徑遇到混凝土有缺陷時(shí)，如斷裂、裂縫、空洞、夾泥和離析等，混凝土連續(xù)性中斷，缺陷區(qū)與混凝土成為界面，聲波在這界面上發(fā)生反射、散射與繞射，聲波將發(fā)生衰減，造成傳播時(shí)間延長(zhǎng)，使聲速增大。聲波透射法就是利用超聲波在混凝土中傳播的這些聲學(xué)參數(shù)的變化，來(lái)分析判定墻身缺陷的程度并確定其位置。

防滲墻聲波測(cè)試一般采用鉆孔聲波測(cè)井和跨孔聲波測(cè)試進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)試方法如圖1所示。鉆孔聲波測(cè)井時(shí)使用一發(fā)雙收換能器。在發(fā)射換能器發(fā)射脈沖聲波，利用井液耦合，取得沿防滲墻鉆孔壁傳播到達(dá)兩個(gè)接收換能器的走時(shí)T1、T2。然后根據(jù)聲波走時(shí)T1、T2和兩個(gè)接收換能器的距離長(zhǎng)度L計(jì)算其縱波速度?？缈茁暡y(cè)試?yán)镁?水)耦合分別在2個(gè)鉆孔中，利用換能器一發(fā)一收測(cè)得聲波在防滲墻中的走時(shí)讀數(shù)T，再根據(jù)鉆孔的水平距離計(jì)算防滲墻體的縱波速度Vp。根據(jù)測(cè)定的聲學(xué)參數(shù)（聲速、波幅、斜率法的PSD值）綜合判斷墻體中存在的質(zhì)量缺陷。

圖1聲波測(cè)試圖

3 防滲墻質(zhì)量檢測(cè)工程實(shí)例

3.1 工程概況

某水庫(kù)的大壩采用塑性混凝土防滲墻，墻體設(shè)計(jì)強(qiáng)度2.0-5.0MPa，墻體設(shè)計(jì)滲透系數(shù)≤1×10-6cm/s，彈性模量≤1500MPa，設(shè)計(jì)厚度為60cm，墻體深度嵌入弱風(fēng)化基巖0.5-1.0m。

3.2 檢測(cè)方法及標(biāo)準(zhǔn)

在防滲墻質(zhì)量檢測(cè)工作的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過(guò)不斷探索和改進(jìn)，形成了一套可行的探測(cè)方法。首先采用地質(zhì)雷達(dá)對(duì)墻體進(jìn)行大范圍隱患普查，分析探測(cè)結(jié)果，在可疑的部位有針對(duì)性地布置鉆孔，結(jié)合鉆孔取芯、注水試驗(yàn)和聲波透射等綜合檢測(cè)技術(shù)來(lái)分析防滲墻的質(zhì)量隱患。檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)參照《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范JGJ106-2003》《水利水電工程物探規(guī)程SL326-2005》。

⑴地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)

采用加拿大EKKO系列探地雷達(dá)系統(tǒng)，系統(tǒng)配置了多種頻率的天線，本次探測(cè)主要選100MHz和50MHz的天線，測(cè)點(diǎn)間距為0.5m。沿防滲墻軸線平行布設(shè)水平測(cè)線,垂直防滲墻軸向布設(shè)垂直測(cè)線，形成的縱橫測(cè)網(wǎng)可基本控制整個(gè)防滲墻的分布。將獲取的地質(zhì)雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列的處理分析，由地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)結(jié)果可知，雷達(dá)探測(cè)剖面上多次反射信號(hào)明顯，反射信號(hào)的振幅較大，相位較連續(xù)，左、右壩肩部位墻體與基巖面分界面較清晰，壩頂路面混凝土與防滲墻頂部覆蓋的填土界面清晰，分層明顯。

為驗(yàn)證地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)方法的有效性和可靠性，在左壩肩布設(shè)了一個(gè)鉆孔，對(duì)比分析鉆孔編錄成果與地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)結(jié)果，可知：地質(zhì)雷達(dá)對(duì)防滲墻淺部的探測(cè)較為準(zhǔn)確，對(duì)壩頂混凝土路面及防滲墻體頂部上覆填土厚度的探測(cè)精度較高，誤差小于0.2m。對(duì)于深度為10m的防滲墻，使用地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)其深度的偏差小于0.5m。

⑵地質(zhì)鉆孔并結(jié)合聲波透射法

采用地質(zhì)雷達(dá)對(duì)大壩防滲墻進(jìn)行隱患普查后，分析探測(cè)結(jié)果，對(duì)局部相位不連續(xù)，出現(xiàn)異常分界面的部位布設(shè)鉆孔，取芯并進(jìn)行注水試驗(yàn)和采用RSMSY-5型聲波檢測(cè)儀進(jìn)行聲波測(cè)試。鉆孔取芯法能直觀地通過(guò)鉆取的芯樣，分析墻體中存在的夾泥、夾渣、離析、膠結(jié)不良、澆注不連續(xù)形成的裂縫等質(zhì)量缺陷。

圖3 ZK3 聲波測(cè)試結(jié)果

跨孔聲波測(cè)試時(shí)，分別在相鄰不同施工槽段布設(shè)鉆孔，以檢測(cè)槽段間接縫情況。單孔一發(fā)雙收聲波測(cè)試時(shí)，數(shù)據(jù)采集間隔為0.2m。跨孔聲波透射時(shí)，數(shù)據(jù)采集間隔為0.5m。測(cè)試時(shí)，先進(jìn)行平測(cè)普查，并對(duì)可疑的測(cè)點(diǎn)進(jìn)行加密平測(cè)，確定異常部位的縱線范圍，再利用斜測(cè)進(jìn)一步探測(cè)，綜合平測(cè)和斜測(cè)的結(jié)果，判斷墻體質(zhì)量。根據(jù)聲波探測(cè)結(jié)果圖2可知：ZK3在孔深14.6m處波速突然減小，振幅也突然減小，聲速值明顯低于正常塑性混凝土的聲速值，與粘土的聲速值較為接近，可判斷該測(cè)點(diǎn)防滲墻體夾泥；孔深19.0-21.0m，測(cè)點(diǎn)的聲速整體減小，且均低于正常塑性混凝土的聲速，與強(qiáng)風(fēng)化巖石的波速基本相當(dāng)，說(shuō)明該測(cè)段為防滲墻體與基巖接觸帶。這與現(xiàn)場(chǎng)鉆孔取芯的情況相符。由聲波測(cè)試結(jié)果圖3可知：ZK2孔深16.0m處，墻體夾泥。ZK6孔深15.0m處為墻體與基巖的分界面。聲波測(cè)試反映的墻體質(zhì)量問(wèn)題與現(xiàn)場(chǎng)鉆孔取芯的情況均相符合，這也驗(yàn)證了聲波測(cè)試方法的有效性和可靠性。

圖4 跨孔聲波測(cè)試結(jié)果圖

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，我國(guó)在水利工程加固防滲墻方面的技術(shù)尚未成熟，很多設(shè)計(jì)方面的計(jì)算不夠規(guī)范，加上防滲墻施工技術(shù)較復(fù)雜、質(zhì)量控制難度較大，因此，針對(duì)防滲墻的施工質(zhì)量檢測(cè)還是非常有必要的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，防滲墻質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)方法，將會(huì)不斷的完善。

參考文獻(xiàn)