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我国已建江河堤防工程总长20余万公里,98特大洪水后尚有大量堤防工程正在规划建设中。许多已建堤防工程过去基本上没有进行过真正工程意义上的工程地质勘察,更谈不上各大江河湖海堤防工程系统化规范性的地质资料的汇编与分析整理工作。正因为如此,许多堤防工程在98特大洪水期间险象环生,出险堤段堤基的地质条件没有足够的资料可供抢险分析,为确保万无一失,只能按最坏情况进行抢险,其人力物力的巨大付出实在是不得已而为之;洪水期间上至中央下到地方的各级领导以及全国人民的精神紧张程度和精力耗费更是无法用实物价值去衡量。如此被动局面,一方面是大自然教训人类的生动一课,另一方面则是祖先给我们留下的世纪难题。
建国以来,随着大规模工程建设的需要,工程地质专业从无到有,日益发展壮大,成为国家工程建设不可缺少的重要基础性专业。工程地质勘察的法规性准则也逐渐成熟与完善,与工程地质相关的规程规范相继出台,并结合工程实践的反馈信息进行修订修编。水利部1997年2月了行业标准《堤防工程地质勘察规程》(以下简称《规程》,编号SL/T188,同年5月1日起实施),这是我国堤防工程地质勘察的第一部法规性行业标准。而国家标准《堤防工程设计规范》(以下简称《规范》,编号为GB50286-98,自1998年10月15日起施行)则是98特大洪水之后出台的。特大洪水前后出台的这两部法定标准或许是历史的巧合,也许是历史的必然。巧合与必然都说明这样一个事实:工程地质是工程建设的基础和侦察兵,具有超前意识和预见性,信不信由你。
《规程》颁布前的堤防工程地质勘察工作基本上没有什么标准。《规程》颁布后,地质工作有规可循,有法可依。更为98特大洪水后大规模堤防建设奠定了基础。首次颁布此《规程》,与工程实际存在一些差异再所难免。《规程》实施三年多来,主要存在三方面的问题,一是《规程》本身的实践性与可操作性问题;二是地质师对《规程》的理解程度与把握尺度;三是人们对堤防工程地质勘察的认识程度与理解程度。近两年来,生产第一线的广大地质师对《规程》提出了许多好的意见和建议,我们在工程审查过程中,也在逐渐地深化对堤防工程和《规程》的理解,力求较准确地把握审查尺度,紧密地与工程实际相结合,避免教条和呆板地执行《规程》中明显与工程实际不相符合的条款,要求客观地、创造性地应用和执行《规程》,同时也强调执行《规程》的严肃性。
近年来,堤防工程地质勘察工作基本上可以满足堤防工程设计与施工的要求。随着工程实践经验的积累和对堤防工程深层次的认识与理解,一些具有全局性和普遍性的问题,迫切需要提出来进行讨论,以便引起足够的重视。
2堤防工程隐患与险情分类
2.1分类的意义与原则
堤防工程存在隐患出现险情,导致大洪水时十分紧张。大规模的堤防工程建设正是针对隐患和险情而提出来的“整险加固”或“除险加固”。显然,对隐患和险情实施科学分类,不仅是从实践上升到理论的成熟过程,也为堤防工程的勘测设计工作明确了任务,同时为“加固”工程指明方向,提供依据。
在分类之前,我们先给出险情和隐患的定义:
险情是指正在发生或发生过程中被抢险保住了的事故堤段,具有直观性,措施明确性等特点。针对险情,需要分析出险原因,界定险情性质,预测再次出险的可能性,落实工程措施,确保大堤安全。
隐患是指尚未发生或可能将要发生险情的事故堤段,具有隐伏性,随机性,再生性等特点,更需要技术人员的分析判断,以便对症下药,采取措施消除隐患。
险情与隐患有明显区别但又并没有严格的界线,往往在险情中存在着隐患,在隐患中孕育着险情。辩证地看,险情是隐患发展到一定程度后的质变或必然结果,隐患是潜藏着的险情。从过程时态来看,险情是现在进行时或过去完成时态;隐患是过去、现在和将来组成的全过程时态,或单个过程时态。
本文分类的原则主要体现在:水工建筑物(堤身、穿堤建筑物)与天然地质体(堤基)区别开来,出险堤段和存在隐患的堤段与非出险堤段和不存在隐患的堤段区别开来,再按险情和隐患的性质进一步细化,作为指导后续工作的纲要。
2.2堤防工程险情分类
按出险部位可分为堤基险情、崩岸险情、堤身险情和穿堤建筑物险情,这是出险时首先要明确的基本类型。前两类与地质条件直接有关,后两类与地质条件间接有关。可进一步划分如下:
(1)与地质条件与河势演变均有关系的险情:崩岸险情,具有可预见性、直观性、发展性和多变性特征。
崩岸类险情多发生在河流凹岸迎流顶冲或深弘逼岸区段,地质条件往往是抗冲刷能力较差的细砂类土或粘性土。由于河水位与河势流态的变化关系,有的崩岸险情并不发生在洪水期(高水位)而是在退水期(低水位),因此可以进一步将崩岸险情分为洪水期崩岸险情和枯水期崩岸险情,前者抢险紧张,后者可以从容对待。
(2)与地质条件直接有关的险情(主要为堤基险情,包括穿堤建筑物地基险情):堤基渗透破坏险情、堤基滑动破坏险情和堤基沉降破坏险情等。
堤基渗透破坏险情具有一定的隐伏性,往往不易准确判断,洪水期发生的渗透破坏实例与理论计算有较大出入。另外,还需注意将承压水性质的渗透破坏与堤基接触冲刷或砂性土堤基渗透破坏区别开来,因为渗透破坏机制不同,工程措施当然也不一样。
存在滑动或沉降破坏险情的堤段,堤基大多分布有软弱土层,土体抗剪强度低,压缩系数大;另一类滑动或沉降破坏是随着崩岸险情而产生的,此类险情危害最大,抢险最困难。此外,堤基内或堤基外可能存在陡坎或堤坡太陡,或堤身填筑施工速度太快,都可能出现类似破坏。
以上险情实际上也就是我们通常要求界定明确的堤防工程的三大主要工程地质问题:崩岸、渗透破坏、滑动或沉降破坏。
(3)与地质条件基本无关或关系不大的险情(主要为堤身险情):堤身渗透破坏险情(与堤身质量有关,如堤身土体的密实程度、填筑土体的渗透性质和堤身单薄等)、堤身滑动破坏险情和堤身沉降破坏险情等。
2.3堤防工程隐患分类
按隐患存在的部位可分为:堤身隐患、穿堤建筑物隐患和堤基隐患。
按隐患的性质可分为:常规患和特殊患。
常规患:堤身单薄,堤坡太陡,填筑质量差,填筑体中存在砂性土夹层,有明显的堤身裂缝等。与地质条件直接有关的主要为堤基类隐患(包括穿堤建筑物地基)。例如上覆粘性土层薄,或本身即为砂性土堤基(包括浅层砂性土透镜体),存在渗透破坏的可能性;堤基有软弱土层分布,存在滑动稳定问题。
常规患具有直观性和可检测性,隐患的分析和工程处理措施都较为明确,一般情况下可以通过常规性的堤防工程维修加固予以消除。
特殊患:进一步可分为随机患(堤身或堤基随机分布有生物洞穴、植物腐烂物等)、再生患(生物洞穴类隐患具有再生性)、人类活动留下的隐患(例如城市区与堤外江河相通的早已被废弃了的各类排泄管道,工程勘探留下的封堵不合格的钻孔等)以及地质条件不明的堤基隐患等等。
特殊患规律性差,检测困难,在洪水期一旦演变成险情,其突发性质增加了抢险难度。
2.4险情和隐患与堤型之间的关系
堤防工程的主体~防洪大堤,绝大多数为就地取材填筑的土堤类型,由于筑堤的历史条件、筑堤材料、自然环境等等因素复杂,为后人留下了长期隐患,洪水期险情不断,令人心惊。鉴于土堤存在的这些问题,近年来一些城市区的堤防工程比较倾向于改土堤为混凝土防洪墙(堤)。混凝土墙可以基本排除堤身隐患和险情,但却增加了堤基的出险负担。一是堤基的受力条件发生了较大变化,原来的土堤是大面积分布荷载,混凝土墙改为集中荷载;二是堤基较长渗径变为水头集中的较短渗径。混凝土墙显然对堤基地质条件提出了更高的要求,这是地质工作需要重视的。
另一方面,险情和隐患与堤防工程的挡水性质在很大关系。例如一些丘陵山区城市堤防工程,其挡水性质为暴涨暴落,远不能与长江中下游堤防工程高水位较长时间运行情况相提并论,其险情和隐患的性质也是有差别的,需要区别对待。而《规范》中只是对堤防工程的等级标准有所规定,并没有对反映出险情和隐患与等级标准之间的关系,需要由有经验的地质师和设计师根据具体情况去理解与把握。
3堤基工程地质分段
3.1堤基工程地质分段存在的问题
自然界的地质条件千差万别。堤防工程是长距离线状工程,跨越了不同的地质单元,不进行分段分类区别对待显然是不行的。堤基工程地质分段又称堤基工程地质分类。在实际工程中,一些勘测设计单位不进行工程地质分段,或分段不合理,或即便是进行了地质分段,但其岩土体的物理力学参数又不进行分段统计分析,工程地质条件明显不同的堤段没有区别开来。还有一些堤基工程地质分段的结果不同程度地存在自相矛盾性,对工程设计和工程措施的选定缺乏针对性。当然,更多的情况是工程地质分段的合理性与科学性不足。
例如某设计院参加过大量堤防工程地质勘察,有丰富的堤防工程地质勘察经验,他们进行堤基工程地质分段所考虑的因素有:上覆粘性土层的厚度、外滩宽度和历史险情等,将堤基分为工程地质条件好、较好、较差和差四个等级。如此分段其大原则没有什么问题,但对于一些特殊组合则不易明确。例如,某堤基段其上覆粘性土层足够厚,堤内也没有任何险情,但堤外无滩,受水流冲刷崩岸严重,是典型的险工险段。将这种堤段分成工程地质条件差或较差都不一定合适。因为出现的险情不是堤基本身的工程地质条件差,而是堤外脚受水流冲刷产生的崩塌或塌滑,且在不同水位条件下其险情不同,与江河水流及河势变化都有关系。显然,崩岸类险工险段在堤基工程地质分段时应结合河势水流特征单独进行分类,以便于有针对性考虑工程处理措施。例如对某一类崩岸问题,抛石护脚是有效的,而另一类崩岸问题或许要与“丁坝”挑流改变流态相结合才能从根本上解决问题,或者无建“丁堤”的条件,则需考虑“桩”、“笼”等工程措施。
另一方面,对于堤基工程地质条件用“好”与“差”来评价,其针对性不强。例如,存在渗透破坏的堤基划为工程地质条件差,而实际上可能此类堤基的承载能力和抗滑稳定性都是很好的,如砂性土堤基。又如淤泥质土类堤基,其承载能力和抗滑稳定性差些,但渗透系数却很小,抗渗条件是好的。如此等等,用常规的工程地质条件好或差来评价,都存在明显的矛盾。
目前各勘测单位自行制定的堤基工程地质分段原则,基本上是以工程地质条件为基础,再考虑一些自然因素和工程因素,笔者认为这种分段法的思路源自于常规的工程地质分类法,跳不出传统思维的约束,不能较好地适应堤防工程的实际,需要探索新路。
3.2堤基工程地质分段
我们在进行传统意义上的工程地质评价时,通常从工程地质条件出发,结合工程建筑物特点,界定出主要工程地质问题。在堤基工程地质分段中,我们不妨借用逆向思维的思想,以工程地质问题为主线,以工程地质条件为基础,再结合历史险情类型,争取探讨出一个符合工程实际的堤基工程地质分段法。
本文强调的是“工程地质”分段,因此主要是对堤基而言的。我们知道,无论堤基地质条件有多复杂,其主要工程地质问题则是明确的,归纳起来主要为三类(即三大主要工程地质问题):崩岸、渗透破坏、滑动与沉降变形。绝大多数堤基岩土体不外乎为:砂性土、粘性土和砂性土与粘性土的混合结构;城市区杂填土较为复杂,另当别论。
根据以上以工程地质问题为主线的分段原则,我们首先将堤基分为三大类:Ⅰ类(不存在问题的堤基)、Ⅱ类(可能存在问题的堤基)和Ⅲ类(存在问题的堤基)。对于Ⅱ类和Ⅲ类堤基,按其存在问题的性质可继续划分亚类。
(1)Ⅲ类(存在问题的堤基)
堤基发生过历史险情,尤其是一些每年汛期都要出险的部位,在汛期要投入大量的人力物力抢险才能保证大堤安全的堤段。按出除性质又分为两个亚类:Ⅲ-1和Ⅲ-2类。
Ⅲ-1类:主要指崩岸类,这是在堤基分段时对有问题的堤基段应首先分出来的一类。
Ⅲ-2类:除崩岸之外的一切堤基存在问题的堤段。按工程地质问题继续分出两个子类:
Ⅲ-2-1类:存在渗透破坏的堤基段。汛期出现过冒砂、涌混水等险情;堤基为砂性土,或表层粘性土较薄,或浅层有砂性土透境体分布,或堤身与堤基接触部位存在渗漏破坏问题。
Ⅲ-2-2类:存在滑动与沉降变形的堤基段。运行期或施工期发生过堤基土层滑动,或沉降过大导致堤身开裂;堤基有压缩性大、承载力和抗剪强度低的软弱土层分布,或堤基清基不彻底,导致堤身与堤基接触面存在滑动软弱带。
(2)Ⅱ类(可能存在问题的堤基段)
此类与前述的堤基隐患相对应。在汛期有一定渗水情况发生,但并未发展成为险情;或经地质勘察,地基中存在砂性土透镜体、软弱夹层等不利地质条件,经渗控或稳定性验算,安全系数达不到规范要求的堤基;或存在生物洞穴等其它隐患的堤基。
(3)Ⅰ类(不存在问题堤基段)
历史上无险情发生,堤基为厚度较大的粘性土或基岩,物性指标和力学指标均较好,不存在三大主要工程地质问题。
(4)结合工程实际进一步细分亚类的原则
以上分类法,从宏观上将堤基分为三大类别,但在具体实施过程中,还可以根据工程实际按不同工程地质条件和工程地质问题进一步细化。例如,对于Ⅱ类堤基段,可以按可能存在问题的性质进一步细化;对于Ⅲ类堤基段,也可以按存在问题的严重程度或岩土体的性质等进一步细化。堤基分段的科学性、合理性、实用性和可操作性,不但是地质师对堤防工程理解程度的反映,更是一项创造性的工作。本文所提出的分段原则和方法,尚有待工程实践去检验。
3.3堤基工程地质分段对勘测设计工作的指导作用
在进行工程地质勘察时,Ⅲ类是重点,应根据具体情况加密勘探点;Ⅱ类次之,实施常规性勘探即可;Ⅰ类基本上可以不考虑地质勘察。设计方面,Ⅲ类堤基必须考虑工程措施;Ⅱ类堤基应视具体情况而定,也可以通过进一步勘探和检测或监测结果来确定工程措施;Ⅰ类堤基则不需要采取工程措施,仅仅通过堤防工程的常规性维护即可。
4执行《堤防工程地质勘察规程》的基本原则
从《堤防工程地质勘察规程》颁布实施三年多来的实践可以看到,除了《规程》本身存在一些尚需修订的问题之外,能够将《规程》与工程实际相结合,创造性地执行和应用《规程》,准确地把握《规程》的原则性与灵活性,是对地质师综合素质的高标准要求。业务能力和创新意识,是检验和考察我们对堤防工程的认识深度与理解能力。笔者的理解主要反映在以下几个方面。
4.1勘测阶段
已建堤防除险加固工程可以一次进场,达到初设深度;新建堤防可按可研和初设两个阶段进行。其理由是:新建堤防存在线路比选问题,不可能将比选堤线的工程地质条件都按初设要求做到相同深度;已建堤防一般不存在线路比选问题,因此也就不存在多阶段多方案的反复比选问题。另外,新建堤防工程应该在规划阶段即开展工程地质工作,以便将规划线路从地质专业的角度先期界定其可行性。
4.2勘测深度及勘探工作量
在实际工作中,对于堤防工程勘测深度与勘探工作量问题,在理解和把握上有较大差异。有人喜欢严格按《规程》要求布置勘探工作量,而少在工程地质条件的查明与工程地质问题的分析方面下功夫。笔者强烈主张,一是将安全正常运行的堤段与险工险段区别开来,二是将堤身出险情况与堤基出险情况区别开来,分别对待。这也是本文费了较多笔墨进行险情隐患分类和堤基工程地质分段的目的之一。特别是经历了98特大洪水考验过的堤防工程,未出险的堤段完全没有必要“严格”按照《规程》要求的勘探工作量去实施地质勘探,即使按照《规程》中的上限要求,也是一种毫无意义的巨大浪费。而应在分析险工险段的具体问题之基础上明确勘察目的,研究和选择勘探方法,合理布置勘探工作量,重点在工程地质问题的分析上下功夫。如果认可本文提出的堤基分段原则和方法,地质勘探工作的布置则更为方向明确目标清楚。
4.3《规程》原则性与灵活性的准确把握
《规程》的原则性和严肃性是不可置疑的,这并不等于“死”规定。明显与工程实际不相符合的具体问题,需要由地质师的创造性劳动加以“灵活”处理。规程规范是指导技术工作的法规性文件,并不等同于为犯罪分子定罪的法律条款,因此执行规程规范是可以有“灵活”性的。灵活性的把握原则是:不应因忠实严格执行规程规范而遗漏重大工程地质问题,留下工程隐患造成工程事故;也不应造成不必要的浪费。例如,对于某些特殊的险工险段、Ⅲ类堤基、城市区规律性差的杂填土和人类活动留下的隐患管道等,《规程》规定的勘探工作量可能就不能满足要求;而对于安全正常运行多年的Ⅰ类堤基,按《规程》规定的勘探工作量又显得没有必要。总之,准确把握执行规程规范的原则性与灵活性,需要地质师的责任心、业务水平和创新意识,同时也体现出了工程地质专业的特殊性与复杂性。
5不同行业标准之间的关系
堤防工程地基多为土质地基,其工程地质评价的基本理论依据是土力学,因而容易与工民建基础设计相混淆。目前反映比较集中的是执行水利行业标准还是执行以工民建为主要对象的《岩土工程勘察规范》(国家标准GB50021—94简称《岩土规范》)。两个标准既有共同之处,又有一定的差异。我们认为应该以水利行业标准为主要依据,同时参照《岩土规范》。原因是:①《岩土规范》主要是针对一般性工民建地基勘察与评价,而水工建筑物与工民建有根本性的区别,前者地基所承受的荷载以垂直向为主,建筑物对地基的要求主要反映在承载力;后者的荷载是垂向与水平向的组合,地基岩土体处于复杂应力状态,特别是水荷载对地基岩土体的复杂作用,是水工建筑物与工民建的根本区别。②《岩土规范》在总则中表示该规范适用于除水利工程、……以外的工程建设岩土工程勘察。明确了不适用于水利工程。③《岩土规范》中对勘探量的安排和勘探工作的布置主要依照岩土工程勘察等级来制定,而堤防工程则主要从工程勘测设计的阶段来确定。
关于土的分类问题,也是近年来较为混乱的问题之一。1990年以前,土的分类主要以1962年版的《土工试验操作规程》为依据,采用土的分类三角坐标,这种分类法以颗分为基础,以砾石、砂粒和细粒的含量百分比来给细粒土定名。广大设计院应用这种分类方法比较成熟。1991年国标《土的分类标准》(GBJ145-90)颁布,此标准以颗分为基础,以塑性指数和液限为控制指标对土进行分类,1999年颁布的水利行业标准《土工试验规程》对土的分类也沿用此国标。我们认为,目前两种分类都有各自的特点,原则上应使用国标和最新的行业标准为主,现阶段也可以根据各单位对标准的理解和与工程相结合的具体情况,互相参照使用,只要能够客观地反映工程实际,满足为工程设计提供有关地质参数的要求即可。另一方面,我们也提倡和鼓励对此类问题深入探讨,为进一步统一标准进行实践和理论准备。
6堤防工程地质勘察的成果资料
堤防工程地质勘察所获得的基础性资料数据,具有种类繁多数量巨大的特点。这些资料数据的分析整理归纳汇总,要求标准化,计算机化,最后形成能够通过计算机综合管理的数字化的基础资料数据库系统,并与堤防工程的其它资料数据库系统集成,充分应用计算机网络技术,为堤防工程建设、管理和抗洪抢险提供使用方便功能强大的检索查询指挥调度系统。集成后的系统可在局域网、城域网、广域网和Internet/Intranet上运行。系统要求具有灵活的结构定义、多种存储方式、强大方便的查询定位功能、丰富的统计报表功能以及可靠的数据安全保证体系等;能够通过图示图表提供隐患预测、险情分析、抢险提示、决策支持、模拟溃堤和决口后洪水进堤的演变趋势。目前的基础性工作是制定目标,统一规划,结构设计,系统集成。
堤防工程数据库系统需要列为专题研究,力争全国统一,至少也应该全流域统一。各类资料数据的使用权限、归档管理、存储格式和形式、存储介质等等,都应该及早研究,统一规定。
7结语
98特大洪水期间,抗洪抢险场面之惊心动魄,至今仍然令人难以忘怀。大洪水给人以大启示。中国历史上前所未有的大规模堤防工程建设在98特大洪水之后迅速拉开序幕。经历了98特大洪水洗礼过的江河堤防工程,其工程隐患基本暴露无遗,认真研究堤防工程的出险机理,总结未出险工程的成功范例,吸取前人修建堤防工程的历史经验,做好堤防工程的勘测设计工作,是肩负着堤防工程建设的各级领导和工程技术人员的神圣职责。
近几年来我们参加了大量堤防工程审查,在向生产第一线的广大工程技术干部学习的同时,也对堤防工程地质勘察中普遍存在的一些问题进行了认真思考。本文对于执行《规程》的原则、勘探工作量的控制、勘测资料的整理等等问题表明了我们的观点;关于堤防工程险情和隐患分类,我们认为是实践上升到理论的必然过程;关于堤基分段分类的原则与方法,属于工程地质理论与实践相结合的探讨性课题,同时又是指导工程勘测设计的基础性工作。
本文观点供同行们参考,愿与大家共同讨论。
参考文献:
1韦港、冀建疆,关于《堤防工程地质勘察规程》中若干问题的探讨,《水利水电技术》,1999年第10期。
2韦港、冀建疆,堤防工程与环境地质问题,《水利规划设计》,水利部水利水电规划设计总院院刊,2000年第1期。
2地质灾害治理工程施工图审点
地质灾害防治工程设计文件及图纸审查工作首先以贯彻初步设计的理念为基础,以现行标准规范、法律法规为依据,以避让方式优先进行管道优化,以管道与地质灾害体的空间关系为根基,对施工图阶段的设计文件和图纸进行全面审查。各类地质灾害设计的审点不同。滑坡治理工程的审点:①滑坡范围、规模是否己查清,滑动面(带)判别是否合理,力学参数取值是否准确;②影响滑坡稳定的主要因素是否清楚;③滑坡的力学类型及地质模型、宏观稳定性评价是否正确,稳定性系数计算和剩余下滑力(推力)计算是否正确;④管道线路是否有优化和避让空间;⑤选择的支挡方式是否合理,支挡位置是否可行;⑥支挡参数的取值是否合理,设计选择工况是否合理,设计计算方法是否正确,计算结果是否准确;⑦支挡工程量是否恰当,支挡工程与管道施工的先后顺序及结合方法是否合理。崩塌治理工程的审点:①危岩、危石分布范围;②崩塌落石范围,危险区域是否己查清;③危岩(危石)崩落路径分析是否合理,落石滚落速度计算及冲击破坏的冲击力计算方法是否合理、计算结果是否正确;④拦挡防护方案是否可行,拦挡设置工程位置是否有效,工程量是否合理恰当;⑤拦挡工程是否与自然地形有效结合,是否与管道施工、管道运营有效结合;⑥崩塌堆积体会否产生滑动及其对管道的危害。泥石流治理工程的审点:①泥石流的形成区、流通区、堆积区是否已经查清;②管道经过断面的地质结构和岩土特征;③泥石流的流速、冲刷深度,尤其是管道通过处的泥石流冲刷深度和建议管道埋深;④对管道形成破坏力的各种因素分析是否透彻,防护措施是否得当;⑤泥石流沟与大沟的关系,尤其是泥石流堆积挤占大沟时使得大沟变窄,大沟流速加大,冲刷深度加大,冲切侧蚀能力增强,该情况下管道防护设计是否加强。岩溶治理工程的审点:①岩溶延伸方向、规模大小是否已查清,岩溶与管道的空间关系等;②溶洞壁、洞顶岩性及其完整程度,溶洞的稳定性评价是否正确;③治理设计方案是否合理可行,以及治理后对周围环境的影响;④设计计算是否正确,治理工程量是否合理。
工程测量广泛应用于工程施工的各个阶段,它为工程施工提供可靠的测量数据,降低了工程施工的失误率,对工程施工质量的提高具有重要的作用。因此,工程施工人员必须提高对工程测量的重视,充分认识工程测量对施工质量控制管理的重要性,进而提出有效的管理策略,以促进工程施工质量的提高。
(1)工程前期准备阶段的工程测量对工程质量控制管理的重要作用。工程施工前期准备工作中,最为重要的是对工程进行总体的规划,并结合实际情况设计出科学、合理的工程施工图纸。
在工程施工图纸的设计过程中,需要工作人员对工程施工现场进行实地勘测,分析影响工程施工质量的各种客观因素,同时对工程的大小、方位等进行测量,尽量做到与周围环境相融合,在设计中尽量避免出现质量通病,杜绝安全隐患。工程测量作为工程施工图纸设计所应用的基础技术之一,对工程施工质量具有重要的作用。
(2)工程施工阶段的工程测量对工程质量控制管理的重要作用。工程施工阶段有很多环节是需要工作人员反复测量并校对进行的,这样才能够有效保证施工的有效性。笔者对一些需要严格进行工程测量的环节进行分析,以期从提高工程测量的精确性上,来促进工程质量的提高。
①工程平面、高度控制桩位。任何工程施工都需要有一个符合标准的平面与高度,施工人员必须对工程平面与高度进行严格的控制,不能出现桩位偏差超出规范要求的情况,一旦误差过大,将对工程的安全性造成一定的威胁,如果不能及时进行修正,很可能会出现工程检验不过关、工程返工的情况,这不仅严重影响工程的进度与质量,同时也会造成工程施工单位经济效益与社会效益的损失。因此,在工程施工过程中,工程测量人员必须按照工程设计,对工程平面、高度控制桩位进行严格的放线测量,保证桩位设置的精度与规范性,同时对工程其他基础施工进行测量,以保证工程施工的安全与质量。
②工程垂直控制放线测量。对于建筑工程来说,保证建筑物的垂直度是工程施工中最为重要的工作之一,这项工作离不开工程测量技术的帮助。工程测量不仅要对建筑工程整体的垂直度进行放线测量,同时还要对每一个楼层的垂直度进行放线测量。工程测量人员所测量的垂直度数据是施工人员施工的重要依据,精准的数据信息是保证建筑工程垂直度的关键,它对工程质量的提高也起着积极的促进作用。因此,在工程测量工作中,垂直度的控制是非常重要的。
③工程竣工阶段的工程测量对工程质量控制管理的重要作用。工程竣工之后并不会马上投入使用,相关工作人员还会对工程进行最后的验收,以保证工程的质量,其中工程测量是最为重要的一项工作。工程测量人员将对容易出现质量通病的工程点进行详细的测量,尤其是一些易于变形的地方,更会提高重视,以专业的态度与技术进行测量工作,从而参照国家标准,对工程施工质量打分,同时也为工程后期的修正工作提供数据参考,进一步提高工程施工的质量。
加强工程测量管理,提高工程施工质量
加强工程测量管理,不仅可以有效避免一些工程施工质量通病,同时还可以有效提高工程施工的效率,对工程施工单位工程造价的控制与管理等都具有积极的促进作用。因此,在工程施工过程中,工程施工单位必须将工程测量放在重要的位置上,加强工程测量管理,提高工程施工质量。
(1)提高工程测量人员的综合素质。工程测量人员素质的高低,直接影响到工程测量的精确性,因此,必须做好工程测量人员的培训工作。这不仅需要测量人员的专业技术进一步提高,同时还要对其法律素质与道德品质进行培养,以提高测量人员的综合素质,更好地为工程施工质量提高工作。
(2)加强对施工现场的管理。施工现场的安全管理是工程施工管理的重要工作之一,管理人员不仅要对施工人员、施工工艺等进行管理,同时还应该对工程测量所使用的仪器设备等进行严格的管理,定期进行维修与养护,以保证工程测量仪器使用的有效性,进而为提高工程测量精确性与工程施工质量奠定基础。
2地质勘察的具体工作要求和方法
对于水利工程的地质勘察阶段可以分为四个它们分别是:规划———研究———设计———施工,在地质勘查时必须保证各阶段工作和设计要求相适应,每个阶段的地质勘察任务必须严格按照合同进行,要明确设计意图,清楚设计阶段和各项技术指标的要求,熟悉施工图纸,如果即将在野外进行勘察活动时,对前往地区的地质考察非常必要,收集资料和分析地形做好准备工作,为了进一步的了解当地自然条件必须结合实际的设计,编制出工程地质勘察总纲领。
2.1工程地质勘察大纲内容
工程地质大纲的内容应包括以下内容:(1)进行勘察的主要目的、现场的工程情况和勘查主要的阶段;(2)了解所要勘察地方的工作条件、地形和地质情况;(3)熟知勘察工作的内容使用方法和完成的工程量;(4)规定确定的计划进度和竣工时间;(5)预算所需经费;(6)书写勘察资料;(7)包含地质勘察工程绘制布置示意图。在制定勘察总纲领时可根据实际的地质变化做出相应的调整。
2.2工程地质勘察的施工要求
工程地质勘察的施工要求首先是地质测绘的进行,根据勘察阶段设定工程地质测绘的比例尺,也可以根据建设项目的特点和地点选取合适的比例;不论选取哪种比例尺,都必须有勘探点或者露头观察点表示在工程测绘的过程中。工程地质在测绘时可参考人造卫星、航空测量和地面摄像片遥感资料对地质解释,解释的结果可根据野外审核和检验。在水利工程的地质勘探过程中,保持适宜的岩土物性和场地地形,选择适合的物探方法和应用物探技术。像常见的坑、洞、孔、井常被这些勘探工程综合利用。在每次的施工前应对各类钻孔进行施工程序设计和钻孔的专业设计,并按原来设计的要求进行施工。岩土试验将原位测试和室内试验相结合所使用的。通常室内试验是土工试验的基础,辅助为原位测试。室内试验以及原位测试在岩土试验的眼中都是一样的重要。不同试样和原位测试点应该拥有地质代表性。
2.3工程地质勘察的编制程序
(1)对收集到的外业和试验资料进行核实统计。这项工作的开展总是在外业进行完开始,在勘察前需要对各个资料进行检查是否完善,尤其是实验资料,可依据这些资料绘制测量结果表、勘探点(钻孔)平面位置图和勘察工作量统计表。(2)参考土工试验和原位测试的相关资料,修正地质资料。这些工作的开展很重要很重要,在工作中却是常常被工作人员遗忘。因此,实验资料和野外定名出现不对应的现象,还出现了原位测试和砂土状态的实验资料不符合的结果,像一些野外定名为黏土的,实验结果塑性指数不大于17;此外,野外定名是细砂的,根据实验资料显示是中砂的,它的颗粒含量以每颗0.25~0.5mm颗粒到达含量的50%以上;还有野外名为可塑性黏性土的,它的实验液性指数不于0;野外名为稍密状况的砂性土,砂性土的贯入击数标准不大于10,野外定为淤泥或者名为淤泥质土的,实验结果的孔隙比不到1;对于那些野外名为硬塑性黏性土的,小于18击数。综上所述产生这些矛盾是由于野外分层深度和定名具有不准确性,还有个原因是试验资料具有不真实性,面对这样的情况应该找出问题,及时的改正,让实验资料和岩土定名的数据结果达到一致。(3)描述钻孔工程地质概况绘制综合柱状图。(4)对岩土地质层划分,绘制分层统计表,对数理统计。地基岩土的分层的适合性直接影响着评价好坏。所以这个工作需要按原因类型、地质年限、岩土特性、风化程度、状态、力学特征进行全面的考虑,合理的规划每个岩土层,根据数据绘制分层统计表,其中包含每个岩土层的埋藏条件和分布状态的统计表,实验测试和原位测试的物理力学统计表等。最后进行试验资料的统计整理,计算分层承载力。(5)绘制工程地质剖面图以及相关的专门图件。(6)书写文字报告,为了减少重复率就得按照以上的顺序进行,避免出错,提升工作效率是保证质量的大前提。对于勘察场规模大的场地或者地貌地质复杂的场地而言,可以采取有针对性的进行勘察例如分区勘察,最后做出评价。对于完整的工程地质勘察报告的书写,它是由五部分组成,分别为正文、附表、附图、附照和插表。而对地质勘察要书写的文字部分应包括该区域的地质情况、地质条件和地貌条件,还有地质勘察的结论和实施的意见建议等都是其中需要书写的部分。另外,为了使报告更具有真实性,相应的加入一些和勘探有关的图表数据等都会帮助提升内容的价值。
1.1砂卵石层钻进技术
砂卵砾石层因具有厚度大、埋藏深、结构复杂、质地坚硬等特点,一直是水利水电工程钻探面临的技术难题。后经大量的研究和实践,研究出了SM植物胶和MY-1A植物胶冲洗液金刚石钻进法,显著提高了砂卵石层钻进效率。实际施工时将膨润土、水、碱、SM植物胶按照一定的比例配置成冲洗液应用到钻进施工中,凭借其良好的减阻、减震性能,能够有效防止孔壁坍塌和保护岩心的作用。
1.2金刚石钻进技术
目前,水利水电工程地质勘测中金刚石钻进技术较为常用。结合大量地质勘测实践经验,为提高金刚石钻进效率,实际施工时应重点把握以下3项内容:
1)结合岩石的风化程度选择合适的开孔钻头,通常情况下开孔时使用0.3~0.5m长的岩芯管进行施工。随着钻孔深度的增加,为避免孔倾斜应适当增加岩芯管长度。开孔钻进时应使用麻花钻,钻进到达风化岩石时应使用短岩芯管长取粉管钻进,以及时将岩粉捞取出来。
2)确定下套管层数时应综合考虑孔深和孔径情况,并且套管不能弯曲,各部位连接应牢固。同时,使用水泥或黏土将套管口封闭严密,以防止岩粉进入套管,给钻进工作造成干扰。
3)下钻时经过掉块或孔口管换径位置时应缓慢下钻,遇阻时应轻轻转动钻具,避免猛提和猛顿钻具。
1.3金刚石绳索取芯钻进技术
该技术最大特点为能在不提钻的状况下,利用绳索将包含岩心的内管提到地面上,进而能够方便地采取岩芯。因此被广泛应用到浅孔、深孔钻孔作业中。尤其在水利水电地质勘测过程中能有效避免孔壁掉块、坍塌情况的发生,能有效提高地质勘测效率。
1.4套钻技术
利用套钻技术能有效地从软弱层带中获取原状岩芯,尤其在软弱或破碎夹层中能较好地保证岩芯质量。具体施工时应做到:
1)在钻孔段的中心位置钻取36~46mm直径大小的钻孔,当钻孔深度达到1~1.5m时进行插筋并将黏结剂灌入其中。
2)等待黏结剂凝结后,使用直径110mm孔径套取岩芯。主要因为在黏结剂的作用下插入的细钢管和岩芯凝结在一起,因此能完整的取出软弱夹层且能使其保持较好的原有状态。该技术应用在众多的水利水电工程地质勘测中,取得了良好的效果。
1.5软弱夹层钻技术
在软弱夹层中使用一般的金刚石钻进法施工成功率较低,为此应使用专门的技术以提高软弱夹层钻进效率。在软弱夹层钻进施工时通常使用软夹层钻技术,该技术运用的取芯钻具包括岩芯阻塞报警装置、扶正装置、悬挂装置等部件构成。同时还包括一些减少振动、免受挤压和冲刷的保护系统。经实践证明该技术在水利水电工程地质勘测中发挥巨大的经济效益。
1.6大口径钻探技术
水利水电地质勘测中竖井的开凿很大程度上使用机械设备,一方面它能提高勘测施工效率,另一方面能降低劳动强度提高勘测作业安全系数,而且作业中能减小对岩体结构的影响。当前,大口径钻探技术使用的设备可开凿直径为800~1200mm的钻井,而且钻井深度可结合钻井方法调整,取芯操作时虽钻井直径不超过1200mm,但钻进深度可达50~60m。如进行全断面钻进孔径为800~1200mm,孔深可超过100m。总之,利用大口径钻探技术可通过孔壁和岩芯不但能观察地质风化、断层、透水性、岩性等状况,而且还可研究水文地质结构和岩体结构。
2遥感技术勘测方法
遥感技术在水利水电工程地质勘测上的应用,大大提高了地质勘测的灵活性和准确性。依据遥感平台高度可将遥感勘测技术分为地面遥感、航空遥感和航天遥感3种类型。且利用该技术获得的陆地摄影照片、航片、卫星照片等材料均是真实自然景观的图像,因此能够较清晰、全面的反映出岩溶、泥石流、崩塌、滑坡等地质现象,同时还能从中观察出地质构造、地层岩性和地貌形态。遥感勘测技术具有信息丰富、视野广阔、获得的影像具有一定周期性等优点,被广泛应用在水利水电工程地质勘测工作中。
2.1研究区域构造稳定性
利用遥感技术能够获得大量的高质量线性构造信息,因此能够准确地反映出地貌形态、水系分布以及地质特征等信息,进而帮助地质勘测技术人员更好地研究水利水电工程周围地区构造格架,评估工程周边地区构造稳定性提供准确素材。
2.2调查自然灾害
水利水电工程附近诸如泥石流、滑坡、崩塌自然灾害的调查是地质勘测工作的重要组成部分。针对该项内容的勘测如借助遥感技术提供的彩红外片或航卫片,结合现场勘查提供的资料进行全面的分析,能较详细的了解影响水利水电工程稳定性的自然灾害情况,对保证水利水电工程稳定性运行具有重要意义。
2.3调查岩溶情况
遥感技术提供的影像材料尤其彩红外影像,能为分析水利水电工程岩溶情况提供准确参考。一方面从影像中能很好的判读岩溶地貌状况,另一方面能从介质红外光谱差异性上分析泉水和地下水分布信息。国内很多水利水电工程地质勘测时,利用该方法研究岩溶及其渗漏问题取得较好效果。
2.4地质测绘填图
地质测绘时要求在保证成图现场校准和确保野外工作量的基础上,提倡使用遥感图进行地质测绘。而且部分地区大比例尺工程地质图应首先考虑遥感成图。这些要求均在我国水利水电工程勘测相关文件中有所体现。
2.5地质编录岩土工程开挖面
为更好的完成水利水电工程施工中存档备查、安全预报、反馈设计等环节工作,应借助遥感技术进行地质编录以指导水利水电工程地下工程开挖施工。为此,我国相关研究部门,在完善高边坡快速地质编录系统的基础上,成功应用到水利水电工程项目中。实际施工时结合使用数码摄像机,并进行现场采集和数据预处理,运用专门的软件系统进行处理后能够获得任意方位的线划图和连续的彩色影响。
2.6研究防洪、水土保持情况
我国相关科研单位曾利用TM卫片,对负责区域的水利水电工程附近的泥石流、滑坡情况进行解译,同时对其发育情况进行划分最终获得了区划图,并在此基础上提出了治理和建立预警系统意见,进而为负责区域的水利水电工程防洪、水土保持工作的开展提供价值较高的资料。
3工程物探方法
我国水利水电工程地质勘测中工程物探方法的应用起步较晚,直到20个世纪90年代,一些研究单位中才配备管线仪、声波仪、透视仪、电法仪以及综合测井仪等设备,使地质勘测野外数据采集精度得到较大提高,一定程度上促进了我国地质勘测技术的发展。
3.1地球物理层析成像技术
该技术借助已存在的钻孔或平洞,对发射和接受的投射波进行采集和处理,进而获得孔洞间波速值,最终对区间的岩体做出判断。实际勘测施工中如未找到有效且经济的方法,采用该技术往往能取得较好的效果,它不但减少操作劳动量,而且还能提高岩体物理力学整体评价质量。因此,我国非常重视该种技术在水利水电工程项目中的应用。
3.2钻孔彩色电视系统
该系统在确定泥化夹层位置、形状和尺寸方面发挥重要作用。经过多年的发展钻孔彩色电视系统经过了a91mm、a53mm、50mm阶段,其中a53mm彩色电视系统中的钻孔在a56mm金刚石钻孔基础上发展而来,50mm的钻孔彩色电视系统为在地质勘测中更好的观察水平风钻情况研制而成,该系统中首次运用了CCD光电耦合器件,具有性能稳定、集成度高、设计合理等优点。在科技发展推动下,钻孔彩色电视系统融合了数字和图像处理技术,功能越来越强大,例如主机将录像机、监视器、控制器融合为一体,能接入口径不同的钻孔电视探头,不但实现了数字化压缩存储,而且为后期的处理提供较大便利。
3.3高密度电法勘探
高密度电法工作依据的原理仍包含在电阻率法的范畴之内,不过其将地震勘探数据采集方法引入进来。进行野外实际勘测时能将所有电极设置在测点上,并利用电测仪和程控电极开关的转换实现数据的及时采集,同时将采集的数据进行处理进而获得地电剖面图。该方法融合了计算机和现代电子技术,能显著提高地电数据采集效率。
2.系统模块基本操作地质信息管理系统由数据库、录入、成果输出、系统、程序等5个模块组成,每个模块内包含数量不等的图标命令,具体功能设计上既服从实际地质工作流程、也打破了专业分工的制约。数据库:包括连接、在线/离线两个图标命令,前者定义登录方式,即在线登录中心数据库还是离线登录本机数据库;后者定义数据传递方式,即在线上传到服务器端、还是离线从其他离线数据库导入。录入:包括工程、工程阶段、和工程部位三个图标,分别用于创建新的工程、选择工程阶段、和创建新的工程部位,构成数据管理器的目录和骨架。成果输出:该系统可以输出常用图件及表格,钻孔柱状图、节理统计图、钻孔平硐坑井统计表格等。系统:包括参数定义、角色管理、用户管理三个图标,其中的参数定义是对每个工程的相关术语进行统一定义与管理,比如,同一地层的名称必须唯一,由授权用户定义,无权限的用户只能选择定义的结果。角色管理包括创建新角色、选择现有角色编辑和删除角色,根据流程创建或选择一个角色并授权其应具备的权限;用户管理包括创建新用户、选择一个用户进行编辑、删除、锁定或者解锁用户以及修改当前用户密码,在编辑一个用户时,可以分配其角色并赋予相应工程的操作权限,一个用户也可以拥有多个不同的“角色”。程序:窗口管理和退出系统,前者通过进行界面右侧浏览器的显示/隐藏设置,顾名思义,后者是退出数据库系统。其中系统模块所包括的角色管理和用户管理是对不同用户数据库操作权限进行管理,该系统在在线工作模式下可以实现角色管理和用户管理两项权限管理功能,对不同用户的操作权限进行控制。
3.角色管理根据实际工程需要由系统管理员创建角色,也可以对已经存在的角色进行编辑或删除等操作,不同角色具有不同数据库操作权限,管理员通过配置这个权限,控制其访问功能菜单的行为。角色管理采用流程式操作,用户根据需要可以勾选任意一个选项,但允许用户(管理员)进行的操作方式存在差别。在对话框中可以对已有的角色名称和描述进行修改,还可以在表单管理界面对访问权限进行设置。目前该信息管理系统包含基本信息、钻孔数据、平硐数据、地质点数据、测试数据物探数据、地应力、文件管理和系统设置共九个表单文件,鉴于数据库涉及到多个专业方向,如物探、地质、测试等,具有角色管理权限的用户可以通过对用户设置专业需要的表单并赋予相应的只读、读写和拒绝访问的权限实现不同专业的不同用户的数据库操作权限。用户管理系统管理员可以在用户管理中创建一个新用户、选择一个用户编辑、删除和锁定/解锁用户以及修改当前用户密码等操作。在用户管理中选择一个用户赋予相应的角色,给予该用户可操作的工程。此外,用户还有一定的工程访问权限,管理员可以通过配置用户的工程控制其访问工程的行为。当用户需要在线使用中心数据库,需要对用户设置一定的权限,程序通过添加和编辑角色等功能实现。
1前言
坝陵河大桥离拟建贵州省镇宁至胜境关高速公路起点约21km,地处黔中山原地带。高速公路在关岭县东北跨越坝陵河峡谷,峡谷两岸地势陡峭,地形变化急剧,高差起伏大,河谷深切达400~600m。桥址区属构造剥蚀、溶蚀中低山河谷地貌。岩石建造类型以碳酸盐岩与陆源碎屑岩互层,以碳酸盐岩构成峡谷谷坡,以碎屑岩互层构成谷底及缓坡为基本特征。坝陵河流向与区域地质构造线方向(NW)基本一致。河谷西岸地形较陡,地形坡度40~70°,近河谷一带为陡崖。桥位区西岸(关岭岸)锚碇地段处于斜坡中部,出露的岩层有三叠系中统竹杆坡组第一段(T2z1)中厚层状泥晶灰岩和杨柳井组(T2y)中厚层状白云岩[1,2]。弱风化岩体直接出露于地表,微新岩体埋深30~50m。
坝陵河悬索桥主跨1068m,桥面总宽度24.5m,东岸锚碇采用重力式锚,西岸锚碇采用隧道式锚。西岸隧道式锚碇在技术设计中全长74.7m,最大埋深78m,主要由散索鞍支墩、锚室(34.7m)和锚塞体(40m)三部分组成,两锚体相距18~6.36m。锚塞体和锚室为一倾斜、变截面结构,上缘为圆形,下缘为矩形,纵向呈楔形棱台,矩形截面尺寸为10m×5.8m~21m×14.5m。西岸每根主缆缆力(P)约为270MN,水平夹角约26°。锚体中设预应力锚固系统,主缆索股通过索股锚固连接器与锚体中的预应力锚固系统连接。
悬索桥锚碇在承受来自主缆的竖向反力的同时,主要还承受主缆的水平拉力,是悬索桥的关键承载结构之一,其总体稳定性和受力状态直接影响到大桥的安全和长期使用的可靠性。坝陵河悬索桥是镇宁-胜境关高速公路的重要节点,针对该大桥施工图设计阶段,本文提出坝陵河悬索桥西岸隧道式锚碇及其边坡的工程地质力学研究建议。鉴于锚碇型式受到地形、地质条件的限制,国内外采用隧道式锚碇的大跨悬索桥为数较少[3-7],见诸文献报道的更少,本研究建议有不适当之处,请专家批评指正。
2岩体工程地质力学研究建议
2.1锚碇围岩工程地质条件研究
西岸隧道式锚碇坐落于边坡浅表弱风化~微新岩体中,弱风化~微新岩体的工程地质条件关系到锚碇隧洞的成洞条件及锚碇体系在主缆拉力荷载作用下的整体稳定状态。
边坡浅表部中存在卸荷岩体。岩体卸荷带是伴随河谷下切过程或边坡开挖过程中,由于应力释放,岩体向临空面方向发生卸荷回弹变形,能量的释放导致斜坡浅表一定范围岩体内应力的调整,浅表部位应力降低,而坡体更深部位产生更大程度的应力集中。由于表部应力降低导致岩体回弹膨胀、结构松弛,破坏岩体的完整性,并在集中应力和残余应力作用下产生卸荷裂隙。岩体应力的降低最直观的表现是导致岩体松弛和原有的裂隙发生各种变化,形成新环境下的裂隙网络。这些裂隙一部分是迁就原有构造裂隙引张扩大经改造形成[8],有一些是微裂隙扩展后的显式裂隙,也有在新的应力环境和外动力环境下形成的裂隙。在岩体卸荷、应力降低的过程中,随着新的裂隙系统的形成,也为外动力或风化营力提供了通道,加速岩体的风化和应力的进一步降低。风化岩体裂隙的增多,是岩体卸荷和风化共同造就的。
西岸锚碇边坡岩体在浅部节理裂隙发育,岩体透水性较好,渗透系数高;随着深度的增加,透水性逐渐减弱。深部的岩溶发育情况有待研究。
据初步设计阶段工程勘察资料,西岸锚碇边坡出露的灰岩和白云岩的产状为:倾向50~80°,倾角48~87°。主要发育三组优势节理:①155°∠57°;②220°∠34°;③333°∠46°。在岩层层面、不利结构面组合切割和深部岩溶发育情况下,在主缆巨大拉力下,不能够排除存在深部拉裂滑移面威胁西岸锚碇边坡整体稳定性的可能性。
锚碇围岩工程地质条件研究内容包括:
(1)研究从边坡表部至深部岩体中裂隙的分布密度及张开度变化,揭示岩体的卸荷程度,为锚碇施工期和运行期边坡岩体质量评价以及岩体质量变化趋势提供可靠基础资料;
(2)在岩层层面和不利结构面组合切割下,由于锚碇工程荷载,研究岩体中形成的潜在不稳定块体的安全度以及西岸锚碇边坡的整体稳定性;
(3)采用地球物理勘探方法,研究边坡深部溶蚀裂隙与溶蚀洞穴的分布规律及其发育特征。
2.2锚碇围岩工程力学特性研究
主悬索的巨大拉力通过索股、锚杆传人隧道中填充的(预应力)混凝土,再通过(锚塞体)混凝土与隧道岩体的摩阻力和粘结力传递给周围的岩体。隧道式锚碇在巨大主缆拉力荷载作用下,不仅要维持自身的抗拔稳定,同时还要将自身承受的主缆拉力传递到锚碇围岩中,以充分利用围岩的承载能力,使锚碇和围岩共同作用形成一个整体的承载体系。
锚碇围岩工程力学特性研究包括三个方面:
(1)锚塞体与岩体之间的抗剪摩擦力学性能[9,10]和粘结特性试验研究;
(2)锚碇下部及两锚体之间的岩体处于复杂的拉剪应力状态,研究锚碇围岩在拉剪应力下的变形及强度特性,尤其是弱风化~微新围岩在拉剪复杂应力下的变形、强度及疲劳试验研究,模拟其破坏现象和破坏过程,从而掌握其破坏机制;
(3)岩体在中度~轻度工程爆破开挖扰动下的力学性能研究。
锚碇围岩工程力学试验目的是确定锚碇边坡岩体力学参数建议值,供设计和三维数值仿真采用。建议在设计锚碇区域附近开挖一试验斜硐,采取岩样,并在硐壁打适量钻孔,进行室内岩石力学试验和原位岩石力学性质及配套的各项试验研究工作。主要包括室内岩石力学三轴剪切试验、节理(裂隙)测量、岩体变形特性(静载)试验、岩体抗剪(抗剪断)试验、岩体抗拉试验、混凝土与基岩胶结面抗剪和摩擦等试验和硐室声波普测、硐室地球物理勘探、含水量测试、钻孔声波测试、钻孔压水试验等试验研究工作。锚碇系统的摩阻力由基岩与锚碇系统接触面的正应力与摩擦系数来决定,摩擦系数一般由相似原理进行模型试验或现场测试得到。硐室地球物理勘探是查明锚碇围岩(主要是锚碇下部及两锚体之间的岩体)中的岩溶发育情况。
试验资料的整理应通过对现场和室内大量试验数据的综合分析,结合现行有关行业规范(规程)和工程经验的类比,提出西岸隧道式锚碇边坡区域岩体力学参数建议值,供设计采用。
2.3锚碇围岩渗透及抗溶蚀特性研究
坝陵河悬索桥西岸锚碇围岩为弱风化~微新的灰岩和白云岩,属于易溶蚀化岩体。锚碇边坡地段地下水主要为(节理)裂隙水、岩溶裂隙水和岩溶孔(洞)穴水。西岸隧道式锚碇锚体混凝土浇筑后,在边坡岩体中形成不透水体(阻渗体),从而改变锚碇边坡的地下水渗流场。可以预见,地下水将从锚塞体混凝土边缘绕渗,因此锚塞体与围岩的交界部位岩体更易遭到溶蚀,削弱锚塞体混凝土与围岩之间的摩阻力和粘结力。锚碇围岩渗透特性的研究应着重锚塞体与围岩的交界部位岩体的渗透性能与抵抗溶蚀的能力的试验研究。
为防治锚塞体与围岩交界部位岩体的溶蚀危害采取的工程措施,主要是加强锚碇边坡坡面的排水工程。
2.4锚碇及其围岩相互作用三维数值模拟研究
由于悬索桥安全是依靠锚碇固定桥的体系,锚碇发生移动将严重影响桥梁体系,甚至导致桥体破坏,因此研究西岸隧道式锚碇的锚块及其围岩在主动拉力作用下的稳定性、瞬时变位与长期变位是相当重要的。应建立真实反映隧道式锚碇锚体和围岩二者相互作用、考虑施工过程非线性、地质结构面影响等的三维数值仿真模型,对锚碇稳定性及变位进行预测[11]。
2.5锚碇隧道钻爆开挖及支护的施工技术试验
根据西岸隧道式锚碇为倾斜、变截面的工程特点,需研究锚碇隧道的钻爆开挖以及支护的施工技术[12-14]。在隧道式锚碇施工过程中,自始至终都要注意严格控制围岩的完整性,尽量避免对围岩产生过大的扰动。为保证主缆等硐内钢结构的使用寿命,锚碇的防水按GB50108-2001二级标准进行控制,要求较高。施工开挖后应对围岩中的塑性变形带进行挤密压浆处理,以使锚塞体混凝土与围岩紧密结合。
2.6锚碇锚固系统试验
试验目的是验证用于坝陵河大桥锚碇锚固系统的各产品力学性能是否满足设计要求。试验内容包括锚拉杆组件静载试验、疲劳试验及锚具组装件静载试验和疲劳试验[15]等。
2.7大体积混凝土浇筑防裂的施工技术研究
[中图分类号] F301 [文献码] C [文章编号] 1000-405X(2012)-11-38-1
土地资产一直与国有企业之间存在着较为密切的关系,作为稀缺资源,土地资产的价值已经在我国市场经济发展过程中体现出来。以往无偿进行划拨用地的方式,土地使用者不具备转让、出租以及抵押土地的权力,这样的限制已经无法顺应市场经济改革下的企业制度改革要求。所以,国有企业制度改革过程中土地处理成为了重要内容之一。我国相关政策规定在两种情况下,土地处理无需缴纳土地出让金。主要是将土地使用权作价出资以及通过授权经营的方式来进行土地处理。这两种土地处理方式减轻了企业制度改革成本,但是在执行过程中还是存在很多问题。
1改制企业的土地资产运作情况
我国经济体制改革下,土地使用权从去无价转为有价,所以企业所拥有的国有资产也相应的不断增多,在企业体制改革过程中,针对不同性质土地,应该采用相应的土地处理方式。
1.1以出让的方式来获得得土地使用权
目前,大部分经济实力较强、日常运营效率较高的企业都会采用以出让的方式来获得土地使用权,企业不仅可以拥有土地出租、抵押以及转让的权力,还可以获得在企业使用土地的年限内土地增值收益。企业通过已出让方式获得的土地大部分属于企业生产与经营的用地。因此,通过出让方式而取得的土地,都应该将这部分资产计入股本。另外,与购买厂房以及设备一样,以这种方式获得的土地也相当于是购买生产资料。在土地使用年限期满后,国家有权无偿收回土地的使用权。
1.2行政划拨的土地处置方式
针对行政划拨的土地,国家相关部门给出了改制企业的土地处理三种方式:其一,企业补办土地出让手续,补缴土地出让的费用,将作为企业法人资产的土地作价入股;其二,企业通过租赁的方式获得土地使用权,每年向国家缴纳规定的土地租金;其三,国家将土地使用权作为股本,入股改制企业。
1.3集体土地处理方式
集体土地的处理方式与行政划拨较为相似,主要有几下几种方式:第一,集体土地补办土地征用手续,土地国有化之后,再将土地使用权出让、租赁或者作价入股改制企业;第二,集体土地的自身所有权性质不变,土地资产看作是当地集体股份加入企业;第三,向拥有土地所有权的地方政府交纳租赁费用,以租赁形式获得土地使用权。
2我国企业改制过程中土地处理的问题
2.1授权经营土地处理问题
所谓授权经营的土地使用权,主要是指国家将规定年期的土地使用权,在作价后授权给规定企业经营管理,这类企业主要是国家控股、国有独资或者是国家授权投资的企业机构。相关政策规定,授权经济的土地使用权可以在使用年限内,作价入股以及租赁,也可以在这类企业的直属、控股或是参股企业间进行依法转让,如果是改变原有用途,向这类企业以往的单位或者是个人进行转让时,应该向相关部门申报,审核通过后也无需缴纳土地出让金。但是在实际操作过程中遇到以下问题:
(1)授权经营的土地是否为有偿使用;
(2)授权经营的土地使用权如何处理;
(3)授权经营土地的使用期限。
2.2作价入股的土地使用权处理问题
国家将一定使用年期国有土地的使用权作价,并投资改制后的新企业,其后由新企业拥有该土地使用权。作价入股的土地可以按照相关法律进行土地权的转让、出租与抵押。这类土地资产处理方式,企业无需缴纳出让金或者是租赁费用,所以对于改制企业而言压力较小。但是国家必须与企业共同承担风险,由于国家股的特殊性,在企业管理过程中难度较大,而且由于土地价值较高,所以国家股往往占据了企业股本大半,影响了企业效益与其他股东的审查积极性。
2.3非经营性质的土地使用权处理问题
国有企业的改制过程中,往往都是采取的整体改制,所以以往的非经营性质的资产以及对应的土地使用权也从原有企业剥离出来,这类主要是指原国有企业的学校、职工住宅、医院等福利性基础设施。但是在实际处理过程中,这类土地还是由新企业继续使用,但是新企业不具备土地使用权。
2.4土地价值认定问题
在企业改制过程中,会委托资产评估机构对企业整体资产进行评估,其中包括土地资产,但是这个价值认定往往与土地评估机构认定的价值存在较大差异,这种差异导致应缴纳土地出让金在转赠国家资本过程中数量不清的问题。
3企业改制过程中土地处理有效措施
3.1明确授权经营与作价入股的土地使用权权能
针对授权经营与作价入股这两种类型流转应该作出明确规定。我国相关政策主要解决了土地资产划拨到改制企业的问题,而对于土地使用权进入改制企业的资产后全能没有明确规定,操作过程中存在很多问题。
3.2改制企业的土地处理应该包括非经营性的资产
1水利水电工程建设与环境问题
1.1水利水电工程与地震问题水库等水利水电工程建筑物蓄水后,由于地应力的调整或水体下渗等原因,触发了地质断层的复活而诱发地震。研究表明,要触发一个比较大的地震需具备以下三个条件:①水库岩石比较破碎,且处理效果不十分理想;②存在有利于应力集中的地质环境条件;③水库水荷载所产生的超孔隙水压力足够大。关于水库诱发地震的事件国内外均有报道,一般而言,水库的坝址没有较大的断裂带存在,仅仅是水荷载引起的地应力,诱发地震的可能性是很小的。但如果诱发大的地震,那将是灾难性的。从1987年的资料至今,我国已建设的坝高在15米以上的水库共18000多座,已发现水库诱发地震的有13座。[1]
1.2水利水电工程与水文问题水利水电工程建成后改变了下游河道的流量过程或周围环境水域的分布,从而对周围环境造成影响。例如:①大坝水库不仅存蓄了汛期洪水,而且还截流了非汛期的基流,往往会使下游河道水位大幅度下降甚至断流,并引起周围地下水位下降,从而带来一系列的环境生态问题;②下游天然湖泊或池塘因断绝水的来源而干涸;③下游地区的地下水位下降;④入海口因河水流量减少引起河口淤积,造成海水倒灌;⑤因河流流量减少,使得河流自净能力降低;⑥以发电为主的水库,多在电力系统中担任峰荷,下泄流量的日变化幅度较大,致使下游河道水位变化较大,对航运、灌溉引水和养鱼等均有较大影响;⑦当水库下游河道水位大幅度下降以至断流时,势必造成水质的恶化。由此可见,水利水电工程对水文的影响是不容忽视的一个重要问题。[2]
1.3水利水电工程与气候问题一般情况下,区域性气候状况受大气环流和水体分布所控制。如果修建大、中型水库及灌溉工程后,当地水体的分布会发生较大的变化。如原先的陆地变成了水体或湿地。局部地表空气变得较以前更加湿润,形成新的小气候,对当地气候会产生一定的影响。主要表现在对降雨、气温、风和雾等气象因子的影响方面。
1.4水利水电工程与鱼类、生物物种问题①对鱼类的影响:切断了洄游性鱼类的洄游通道;水库深孔下泄的水温较低,影响下游鱼类的生长和繁殖;下泄清水,影响了下游鱼类的饵料,从而影响鱼类的产量;高坝溢流泄洪时,高速水流造成水中氮氧含量过于饱和,致使鱼类产生气泡病。②对植物和动物的影响:库区淹没和永久性的工程建筑物对植物和动物都会造成直接破坏;同时局部气候变化、土壤沼泽化、盐碱化等都会对动植物的种类、结构及生活环境等造成影响。
2工程地质工作中存在的问题
2.1工程地质勘察的质量问题在工程地质勘察过程中,主要问题有以下几种:①工程概念不清,勘探侧重点不明确,针对性不强,方法不当,手段落后;②工程地质分析工作中所选择的理论、方法、计算公式等与实际情况有较大出入,其适应条件的物理意义混淆不清;③地质报告中基本地质条件不清楚。我们遇到的主要工程地质问题有:①界定不准确或论证不充分,有问题遗漏甚至结论性错误;②有些地质报告没有地质结论,也有些工程没有做多少地质工作就先下结论,极不严肃。此类问题产生往往造成阶段性工程审查不能一次性通过,可能延误开发时机;或者尽管通过了审查,但却给工程留下了隐患,这种情况的危险性极大。[4]
2.2勘测周期不合理的问题从工程地质勘察到地质报告的提交需要一定的工作周期,这是再简单不过的道理,然而有些工程却没有进行基础性的前期投入。主要存在问题有以下几个方面:①一旦需要申报项目,立即就要求提交地质报告;②今天刚刚提交可研报告,明天就要求提交初设报告。此类情况多为地方性工程,一般国家投资的大型工程出现这种局面的不多。没有足够的勘测周期所造成的后果是严重的,由于地质条件不清楚,直接导致投资控制不住,施工后修改设计等情况。更可怕的是留下了工程隐患,可能造成重大的工程事故。:
3结语
工程地质学是20世纪才建立和发展起来的一门地球科学。水利水电工程地质勘察是所有行业中涉及面最广、问题最复杂、任务最艰巨、声望最高、最具权威性的龙头行业,它具有自身的特殊性与复杂性。水利水电工程建设与环境保护是一项长远的任务,是水利水电工程顺利进行的重要保证之一。保护和改善工程环境是保证人们身体健康的需要,是现代化大生产和保证工程质量的客观要求,是保证工程永久利益的必须条件。工程地质工作的质量,对工程方案的决策和工程建设的顺利进行至关重要。由于地质问题引起的工程事故时有发生,轻则修改设计延误工期,严重时造成工程失事,给人民生命财产带来重大损失。近年来。工程地质勘察质量有下滑趋势,工程地质分析不够深入,有时甚至出现工程地质评价结论性错误这样严重的问题。笔者认为,总结分析水利水电工程地质勘察过程中存在的问题,具有重要的现实意义。
参考文献:
[1]林妙月.区域构造稳定性及地震性危险评价问题[M].北京:地震出版社,2008:99-100.
1.2监督模式混乱由于地铁工程划属的监督站不同,其监督的侧重点和尺度把握也不同,监督模式存在较大的差异。这种差异不仅存在于不同城市之间,也存在于一个城市不同的监督站之间:有的城市地铁工程全部交由房屋建筑监督站监管,有的则由市政工程监督站监管,还有的城市把一条线的站房工程交由房屋建筑监督站监管,将区间工程交由市政工程监督站监管。一个不容忽视的问题是,无论是房屋建筑还是市政工程,其在施工工艺、安全风险、单位工程质量验收等方面都与地铁工程有着显著的不同,故地铁工程不能简单地套用房建工程模式或者是市政工程模式。此外,各个地市的专业监督站有的质量安全合为一体,有的分开设立,且不同的监督站在工程报监、行政事项办事流程、监督检查模式、验收程序、创优评优机制等引用的制度办法和规章有很大不同,造成一个工程标段甚至要接受多个监督站的管理,令项目参建各方疲于应付各类检查又苦不堪言。
1.3质量安全分割我国大多数城市的地铁工程质量监督和安全监督是分散在不同的专业监督站的,即便在一个监督站,也分设了专门的质量监督科室和安全监督科室,质量、安全监督工作相对独立,相互之间缺少支撑和互动。当前,质量监督管理多侧重于现场的永久结构和实体,对临时辅助结构和设备安全对质量的影响有所忽视;安全监督管理则侧重于现场人的行为和安全防护,对结构质量对安全的影响有所忽视。
1.4监督人员匮乏地铁工程涉及专业多、技术含量高、施工风险大,各类新技术、新工艺、新材料、新设备等不断涌现,且几乎涵盖了房屋建筑工程、市政基础设施工程、轨道工程、电气化安装工程等大多数专业,但多数城市存在地铁监督专业人员相对缺乏、专业素质相对薄弱、监督经验相对不足等实际情况,有的监督站将某一个监督科室确定为负责地铁监督的责任科室,定编仅4~5人,有的监督站直接将地铁工程划分到负责监管重点工程的科室,落到具体监督的人,数量更少。相对于地铁工程繁多的专业,监督机构不仅配备的人员有限,且配备的专业人才远不及工程实际需要(按照一个专业配备一个专业人才,至少需要几十个,但实际很难达到),这直接影响了工程监督的实效。
1.5报监手续滞后工程质量安全监督机构一般把保证安全施工的措施、安全事故应急救援预案等作为安全报监的必要条件,把岩土工程勘察文件审查报告、施工图设计文件审查批准书作为质量报监的必要条件。不同的监督机构设置的报监条件不尽相同,一般安全报监手续比较容易,报监要件大多能够及时提交,但由于对勘察、施工图审查文件没有要求,监督过程中对白图施工有所忽视;而质量报监相对繁琐,对勘察、施工图审查文件要求严格。由于地铁工程受限于征地拆线和管线迁移,勘察、设计单位会根据实地情况分阶段出勘察报告、设计图纸,工程现场存在分段、分点开工建设的客观情况,故施工前提供完整的勘察文件和施工图审查文件在不少城市很难做到,有的工程甚至到竣工验收时才办理了正式的报监手续。因此,经常会出现一些工程办理了齐全的安全监督手续,安全监督机构已介入了正常的监督,而质量监督手续因勘察、施工图审查意见书不完整而未办理,质量监督机构未介入监督或以下发停工通知代替监督的现象。这既不符合质量安全监督机构服务指导重点工程建设的客观需要,又影响了建设行政主管部门的公信力。
2地铁工程质量安全一体化监督模式分析
2.1整合监督资源对参与地铁工程监督的机构和人员进行优化整合,合理配置专业,抽调有相关经验的人员组建地铁专业监督站。南京市于2012年12月1日成立了国内首家轨道交通工程专业监督站,全面负责南京市地铁建设的安全和质量监督工作。成立专业监督站的目的,不仅要着手解决目前地铁建设标准滞后、法律法规不够完善的问题,形成系统的轨道交通工程监督管理制度,也将通过建立完善的建设工程监督模式,对重要部位与环节、工程竣工验收、危险性较大的分部分项工程、重大风险源,以及管理不规范的责任主体实施监督。随后合肥、温州等城市也相继成立了地铁专业监督站。国内尚有其他多个城市在着手筹备地铁专业监督站。
2.2统一监督模式充分借鉴当前比较成熟的房屋建筑工程和市政工程的监督模式,并结合地铁工程的实际情况取长补短,探索出一套适合地铁工程的监督模式;规范从工程报监、告知交底、首次行为检查、监督抽巡查、专项检查、起重设备告知和登记备案、监督抽测、监督抽检、节点验收、单位工程竣工验收等一系列的监督业务流程,着力解决地铁工程长期分散监管的问题,做到以下6个结合:(1)检查形式———随机抽查与专题巡查相结合;(2)监督内容———实体监督与行为监督相结合;(3)监督节点———一般节点与关键节点相结合;(4)监督手段———监督抽查与监督抽检相结合;(5)监督反馈———问题通报与现场点评相结合;(6)问题处置———告诫谈话与监督执法相结合。
2.3质量安全一岗双责住房和城乡建设部在“2011年全国城市轨道交通工程质量安全联络员会议”上明确要求各地在轨道交通建设中探索质量安全监督一体化模式。工程建设过程中,质量和安全的实现均离不开对工艺工序和实施过程的管控,质量与安全是密不可分的,产品质量、工程质量、工作质量是安全生产的基本要求,安全生产保障了质量的实现。地铁建设过程中,基坑开挖、钢支撑架设等过程中的诸多问题很难将其简单归为质量或是安全范畴,且施工方面的很多技术规范是不分质量或安全的,因此质量与安全从本质上讲难以割裂。例如:涉及到基坑结构安全的很多技术条款分散在质量方面的规范中,如果不懂,也不看质量规范,安全就很难抓到点子上;区间隧道施工会遇到盾构机始发、掘进、接收、旁通道开挖等几个重要风险环节,安全风险节点控制不好,就很难实现盾构机的平稳推进,更难以确保管片拼装质量和防水质量,一些城市曾有因掘进过程中的涌水涌沙处理不及时而造成整条已成洞区间废弃的案例。因此应对监督员实施一岗双责制,要求其既学习质量规范又学习安全规范,做到融会贯通;到现场检查时,既要看质量又要看安全,每抽查完一个单位工程后要同时签发质量和安全监督文书。
2.4建立监督检查专家库一个监督机构很难配齐地铁工程所有专业的人才,引入专家参加工程监督是有效解决监督人员数量和经验不足、专业不齐的办法。建立地铁质量安全监督检查专家库,根据每位专家的专业特长进行分类登记管理,通过专家参与制定专项检查方案和检查表格,不仅在现场检查时发现深层次的问题,同时将经验迅速传输给年轻的监督人员,培养壮大监督力量。
2.5优化工程报监程序
(1)质量与安全实施同步报监。将安全和质量报监的要件进行有机整合,以单位工程为监督单元,在工程施工前同步办理,从而大大简化了报监流程,为监督服务对象节约了时间和工作量。此外,质量安全报监应把勘察和施工图审查文件作为前置条件,因为未取得勘察和设计图纸就进行施工在任何时候都是严重的违法违规行为,对工程的安全、质量均构成了极大的威胁。
(2)实施分段报监。根据勘察、施工图及审查文件分阶段出的客观现状和特点,以单位工程为报监单元,根据不同的工程类型划分为若干不同的报监阶段,在最后一个阶段报监时转成该单位工程的完整报监。例如,站房主体分为围护结构、主体结构、附属结构三个阶段,盾构区间工程分为主体隧道、联络通道两个阶段,每个阶段不能再进行分解划分,这样,既方便建设单位办理监督手续,又便于监督机构按出图情况介入监督。
(3)实施提前介入。对于勘察、施工图审查文件齐全,但由于其他手续上的问题尚不能办理正式报监的,由建设单位向建设行政主管部门打申请报告,监督机构依据批示意见提前介入对重点工程的监督,通过先期的政策指引和业务指导,促使参建各方事先了解当地的行政规章和相关要求,避免因滞后报监、滞后监督带来的先天性质量安全隐患。
2水利水电工程地质勘察技术与应用
近年来,我国在水利水电工程勘察技术手段获得了飞速发展,从深度、广度及精度上都获得了巨大的进步,其主要的技术手段及应用如下:
2.1工程地质测绘工程地质测绘是运用地质学的理论和方法,通过野外调查和综合研究勘察场区的地形地貌、地层岩性、地质构造、不良物理地质现象、水文地质条件等,并将它们填绘在适当比例尺的地形图上,为下一步布置勘探孔、试验及长期观测工作打下基础。工程地质测绘的比例尺主要取决于不同的设计阶段。工程地质测绘使用的地形图必须是符合精度要求的同等或大于工程地质测绘比例尺的地形图。图件的精度和详细程度,应与地质测绘比例尺相适应。在图上,大于2mm的地质现象应尽量反映,宽度不足2mm的重要工程地质单元,如软弱夹层、断层等,要扩大比例尺表示,并注示其实际数据。地质界线误差,一般不超过相应比例尺图上的2mm。
2.2水文地质测绘水文地质测绘是通过对地质、地貌、第四纪冲洪积物、新构造运动、地下水的调查,填绘出水文地质图,查明勘察场区内地下水形成与分布的基本规律,在此基础上做出初步的开发利用远景评价,并对区内存在的水文地质问题等提出防治措施。
2.3工程地质勘探工程地质勘探是在工程地质测绘的基础上,进一步查明地下工程出现的问题和取得较深入的资料。主要有工程钻探、工程物探、坑探、遥感技术等。
2.3.1工程钻探。钻探是指为了鉴别和划分地层,用钻机从地表向地下钻进,在地层中形成圆柱形钻孔。钻探是水利水电工程勘察中最基础的一种方法,应用广泛。钻探通过钻孔采取不同深度的岩芯可直观地确定地层岩性,地质构造,岩体风化特征等,从而判断地质情况,查明地下水的类型。从钻孔中取出的岩石、土样可进行室内试验,用以测定岩土层的物理力学性质和指标。利用钻孔可进行工程地质、水文地质及灌浆试验、长期观测工作及地应力测量等。地质人员在钻探过程中应根据钻探质量要求,认真记录钻探中出现的各种地质现象;对于像砂砾石层、软弱夹层、滑坡等特殊地段,应选择合理的钻探方法以保证成果能够真实反映该地段的地质条件。
2.3.2工程物探。工程物探是工程地球物理勘探的简称,它是以地下岩土层(或地质体)的物性差异为基础,通过仪器观测自然或人工物理场的变化,确定地下地质体的空间展布范围(大小、形状、埋深等)并可测定岩土体的物性参数,达到解决地质问题的一种物理勘探方法。岩层有不同的物理性质,物探应用观测仪器来测量勘探区的物理参数,如导电性、弹性、磁性、密度等参数。工程物探主要有以位场理论为基础的重力场勘探、磁场勘探、直流电场勘探等,以及以波动理论为基础的地震波勘探、电滋波勘探等。
2.3.3坑探。坑探是指用挖坑方式观察地层地质情况的作业。其特点是勘察人员能直接观察到地质结构,便于素描,且准确可靠。对研究断层破碎带、软弱泥化夹层和滑动面(带)等的空间分布特点及其工程性质等有重要意义。坑探主要包括探坑、探槽、浅井、竖井、斜井、平洞等。由于坑探人员能够直接深入地进行观察,记录,揭示地质现象,且对地质体扰动较小,可以不受限制地采取原状结构试样,并可用来做现场大型试验,所以坑探在水利水电项目中作为一种辅助勘察手段被广泛使用。
2.3.4遥感技术。遥感技术是通过对信息的分析、研究,确定目标物属性和相互关系的一种技术,它从远处探测、感知物体或事物而不直接接触目标物或现象而搜集信息,在水利水电勘察中也应用较为广泛。遥感技术根据遥感平台高度的不同,一般分为地面遥感、航空遥感和航天遥感共3大类。按探测电磁波的工作波段分类,可分为可见光遥感、红外遥感、微波遥感等。遥感技术优势:(1)感测范围大,具有综合、宏观的特点(大面积同步观测)。(2)信息量大,具有手段多,技术先进的特点。(时效性)。(3)获取信息快,更新周期短,具有动态监测特点。(数据的综合性和可比性)