工程地质勘察在除险加固工程中的应用探讨黄强

发表时间:2020/6/8   来源:《建筑实践》2020年2月4期   作者:黄强
[导读] 中小型水利工程在农业灌溉、防洪抗旱等方面发挥了重要价值
        摘要:中小型水利工程在农业灌溉、防洪抗旱等方面发挥了重要价值。但是由于修建的年代较为久远,受到施工技术的限制,以及后期养护的缺失,导致这些水利工程面临着不同程度的病害,例如稳定性差、渗漏严重等。除了会影响功能的发挥外,一旦发生溃坝等事故,将会对周边的农田及群众的生命财产安全构成严重威胁。针对这些水利设施,进行除险加固尤为必要。在病险整治过程中,需要组织开展工程地质勘察,了解地质特点,找出问题所在,剖析病害成因,然后才能制定针对性的除险加固施工方案。
关键词:除险加固工程;地质勘察;病险分析;现场勘察

一、病险水库常见的工程地质问题
1、渗漏问题
        渗漏是中小型水利设施中的一类通病,多发生于坝基、坝体等位置。造成渗漏的原因较多,主观原因方面主要是施工过程中处理不到位、把关不严格。例如填筑坝基时,所用的材料质量不过关,后期随着上部主体工程建设完成,坝基出现不均匀沉降、变形,在变形位置出现渗漏。客观原因方面主要是水利设施在投入使用后,遇到地质灾害,导致原来的坝体结构受损,也会引发渗漏问题。渗漏问题如果处理不及时、不到位,还会造成问题的扩大化、严重化。
2、稳定问题
        一种情况是因为重力压力作用导致的稳定性差。在水利设施施工时,因为地质勘察不全面、不详细,没有对病害地质(如软土地质等)进行有效、彻底的处理。后期随着上部工程的施工,对坝基造成了较大的压力,在压力作用下坝基的抗滑能力差,出现了失稳情况。另一种则是发生在水利设施的边坡上,表现为边坡的滑塌等问题。其原因也包括多种,例如边坡的结构组成主要以砂卵石为主,且植被覆盖较少,在雨水冲刷下有较大概率出现滑坡、崩塌。还有可能与后期的管理、防护不到位有关,例如没有采取边坡防护(三维植被网)措施,也是影响边坡稳定的一种因素。
3、变形问题
        坝体变形具体分为多种类型,除了上文所说的坍塌、滑坡、位移等,裂缝也是一种常见的情况。裂缝一旦形成,将会随着时间的推移而不断的扩张、加剧,最终引发更为严重的工程事故。根据裂缝的方向,有横向、纵向两种,部分情况下也会产生交叉裂缝。常见于土石坝之中,表现为含水量大、粘粒含量高、抗剪指标低、排水不畅、水位下降过快、坝坡过陡等现象。
二、工程地质勘察在除险加固工程中的应用
1、工程资料的收集
工程资料可以较为全面、细致的记录水利工程的地质情况、水文特点、建设方案。通过收集这些工程资料,可以为地质勘察工作的开展提供诸多的便利。需要收集的资料包括水库现有的地质资料、地震动参数、设计资料,施工与运行过程中的各种监测数据,再到险情统计、病害处理等。考虑到水库修建较早,部分资料可能已经缺失。因此在收集过程中,应当尽可能的联系多个部门,争取掌握更加全面的资料信息。将收集到的各类资料,通过分类、对比、筛选,挑选出对地质勘察和除险加固有参考价值的资料。重点关注地质调查资料、工程设计图纸和施工方案,以及后期水利设施投入运行后,定期进行维护的资料,各种监测数据,每次病害处理的资料等。
2、了解病险与隐患
        在完成基础的资料整理工作后,还必须认识到很多资料可能因为形成时间较长,资料记录信息与现场实际情况存在出入。为了进一步提高工程地质勘察结果的准确性,要求工作人员还要做好现场的踏勘工作。对于一些中等规模,目前仍然有专人管理的水利工程,还可以走访水库管理人员,这样可以对近年来水库存在的病险问题有一个更为全面的理解。将现场调查资料,走访调查资料,以及以往的工程资料,进行统一汇总,以此作为依据开展下一步的病险分析。
3、工程病险分析
        在掌握了水库存在的病险,以及潜在的隐患后,还要结合相关资料开展病险的成因分析。例如水库存在边坡失稳、滑塌的情况,需要通过病险分析确定是因为地质原因导致的,还是施工原因导致的。这样在后期开展除险加固时才能采取更具针对性的措施,对提高病险的整治效果有显著帮助。在病险成因的分析中,应尝试从不同的角度,将各类原因找全,确保一次性加固到位。通常来说,在明确了病险原因后,就可以拟定初步的地质勘察大纲,为下一步的现场勘察工作开展提供指导。
4、实施现场勘察
勘察时需要借助于特定的地质勘察仪器,获取更加详细的地质信息。综合运用多种勘察手段,如测绘、物探、钻探、坑探、以及水文实验等。根据勘察大纲的要求,严格执行相关的技术标准,保质保量的完成所布置的勘察工作量。对于勘察中新获取的资料,应及时进行整理,并汇总前期的资料,对水库的病险与隐患进行综合分析。其中,新发现的问题与病害是分析的重点,可以此为依据及时调整勘察的工作量。现场地质勘察时应重点把握的要点有三个,分别制定勘查目标,选择勘查方式,坝基渗漏勘查。具体情况如表1所示。
表1   地质勘察的工作要点和基本内容

5、除险加固方案设计
当勘察工作结束后,应当对所获取的第一手资料及时进行整理,如钻孔资料、地质图资料、以及水文试验资料等。而分析填土(岩)的物理学与力学性质,则需要参考室内岩土试验所获得的数据,统计和分析应当分区、分层进行。以这些资料作为参考依据,工作人员从专业角度出发,编制形成水利工程的除险加固方案,在后续的具体施工中参照该方案,保证可以用更高的效率,取得更好的整治效果。
结语:随着地方政府对水利设施管理工作重视程度的提升,近年来老旧病险水库的除险加固工程不断增加。为了进一步提升治理效果,必须提前开展工程地质勘察,在具体勘察中,应明确勘察目标,选择恰当的勘察方法,重点对坝基、坝体进行勘察。结合相关资料和勘察结果,明确水库现存的病险类型和潜在隐患,分析其问题成因,然后从专业角度编制除险加固方案,保证除险加固的处理效果。
参考文献:
[1]郭志斌.物探方法和钻探方法相结合在工程地质勘察中的运用研究[J].居业,2019(7):12-13.
[2]黄亚坤,岗良.水工环地质勘察及遥感技术在地质工程中的具体应用[J].建筑工程技术与设计,2017(8):127-128.
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