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談水利堤防工程地質(zhì)勘察問題

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談水利堤防工程地質(zhì)勘察問題

摘要:在市場經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展完善的時(shí)代背景下,水利工程項(xiàng)目的綜合質(zhì)量受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注,水利工程的安全運(yùn)行得到高度重視。為了充分發(fā)揮水利工程作用,要積極整合地質(zhì)勘察工作流程和內(nèi)容,秉持科學(xué)性和準(zhǔn)確性原則,促進(jìn)水利工程建設(shè)水平全面提升。分析河道堤防工程地質(zhì)勘察基本流程,并結(jié)合實(shí)際案例對其中存在問題和優(yōu)化策略予以討論。

關(guān)鍵詞:堤防;地質(zhì);流程;策略

為了維護(hù)水利工程建設(shè)質(zhì)量,全面發(fā)揮工程的作用,要依據(jù)相關(guān)規(guī)范和工藝流程落實(shí)具體工作,系統(tǒng)化整理分析基礎(chǔ)性數(shù)據(jù),全面優(yōu)化數(shù)據(jù)取樣工作,并且積極融合物探技術(shù)、3S技術(shù)等先進(jìn)的智能化、自動(dòng)化處理技術(shù)方案,從而提升具體流程的完整性,維護(hù)水利堤防工程項(xiàng)目的綜合水準(zhǔn),為水利堤防工程地質(zhì)勘察工作的全面落實(shí)提供保障。只有建立完整的地質(zhì)勘察工序,才能進(jìn)一步促進(jìn)區(qū)域水利工程項(xiàng)目的進(jìn)步,滿足規(guī)范化管理要求,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙贏。

1.水利堤防工程地質(zhì)勘察的基本流程

第一收集相關(guān)資料,了解勘察目的,對項(xiàng)目區(qū)進(jìn)行現(xiàn)場踏勘,初步發(fā)現(xiàn)存在的問題,編寫勘察技術(shù)要求。第二對項(xiàng)目區(qū)域予以放點(diǎn)分析,獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息。并且,要完成基礎(chǔ)的工程地質(zhì)測繪、原位測試及地質(zhì)勘察取樣。第三結(jié)合工程項(xiàng)目的基本需求完成室內(nèi)巖土水砂石試驗(yàn)。第四技術(shù)人員聯(lián)合管理人員對測試以及試驗(yàn)結(jié)果予以匯總,并且形成最終的項(xiàng)目報(bào)告。第五要對技術(shù)成果進(jìn)行集中的分析和加工,并及時(shí)完成項(xiàng)目勘察數(shù)據(jù)資料的歸檔工作。

2.水利堤防工程地質(zhì)勘察的存在問題

2.1案例

2.1.1基本概況此文以江新聯(lián)圍外海堤段為例。江新聯(lián)圍位于珠江三角洲的西南部,西江干流下游右岸,屬于珠江三角洲五大重點(diǎn)堤圍之一,也是江門市最重要的防洪屏障。干堤堤線全長91.764km,屬2級堤防,江門市江新聯(lián)圍外海堤段從江門市港澳碼頭至江新聯(lián)圍防汛倉庫共計(jì)長5.605km,對應(yīng)樁號為29+814~35+419。該堤段基礎(chǔ)均為軟土地基,特別是樁號30+750~30+900堤段,汛期出滲點(diǎn)較多,滲水量較大,急需進(jìn)行除險(xiǎn)防滲處理??辈祉?xiàng)目負(fù)責(zé)團(tuán)隊(duì)結(jié)合設(shè)計(jì)意圖和規(guī)范要求要完成基礎(chǔ)地質(zhì)勘察工作,以保證后續(xù)管理的綜合效果。主要工作量見表1。

2.1.2基本數(shù)據(jù)在實(shí)際研究分析方案內(nèi),要結(jié)合具體情況進(jìn)行鉆探數(shù)據(jù)的富集處理,其中,場地巖土層主要分為4層,分別為新填土層厚2.0m~5.4m、老填土層厚1.4m~7.1m、淤泥質(zhì)土層厚5.0m~34.6m、強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖層厚在4m以上。另外,現(xiàn)場要進(jìn)行鉆孔注水試驗(yàn)分析,依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求和運(yùn)行框架體系維持對應(yīng)信息的合理性,確保整體運(yùn)行方案中沒有明顯按新、老填土分層注水,與此同時(shí),技術(shù)部門要依據(jù)4段注水試驗(yàn)成果,填土層平均滲透系數(shù)k=4.57×10-4cm/s。根據(jù)室內(nèi)滲透試驗(yàn),具體參數(shù)如下:新填土層的滲透系數(shù)平均值為1.04×10-4cm/s;老填土層的滲透系數(shù)平均值為8.32×10-5cm/s;淤泥質(zhì)土層的滲透系數(shù)平均值為2.24×10-6cm/s。現(xiàn)場分別取堤身新填土和堤身老填土進(jìn)行室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn),根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,新老填土的壓實(shí)度分別為0.84和0.85。

3.結(jié)論與建議

在實(shí)際操作工序中,要結(jié)合實(shí)際方案和運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)對應(yīng)的處理機(jī)制,其中,新舊填土結(jié)合部位本身就是堤防加固與擴(kuò)建工程中的重要部位,若時(shí)相應(yīng)工作流程和工序不到位,必然會(huì)出現(xiàn)滲漏通道等隱患問題。因此,本次鉆探堤段范圍內(nèi),針對新填土和舊填土顏色差別大、界線分明等情況要利用對應(yīng)的處理機(jī)制,并且著重關(guān)注局部堤段新舊填土結(jié)合帶填土松散、密實(shí)性差、含砂量大等特點(diǎn),著重避免滲漏通道的產(chǎn)生。根據(jù)勘察結(jié)果可知,填土層滲透性能大多處于中等透水性,壓實(shí)度普遍偏小,均不滿足規(guī)范要求。在實(shí)際工作開展過程中,依舊存在以下幾點(diǎn)問題需要引起關(guān)注。

3.1具體問題

3.1.1勘探孔布置問題對于水利堤防工程項(xiàng)目而言,勘探位置是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié),只有保證勘探孔布置的合理性才能獲取最有價(jià)值的地質(zhì)材料信息,這就需要技術(shù)部門按照標(biāo)準(zhǔn)化要求完成勘探孔的選擇和布置。然而,在部分水利工程項(xiàng)目建設(shè)過程中,缺乏現(xiàn)場管理運(yùn)行資料和約束控制,沒有按照基本流程完成勘探布置,必然會(huì)對后續(xù)水利工程項(xiàng)目建設(shè)的質(zhì)量產(chǎn)生影響。例如,在工程項(xiàng)目的具體實(shí)施期間,操作人員要建立完整的信息富集手段,利用對應(yīng)的措施完成資料收集與現(xiàn)場實(shí)地踏勘,然后了解到樁號30+750~30+900堤段為汛期出滲點(diǎn)最多位置,本次勘察在該段布置2個(gè)地質(zhì)橫斷面,根據(jù)現(xiàn)場注水成果,該段填土層滲透系數(shù)達(dá)到了5.71×10-4cm/s,為該段堤防填土層最大滲透系數(shù)位置。

3.1.2勘察方式與此同時(shí),若是不能選取適宜的勘察方式,也會(huì)對勘察結(jié)論起到負(fù)面作用。例如,在本工程中,同時(shí)進(jìn)行了現(xiàn)場原位注水及室內(nèi)滲透試驗(yàn),室內(nèi)滲透試驗(yàn)成果往往接近甚至滿足規(guī)范要求,而現(xiàn)場注水成果則不滿足規(guī)范要求。如果僅僅進(jìn)行室內(nèi)注水試驗(yàn)則發(fā)現(xiàn)不了滲漏問題。依據(jù)具體的處理經(jīng)驗(yàn),在對現(xiàn)場注水成果與室內(nèi)滲透試驗(yàn)相差較大問題進(jìn)行分析的過程中可知,堤防滲水位置本身處于填土新舊結(jié)合面或者土層分界面,這就使得對應(yīng)的控制效果和運(yùn)維機(jī)制不能落實(shí)到位,甚至?xí)?dǎo)致室內(nèi)原狀土樣不能有效反映出結(jié)合面的基本質(zhì)量。除此之外,原位注水試驗(yàn)本身就是三維流處理模式,但是室內(nèi)滲透試驗(yàn)采取的是為一維流處理模式,這就使得實(shí)際的原位注水試驗(yàn)具有較為突出的優(yōu)勢。

3.1.3勘探深度問題在水利工程項(xiàng)目中,勘探孔的深度決定了整體勘探工序的合理性和完整性,需要結(jié)合具體土層完成勘探孔深度的判定。但是,在實(shí)際工作中依舊存在工程建設(shè)工序和內(nèi)容不符合實(shí)際要求以及標(biāo)準(zhǔn)的問題,勘探孔深管理流程不到位也會(huì)制約整體工作環(huán)節(jié)的質(zhì)量。例如在本工程中,填土層下方為厚層淤泥質(zhì)土層,根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)及滲透成果,淤泥質(zhì)土層為微透水層,鉆探深度深入該層達(dá)到2倍堤高即可。但若下伏地層為強(qiáng)透水砂土層,則往往需要鉆穿砂土層,進(jìn)入相對不透水層5m以上。

3.1.4取樣與試驗(yàn)問題在工程項(xiàng)目中若是不能建立合理性的取樣流程和分析機(jī)制,也會(huì)對后續(xù)工作造成影響。為了保證水利堤防工程地質(zhì)勘察工作按照標(biāo)準(zhǔn)化要求有序落實(shí),就要對地質(zhì)土層取樣予以分析,一般土樣要用取土器靜壓、干鉆或錘擊取樣。取好的土樣要迅速封樣,保存于土坑內(nèi)保濕。土樣搬運(yùn)過程中要秉持輕拿輕放的處理原則,按照標(biāo)準(zhǔn)化流程維持相應(yīng)工序的合理性,減少對土樣的擾動(dòng),運(yùn)送過程中應(yīng)放入送樣箱內(nèi)(箱底鋪砂減震)。

4.水利堤防工程地質(zhì)勘察的優(yōu)化策略

在水利堤防工程地質(zhì)勘察工作開展的過程中,要結(jié)合實(shí)際情況建立健全完整的優(yōu)化機(jī)制,確保能依據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際情況落實(shí)標(biāo)準(zhǔn)化優(yōu)化策略,提升工程的綜合水平。

4.1整理分析基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

為了保證水利堤防工程地質(zhì)勘察工作順利開展,要結(jié)合具體技術(shù)要點(diǎn)和應(yīng)用方案踐行完整的管控模式,確保能有效整理和分析基礎(chǔ)數(shù)據(jù),全面了解地質(zhì)測繪信息、地層信息、取樣信息、滲漏信息等,從而依據(jù)相應(yīng)的資料落實(shí)合理的施工方案。一是對堤防歷史時(shí)期和洪水時(shí)期存在的問題予以關(guān)注,針對現(xiàn)場實(shí)際情況及發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)進(jìn)行糾正和處理,并且結(jié)合地質(zhì)條件和情況選取適宜的施工材料,發(fā)揮地質(zhì)勘察工序的合理性,全面提升應(yīng)用流程穩(wěn)定性,維護(hù)工程整體水平。二是地質(zhì)勘察人員要結(jié)合勘探報(bào)告的圖紙以及說明引導(dǎo)施工作業(yè),從而發(fā)揮地質(zhì)勘察的作用。例如,依據(jù)《水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)程》(SL251-2015)中對相關(guān)內(nèi)容的規(guī)定和分析可知,灌漿土料質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)是指導(dǎo)灌漿土料選用工作的關(guān)鍵,只有保證相應(yīng)內(nèi)容的合理性,才能有效提升具體流程的綜合效果。三是因?yàn)榈潭蔚鼗植嫉幕窘Y(jié)構(gòu)是厚層淤泥質(zhì)土層,因此,在進(jìn)行穿堤涵閘設(shè)計(jì)方面,一般會(huì)借助剛性基礎(chǔ)。究其原因,是因?yàn)橛倌噘|(zhì)土層中多夾有砂層透鏡體,這就導(dǎo)致具體層級在水平與垂直分布上都存在較大的物理性差異,容易產(chǎn)生較大的不均勻沉降,造成基礎(chǔ)脫空。因此,需要對該堤段(尤其是穿堤涵閘位置)進(jìn)行隱患探測及沉降穩(wěn)定計(jì)算。

4.2優(yōu)化取樣工作

在水利堤防工程地質(zhì)勘察項(xiàng)目中,要想提升具體工程質(zhì)量,就要秉持精準(zhǔn)化分析機(jī)制,維持?jǐn)?shù)據(jù)的穩(wěn)定性,并且利用土樣采集機(jī)制完善具體工作。例如,采樣人員要借助連續(xù)壓入、重錘少擊的方式進(jìn)行采樣處理,及時(shí)清理孔底殘留的土層,從而提升數(shù)據(jù)分析的合理性,并且進(jìn)行密封操作。另外,在室內(nèi)土工試驗(yàn)的過程中,要將相應(yīng)數(shù)據(jù)與原位試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析,從而確保信息分析利用的合理性,主要是結(jié)合動(dòng)力觸探、靜力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、原位注水試驗(yàn)與室內(nèi)滲透試驗(yàn)等方法,提升具體工序的綜合應(yīng)用效果,為水利工程地質(zhì)勘察項(xiàng)目的全面推進(jìn)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

4.3升級項(xiàng)目技術(shù)

在水利堤防工程項(xiàng)目中,為了保證地質(zhì)勘察環(huán)節(jié)的合理性和科學(xué)性,也要積極融合新的技術(shù)體系,確保能推動(dòng)項(xiàng)目的全面進(jìn)步。一是物探技術(shù),主要是借助物理方式完成地質(zhì)信息的搜集和處理,保證相應(yīng)工序有序推進(jìn),結(jié)合基礎(chǔ)分析數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)判定地質(zhì)結(jié)構(gòu)及隱患位置,并且全面發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢,對隱患深度、大小、位置等予以系統(tǒng)化收集,提升工序的合理性。二是3S技術(shù),主要是應(yīng)用GIS技術(shù)進(jìn)行地理信息數(shù)據(jù)的探查和測試,并且利用自動(dòng)化技術(shù)流程完成平面圖、剖面圖、鉆孔柱狀圖的繪制,有效提升數(shù)據(jù)的應(yīng)用效果和存儲(chǔ)控制水平,優(yōu)化水利堤防勘察工作的綜合質(zhì)量。與此同時(shí),利用GPS技術(shù)完成信息的全天候采集和測量分析,優(yōu)化數(shù)據(jù)可利用率,保證勘測精準(zhǔn)性。

5.結(jié)語

總而言之,在水利堤防工程項(xiàng)目地質(zhì)勘察過程中,要積極落實(shí)完整的問題處理機(jī)制,建立合理化的控制方案,確保相應(yīng)工序滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),促進(jìn)工序的全面進(jìn)步,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和管理效益的共贏。

作者:郭宇 單位:廣東省江門市科禹水利規(guī)劃設(shè)計(jì)咨詢有限公司