導語：堤防加固地質勘探認識一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

九龍江是福建省境內第二大河流,位于福建省西南部,主河道長285km,流域面積14741km2。九龍江中下游地區(漳州)現有防洪堤長為207•2km,始建于20世紀五六十年代,基本為土堤。受制于當時的財力和物力,目前部分防洪堤防洪標準低,部分堤防未封閉,堤身單薄、散浸、填筑質量差,堤基滲漏、管涌,堤腳沖刷嚴重。隨著“海西”建設步伐加快,工業化、城市化、鄉鎮城鎮化迅速發展,重要經濟開發區的規模不斷擴大,九龍江中下游地區的防洪排澇工程已無法滿足社會經濟發展的需要。近幾年,隨著國家加大水利工程建設投資,漳州地區堤防工程除險加固工作也正在分期分批進行。

1工程地質測繪及調查的重要性

堤防勘察工作的布置要符合勘察階段深度的要求,遵循先準備后布置,先重點后一般,先建筑物后堤身、堤基的原則。在充分收集已有勘察資料和堤防歷年險情的基礎上,將工程地質條件較差的堤段和歷年險情較多的堤段作為重點優先布置,同時考慮穿堤建筑物。因此,在堤防工程勘察工作量布置前應先進行工程地質測繪及調查,查明工程區的地形地貌特征及其成因類型、微地貌單元及堤線附近的塘、潭、坑、溝、渠及水井等的性狀、位置、分布范圍,分析其對堤基滲漏、穩定的影響;調查堤身、堤基病害險情,包括堤身滑坡、開裂、塌陷、浸散、漏水洞,堤基滲漏、滲透破壞(管涌、流土),以及其他各種病險情和不良地質現象的分布位置、范圍、特征、險情成因及護坡護岸工程現狀和堤外灘寬度、決口扇、古河道等情況。只有先進行工程地質測繪及調查,查明堤防區的地形地貌特征、基本地質情況及病險害分布情況后,才能有針對性地、合理地進行勘察工作量布置。目前有些勘察單位未進行工程地質測繪及調查,未充分掌握堤防工程的基本地質情況及病險情,盲目按《堤防工程地質勘察規程》(SL188—2005)(以下簡稱《規程》)中有關剖面間距及鉆孔孔距的規定,于圖紙上等間距地進行縱剖面鉆孔布置及橫剖面布置;結果花費了不少勘察工作量,而堤防工程的病險情卻未能分析查明;提交的勘察報告中的鉆孔資料、數據不能如實地反映堤防工程存在的病險情、隱患,報告提交主管部門審查后不能通過,需返工補充勘察,事倍功半。

2堤身填土勘察方法

作為“地質體”的堤基土層,是在地質歷史時期或近代,在內、外營力作用下形成的土體。其工程特性受成因類型、礦物組成、顆粒組成、土體結構、含水狀態和固結作用等因素的控制,具有較強的規律性。而堤身土體是線形的“工程體”,由人工填筑而成,其質量優劣受填筑土料、設計標準、施工方法等因素的控制和影響。因此,堤身填土質量具有極大的隨機性。而堤身中發現的施工雜物、透水夾層、生物洞穴等的分布,其隨機性就更大了。此類隨機性的工程隱患問題,用常規的地質勘察手段往往難以查明。因此,《規程》6•0•2指出:“堤身勘察宜堅持地面調查、物探和勘探相結合的原則”。堤身歷年險情是堤身填土最直觀的表現,堤身的缺陷往往通過險情而暴露無遺。因此,堤身勘察應以地面調查和物探為主,輔以少量的勘探,這樣既節省經費,又快捷便利。也就是說,堤身勘察首先應通過現場工程地質測繪及調查,了解堤防工程地段的地形地貌特征、微地貌單元和周邊地質環境,堤身填土的物質組成、密實程度、滲透性能,堤身現狀及歷史險情,加固處理措施等。再通過工程物探(主要有地質雷達、高密度電法、地震探測等)了解堤身疏松透水夾層、生物洞穴等隱患的具體分布,并結合必要的勘探手段,取巖心觀測、進行原位測試(主要有標準貫入試驗、動力觸探試驗、靜力觸探試驗、十字板剪切試驗、注水試驗、抽水試驗、壓水試驗等)和取原狀(或擾動)土樣進行室內土工試驗(包括顆粒分析、物理性試驗、滲透試驗及力學性試驗)。通過三者的有機結合,能夠有效、準確的查明堤防工程堤身填土的質量及隱患分布,以便對堤防工程堤身狀況給予恰當、充分的評價,并提供合理的地質參數,為堤防的除險加固設計服務。

3已建堤防除險加固的勘察深度

關于已建堤防除險加固勘察的地質勘察深度,《規程》中有明確的規定,但在實際勘察過程中發現,部分規定可操作性較差。

1)堤防工程地質勘察勘探剖面間距及孔距問題。關于縱剖面鉆孔間距,《規程》5•3•2指出:“堤防勘探縱剖面宜沿堤防中心線或防滲軸線、減壓井軸線布置。可行性研究階段鉆孔間距宜為500~1000m,初步設計階段宜為100~500m,險情多發、地質條件復雜或防洪墻段應適當加密鉆孔。”已建堤防除險加固工程地質勘察的勘察精度應達到初步設計階段的要求,因此其縱剖面鉆孔孔距宜為100~500m,這點比較好把握。關于橫剖面間距,《規程》5•3•3指出:“橫剖面間距宜為堤防中心線縱剖面上鉆孔間距的2~4倍,險情多發段、地質條件復雜段應適當加密橫剖面,每一工程地質單元應至少有一條橫剖面。”并規定在淵、潭、塘、溝、渠等微地貌變化較大的地段,堤防險情段,物探異常位置,擬扒口分洪段,小型涵閘閘址處應布置橫剖面。關于橫剖面鉆孔孔距,《規程》5•3•3指出:“橫剖面上宜布置3~6孔:堤防中心線1孔、堤外1~2孔、堤內1~3孔,孔距宜為20~200m。”筆者認為,在漳州地區,漳州平原是福建省最大的沖積—海積平原,其為沖洪積物與海積物交互沉積,地層往往復雜多變,特別是河流分叉段、河口段,上部多為粉質粘土、砂及淤泥呈韻律沉積,其地層厚度、層位復雜多變,橫剖面孔距20~200m跨度偏大,實際勘察布置勘探孔時孔距不好把握。根據多年的勘察經驗,漳州地區橫剖面孔距宜控制在20~100m范圍內比較適宜,孔距超過100m則地層不易控制。而根據已建堤防險情調查結果,絕大多數堤防堤基滲漏、管涌、流土等險情的發生,一般多分布于堤內坡堤腳至堤內30~100m范圍,或分布于堤內近堤腳處的坑、塘、溝、渠等薄弱地段,因此20~100m的孔距既可控制住地層變化,查明堤基地層分布,又不會增加勘探工作量,是比較合理的孔距。至于局部堤基滲透變形破壞較遠的地段可結合地面調查結果適當增加勘探孔。

2)堤防工程地質勘察鉆孔孔深問題。《規程》5•3•9指出:“堤防鉆孔宜為堤身高度的1•5~2•0倍(不包括已建堤防堤頂孔的堤身段),當相對透水層或軟土層較厚時,孔深應適當加深并能滿足滲流與穩定分析要求。”由于勘察時具體設計需要計算滲流和穩定的孔深不太確定,因此,具體鉆孔需鉆多深也難以確定。鑒于漳州地區上部土層一般分布有較深厚的砂類土、卵礫石等強透水性地層,間或分布有粉質粘土或淤泥軟土層(部分地段淤泥層厚度較大),而砂、卵礫石層下伏一般為坡殘積層或風化巖層。因此,建議在孔深不是很大的情況下(一般為堤基以下2•0倍的堤身高度)宜鉆至坡殘積層或風化巖層,這樣進行滲流與穩定分析計算剖面的地層結構較完整。若砂、卵礫石層厚度較大,當孔深達2•0~3•0倍的堤身高度時尚未揭穿強透水層,則可考慮提前終孔。需要指出的是:漳州地區現有防洪堤高度一般不是很大,少則3~5m,多則5~10m,若防洪堤高度較低時,根據堤身高度來控制勘探孔深是不太合理的,這時應采用滿足滲流與穩定分析要求來控制孔深,即孔深需適當加深或進入相對隔水層。

4堤基工程地質分類的意義

堤基工程地質評價是整個勘察工作的最終目的,是設計人員采取處理措施的主要依據之一,因此堤基工程地質評價應與工程緊密結合,考慮的主要因素應是堤基處理設計中考慮的因素。無論堤基的工程地質條件有多復雜,其主要工程地質問題都是明確的,歸納起來主要有:堤基的抗滑穩定、抗滲穩定、抗震穩定及特殊土引起的問題4大類。以主要工程地質問題為主線,《規程》將堤基工程地質條件分為4大類:A類(工程地質條件良好)、B類(工程地質條件較好)、C類(工程地質條件較差)、D類(工程地質條件差)。具體勘察時,應根據已建堤防工程堤基存在的主要工程地質問題類型及嚴重程度、歷史險情等,進行合理的工程地質條件分類(段)。對于堤基工程地質條件分類為C類和D類的,是勘察的重點,應根據具體情況加密勘探點;B類次之,按《規程》要求進行常規性勘探即可;A類則可少布勘探點。對于設計而言,C類和D類堤基必須考慮工程措施;B類堤基應視具體情況而定;A類堤基則不需采取工程措施。

5結語

近幾年,隨著國民經濟的發展及國家加大水利工程建設投資,漳州地區堤防工程除險加固工作也正在分期分批進行,已建堤防工程除險加固勘察既有共性,又有地方性特點。工程地質測繪及調查與堤身填土勘察方法具有共性,而已建堤防除險加固的勘察深度問題則具有地方性特點,需根據本地區的地質情況合理地選擇勘探點數量、孔距及孔深,目的是做到既能查明堤身險情和隱患分布及堤基工程地質條件,又節省勘探工作量。而堤基工程地質分類則是指導工程勘測設計的基礎性工作。