理论教育 水利水电工程地质:勘察工作布置

水利水电工程地质:勘察工作布置

时间:2023-10-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:各阶段工程地质勘察应先进行工程地质测绘。勘察工作结束时,应编制和提交工程地质勘察报告。

水利水电工程地质:勘察工作布置

9.3.3.1 勘察工作布置的原则

在布置水利水电工程地质勘察工作时,应遵循下面几个原则:

(1)各阶段工程地质勘察任务的依据是主管单位的勘察任务书或委托单位的协议书。勘察任务书或协议书需要明确设计阶段、规划设计意图、有关的规划设计技术指标和对勘察的技术要求,并附有规划设计方案的布置示意图

(2)野外工作前,应首先搜集、分析已有的地质资料,进行野外踏勘,了解场地条件,编制工程地质勘察大纲。勘察大纲一般应包括下列内容:①勘察目的、工程概况、勘察阶段;②勘察地区的地形地质概况及工作条件;③勘察工作的内容、方法和计划工作量;④计划进度及完成日期;⑤提交资料的种类和数量;⑥经费预算及其他;⑦勘察工程布置示意图。

(3)各阶段工程地质勘察应先进行工程地质测绘。工程地质测绘的比例尺应根据勘察阶段、工程特点和场地地质条件选定;各比例尺的工程地质测绘都应有露头观察点和勘探点;工程地质测绘中可利用人造卫星、航测和陆摄像片等遥感资料进行地质解译,并进行野外检验、核定。

(4)坑、孔、洞、井等勘探工程应综合利用,各类钻孔在施工前应进行钻孔结构和施工程序的专门设计,并应按设计施工。各类条件适宜时,应采用物探技术。

(5)岩土试验应室内实验与原位试验相结合。土工实验应以室内实验为主、原位测试为辅;岩石实验应室内实验与原位测试并重。各种试验的项目、数量和方法应结合勘察阶段和工程特点进行选择。各种试样和原位测试点应具有地质代表性。

(6)勘察工作中的各项原始资料应真实、准确、完整,并应及时整理和综合分析。勘察工作结束时,应编制和提交工程地质勘察报告。

9.3.3.2 规划阶段的工程地质勘察

规划阶段工程地质勘察应包括以下内容:

(1)了解规划河流、河段或工程的区域地质和地质概况。

(2)了解规划河流、河段或工程的工程地质条件,为各类型水资源综合利用工程规划选点、选线和合理布局进行地质论证。重点了解近期开发工程的地质条件。

(3)了解梯级坝址和水库的工程地质条件和主要工程地质问题,论证梯级兴建的可能性。

(4)了解引调水线路、防洪排涝工程、罐区工程、河道整治工程等的工程地质条件。

(5)对规划河流(段)和各类规划工程天然建筑材料进行普查。

勘察工作的深度要求如下:

对区域地质和地震,应搜集和分析已有的各类最新地质资料,查明区域地形地貌、岩组特点和分布、区域构造情况和含水层、隔水层情况,编绘满足规划方案需要的规划河流或河段的区域综合地质图(可选用比例尺1∶500 000~1∶100 000)。

对各规划方案的水库、坝址、引调水线路,应搜集和了解地层岩性及岩土工程地质性质、地质构造及区域地震、地貌及物理地质作用、岩土的透水性及相对隔水层分布等资料。根据所掌握的资料,对区域稳定性、环境工程地质、坝基(肩)稳定、地下硐室围岩稳定等主要工程地质问题进行初步分析、评价。

就勘察方法而言,该阶段以工程地质测绘为主,辅以物探和轻型勘探工程。对可能近期开发或控制性工程的坝段,可适当布置钻孔,并做少量压水和抽水试验,实验室工作量不大。

在工程地质测绘中,应充分搜集和利用卫片、航片和陆摄照片进行地质解译,并应重视对已有区域和有关地质资料的研究。各梯级坝址区、库区及引调水线路区,需进行工程地质测绘,测绘范围及比例尺如表9-7所示。

表9-7 规划阶段工程地质测绘范围及比例尺要求

在选作近期开发或控制性工程地段的勘探工作比较重要,应以钻探为主,并辅以坑探。在各梯级坝址地段上一般布置一条垂直河谷的勘探剖面,布置1~3个钻孔,近期开发工程坝址勘探剖面上可布置3~5个钻孔,其中河床部位宜为1~3个钻孔,两岸各不少于1个钻孔或平硐。覆盖层厚度、岩体风化深度和滑动带深度等可利用地面物探方法勘查,且配合以少量钻孔验证。应作少量钻孔压水(或抽水)试验及室内岩土物理力学性质实验和水质简分析。此外,该阶段应进行各类天然建筑材料的普查工作。

9.3.3.3 可行性研究阶段的工程地质勘察

可行性研究阶段工程地质勘察应包括以下内容:

(1)进行区域构造稳定研究,确定场地地震动参数,并对工程场地的构造稳定性作出评价。

(2)初步查明工程区及建筑物的工程地质条件、存在的主要工程地质问题,并作出初步评价。

(3)进行天然建筑材料初查。

(4)进行移民集中安置点选址的工程地质勘察,初步评价新址区场地的整体稳定性和适宜性。

勘察工作的深度要求如下:

对区域构造稳定性研究,应搜集分析坝址周围300km范围内的地层岩性、表层和深部构造、区城性活断层、现代构造应力场、重磁异常及地震活动性等资料,进行Ⅰ、Ⅱ级大地构造单元和地震区划分,并分析其稳定性;调查坝址周围20~40km范围内的区域性断裂及其活动性;进行坝址周围8km范围内的坝区专门性构造地质测绘,判定对坝址有影响的活断层,构造地质测绘比例尺宜选用1∶100 000~1∶25 000,并进行地震危险性分析及水库诱发地震危险性预测。

对水库区,在查明库区工程地质条件的基础上,对水库的渗漏、浸没、库岸稳定、淤积来源以及诱发地震等问题进行论证和预测。要特别注意查明近坝地段大坍滑体的分布和大致规模,在岩溶区要分析可能渗漏地段的范围、渗漏形式和主要的渗漏通道,估算渗漏量。在地质构造复杂、新构造活动较明显或地震活动频繁的地区,应配合地震部门调查活动性断裂的性状和近期活动情况,分析水库诱发地震的可能性。

对坝址区,应查明各比较坝址的工程地质条件,分析主要的工程地质问题,进行比较评价,为坝址的选定提供地质依据。特别要注意软弱夹层的存在,研究它的分布、厚度、产状及工程地质性质。分析其对坝基(肩)或边坡稳定性的可能影响。要查明贯穿坝址区的断裂及软弱结构面,分析它们的组合形式以及对工程的影响。研究河床第四系覆盖层的厚度、成层组合关系及性质,基岩风化层的厚度、分带和风化囊的分布情况。研究岩土体的透水性,相对隔水层的埋深、厚度及延续性;分析坝基和绕坝渗漏条件。在岩溶区,应注意坝基和坝肩范围内岩溶发育的深度,主要岩溶形态的分布、连通和充填情况,分析其对坝基及坝肩稳定、渗漏等的影响。

对引调水线路,应对各比较线路方案的工程地质条件和问题进行全面的研究和比较,并选出最优的线路、工程型式和各建筑物的布置方案。要初步查明盘山和傍山渠道的边坡稳定条件,注意强透水层和自重湿陷性黄土的分布。初步评价输水隧洞的围岩稳定性及隧洞进出口的洞脸边坡稳定性,对施工涌水进行初步预测。对交叉工程地段的地质条件及岩土的承载力和变形性质进行初步研究。

本阶段的勘察方法,工程地质测绘仍占有重要地位,勘探、试验工作占有一定的比重。简述如下:

(1)工程地质测绘范围应包括各比较方案。水库区可选用比例尺为1∶50 000~1∶10 000,对可能威胁工程安全的滑坡和潜在不稳定岸坡可采用更大的比例尺,测绘范围除应包括整个库盆外还应包括以下地段:①喀斯特区可能存在渗漏通道的河间地块邻谷和坝下游地段;②盆地或平原型水库应测绘到水库正常蓄水位以上可能浸没区所在阶地后缘或相邻地貌单元的前缘;③峡谷型水库应测绘到两岸坡顶并包括两岸及坝址上下游附近的塌滑体泥石流沟和潜在不稳定岸坡分布地段。

坝址区测绘比例尺1∶10 000~1∶2000,测绘范围应包括:①各比较坝址(导流工程和副坝、溢洪道等有关枢纽建筑布置地段);②邻近及与阐明各比较坝址地质条件有关的地段(坝下游危及工程安全运行的可能失稳岸坡);③当比较坝址相距在2km及以上时,可分别单独测绘成图。引调水线路区的测绘比例尺,隧洞及渠道线路可选1∶25 000~1∶5000,建筑物场地(如溢洪道)为1∶5000~1∶1000,测绘范围应包括隧洞或渠道各比较线及其两侧300~1000m地带。

(2)各比较坝址应布置适量勘探剖面,其他主要建筑物也应布置必要的勘探工作。库区内影响较大的不稳定岸坡、重点的坍岸和浸没地段,应布置勘探剖面。勘探手段以钻孔为主。在主要勘探剖面线上勘探点间距不应大于100m,并应注意特殊部位,如河床、坝肩、重大工程地质问题地段等。

(3)枢纽区钻孔基岩段全部做压水试验,大部分钻孔应做综合测井。覆盖层的渗透系数应以单孔抽水试验资料为基础。粉细砂、亚砂土等可能振动液化地基须做标准贯入试验。

(4)系统采取岩土样,测定其物理力学性质指标。重要的软弱夹层必要时应做野外现场试验,软基应做触探试验。河水和地下水应做水质分析与评价。

(5)选择有代表性的泉和钻孔进行地下水动态观测,对不稳定岸坡应进行监测。(6)进行天然建筑材料的初查,初查储量不宜小于设计需要量的3倍。

9.3.3.4 初步设计阶段的工程地质勘察

初步设计阶段工程地质勘察应包括以下内容:

(1)根据需要复核或补充区域构造稳定性研究与评价。

(2)查明水库区水文地质工程地质条件,评价存在的工程地质问题,预测蓄水后的变化,提出工程措施建议。

(3)查明各类水利水电工程建筑物区的工程地质条件,评价存在的工程地质问题,为建筑物设计和地基处理方案提供地质资料和建议。

(4)查明导流工程及其他主要临时建筑物的工程地质条件,根据需要进行施工和生活用水水源调查。

(5)进行天然建筑材料详查。

(6)设计或补充、完善地下水动态观测和岩土体位移监测设施,并进行监测。(www.daowen.com)

(7)查明移民新址区工程地质条件,评价场地的稳定性和适宜性。

勘察工作的深度要求如下:

水库区,应深入查清所存在的渗漏、浸没、坍岸、不稳定岸坡、水库诱发地震等主要工程地质问题,并作出确切结论。具体要求如下:

(1)查明不稳定斜坡的边界条件,尤其要分析近坝大滑坡体在水库蓄水后的稳定问题,滑坡激起的涌浪对枢纽建筑物和坝下游的影响,采取的防范措施。

(2)正常高水位条件下,浸没和塌岸区范围的预测及防治措施。

(3)查明岩溶渗漏地段的渗漏途径和通道,估计渗漏量,确定防渗处理的范围和深度。

(4)对构造复杂、有活动性断裂的地区,或地震基本烈度大于7度的地区,是否可能产生水库诱发地震的条件作出初步评价,必要时应开始建立和进行断裂活动性或地震的监测。

坝址区,应为最后确定坝轴线、坝型、枢纽总体布置,为初步论证施工方法和工程处理措施,提供地质资料和数据。具体要求如下:

(1)对覆盖层、岩体各风化带及卸荷带的分布、物理力学性质和抗水性等特征,提出坝基开挖深度和有关的处理措施。

(2)地基岩土的工程地质性质,分层给出各岩土层的变形模量、压缩系数、允许渗透梯度等参数;粉细砂、亚砂土等的振动液化条件。

(3)对工程有影响的断裂破碎带位置、产状、宽度、性质、构造岩和影响带的物理力学性质、透水性和产生管涌的临界条件,提出处理措施。

(4)岩土体的水文地质结构,各层的渗透系数,集中渗漏带的位置,以及它们对抗滑稳定和管涌、液化等的影响,预测坝基及绕坝渗漏量及基坑涌水量、防渗处理的范围和深度。

(5)对混凝土坝或砌石坝,应分段提出岩体的物理力学性质指标。当重力坝或拱坝坝基(肩)存在有软弱夹层或其他软弱结构面时,应进一步查清其层次、分布、范围、延续性、厚度、起伏差、填充物性状、力学参数及其与其他结构面的组合关系,对坝基(肩)岩体稳定性作出定量评价。

对引调水线路,在继续查明工程地质条件的基础上进行工程地质分段,对主要的工程地质问题进行确切的分析评价,提出渠道各段的开挖边坡值及隧洞各段的强度和变形参数,以及有关工程处理的建议。当渠道通过不稳定斜坡地段时,应查明其分布范围和规模,预测稳定性。在岩溶区,应注意岩溶发育对渗漏的影响。对平原渠道,应特别注意粉细砂、软土、自重湿陷性黄土、强透水层等的分布,预测渠道渗漏损失和渗透稳定、振动液化、两侧浸没、湿陷变形等问题。对输水隧道,应查明输水隧洞各段围岩的稳定条件,进行强度分类,并给出各项参数。岩溶区的隧洞,应查明岩溶发育的规律和深度及对稳定性的影响;地下水位及岩层的富水性,估算涌水量。查明进出口段边坡的稳定性,确定洞脸开挖坡度。深埋隧洞要研究地应力和地热的影响。

在深挖方、高填方段或渡槽、倒虹吸管道等交叉建筑物布置地段,应查明地基和边坡岩土体性质和水文地质条件,提出地基承载力和开挖边坡的数据。预测施工基坑的涌水量。

勘察方法以勘探、试验为主,简述如下:

(1)进行选定坝址及建筑物区、水库重点防护地段、引调水线路重点地段详细的工程地质测绘,其比例尺选择如表9-8所示。

(2)尽量采用综合性勘探。勘探剖面线应根据具体的地质情况结合建筑物特点布置,应有坝轴线及上下游辅助勘探剖面和一定数量的纵剖面,主要建筑物应有轴线和横向勘探剖面。除帷幕线和控制孔外,一般孔深为1/3~1/2坝高,深帷幕线应有完整的渗透勘探剖面,孔深为2/3坝高,并进入可靠隔水层或相对隔水层,大部分钻孔应作测井。大型和重要工程一般均需布置重型坑探工程及大口径钻孔;有时还需布置河底平硐,以查清河底基岩的地质结构。拱坝坝肩应在不同的高程和方向上布置重型坑探工程,以控制各种滑动结构面及变形影响范围。岩溶区应按需要布置一定数量的控制性深孔。

水库的重点浸没、坍岸地段和影响建筑物安全的近坝不稳定体,需布置纵横勘探剖面。

(3)岩土物理力学性质试验应依照室内实验与野外试验相结合的原则。高坝及重要工程控制建筑物稳定的岩土体,一定要做野外原位实验。可能液化层做室内三轴震动实验。

水文地质试验主要集中在坝基、坝肩和两岸的帷幕线上,以压水及抽水试验为主;对无黏性土、断层破碎带及泥化夹层,还应进行现场管涌试验或室内管涌实验。

表9-8 初步设计阶段工程地质测绘范围及比例尺要求

主要工程地质问题可进行专门性试验或地质力学模型试验。

(4)继续进行各个项目的长期观测工作。

(5)进行天然建筑材料的详查,详查储量不得少于设计需要量的2倍。

9.3.3.5 招标设计阶段的工程地质勘察

招标设计阶段的工程地质勘察应包括以下内容:

(1)复核初步设计阶段的主要勘察成果。

(2)查明初步设计阶段遗留的工程地质问题。

(3)查明初步设计阶段遗留的工程地质勘察报告审查中提出的工程地质问题。

(4)提供与优化设计有关的工程地质资料。

该阶段以工程地质复核与补充勘察为主。分析研究初步设计阶段工程地质勘察的成果和审查意见,补充收集区域的地震资料,进一步研究水库区地震活动特征及诱震条件,分析边坡与地下水等观(监)测成果,复核水库、水工建筑物及主要的临时建筑物的工程地质条件及结论,复核天然建筑材料的储量、质量及开采运输条件。对复核工程中发现的遗留问题,视具体情况补充勘察工作,勘察深度及方法参见初步设计阶段。

9.3.3.6 施工详图设计阶段

施工详图设计阶段工程地质勘察应包括以下内容:

(1)对招标设计报告评审中要求补充论证的和施工中出现的工程地质问题进行勘察。

(2)水库蓄水过程中可能出现的专门性工程地质问题。

(3)优化设计所需的专门性工程地质问题。

(4)进行施工地质工作,检验、核定前期勘察成果。

(5)提出对工程地质问题处理措施的建议。

(6)提出施工期和运行期工程地质监测内容、布置方案和技术要求的建议。

通过前期阶段的勘察,对各具体建筑物的工程地质问题已作出确切的定性、定量评价,所以本阶段主要是对新发现的问题作补充勘察和评价。此外,应查明施工临时建筑工程布置地段和附属建筑地段的工程地质条件,配合设计、施工和科研等有关部门,进行地基处理和其他试验工作,勘查施工用水源地,以及进行选定料场的复查等。

施工地质是对前期勘察成果的检验,对优化建筑物设计与施工均有积极意义。通过编录和观测可校核、验证以前的地质勘察资料、结论和数据,向设计或施工单位预报可能出现的地质作用和问题,以便修改设计或采取有效措施,以保证施工期和运行期的安全和正常工作。必要时,应提出补充勘察工作意见。

勘察方法应根据具体任务、场地条件和初设阶段对该问题的研究深度拟定。当施工中出现新的地质问题,需要查明其详细情况时,应进行工程地质测绘,比例尺可选用1∶1000~1∶200,并应布置专门的勘探和试验。

该阶段勘察应充分利用各种先期施工的开挖面和导洞进行勘察,必要时应重点布置专门性的重型坑探工程和大口径钻孔,以及大型现场试验。应继续进行并完善各项长期观测和监测工作。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈