朱文龍
(安徽省城建設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司,安徽 合肥 230051)
堤防是指不同于水庫(kù)大壩的防洪堤防,堤防通常僅在洪水期間產(chǎn)生作用。堤防工程存在三個(gè)主要的工程地質(zhì)問(wèn)題:路堤基礎(chǔ)土層滲漏問(wèn)題和軟土層的穩(wěn)定問(wèn)題,路堤的邊坡被水流損壞,導(dǎo)致坍塌和破壞,影響路堤安全。
冶溪河屬于一個(gè)二級(jí)支流,是安徽盆地的主要支流和東方紅水庫(kù)的洪水通道。冶溪河起源于岳西縣西坪鄉(xiāng)勝嶺,途經(jīng)岳西縣東方紅水庫(kù)和冶溪鎮(zhèn)、太湖縣百里鄉(xiāng)。下文堤防工程地質(zhì)調(diào)查是安徽省岳西縣冶溪市的一項(xiàng)防洪工程,在預(yù)設(shè)計(jì)階段進(jìn)行工程地質(zhì)勘察的目的包括:回填的類(lèi)型,材料組成,粒徑,均勻性等調(diào)查,包括路堤基礎(chǔ)的地質(zhì)結(jié)構(gòu),各種土壤的分布,厚度和性質(zhì)的確定等。
安徽省岳西縣冶溪市的堤防工程安裝了53個(gè)鉆孔以探索項(xiàng)目區(qū)域,總進(jìn)尺495m,收集了32個(gè)擾動(dòng)樣本,現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了47次注水試驗(yàn),現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了163次野外重型動(dòng)力觸探試驗(yàn),并測(cè)量了53次穩(wěn)定的地下水位,用干燥的粘土球填充并壓實(shí)所有孔。此外,這第一堤防工程還對(duì)兩個(gè)天然建筑土、砂石料廠進(jìn)行了地質(zhì)勘察,在部分鉆孔進(jìn)了鉆孔彩電測(cè)試。詳細(xì)的工作量見(jiàn)下表1。
表1 勘察工作量統(tǒng)計(jì)表
堤防工程地質(zhì)勘察是一項(xiàng)重要工程,涉及堤防工程設(shè)計(jì)與施工的全過(guò)程。為了確保地質(zhì)調(diào)查結(jié)果的準(zhǔn)確性,因此必須嚴(yán)格按照既定的設(shè)計(jì)要求及工程地質(zhì)勘察剛要對(duì)堤防工程進(jìn)行工程地質(zhì)勘察。根據(jù)堤防工程地質(zhì)勘察過(guò)程的要求,堤防工程地質(zhì)勘察過(guò)程可分為:編制初步的工程地質(zhì)勘察方案,現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行鉆探分層、原位測(cè)試,土、水、巖樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)測(cè)試,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并提出工程地質(zhì)參數(shù)及設(shè)計(jì)、施工建議,出具正式堤防工程地質(zhì)勘察報(bào)告。
堤防工程的地質(zhì)勘察研究對(duì)整個(gè)水利工程來(lái)說(shuō)非常重要。堤防工程地質(zhì)勘察研究的主要方面是:
勘測(cè)布置計(jì)劃是對(duì)堤防進(jìn)行工程地質(zhì)勘察的基礎(chǔ),一個(gè)特定的勘測(cè)布置計(jì)劃需要盡可能少的工作來(lái)獲得更多的地質(zhì)材料。因此,在進(jìn)行勘測(cè)布置計(jì)劃之前,有必要對(duì)堤防工程項(xiàng)目區(qū)域的地質(zhì)情況有一個(gè)詳細(xì)的了解,并在此基礎(chǔ)上合理安排勘探孔,并在關(guān)鍵地點(diǎn)設(shè)置專(zhuān)項(xiàng)工程地質(zhì)勘察。
在對(duì)堤防項(xiàng)目進(jìn)行詳細(xì)的工程地質(zhì)勘察時(shí),堤防項(xiàng)目外有1-2個(gè)孔,路堤現(xiàn)場(chǎng)有2-3個(gè)孔,孔之間的距離通常需要滿足工程的具體標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。對(duì)于地質(zhì)條件相對(duì)簡(jiǎn)單、堤防工程重要性等級(jí)較低時(shí),可適當(dāng)考慮減少勘探孔的數(shù)量,提高勘探效率。
采樣和試驗(yàn)測(cè)試環(huán)節(jié)是堤防工程地質(zhì)勘察(包括對(duì)巖石,土壤和水的采樣和測(cè)試)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通常,當(dāng)測(cè)試孔達(dá)到指定深度時(shí),可以從鉆孔中采取試樣以科學(xué)地分析巖石和土壤的物理和力學(xué)特性。主要有兩種土壤采樣方法,使用巖芯管鉆進(jìn)時(shí),回次進(jìn)尺必須控制在2m之內(nèi)。
為了有效提高堤防工程地質(zhì)勘察方案的準(zhǔn)確性,在實(shí)際勘探過(guò)程中,必須嚴(yán)格遵守勘探孔的合理布局,需要遵守《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。該項(xiàng)目主要用于安徽省岳西縣冶溪市的地質(zhì)調(diào)查,為防洪做準(zhǔn)備,項(xiàng)目區(qū)位于大別山腹地,海拔高度約1000m。研究區(qū)域是冶溪中學(xué)橋(樁號(hào)0+000)至下游聯(lián)慶堰(樁號(hào)6+970)為1060m,左墩長(zhǎng)約7.55km,右墩長(zhǎng)約7.14km,,樁號(hào)左0+000~左2+418,這條河的方向是西北74度。堤防工程區(qū)的地質(zhì)勘測(cè),應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)勘測(cè)圖和地圖進(jìn)行。
堤防工程的地質(zhì)調(diào)查非常容易受到許多外部因素的影響,這將降低數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的穩(wěn)定性,例如不確定實(shí)際鉆孔數(shù)、孔深以及鉆孔之間的距離等。為了有效避免上述因素對(duì)地質(zhì)調(diào)查結(jié)果的影響,必須進(jìn)行取樣實(shí)驗(yàn)。
簡(jiǎn)而言之,堤防工程地質(zhì)勘察是堤防工程設(shè)計(jì)與施工的基礎(chǔ),對(duì)提高堤防工程設(shè)計(jì)與規(guī)劃的科學(xué)性具有重要意義。