下面是小编为大家整理的浅析工程地质勘察的主要目的,过程及手段论文(共含16篇),仅供参考,大家一起来看看吧。同时,但愿您也能像本文投稿人“Kidult”一样,积极向本站投稿分享好文章。
1 引言
建筑工程的建设对社会发展的作用是极为重要的,无论是房屋建筑的建设,还是路桥、水利工程的建设,对于社会的进步都起到了至关重要的作用。这些工程的建设在一定程度上推进了我国经济的快速发展,又对人们生活质量的提高做出了保障作用。但是工程结构的质量一直都是人们所关注的重要问题,进而人们对工程建设中所采取的技术也逐渐的重视起来。地质测绘技术在工程的建设中是不看了缺少的,无论是在地质基础勘查阶段,还是在工程施工设计阶段,都对测绘技术进行了广泛的应用,该技术也为工程建设提供了实质性的作用。但是对于如何科学地进行工程地质测绘,仍然是一个需要人们研究的问题,在测绘工作中存在的技术要点,也是工作人员必须要进行了解和掌握的。
1 工程地质测绘的目的
工程项目的建设是为了推进社会经济和科技的不断进步,这就要求在工程建设的'过程中,必须保证该工程的建设具有安全性、经济性和实用性。为确保工程项目建设设计和施工的科学化,使工程建设的场地、结构和技术的应用能够适应于地理地质特点,加强工程地质测绘必须要进行了一项专业性工作。工程地质测绘是通过测绘仪器对工程地质进行客观的测量与调查,通常情况下,能够对地表和地下地质进行实际的测量,并且通过对测量数据进行科学化研究,得出相关结论,以知道工程建设的设计和施工。
2 工程地质测绘过程
工程地质测绘需要根据相应的操作流程和步骤进行实施,勘查的过程主要能够分为规划、设计和施工三个方面。但是在设计环节中, 还需要不断地进行设计改良,从初步设计到技术设计,然后进行施工总体设计,而且在设计过程中,应结合勘查结论进行。勘察工作也相应的划分为可行性研究勘察(选址勘察)、初步勘察、详细勘察三个阶段。可行性研究勘察包括搜集、分析已有资料,进行现场踏勘,工程地质测绘,进行少量勘探工作,对场址稳定性和适宜性进行岩土工程评价,作技术经济论证和方案比较,应符合选址或确定场地的要求。只有认真完成工程地质测绘工作中每一个步骤,才能够有效得到有效和使用的数据结论。
工程地质测绘是在工程设计和施工中关键的工作内容,但是由于其复杂性,在实际工作时,应将其合理划分为几个部分,这样能够使工作进展得更加顺利和清晰。在工程地质测绘中,能够通过测量和研究的对象不同对其进行划分,可以分为岩石研究、地质构造研究、地貌研究、水文研究等几根部分。在工作中对着几个部分工作内容分别进行勘查,能够使工作步骤和研究内容更加清晰、准确。下面本文将对这几点工作内容进行研究与分析。
1 关于岩石的研究要点
岩石往往是施工中比较重要的影响因素,它既能够对工程建设产生积极的影响,也能够造成不利的影响。但是这种影响却不是绝对的,这就需要在工程设计和施工中,根据其特点进行合理的分析和研究,并加以利用。这就需要对其进行勘查和测量。
工程地质测绘中,要查明各种性质不同的岩石在地壳表层的分布规律、岩相及厚度的变化规律等,就要把岩石研究建立在地质历史成因的基础上。把各种岩石的形成、变化与当地的地壳发展及水圈、大气圈的发展联系起来。在查明分布、成因的基础上,还应根据野外观察初步判断岩石与建筑物相互作用时的性能,在已经确定了各种成因类型岩石的物理力学性质指标的大致范围内,在野外还可直接观察到各种岩石形成何种地形,其完整性、裂隙发育情况及其风化情况,还可做一些简易现场试验,作出初步判断是可能的。
2 关于地质构造的研究
地质构造的稳定程度直接影响着工程结构的质量和稳定性,因此对于地质构造的研究是在工程建设中不可缺少的重要部分。定区域稳定性的首要因素是地质构造,尤其是现代构造活动与活断层,同时,地质构造限定了各种性质不同的岩体的空间位置、岩体的均一性和完整性、岩体中各种软弱面和软弱带的空间位置及拟选定建筑区岩体的稳定性。研究构造必须应用地质力学原理也必须进行地质历史分析,这样才能查明结构面的力学组合和历史组合规律;同时对节理等不连续还必须进行详细统计分析,以便使岩体结构定量模式化。
3 关于对地貌的研究
对工程地质测绘中地貌的研究是较为复杂的,它不仅仅是对地表结构进行研究,更加需要对地质变化规律进行合理分析,以确保在其变化中,不会对工程技术建设造成严重影响。地貌是岩性、构造、新构造运动和近期外动力地质作用的结果,所以研究地貌有可能判断岩性(如软弱岩层的部位)、构造、新构造运动的性质和规模,判明表层沉积的成因和结构,据此就可以了解各种动力地质作用的发展历史、河流的发育史等。相同的地貌单位不仅地形特征近似,且其表层地质结构、水文地质条件也往往相同,常常还发育性质、规模相同的自然地质作用。
4 水文地质条件的研究
在工程测绘工作中,水文地质条件的研究更是不可缺少的,其主要工作是对工程建设地质条件中地表水和地下水以及其运动性和关联性等方面进行研究,是保持工程建设结构科学应用的重要依据,也是保证在施工过程中不会受到水文条件影响而产生不良后果的重要措施。在进行水文地质条件研究中应从岩性特征和地下水露头的分布、性质、水量、水质等入手,查明各个含水层的特性。这一研究应与自然现象和对拟建工程影响密切联系起来。如结合楼房的修建研究地下水的埋深、侵蚀性,以判定对基础砌置深度和基坑开挖等的影响;兴建水库对水文地质的研究应与库水向库外渗漏的可能密切结合。
结束语:
工程地质测绘工作对于工程项目建设的重要意义是不言而喻的,对于测绘工作中的细节问题更需要进行合理研究,以确保测绘工作实施的科学性。通过文中的研究能够了解到,在进行工程地质测绘工作中,能够将工作内容根据研究对象的不同划分为不同的部分,这些部分对于工程项目建设设计和施工都具有极为重要的意义。因此,在设计和施工过程中,需要对这些工作部分相应的注意要点进行总结和分析。另外,测绘技术是通过工作长时间的积累加之不断创新研究而产生的,在科技不断的发展中也在改进和发展着。因此,对于其中工作实施要点的总结也不是一成不变的,只有创新和发展,才能够为社会的发展提供个更加充足的力量。
参考文献
[1] 祝长生。浅谈工程地质勘察的目的和基本内容。《中华民居(下旬刊)》。04期。
工程地质勘察探讨论文
摘要:介绍了工程地质勘察的目的以及决定勘察任务的因素,具体阐述了工程地质勘察流程,包括前期准备、各阶段勘察内容及工程地质勘察报告,以期指导相关人员正确进行工程地质勘察,为设计施工提供准确的地质资料。
关键词:工程地质勘察;目的;任务;勘察报告
建筑是建在地面以上的,地面以下土层的分布,土质的疏松、强度,地下水的深度等都会影响到在建建筑的安危。所以,为了确保建筑及其地基设计的准确性,就必须有建筑场地的地质资料作为科学依据。只有对建筑场地的地质资料有个全面的了解、准确把握才能更好的对建筑及其地基进行设计。
一、工程地质勘察的目的
工程地质勘查的主要目运用坑深、触探、钻探等勘查手段和方法,对在建工程的场地进行调查研究分析,为工程设计和施工提供所需的地质资料。
二、决定勘察任务的因素
(一)建筑场地的复杂程度
根据建筑场地的地形情况将场地复杂程度分为三个级别:简单场地,对建筑地基影响不大;中等场地,对建筑的地基可能会造成一定的影响;复杂场地,对建筑的地基存在很大的影响。
(二)工程所在场地地质条件的研究机当地建筑工程经验
比如,在某一陌生区域,对当地的地质条件缺少研究,则勘查工作量就有加大;相反,如果在此地有工程施工经验,则花费时间及工作量都会减少。
三、建设规模及建筑物等级
依据所建工程类类型,建筑地基负荷大小、建筑地基损坏后造成建筑整体后果的程度等,可将建筑分为三个等级。一级建筑物,主要指的是关键性或有纪念意义的建筑物,破坏后果很严重。二级建筑,主要指的是地基负荷较大的建筑物,破坏后果严重。三级建筑,主要指的是建筑地基负荷不大,破坏后果不严重。
勘察工作的准备。
1)接受工程地质勘查任务书,结合工程场地地质条件制定相应的勘查工作计划;
2)建筑规模较大或地质条件复杂的场地,应当进行工程地质测绘,并实地观察场地地质情况;
3)设置勘查点和勘查线,采用各种地质勘查手段或方法探明场地地质情况,并取得地质试样;
4)对取得地质试样进行物理力性测试和水质分析测试。
四、地质勘察各阶段的内容
(一)选址勘察
1.目的
选址勘查是指对工程场地的地质的稳定性和适宜性做出评价。
2.选址阶段的勘察工作
1)对工程场地所在区域的地形地貌、地震、矿产资源和工程地质信息以及气候、自然条件等信息进行收集;2)工程现场实地踏勘,初步了解场地的土层结构情况,形成原因和大致成型年代,主要土层、地下水位等情况。3)对附近区域的建筑物规模、结构、地质资料等情况有所了解;4)工程场地地质情况复杂,现有资料不能不能准确反映地质信息,应当进行必要的地质测绘及勘探工作。
(二)初步勘察
1.目的
1)对在建建筑的地基稳定作出评价;2)为建筑的总体平面提供必要信息;3)为工程的主要建筑地基施工发案提供参考资料;4)如遇不良地质现象提交防治方案。
2.主要任务
1)对场地地质初步了解。2)对地下水水位和冻结深度有个初步了解3)查明场地中不明地质现象,范围,对工程项目的影响和发展趋势
(三)详细勘探
1.目的
1)从工程地质角度评价建筑地基,提出相应建议;2)为建筑地基设计提供详细的地质工程资料;3)为建筑地基的加固和处理提供工程资料支持;4)为不良地质情况的防治提供地质资料。
2.主要任务
1)详细勘查主要采用的手段以原位测试、勘探和室内试样检测为主。2)复杂场地或一、二类建筑物,详细勘探点宜按主要柱列线布置;对其他场地和建筑物可沿建筑物周边或建筑群布置;对重要设备基础应单独布置。3)要以地基主要受力层为原则钻探勘探孔深度。如果地基需要进行变形验算,部分勘探孔可以底基层压缩深度。4)对场地进行详细勘探时,原位测试井、探孔数量级所取地质试样,应依据地质的复杂程度、建筑规模或类别进行确定。取试样和进行原位测试部位,应依据设计要求、地基情况进行确定。
(四)施工勘察
1)对较重要建筑物的`复杂地基需进行验槽。验槽时应对基槽地质素描,实测地层界限,查明人工填土的分布和均匀性等,必要时应进行补充勘探测试工作。2)基坑开挖后,地质条件与原勘察资料不符,并可能影响工程质量。3)深基坑设计及施工中,需进行有关地基监测工作。4)地基处理、加固时,需进行设计和检验工作。5)地基中溶洞或土洞较发育,需进一步查明及处理。6)施工中出现边坡失稳,需进行观测及处理。
五、工程地质勘察报告
(一)文字部分
1)勘查工作的任务和概况;
2)是否存在影响建筑物地基不稳情况存在及其影响程度;
3)工程场地的地质土层结构、强度及各土层物理力学性质;
4)低下水位的深度、水质情况、变化情况及对建筑材料的腐蚀程度;
5)在地震设防区划分场地类型和场地类别,并判别饱和沙土及粉土;
6)对建筑地基基础方案进行分析,提出经济可行的设计方案意见,尤其对地基设计和施工中需注意的地方检出建议;
7)当工程需要时,尚应提供:深基坑开挖的边坡稳定计算和支护设计所需的技术参数,论证其对周围已有建筑物和地下设施的影响;基坑施工降水的有关技术参数及施工降水方法的建议;提供用于计算地下水浮力的设计水位。
(二)图表部分
1)勘探点平面布置图;2)工程地质剖面图、综合工程地质图或工程地质分区图;3)土的物理力学性试验总表。重大工程根据需要,绘制综合工程地质图或地质分区图、地质柱状图或综合地质柱状图和有关试验曲线。
参考文献:
[1]韦俊行.欧家村水电站工程地质勘测工作中的教训与启示[J].水力发电,1990,(02)
[2]邱贤荣.浅论地质勘测各阶段技术要点分析[J].中国水运(下半月),,(08)
[3]刘涛,甄星灿.某高层建筑工程质量事故实例分析与加固处理[J].建筑结构学报,,(02)
工程地质勘察方法与手段主要有哪些?
工程地质勘察方法与手段也是不一样的,但总的来说,一般包括以下几个方面:
1.工程地质测绘;如:地面测绘、航测、卫测等,是基础,是根本,
2.工程地质勘察;包括物探、化探、钻控等。
3.工程地质室内试验和野外试验;大型现场试验、室内土工试验等。
4.工程地质长期观测;对房屋变形、地下水位、地面沉降等进行动态的长期观测。
5.勘察资料的室内整理及计算。
土木工程地质勘察论文
摘 要:工程地质勘察工作是做好设计和施工的前提,是建筑程序中极重要的环节。必须先勘察、再设计、再施工。否则后续的工作将是盲目的、不安全的,势必造成巨大的浪费。
关键词:土木工程;地质;勘测
中图分类号:U442.2 文献标识码:A从事工程建设必须先了解拟建场地的自然环境,区域和场地的稳定性条件,工程地质和水文地质条件,岩土体在工程荷载作用下及工程活动条件下的稳定性、强度及变形规律。工程地质勘察的目的就是以各种手段和途径了解、掌握上述各方面的情况,在此基础上,再根据工程项目的特点和要求对拟建场地做出综合评价,提出对策及方案建议,作为工程设计和施工的基本依据。
1、工程勘察的目的任务
工程勘察是指运用工程地质理论和各种勘察、测试技术手段和方法,为解决工程建设中的地质问题而进行的调查研究工作。其成果资料是工程规划、设计、施工的重要依据。
工程勘察的目的或任务就是根据工程的规划、设计、施工和运营管理的技术要求,查明、分析、评价场地的岩土性质和工程地质条件,提供场地与周围相关地区内的(岩土工程)工程地质资料和设计参数,预测或查明有关的(岩土工程)工程地质问题,以便使工程建设与工程地质环境相互适应。这样既保证建设工程的安全稳定、经济合理、运行正常,又尽可能地避免因兴建工程而恶化工程地质环境、引起地质灾害,达到合理利用和保护工程地质环境的目的。
2、工程勘察各阶段主要内容
2.1 规划勘察
勘察的任务主要是了解区域工程地质条件,对区域稳定性问题进行论证,对控制性工程地段和可能的建筑区作出定性的工程地质评价,可以提出几个比较方案。主要勘察方法就是广泛搜集已有的地质资料和其他有关资料,进行分析整理,对全区工程地质条件有一概略了解.往往还需要进行路线踏勘和中、小比例尺工程地质测绘,对区域稳定性进行初步论证,对主要建筑区的工程地质问题作出概括性分析。实际的勘探工作量不大,一般只在控制性工程地段和有可能作为第一期开发地区布置少量简单的勘探工程,取得有代表性的勘探剖面。物探常用来指导和配合测绘及勘探工程。试验工作主要是结合勘探取少量有代表性的试样,在室内作基本物理力学性质试验。
2.2 可行性研究勘察
这一阶段的勘察任务就是为满足选定建筑场地的位置、拟定建筑群的布置方式及单个建筑物的形式、规模等要求而进行的`。在选址中应对几个比较方案作程度相近的了解,比较详尽地调查各方案的工程地质条件,对主要工程地质问题作出正确的定性分析和适当的定量分析,以说明各方案的优劣,从中选出最优方案,并为初拟建筑类型和规模提供资料。主要勘察方法为大、中比例尺工程地质测绘和工程地质勘探。室内试验工作量较大,并根据情况适当进行现场试验。物探工作仍起很大作用,重要的长期观测工作应开始布置,以取得较长时间序列的资料。
2.3 初步设计勘察
本阶段设计工作要确定主要建筑物的具体位置、结构形式和具体规模,以及它与各相关建筑物的布置方式等。勘察工作必须为此提供(岩土工程)工程地质资料.所以各种勘察手段都要使用。由于前两个阶段已将场址选定.勘察工作的范围就大大缩小了,一般仅限于工程所辖地段,因而勘察工作比较集中,以便全面详尽地了解场地(岩土工程)工程地质条件,深入地分析各种(岩土工程)工程地质问题.勘察方法以勘探和试验为主,侧绘工作只在地质较复杂、工程较重要的地段进行,比例尺较大精度要求较高。勘探工作量是主要的,能供直接观察的勘探工程可为主要手段之一,以便取得详尽的岩土资料。岩土力学及水文地质试验工作量也较大,常进行原位试验及大型现场试验,以取得较为准确可靠的计算参数。物探工作常用于测井和获得岩土物理力学参数,探测地层结构、地下溶洞等,随着新技术新方法的涌现,物探工作使用范围愈来愈广泛。天然建筑材料在可行性研究勘察就已进行普查,本阶段则应进行详查,对其质量和数量作出详细评价,同时还应开展地下水动态观侧和岩土体位移监测。
2.4 施工设计勘察(详细勘察)
勘察任务主要是对某些专门性(岩土工程)工程地质问题进行补充性的分析,提出治理意见;进行施工地质工作;布置工程监测工作等,勘察内容视需要而定,进行补充性的工作。以勘探和试验为主,结合地基处理可进行各种成桩试验、灌浆试验;结合基坑排水进行水文地质试验等。
施工地质工作主要是解决施工过程中新揭露的(岩土工程)工程地质问题,观察开挖过程中的地质现象和问题,检验前期勘察资料的准确性,总结经验。现场开挖面展示了清楚的地质现象。应及时进行观察、编录、照相,根据地质现象的变化提出施工地质预报,进行地基开挖工程的验收工作等。
勘察阶段的划分使勘察工作并然有序、经济有效,步步深人。研究的场地范围由人到小,认识的程度由粗略到精细,由地表渐及地下,由定性评价渐至定量评价。大范围的概略了解有利于选择较好的建筑地段,认识建筑场地的地质背景。场地选定后,勘察范围大大缩小,便于集中投人适量的勘探试验工作,深人地了解工程地质条件,取得详细的(岩土工程)工程地质资料和可靠的计算参数。这一勘察程序,符合认识规律,有助于提高勘察质量,应当遵循。当然工程较小、区域已有资料很多、对场地相关地区的(岩土工程)工程地质情况较熟悉时,勘察阶段可以简化。
3、土木工程地质勘测中需要注意的问题
3.1 地下水位的勘测工作。岩土工程勘察工作人员对于地下水位的勘测工作不够重视,岩土工程勘察中地下水位的测量要求所得结果具有很高的准确性。进行地下水位勘测工作时,要对地下水位的开采情况有所考虑,地下水位的测量应该和钻孔坐标、标高回测进行结合。但在实际测量中,工作人员对于这些问题没有充分重视,甚至没有考虑地下水溢出陡壁和勘测目标附近是否有抽水井,这样的工作态度最终导致了所测量的地下水水位数据不准确,在给地下水位勘测工作带来麻烦的同时也给岩土工程勘察工作带来了阻碍,最后使土木工程地质勘测工作出现不必要的困难。
3.2 基础方案的选择。工作岩土工程的勘察工作,需要按照岩土工程勘察工作基础方案一步一步的进行,因此,在进行岩土工程勘察之前,要对基础方案进行讨论和选择,最终从众多方案中选择一个最全面、最具体、最可行的方案来进行岩土工程勘察工作。可见,基础方案的选择工作在岩土工程勘察工作中尤为重要,既是岩土工程勘察工作的基础,也是岩土工程勘察工作的核心。现在的岩土工程勘察工作存在对基础方案选择工作不够重视的现象。大多数勘察单位我行我素,不考虑工程的造价问题,甚至不与工程设计进行协商,仅仅提供自己的单一基础方案。基础方案应该是勘察人员与设计人员共同分析研究得出的既经济又合理的方案,只有选择这样的方案才能保证岩土工程勘察工作的顺利进行。有些勘察单位在提供方案的同时,甚至没有考虑场地的地层情况,这就给岩土工程勘察工作的顺利进行设置了不小的障碍。
结束语
随着整个科学技术的进展,勘察方法也日新月异,新的理论、计算技术渗入到勘察方法的各个方面。我们作为行业的从业人员,一定要细致精确的进行各个阶段的勘测工作,掌握并发展科学技术手段,努力规避需要注意的问题,从而使我们的工作更进一步。
参考文献
[1]胡长明.土木工程概论[M].治金工业出版社,.
[2]戴文亭.普通高等院校土木专业“十一五”规划精品教材,土木工程地质[M].华中科技大学出版社,.
[3]宋建学.土木工程测量[M].郑州大学出版社,.
工程地质勘察报告论文
工程地质勘察报告论文
摘 要:建筑行业的飞速发展使其在施工过程中面临着更多的安全问题及质量问题,特别是在实际施工之前要充分做好工程地质的全面勘探,这其中的钻探技术就是地质勘测中的主要施工途径,不仅能够保证施工队伍及时了解施工地点的地质特征,而且能够提升建筑工程的完成效率以及整个工程的质量。该文主要介绍了工程地质钻探的主要特点及适用条件,同时对工程地质钻探的特殊要求、钻探方法、钻探设备、钻孔设备进行了深入的讨论,从而为钻探技术的应用提供专业的参考依据。
1 工程地质钻探的主要特点及适用条件
进行建筑工程地质勘探时普遍应用的途径就是钻探施工技术。钻探技术应用的范围较广,适用性较强,不论是何种地质条件、何种工程建筑类型,只要满足工程地质勘探的要求,就可以应用钻探施工技术。
在进行工程地质勘探过程中应用钻探技术需要注意以下四点:第一,应用钻探技术前,要考虑建筑工程施工地点的地质地貌特点,根据建筑工程的类型及施工特点,确定钻孔的分布。例如,在工民建工程施工过程中,确定钻孔的分布的依据是建筑物的轮廓线;但是在水利工程施工过程中,应该根据水坝的坝轴线确定钻孔分布。第二,一般的建筑工程,在开展钻探工作时,钻孔的深度比较浅,平均深度在9m-10m,因此采用简单的钻探方法,使用简单易操作的钻探设备即可。但是像大型水利工程、具体地区的地质勘探工程等,应用钻探技术时就需要深度较大的钻孔。第三,钻探技术的基础操作是钻孔,钻孔的目的是勘测建筑工程施工地点的地质地貌、水文、岩石等特征,除此之外,钻孔可以方便施工单位技术人员在施工地点取样进行试验,因为试验与钻孔大都是同时进行的,所以会影响建筑工程的钻探进程。第四,工程地质勘探中应用钻探技术需要注意钻孔的结构、方法以及观测钻孔进程并进行记录等。
在工程地质勘探中应用钻探技术,可以保证钻探的精确度,方便技术人员提取样本。应用钻探技术可以加深勘探深度,加快钻进速度。
2 工程地质钻探的特殊要求
工程地质钻探的目的是为建筑工程设计提供参考依据,保证建筑工程的施工质量,因此在应用钻探技术时,要严格控制钻进方法、钻孔结构以及钻进过程中的观测编录等。建筑工程地质勘探中应用钻探技术要求岩心采取率高于80%,工程建筑的软弱夹层与断层破碎带高于60%,在钻探过程中,岩心采取率一般很难达到80%。为提高钻探的岩心采取率,需要依据工程施工地面的岩层性质选择合适的钻进方法。例如,在软弱夹层与断层破碎带钻孔时,应该选择干钻,进行低速钻孔。
应用钻探技术的同时要确保施工现场的水文、地下水位测试工作的正常开展,所以要根据工程施工地点的含水层位置及有关试验要求选择合适的钻进方法,合理确定钻孔分布。对不同的含水层要换径并分层止水,加以隔离,换径、分层止水的.次数与含水层的数量呈正比。钻孔的直径一般为91毫米,孔身结构确定依据是换径的位置及次数。若在基岩而以上的砂卵石层中作抽水试验千钻,不允许使用泥浆加固孔壁的办法。一般钻孔要直,不能发生弯曲;孔壁要求光滑规则,同一孔径段应大小一致。这些要求在钻探操作工艺上给予满足。
钻孔水文地质观测,是工程地质钻探的一项重要工作,藉以了解岩层透水性的变化,发现含水层之间的联系,找到含水层水位的规律。若在岩层较坚硬地区可借助岩心开展取样工作,但是要注意岩石软弱夹层与断层破碎带的保护。取样过程中,为保证样品的质量,需借助先进的取样设备,采用科学的取样方法,钻探技术施工人员需要严格遵守取样操作工序要求。
3 工程地质钻探常用的钻探方法和设备
工程地质钻探的钻探方法和设备的选择依据是施工地点的地质特征。钻探方法有四种,分别是冲击钻探、回转钻探、冲击回转钻探和振动钻探,其中冲击钻探和回转钻探是工程地质勘探中经常使用的两种钻探方法。钻探方法若依据动力来源划分,可分为人力钻探和机械钻探,其中最广泛使用的钻探方法是机械回转钻探方法,因其具有高效率、钻孔深、岩心采取容易等特点。目前,国内外正在人力革新钻探技术,逐步朝着全液压驱动、仪表控制、勘探与测试相结合的方向发展。
力学性质,在工程地质勘察中,应结合勘探工作采取原状土样。但是在钻孔中采取原状土样时受到很多因素影响,其中主要的是取土器的结构和取土实用。取土器主要有限制球阀式取土器、上提橡皮垫活阀式取土器、回转压入式取土器和水压活塞式取土器4种,这4种取土器适用于采取粘性土的原状土样。采取砂类土和饱水软粘土就比较困难了,需要使用特制的取土器。如采用厚壁管靴长筒上提活阀式取土器,反旋活阀分节取土器和真空活塞取砂器等,采取地下水位以下的原状砂类土和软粘土样,效果较好。原状土样的采取方法主要有3种:第一种,击入法。适用于较硬的土层中取样,又可分为孔外及孔内的轻锤多击法和重锤少击法。实践证明,孔内的重锤少击法取样效果好,效率高而且土样扰动小。第二种,压入法。适用于较软的土层中取样,又可分为连续压入和断续压入法。连续压入法是借助活塞油压筒或钢绳滑轮组合装置,将取土器一次快速均匀地压入土中,土样的扰动较小,当采用连续压入法无法将取土器压入土层时,则可采用断续压入法。第三种,振动法。当振动钻进时,可利用振动器的振动作用将取土器压入土中。这种方法对土样的边缘部分扰动较大。易受振动液化的土层不适用。
为了保证土样的质量,除了对取土器和取土方法进行选择外,还应注意钻探方法、钻孔结构、清除孔内残土、操作方法和土样封存及运输等各顶问题。
4 工程地质勘探钻孔类型及其适用条件
钻孔的类型指的是钻孔的角度及其方向。钻孔的角度即是钻机的立轴钻杆与地平线的夹角,也叫做钻孔倾角。按照钻孔倾角及其变化情况,可将钻孔分为铅直孔、斜孔、水平孔和定向孔4种。在进行工程地质勘探时,为了能取得尽可能多的地质资料,又节省钻探工作量,钻进方向最好与不同岩性接触而或与断层而垂直。
4.1 直孔
直孔倾角为90度。在工程地质钻探中此类孔最常用适于查明岩浆岩的岩性岩相、岩石风化壳、基岩石以及第四纪覆盖层的厚度及性质、缓倾角的沉积及断裂等。作压水试验的钻孔一般都采用铅直孔。
4.2 斜孔
斜孔倾角小于90度。当钻孔倾角小于90度时,需要表明钻孔的方向。例如,在沉积岩岩层应用钻探技术,钻孔角度多数大于65度,在钻进时应该选择和岩层断层带相反的方向。斜孔勘探一般用在水电、水利工程的地质勘探,目的是了解水利工程的地质结构。若勘探峡谷工程或河床较窄的工程,最好选用斜孔钻进方法,既可以避免在河中央布孔的困难,也可以有效控制河床结构。
4.3 水平孔
水平孔的倾角多数为0度。水平孔一般在坑探工程中布置可作为平铜、石门的延续,用以查明河底地质结构、进行岩体应力量测、超前探水和排水。在河谷斜坡地段用以探查岸坡地质结构等效果比较好。
4.4 定向孔
在工程地质勘探过程中,根据工程地质的具体情况,采用某些先进技术,使钻孔方向随着深度的变化而改变,实现钻孔定向钻进,定向钻孔的角度大于60度。例如,对上缓下陡的岩层进行钻孔,钻孔需要保持一定的深度间隔,可以在一个钻孔中控制多个定向孔,钻进同一岩石层,定向钻孔方向要求与岩石层垂直。定向钻孔工艺在操作时比较复杂,目前国内采用的是在一个钻孔中控制多个定向分支孔的方法开展定向钻孔工作。
5 钻探技术的具体分析
地质钻探技术简单的来说,就是通过对地下进行钻孔从而打碎岩石的一种施工方法,同时,地质钻探技术是一种对地下岩层材料信息和实物资料,以及矿石品位的评价和计算储量进行验证的一种重要的技术手段。由于地质钻探的目的不一样,所以使用的钻探工艺与钻探装备也不相同。目前,我国对钻探技术投入了许多人力资源、物力资源和财力资源,使我国的钻探技术逐渐形成一个技术体系,在地质勘测中,常用的一些钻探技术包括绳索取心技术、新型的节水钻探技术、液动潜孔锤钻探技术、以及反循环钻探技术等。
5.1 绳索取心技术
绳索取心技术不依赖钻孔直接用钢丝绳打捞器提取出岩心,只有在钻头损坏或更换钻头时才会使用钻机。采用绳索取心技术进行地质钻探的技术要点分别是:第一,绳索取心技术设备包括具有良好性能的钻杆、双层或三层的岩心杆、钢丝绳索打捞器等。第二,钻机的钻头需选用金刚石材料,因其具有高强的适应性。第三,需使用高性能的钻机和泥浆泵。第四,绳索取心技术操作人员需要进行专业的技术培训,掌握相应的技术要领。
绳索取心技术因其效率高、节省钻进时间,广泛应用在工程地质勘探中。例如在天然气钻探、石油钻探、冰层钻探、矿产钻探中等多领域中。同时,绳索取心技术的钻孔深度不大,可有效减少钻杆与钻进的摩擦,延长钻孔设备使用时间。
5.2 反循环钻探技术
依据循环介质不同可以将反循环钻探技术分为空气反循环技术和水利反循环技术。水利反循环钻探技术将泥浆或水运送到孔的底部,提取钻头后得到岩心。空气反循环钻探技术以空气作为循环的媒介,使用双壁钻杆运送空气至孔底,潜孔锤会在孔底空气膨胀产生的压力的作用下,不断撞击岩石,提取钻杆可以带出部分岩屑,我们可以通过岩屑对岩层进行研究。水利反循环勘探技术能提取较完整的岩石,提高岩石研究的精准度,其缺点是在应用时,钻进速度缓慢且耗费大量水资源。空气反循环钻探技术有效节约成本,实现节水钻进,适合在干旱、缺水地区应用,其缺点是通过岩屑无法研究岩层的特性,但其应用范围较广,多用于固体矿产资源的勘探中,尤其是稀有矿产或破碎地层中。例如,第三、四系砾岩型金矿或赋存在构造破碎带、蚀变带的金矿床的勘探中,用普通钻进方法很难获取岩心,若使用水利反循环钻进技术会污染岩心,只能采用空气反循环钻探取样,保证地质研究结果的准确性,提高钻去效率。
5.3 液动潜孔锤钻探技术
我国在应用和研究液动潜孔锤这类钻探技术时,所取得的研究成果在世界上都是处于领先地位的。其工作原理为用冲洗液来带动液动潜孔锤工作,当外界的力量冲打液动潜孔锤时,液动潜孔锤同样也会将这部分能量传递给钻头,这时钻头就可以击破岩石了,施工现场的泥浆泵就是输送冲洗液的最佳工具,钻头的反复运动就可以产生有节奏的冲击负荷。作为回转钻探技术的一种改进技术,在冲击力和回转力的驱使下,液动潜孔锤钻探技术大大的提升了设备的钻进效率,并且也减少了打孔的成本。另外,液动潜孔锤钻探技术还能够很好的利用坚硬岩石脆性大并且抗剪强度低的特点,有效的解决钻探复杂状况以及无法保证钻孔质量的问题。
因为在采用液动潜孔锤钻探技术时,其一直都是在高频作业的,所以这种技术对于岩质坚硬以及脆性较大的地质结构中是较为适用的,但是在施工作业时一定要重视设备的紧固问题,并且液压的泥浆质量将直接决定液动锤的实际磨损状态,所以我们在选择液压泥浆时,也尽量选择润滑性能好、含沙量低并且粘稠度也较低的原料。当处于较高强度的工作环境中,液动潜孔锤钻探技术的使用寿命以及工作状态是无法得到有效的保证的,所以此技术的发展趋势应为延长潜孔锤的使用寿命并且提升潜孔锤的工作效率,现阶段,液动潜孔锤钻探技术主要应用在水电建材、石油化工以及金属矿山等领域中。
5.4 组合钻探技术
组合钻探技术是将“绳索取心技术”、“液动潜孔锤钻探技术”、“反循环钻探技术”三种钻探技术进行组合,可以充分发挥三种钻探技术的优势。在工程地质勘探中,应用组合勘探技术可以避免地质条件限制,根据实际情况进行钻探施工,降低施工劳动强度、节省成本,提高钻探的工作效率。
6 结语
综上所述,工程建筑施工地点的选择直接影响地质勘探的质量与工程施工质量。工程地质勘测可以检测施工地点的地质特征、水文特征以及岩石特征等,为工程设计提供参考依据。钻探技术在工程地质勘测中具有重要意义,在实际应用中,根据地质的具体情况选择合适的钻探方法、设备,保证工程地质勘探结构的准确性,提高工程施工的质量安全。目前,我们应该加大钻探技术的研究投入,深入了解钻探技术相关知识,促进我国钻探技术水平的提高。
任何一项工程地质勘察工作都需要对水文地质的勘察结果进行评估,可是,在长期的工作过程中,我们都没有重视地下水对岩土层的不良作用,并且在评价时也没有考虑施工现场地下水活动会带来的各种影响。如果继续沿袭这样的工作方式,就可能对建筑工程的稳定性产生极大的威胁,导致许多施工工程问题的产生,可能威胁使用者的人身安全。所以,我们在深入的分析探究了这些问题后,对评价工作的重点进行了调整和更新。主要有下列几个方面:第一,进行工程地质勘查工作时,水文地质勘查的评价过程中,传统的评价报告中往往会忽略地下水对岩土层的影响,同时也没有结合具体的施工现场地下水的特性。因此在这样的一种情况下,就会让地下水对建筑工程造成很大的危害,各种各样的施工质量问题就会出现,甚至会造成很大的安全事故。我们在总结了以往经验与教训之后,可以事先制定一套防护方案,以保证勘测工作的有效性。第二,要深入探究地下水的运动情况,并探究地下的岩土状况,并且要将与之有关的众多水文地质文件找出来作为借鉴,只有为工作奠实基础,才能得出最准确的结论。第三,要深入分析地下水可能对工程施工造成的不良影响,并针对岩土结构的差异分别进行讨论。
2岩土水理的性质
岩土由于受到地下水的影响,就可能出现各种各样的性质,这就是岩土的水理性质。我们在进行工程地质勘察工作时,一定要将岩土水理性质的勘察作为关键工作,这样才能掌握最真实的岩土地质状况。
2.1地下水的储存形式
我们平时生产、生活中所使用的地下水,都是以三种状态储存在岩土层中的,也就是重力水、结合水和毛细管水。地下水之所以能以这种状态储存在岩土深处,其实就是因为地下水有着赋存的特征。
2.2岩土的水量性质
2.2.1软化性。若岩土受到水的浸湿,就会使其力学强度显著降低,在这种条件下,岩土就会体现出软化性的特征。我们在评估岩土的软化性强弱时通常会将软化系数作为指标。而在评价岩土的耐风化程度和耐水浸性能时,则需要以软化系数为依据,因此我们必须准确的确定软化系数。几乎所有类型的岩石都会表现出一些软化性特征。
2.2.2透水性。岩土的透水性就是指当水受到重力的作用,岩土让水通过自身的一种性质。岩土的透水性通常都是用渗透系数来表示的,但岩土的透水性强弱却要受到岩土自身的物质组成和结构的很大影响,通常情况下,岩土的坚硬性和岩土的透水性是成反比的。此外,岩土的颗粒直径也会对其透水性产生一定的影响。
3地质勘查中水文地质的问题分析
工程勘察中,应密切结合建筑物地基基础的类型预测地下水对建筑工程可能存在的危害,并以实际状况为前提,根据勘察区域的水文地质条件差异,对地下水存在的问题按照水文地质勘察计划,找出应对的措施,保证水文地质勘察工作的进行,降低地下水对地质勘察工程的危害,提高建筑质量。进行水文地质勘察工作时,地下水与岩土的相互作用是重要的工作内容。尤其是地下水的运动,对于岩土工程的整体质量有着不可估量的影响,所以我们必须做好这方面的工作。它可能带来的不良作用主要包括下述几点:
3.1给基坑开挖造成的影响。进行基坑的挖掘工作时,地下水常常会流到基坑的内部,这便会影响基坑挖掘工作的顺利开展,不仅延误工作进度,还可能降低工作质量。这时,我们应该做的工作是及时的排水,可是这有可能会影响基坑结构的稳定性,甚至可能会使附近的建筑工程发生不均匀沉陷。
3.2给土质造成的影响。万一基坑内涌入了地下水,则处理会影响工程的顺利施工,还可能会影响地质结构的稳定性,极易产生流沙或者是管涌等问题,因此我们要极力避免地下水的这种恶劣影响。若基坑中存有地下水,还可能导致基坑的侧壁变形或者是底鼓,无法保障基坑工程的质量。所以,在整个基坑施工的过程中,我们都一定要注意避免地下水的不良影响。
3.3地下水水位上升。导致地下水位升高的诱因是多种多样的,主要有环境影响、人类活动和地质的变动等主要方面。在岩土工程的施工中,一旦地下水位发生变动,则会给工程施工带来极其恶劣的影响。比如说地下水的水位上升会让土壤沼泽化,水量的增大会增大对建筑物的.腐蚀性,对整个岩体的结构造成破坏,导致一些岩土出现滑移、崩塌等现象,甚至使整个建筑工程丧失结构的稳定性,无法正常使用。
3.4地下水水位下降。在岩土工程施工中,经常会出现的一个问题就是地下水位的下降,主要原因是人们日常的生产生活中常常会抽取地下水,这便会导致地下水位的下降。而这一变化对于岩土工程的施工同样有着非常恶劣的影响,可能会出现地面的不均匀沉陷、塌陷或者是地裂等问题,这对于岩土工程的整体结构是致命性的破坏,并且也不利于生态环境的稳定发展,因此,在施工的过程中一定要注意好这一问题,保证好施工的质量和安全。
4地质勘查过程中水文地质问题的注意事项
开展岩土工程的水文地质勘察工作时,不仅要分析水文地质状况,还需要解决好与之相关的各种问题。在工作过程中一般会做好下列几项工作:首先,必须给予各种水文地质问题足够的关注,并保证各项水文地质参数的准确性,要了解施工地区的水文地质状况、岩土结构和地下水的运动状况。其次,开展工程地质的水文地质勘察工作时,若土层内含有地下水,则必须深入探究地下水的性质及相关参数,这样才能给后续的工作提供科学的依据。
5结语
综合本文论述,我们在开展工程地质和水文地质的勘察工作时,一定要处理好地下水所带来的各种不利的影响。只有这样才能保证各项工作的顺利开展。要真正的解决好地下水问题的难度是很大的,所以我们一定要不断的深入研究,不断提高水文地质勘察工作的科学性,并安排专业工作水平较强的工作者来进行这项工作,以真正的处理好岩土水理性质所带来的负面作用,促进我国工程地质勘察工作的长远可持续发展。
水利水电工程地质勘察及施工论文
一、水利工程地质勘察发现的主要问题
我国产业经济收益正处于快速增长阶段,与经济事业相配套的基础工程得到扩建,水利工程改建是现代化中不可缺少的内容。鉴于水利水电项目的重要地位,国家要求地方水利部门做好日常勘察与维护工作,及时掌握水电站的工作状态。根据现场勘察所得的结果,总结出以下3方面主要问题。
1.1地质方面
水文地质是目前水利工程面临的主要问题,水文运动规律变化导致地面层出现异常变化,同时引发了诸多的地质灾害现象。参考水利工程勘察结果,30%以上的地质病害来源于水文运动,地下水流动产生巨大的力学作用,破坏了水电站地质层的稳定性。例如,滑坡是水电站围挡结构比较多发的病害,在水库堤坝周边建造的支护坡度中,极易受到地质作用而发生滑坡现象。滑坡既能破坏土地层的牢固性,坡度滑移也引起了周边设施的病害。
1.2设施方面勘察
发现,国内大部分水电站均面临着不同情况的病害,这些病害主要发生于水利设施的主体结构,以及建筑物的基础层。例如,厂房是水电站的主要生产区域,勘察发现厂房建筑均有不同程度的裂缝现象,厂房墙体基础部分有明显的沉降问题,这些都是由于地质条件变动引起的结构性病害。另外发现,随着水利水电运作规模的扩大,厂房病害率也越高,大型、超大型水电站厂房病害率达40%以上,但受损程度不一。
1.3防护方面
正常条件下,水电站处于24h发电作业状态,高强度运行也使得水利渠道工程有所耗损,水工建筑物整体性能指标下降,造成大量水资源浪费。这是由于水利渠道长时间处于供输水状态,渠道四壁承载的水流量较大,混凝土结构容易出现渗漏问题。渗漏降低了渠道供输水的效率,水资源耗损率普遍上升;大面积渗漏基本破坏了渠道的水利性能,进一步引起更为严重的裂缝病害,这些都是破坏水利设施功能的主要因素。
二、基于地质勘察的水利施工方法
水利水电工程是社会现代改造的主要项目,不仅关系着区域水资源调配的利用效率,也决定了一个地区的总体发电生产效率。在施工地质工作中发现,地质条件对水利工程产生的破坏性,主要集中在渠道、厂房、边坡稳定3个方面,这些结构发生病害严重影响到了水电站的作业性能,不利于水利水电设施改造的有序进行。结合现有的水利施工技术条件,笔者通过自身的有限经验,针对这些病害提出几点可行的施工方法和治理方案。
2.1渠道基础及防渗
1)地基处理。在渠道防渗工程施工之前,应进行科学的施工放样,按照设计图纸中的`底脚线和渠口线进行结构规划,配合机械进行土方开挖,使得地基土的水分能够在自然风干状态下得到降低,以保证土基的强度质量,具体克服冬季冻胀的破坏效果。2)混凝土的拌和。混凝土的拌合物需要具有与施工制备条件相协调的和易效果,尽量保证捣碎密实的前提下进行钢筋结构部件的搭配;利用机械振捣处理中,可选用较小的坍落度进行质量水准补充,争取渠道防渗建设工程能够顺利进行。
2.2厂房边坡
1)大方量土方开挖。开挖采用反铲,在高度方向从上至下分层开挖,一次开挖高度3m,在上下游方向分段依次进行开挖,由下游向上游方向,严禁从中间开作业面掏挖。分层分段挖掘时用人工配合反铲整修边坡。同时加强测量控制,边坡随开挖随成型,保持边坡平顺。确保开挖步骤符合现场的地质条件要求,避免破坏地质层结构的牢固性。2)护坡。边坡预留20cm的保护层,在大方量开挖完毕后,采用人工削坡,以保证设计轮廓线的形成和避免保留体受到扰动。为防止修整后的永久开挖边坡遭受雨水冲刷,在边坡修整验收后,及时进行护坡施工。根据招标图纸及工程量清单,该边坡防护型式为混凝土护坡,拟在边坡开挖完成后一个月内完成混凝土护坡施工。具体结构按设计图纸进行施工。
2.3滑坡体治理
1)削坡。削坡是处理滑坡体病害的常用方式,主要施工:岩体受节理、裂隙切割,较为破碎,可能产生崩塌坠石、边坡局部失稳现象,可采取剥除“危岩”削缓边坡顶部。对土质滑坡体,削缓边坡,减小滑动体厚度,以减小滑动力,注意对坡脚下部可能阻滑部分不可削减。边坡高度较大时,可分级留出平台,提高边坡稳定性。2)抗滑挡墙。挡墙是目前较为广泛的抗滑建筑物,借助于挡墙本身重量,支档滑体的剩余下滑力,有抗滑片垛、抗滑片石竹笼、浆砌石抗滑挡墙、混凝土或钢筋混凝土抗滑挡墙、空心抗滑挡墙(明洞)及沉井式抗滑档墙等。现场施工人员要注重每个环节的工艺安排,严格按照图纸要求执行施工操作,保证滑坡体得到有效的治理。
三、结论
水利水电工程是现代化建设的重点项目,搞好水电站建设对区域水资源调度起到了保障作用,同时也促进了我国发电生产行业的可持续性。针对地质勘察发现的诸多问题,水利部门应要求施工单位编制有效的处理方案,避免结构性病害对水利项目造成的危害。此次经过地基防渗、滑坡治理、厂房加固等方式,水电站设施整体功能得到了完善。
环境工程地质勘察原则实践论文
摘要:指出了保护人类赖以生存的自然环境是我们应尽的义务,分析了人类活动对地质环境带来的影响,通过对危害的分析,提出了合理利用与保护地质环境的建议,阐述了地质环境要素图的构成,希望对环境工程地质勘查有所裨益。
关键词:环境工程;地质勘查;原则
1人类活动对地质环境的影响
经过不断的演化和发展,如今人为的作用已经成为了一种强大的地质作用力,下面笔者分析人类活动对地质环境的影响。
1.1对表面形态的影响
首先,是人为剥蚀作用,人类正常生产生活需要修建公路和铁路、建厂建房、修筑水库等,在这些情况下,需要挖掘土石和开采矿石,极大地破坏了地质结构,改变了地质环境原貌,并且人类活动的剥蚀速度远远大于天然剥蚀;其次,是人为的搬运作用,人类正常的耕作使得土壤的流失量已经远远大于新生的表土,加之环境保护不到位,每年表层土壤流失达到数百亿吨,为了建筑进行人工运输土壤已经超过了全球的水流搬运量。
1.2对植被的影响
植被被称为陆地的外衣和保护层,作为陆地上的绿色水库,对气候起到一定的调节作用,但随着人类活动的日益频繁以及对环境的大肆破坏,森林面积逐渐减少。若没有绿色植被覆盖,大量的生物种将面临灭绝的危险,水资源会大量流入大海,造成淡水资源的紧缺,风速逐渐增大,风灾会对人类生活造成毁灭性的灾难。综上,地球上的植被若逐渐减少,人类的生存质量将逐渐下降甚至难以生存。
1.3对地球表层内化学过程的影响
人类要制造金属原件,就需要将分散的金属元素集中起来,同时也会废弃金属原件,使得自身元素发生新的迁移;在农业生产中,农药的大量使用,使得土壤中含有了过去不曾含有的合成物,通过不断的分解,在土壤中形成了新的元素迁移;在采矿活动中,人为的改变了矿物的变化过程。
1.4对水的循环途径和物质成分的影响
人类修建大型灌溉系统、建造水库等行为是为了工业和农业、生活用水,尤其是抽地下水等人为作用,都改变了水的.自然循环途径。比如,由于长期的开采地下水,导致了整个开采地区含水层发生变化,水压力逐渐下降,严重的会引发地面沉降,在岩溶发育地区则会出现地面塌陷的危险后果。人为的改变了水的循环途径,对于水和土壤之间平衡关系也会有所影响,引起其物理性质和化学性的变化。工业发展伴随的污水排放,使得水资源中重金属含量不断增加,直接危害到了人畜健康。
1.5对大气的物质成分的影响
目前为止,世界上污染性二氧化碳和颗粒物的排放量还在逐年递增,国际环保组织的公布中,世界污染严重的15个城市中,我国占6个。由于北方城市需要冬季采暖,空气中的悬浮物在冬季超过国家标准的两倍多。造成大气污染的罪魁祸首就是人类活动中无节制的向空气中排放颗粒物和废气,汽车尾气也占据了重要部分。
1.6对物种的影响
地球的形成是45亿年前,而地球上的生命出现是在38亿年前,随着生命物种的不断演化,才发展到了我们今天种类繁多的生物圈。所有的物种在内在环境和外在环境的影响下都会有一个生存期,岁长短不一,都会有各自的终点。当环境不再适合生物的生存,那么这种生物就面临着灭绝的危险。生物灭绝分为自然和人为两个种类,自然因素是我们无法掌控的,但人为因素是可以避免的。
2地质环境合理利用与保护
2.1要有节制性的索取
随着环境保护的逐渐深入,人们已经改变了对自然资源一味索取的态度,但还是存在对自然资源保护不到位的现象。实际上,自然资源在承受力上是有一定限度的,也就是说,在一定的空间条件下,地质环境的容量是有限度的。我们所有的生活资源都来自对自然资源的索取和加工,地质环境可以为人类提供土地、矿产和其他资源。随着人们观念的不断改变,迫使人们不断地更新观念,改变掠夺性的开发,开始有节制地使用自然资源。为此,人类在今后的生产生活中要注意自然的承受能力。
2.2要有科学性的开发
在我们赖以生存的地球上,因为工业污染产生了过多的污染物排放,加之农业生产中使用了大量的超标农药,已经严重污染了地质环境。对于自然的回馈,我们应该报以感恩的态度,进行科学性的开发,对地质环境予以合理的保护,在增加经济利益得到发展的过程中进行科学研究,改变开发方式。
3地质环境要素图构成
环境一词,简单来说就是指人们周边的情况,也可以说是人们周边事物的总体情况。按照环境的物质组成和成因等对生命的影响因素还可以分为社会环境和自然环境两个部分。其中,自然环境由大气、生物圈、岩石圈和水圈构成,地质环境则属于自然环境的范畴。此前,尽管还没有达成一致的认知,但已经有很多学者对地质环境的概念进行论述,笔者经过总结,地质环境可以表达为人类赖以生存和繁衍生息的地球表层的空间,也就是前文中提到的大气圈、生物圈以及水圈和岩石圈所构成的地质空间,是一个多因子系统,主要由岩石、有机物、土壤、气体和地下水等构成,所有构成地球环境系统的部分都处在不断的相互作用、相互影响中,以上就是地质环境的基本特征。
3.1空间性
地质环境具有空间性,是有空间位置存在的,岩石圈的表面形成了地质环境的上限,所有构成地质环境的因子和大气圈、生物圈等不同因子之间发生着积极作用,对于地质环境的生态质量有重要作用。地质环境的下限在目前来说还没有达成一致,笔者赞同这一观点:地质环境的下限深度应该取决于人类科技的发展,我们所能达到的深度就决定了地质环境的深度。
3.2稳定性
地质环境具有稳定性,在天然的条件下,构成地质环境的各部分之间能够进行能量的流通和物质的交换,从平衡到不平衡再到平衡之间进行反复,人类活动的加入,使得平衡被打破,而后又产生新的平衡关系。
3.3可变性
地质环境具有可变性,所有的组成部分都经历了不断地变换,通过地球自身的内力作用和相应的外力作用进行改变,由于人类生活的不断影响,还受到人为地质作用的影响。
3.4系统性
地质环境作为岩石圈的表层系统,具有一定的系统性。在地质环境的整体中,所有的物质都存在着能量转换的关系,有一定的自我调节能力,维持着地质环境的平衡发展,若是这种平衡关系受到了影响,则系统性将被破坏。
4结语
人类在今后的发展中要更加重视对地质环境的保护,不能无节制的索取和破坏自然环境,在不影响地质环境的情况下进行经济的发展和建筑物的建设,提升解决环境问题的能力。正确处理环境和发展之间的平衡关系。
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我国工程地质勘察的历史已有百年之久,然而工程地质勘察的长期过程中,水文地质勘察常常为人们所疏忽,人们对于水文地质勘察投入的精力和资金有限,因此,对水文地质造成了极其严重的影响,对水文地质问题产生了不可估量的危害。要想真正提高工程地质勘察的效果,就要充分重视起水文地质的重要性,意识到这一环节在工程地质勘察过程中所起的重要作用,具体地分析和探究水文地质危害,才能在在工程地质勘察过程中预防和控制水文地质危害的出现,防止地质水源恶化等污染地质环境的情况出现。本文主要包括水文地质分析的意义,地质勘探过程中对水文地质的评价内容,地质勘察过程中水文地质的危害,其中主要包括地下水位的变化和潜水位上移造成的危害,以及针对水文地质危害的解决措施,旨在指出地质勘察过程中水文地质问题的重要性和危害,期望对今后的地质勘察工作起到一定积极的影响,为我国的地质勘察工作贡献出自己的一份力量。
1水文地质分析的重要意义
水文地质工作主要研究水文地质条件,能够检测出地下水的形成规律和分布规律,在此基础上对地下水资源进行水质评价和水量评价,这项工作对后续的工程地质勘察作用及其重要。水文地质勘察与工程地质勘察两者关系及其紧密,互相影响,互相联系。岩石体的组成成分之一是地下水,地下水能够对岩土体工程的性质造成直接影响;另外,地下水是基础工程进行的环境,其质量对建筑物的持久性和稳定性造成影响。但是在实际勘察过程中,水文地质问题极易被人们所忽视,主要是因为勘察结果中很少直接利用水文参数,水文地质的问题通常只是被视为是一种象征性的形式工作,工作人员在勘探过程中基本仅仅对水文地质条件进行简单描述和评价。某些地区水文地质过于复杂,但工程地质勘察过程中对这一问题探究不深入,于是设计中常常被忽略,这就造成因地下水引起的岩土工程的负面应的危害层出不穷,往往对工程工作造成极大的阻碍。因此,工程地质勘察过程中的水文地质研究不可忽视,工作人员进行勘探的过程中应当关注与水文地质相关问题,对地下水及岩土体进行深入勘探和评价,在此基础上,提出相关的防治措施和建议,为将来的设计和施工工作做好资料和信息准备,意在减少水文地质的危害。
2地质勘察过程中对水文地质的评价内容
1)在地质勘探的过程中,首先应根据建筑工程具体位置的水文地质情况,对所处地下水对岩土层和建筑工程产生的'影响重点评价,据此分析判断地下水对工程造成危害的可能性以及可能造成危害的部分,然后据此调查分析提出相关的防治方案。2)另外,勘探过程中,应对建筑物的地基基础类型进行明确,根据所需,详细调查水文地址的具体情况,科学有效地对水文地质可能对地基基础产生的影响进行评价,评价过程中应参照建筑物地基等相关数据,尽量避免错误判断。3)地下水以及地表水的腐蚀性也应该被重视,勘察过程中,工作人员应对地表水和地下水的腐蚀性强弱进行判断和评价,开挖基坑时,应先对基坑进行富水性和渗水性实验,判断是否会因人工降水对建筑物的稳定性进行影响。4)此外,地下水的水位升降及水位状态对岩土层造成的影响也应当加以重视。因为地质水文问题有可能造成地基基础下部存在有承压含水层,所以勘探过程中必须对此进行测量和评价。
3.1地下水位变化产生的危害
地下水位因自然原因或人为原因进行变化时,而且变化幅度过大时,往往会对岩土层的稳定性和安全性造成危害,具体主要表现为三个方面。1)地下水位上升时所造成的危害。地下水位上升往往是自然因素,主要包括地质因素和水文因素、人为因素共同作用的结果,众多工程事故调查结果表明,地下水水位上升最主要的因素是大量的降水量以及枯水期水库进行泄水灌溉。地下水位上升对工程地质最主要的危害有:令岩土层变得潮湿松软,破坏地基基础的持久性和稳定性,易造成地基坍塌;在经过暴雨和强降水的刺激之后,工程岩土体往往会引发滑坡、泥石流等自然灾害;因为毛细管水的上移,岩土层盐渍化和沼泽化极其严重,会对地下建筑及岩土层产生腐蚀。2)地下水位下降时产生的危害。地下水位下降往往是由于在建设城市的过程中过度抽取地下水造成的不良后果。地下水位下降造成的主要危害是地裂、地面塌陷、以及建筑物下沉等。施工时人工降水会产生动力水压,会对粉土层中的颗粒进行冲刷,严重破坏地基基础土层,极易造成地陷、天坑等结果。今后的城市建设中应采取科学的防预策略来避免此类问题。3)地下水位频繁升降所造成的危害。地下水的升降变化会对膨胀性岩土产生一定影响,具体体现在该类岩土不均匀的胀缩变形,地下水的频繁升降造成岩土层收缩变形,膨胀变形,此类往复,会造成岩土收缩幅度加大,损害岩土强度,造成岩土的疏松多孔,地基的抗压能力降低,进一步引起地裂,对建筑物造成破坏。
3.2潜水位上移造成的危害
1)造成建筑物地基侧移、隆起。潜水位上移会造成建筑物地基基础上移,这一定会降低建筑物的稳定性和安全性,对建筑物的质量产生不利影响,地基偏移会对建筑物产生许多危害,比如建筑物墙体破裂,对建筑物的稳定性和安全性产生严重的威胁。2)潜水位上移造成地质软化,会严重影响建筑物的稳定性。潜水位上移会不断增加黏土的压缩性和含水量,粘黏土的粘黏强度就不断降低,建筑物的稳定性因此受到侵害,易产生地基变形、下沉等现象。3)潜水位上移会促使严重饱和的土层出现墙体破裂、管涌等现象的发生,破坏建筑物的安全性。4)潜水位上移会造成建筑物地下室浸水,状况严重的话会导致建筑物地下停车场无法使用,使人们的财产安全受到侵害。
4水文地质危害的解决方案
1)地质勘察过程中,强化对地下水埋藏状况的调查。充分调查地下水的埋藏状况,需要了解地下水的水位变化、变化范围等其他相关内容,综合评析地下水的实际状况,采取措施处理旱季灌溉等问题,尽量规避地下水的大幅度升降,降低地下水造成的流砂等现象的发生,令建筑物地基基础免受地下水位上升造成的腐蚀性的危害。2)充分重视工程地质勘察工作。长期的实践使我国的地质勘察工作形成了有相当标准化的和系统化的体系。地质勘察工作有可操作性的勘察工作任务和目的以及规范的勘探文件。进行工程地质勘察过程时,技术人员要贯彻相应的规章管理制度和工作章程,明确自身的工作目的和任务。工作人员应对工程地质勘察工作进行系统性的、规范性的学习,了解相关的规章制度和工作章程。按照制度和章程对相关工作进行合理安排和规划,在工程地质勘测过程中,遵守相关的标准和规范,进行勘探工作。不断强化对专业领域内的相关知识,总结实践经验,不断提升自身的专业素质和能力。3)加强工程地质条件的勘察工作。科学有效的地质条件勘察和水文地质勘察是工程地质勘察中的一个重要环节,根据具体的地面情况采用适当的勘测方法,不断强化勘测能力和勘察的深度,另外,高密度电法和电磁法可应用于勘察过程中。
5结语
总之,充分认识到水文地质问题的严重性,采用行之有效的措施来加强地质勘察工作,具有非常重要的指导意义。另外,工程的质量、进度以及使用年限会受到当地水文地质情况的影响,故在施工之始就应该把水文地质问题纳入考虑范围,尽可能分析当地水文地质问题可能带来的危害及影响,尽力降低安全事故的概率,降低当地水文地质问题对施工建设过程中带来的负面影响,让水文地质情况的分析对工程地质勘察工作起到积极正面的影响。
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1大坝坝址地质勘察的重要性及选取原则
水利工程建设不同于其他的普通建筑物,多数都建设在临水或涉水的地方,而水利工程的建成,还会导致一定范围内的水文和地质发生变化,水文地质同时也会对水利工程产生影响,比如地基沉降、水库坝体承受水压、水库淤积和坝下游河床冲刷等,这些水文影响都会导致坝体发生变化,出现渗漏险情,所以在工程建设中,必须要重视工程地质的勘察,科学设计、严谨施工,确保工程的质量,如果勘察不细致,就会对设计、施工产生影响,从而导致工程质量的不稳定,甚至引发一些安全事故。在自然界中,理想的地质条件是十分少见的,特别是对于一些大型水利工程。如水库坝址的选择上只能选相对的最优方案,坝址选择不可避免会存在许多不足,所以在大坝坝址的选取上,要综合考虑,以安全性、稳定性、易于施工而且投入相对经济为原则,通过对坝址附近地质、水文的勘察,进行科学的规划设计,同时对一些地质问题及处理问题的难度进行科学的预判,计算出工作量,然后再做最终决定。
2水利工程坝址勘察的主要内容
2.1区域稳定性勘察
大坝建设中,坝址的选定一定要先进行区域稳定性勘察,只有确定工程建设区域的稳定,才能进行下一步规划建设。要围绕坝址对地壳的稳定性及场地进行深入研究,特别是对于一些地震带地区,要通过地震部门进行深入了解,掌握工程建设区域内地震活动的情况,进行地震危险性分析和地震安全性评价,避免工程建在地震活跃地带上。
2.2地形地貌勘察地形地貌
对于坝型的确定有重要的影响,不同的地形地貌决定着如何进行工程布置和进行施工,所以在水利工程建设中,通过对地形地貌的详细勘察,才能确定坝型的`设计。一般地形属于狭窄、完整的基岩“V”型谷,则多数要修建拱坝,如果是宽高比大于2的“U”型基岩河谷,则比较适合修建重力坝或砌石坝,而一些河谷地带,岩石风化较深,或沉积层较厚,比较适合修建土坝,所以要根据地形地貌的特点来确定坝址和坝形。
2.3岩土性质
在大坝选址时还要重点对建坝处的岩土性质进行勘察,岩土的性质对于坝体的稳定有着重要的影响,可以说是具有决定性意义,不同的坝型对于地基的要求不同,必须要详细勘察建坝处岩土的性质。在实际建设过程中,高坝的修建,特别是混凝土坝,坝身的自重较大,所以要求地基的强度必须足够,才能确保坝体的稳定,应以坚硬、完整、新鲜均匀、透水性差的岩石为坝址,这种岩土具有较强的强度及抗水性,有利于坝体的长久稳定。不同种类的岩体具有不同的性质,侵入的块状结晶岩体是修建混凝土坝的理想基础,这种岩体都比较坚硬、均一、完整、强度大、抗水性强、渗透性弱。另外喷出岩类也是比较理想的坝基,这类岩体强度也较高、抗水性也比较强,但在选择时要注意勘察其喷发间断面,因为可能存在风化层、混泥层或松散的砂砾石,对坝基的稳定有一定影响,不能忽视。深变质的片麻岩、变粒岩、混合岩、石英岩等,强度高、抗水性强、渗透性差,也是较理想的坝基,但同样也要勘察片理面的各向异性及软弱夹层的存在,要避开软弱矿物富集的片岩。对于沉积岩,相对厚层的砂岩和碳酸盐岩是比较好的坝基,在选择沉积岩作坝址时,同样也要对是否夹有软弱岩层进行细致勘察,因为这些夹层力学强度低,抗水能力差,易构成滑移控制面,从而造成地基的不稳定。
2.4水文、地质构造勘察
在选坝前要进行可行性研究,对于区域地质进行研究,查明要建坝的区域构造格局,特别是要查明坝址所处区域是否处于持续活动或可能活动的断裂带上,同时要对本区域及相邻区域的活动断裂的分布、类型、规模和错动速率进行掌握。要联合地震部门,通过对以往地震数据的分析,预测此区域是否会因修建水库而诱发地震,以及地震的级别。坝址选择要以岩体完整性较好的构造部位为首选,尽可能避开断裂地带。要详细勘察水文地质,特别是渗漏问题,从防渗角度出发,如果是岩溶区,则要尽量选在有隔水层的横谷,且陡倾岩层倾向上游的河段上。当岩溶区无隔水层可以利用的情况下,坝址应尽可能选在弱岩溶化地段。
2.5物理地质作用及天然建材
岩石风化、岩溶、滑坡、崩塌、泥石流等都会对坝体产生影响,所以在选取坝址时一定要充分考虑到这些物理地质因素,提前做好防范,特别是滑坡,在一些大的水库失事实例中占大多数,是不可忽视的重要因素。另外坝址的选择还要考虑到天然建材的供应情况,坝址附近是否有质量合乎要求、储量满足建坝需要的建材,如砂石、黏土等。天然建筑材料的充足与否,对于工程建设的质量以及投资有很大影响,一方面是材料成本的节省,另外在运输方面也会带来便利。
3结语
水利工程的稳定与否,地基的稳固起决定性作用。坝址的选择是一项系统、复杂的工作,具有一定的战略意义,对于大坝安全、经济及平稳运行有着至关重要的影响,因此在工程建设中,必须要进行细致的地质勘察,针对区域稳定、地形地貌、地质构造、岩土类型等方面进行勘察工作,确保工程的稳定及耐久。
关于EH4中隧道工程地质勘察应用论文
1、研究区地质-地球物理特征
研究区主要地层岩性为第四系松散堆积层(碎石土)和泥灰岩、砂岩、灰岩及片岩。测区岩(土)体电阻率参数表.小于300Ωm;泥灰岩电阻率较低,而片岩、灰岩电阻率较高,通常大于1000Ωm;含水断层破碎带电阻率呈现急剧下降趋势。这种构造与围岩体间的差异特征,因此研究区具备开展大地电磁法探测查找断裂构造的工作条件。为了在视电阻率成果图中更直观、明了地看出各种地电性变化及构造特征,对测试原始数据进行如下公式计算:s=100×log10,(1)式(1)中,s为经过计算后的视电阻率值,Ωm;为测试电阻值,Ωm。
2、工作内容
2.1工作方法
勘探采用仪器为StrataGemEH4电磁成像系统,该仪器使用交变电磁场,不受高阻层的影响,特别是高阻薄层。在沙漠、山前卵石层覆盖区均能有效探测地下深部的地质信息。每个测点工作结束后,现场提供电磁场功率谱、振幅谱、视电阻率、相位、相关度、一维反演等信息,以便检查质量,确保野外资料可靠,可采用EMAP法测量,即连续电磁阵列剖面法,其工作效率高[1]。根据勘察目的,结合工作现场对比试验,本次EH4大地电磁测深选取最优电极矩为20m,为确保数据质量与工作实效,仪器采集分频段进行,上述频带又分成三个频组:一频组:10Hz~1kHz;二频组:500Hz~3kHz;三频组:750Hz~100kHz,在本次数据采集过程中,对三个频组的数据全部采集,且每个频组采集叠加次数不少于8次,根据现场测试结果,对部分频组进行多次叠加。
2.2采集方法
在数据采集之前进行平行试验,在工区进行仪器自检,确定仪器工作正常。所谓平行试验是指将两个电极相互平行摆放(如X方向),两个磁棒也朝同一方向摆放(如Y方向),利用相同参数进行采集,经试验,两个不同电极及磁棒所得的谱线图一致,故所计算的视电阻率曲线也是一致的,仪器工作正常。在试验工作结束后,开始数据采集工作。
3、、成果分析
3.1室内资料整理
电磁法探测是根据电磁波在地下岩层中传播时存在的时差性来反映地下介质的物性差异,即地下介质电场强度、磁场强度和相位的`差异;资料处理就是依据电场强度、磁场强度和相位的差异计算视电阻率值和相位值。a)采用在野外实时获得的时间序列Hy、Ex、Hx、Ey振幅进行FFT变换,获得电场和磁场虚实分量和相位数据φHy、φEx、φHx、φEy,读取@文件(该文件将文件号、点线号、电偶极子长度等信息建立起一一对应关系),读取Z文件(该文件是一个功率谱文件,包含频率、视电阻率、相位)。通过ROBUST处理等,计算出每个频率(f)点相对应的平均电阻率与相位差(φEH),根据趋肤深度的计算公式,将频率-波阻抗曲线转换成深度-视电阻率曲线进行可视化编辑;在一维反演的基础上,利用EH-4系统自带的二维成像软件IMAGEM进行快速自动二维电磁成像,根据区域地质情况进行数据的反复筛查,编辑病坏数据必要时剔除[2];b)对每个频率(f)点相对应的平均电阻率与相位差(φEH)数据进行初步处理分析后,采用商业MTsoft2D2.3大地电磁专业处理软件进行二维处理。该软件采用模块开发,由数据管理模块(DataManager)、正演模块(MTForWardSoft)、数据预处理模块(MTPreSoft)、数据反演模块(MT2DISoft)和反演结果显示模块(MTViewInvSoft)五部分组成。对测线数据进行总览以后进行预处理后,执行静态校正和空间滤波;分别以BOSTIC一维反演结果和OCCAM一维反演结果建立初始模型,进行带地形二维非线性共轭梯度法(NLCG)反演,获得深度-视电阻率数据;c)对深度-视电阻率数据进行网格化,绘制频率-视电阻率等值线图,综合地质资料及现场调查情况,在等值线图上划出异常区,做出初步的地质推断。然后根据原始的电阻率单支曲线类型并结合已知地质资料确定地层划分标准,确定测深点深度,绘制视电阻率等值线图,结合相关地质资料和现场调查结果进行综合解释和推断;d)绘制剖面成果图,用反演输出的深度-视电阻率反演数据绘制出视电阻率等值线剖面图。首先在Surfer软件中绘制电阻率等值图,再转换到AutoCAD中,经修整完成最后的成果图,供分析、解释。
3.2、成果分析
资料分析依据地下地层间的物性差异。地层由于成因环境不同,同时受构造运动的影响,从而在纵向和横向上产生视电阻率和相位上的变化。岩层视电阻率值不仅与地层结构、构造、成份、成因有关,还与其岩石的颗粒大小、密度、地下水含量等因素有关。通过视电阻率变化特征,可以推断地下地层的分布规律、断裂构造等信息。a),隧道设计线里程桩号K1+128~K1+184(地表里程桩号)/K1+086~K1+148(隧道洞身里程桩号),视电阻率值显示为低电阻异常区,推测此处为含水断层破碎带F1,倾角约为73°,宽度约为62m,从电阻率形态推断该断层为正断层。同时经过里程桩号K1+095左13m出钻孔验证在该位置106m以下(由于钻孔深度130m,断层破碎带未打穿)存在断层破碎带与物探推断结果基本一致。施工时应加强防护,以预防落石、塌方、等地质灾害的发生。隧道设计线里程桩号K1+791~K1+872(地表里程桩号)/K1+678~K1+762(隧道洞身里程桩号),视电阻率值显示为低电阻异常区,推测此处为含水断层破碎带F2。倾角约为75°,宽度约为75m,从电阻率形态推断该断层为逆断层。隧道设计线里程桩号K2+570~K2+656(地表里程桩号)/K2+416~K2+498(隧道洞身里程桩号),视电阻率值显示为低电阻异常区,推测此处为含水断层破碎带F3,倾角约为70°,宽度约为82m,从电阻率形态推断该断层为逆断层。隧道设计线里程桩号K4+004~K4+088(地表里程桩号)/K4+050~K4+132(隧道洞身里程桩号),视电阻率值显示为低电阻异常区,推测此处为含水断层破碎带F4,倾角约为80°,宽度约为82m,从电阻率形态推断该断层为正断层。隧道设计线里程桩号K4+535~K4+612(地表里程桩号)/K4+560~K4+640(隧道洞身里程桩号),视电阻率值显示为低电阻异常区,推测此处为含水断层破碎带F5,倾角约为103°,宽度约为80m,从电阻率形态推断该断层为正断层.b)K0+950右50m~K1+250右50m,平行设计隧道线,目的为查证F1断层平行设计隧道线K1+070右50m~K1+122右50m两侧电阻率存在较明显的电性差异且电阻率等值线形态扭曲,推测F1断裂由此通过,倾角约73°,宽度约52m,切割深度相对较大,从电阻率形态推断该断层为正断层.
4、结语
基本查明了断裂构造F1的展布特征,位于里程桩号K1+090~K1+142,同时与K1+070右50m~K1+122右50m位置断层破碎带位置相对应,结合以上两异常位置,推断F1走向为NE28°,倾角为73°,宽度为52m,为一正断层。物探勘察推断出断裂构造F2~F5,由于工作量偏少未作其平行线路,同时覆盖层较厚、无地质露头现象,故其断层走向暂且无法判断。实际应用结果表明,采用EH4大地电磁测深法开展并结合实地地形地貌特征进行工作布置,方法选择正确,资料真实可靠,满足勘察目的,查明了隧道构造分布情况。
水电工程地质勘察技术管理方法研究论文
摘要:以东非区某水电工程为例,介绍了海外项目地质勘察的特点及基本流程,通过分析勘察技术管理工作的难点,阐述了国内外水电系统规范体系技术标准的差异,提出了相应的应对措施,为以后涉外工程勘察设计工作提供借鉴。
关键词:海外项目,地质勘察,水电系统
0引言
在经历近十五年的水电资源开发高峰后,国内主要河流的优质水电资源已大多开发完毕,中国电建集团正积极向西藏地区及海外市场拓展业务。本文以乌干达总装机600MW的引水式电站某项目为工程背景,阐述海外勘察工作的重点、难点,探讨东非地区勘察工作的技术及管理经验,为后续的海外项目提供借鉴意义。
1海外项目地质勘察的特点
目前,海外水电开发一般分为设计—招标—建造模式(De-sign-Bid-Build)、建筑工程管理模式(Construction-Management-Ap-proach)、建造—运营—移交模式(Build-Operate-Transfer)、设计—采购—施工模式(Engineering-Procurement-Construction)等多种方式。非洲国家普遍在体制、资金、技术等方面存在缺陷,因此一般主推总包模式,包括EPC,BOT等。这些海外项目一般具有周期特别快的显著特点,即在中标后,项目马上进入施工阶段,但此时前期的勘察设计成果的深度一般较浅,无法满足施工图的要求。在这种情况下,留给工程地质勘察工作的周期特别短,一般陷入边勘察、边设计、边施工的境地,由此形成的倒逼机制对勘察工作的组织及执行形成巨大压力。
2海外项目地质勘察的基本流程
目前,海外工程勘察任务主要来自于勘察设计分包合同,其常见流程见图1。施工企业签订海外项目总承包合同时,常将勘察设计任务分包,有力地推动了勘察设计企业的国际化进程[1]。
3勘察项目执行流程
国外一般把水电项目开发划分为可行性研究阶段(FeasibilityStudy)、初步设计阶段(PreliminaryDesign)、详细设计阶段(De-tailedDesign)、施工图设计阶段(ConstructionDocumentationPhase)等,与国内水电开发阶段的划分有一定差异[2]。地质工程师应全程参与项目的投标及履约过程,以便提供地质方面的技术支撑。海外项目一般在竞标成功后即破土动工,勘察设计工作也同步开展。但由于欧美的岩土工程咨询体系与中国有较大区别,在可研阶段的研究深度较浅,因此会遗留较多的地质问题需要查明,此时的勘察工作就非常关键,能显著降低施工风险,其勘察工作的组织有几个关键步骤:1)组织方案:承揽勘察任务后,除组织地质技术人员进场外,项目部需要尽快组织开展勘探工作。目前勘探资源的调配有三种方式:国内调配、外委和当地购买设备及国内指派钻探技术人员。国内调配的优点主要是勘探技术员与地质技术员相互熟悉,勘探质量及进度有保障,缺点主要是:a.设备调配周期长;b.成本急剧增加。外委的缺点主要是勘探质量及进度的控制难度增大,且在执行过程中存在被迫更换外委方的风险,而其优势主要是外委方在当地的.人脉资源;当地购买设备及国内指派钻探技术人员结合了前两种方案的特点,但其主要缺点是新购设备能否满足需要,且撤场后的处理难度较大。一般而言,在充分的市场调研及合同管理的前提下,将勘探工作全部外委的方案是最佳的。2)外委合同谈判及签订:合同谈判及签订是勘察项目顺利推进的根本保障。项目经理初涉海外,需要迅速寻找相关信息,判断潜在的合作伙伴,完成合同谈判及签订,为项目推进奠定坚实基础。合同谈判涉及工作内容、工程量、价格、结算、责任及义务、免责条款等,包含一般条款及技术条款,需要熟悉和合理遵守菲迪克(FIDIC)条款。3)项目管理:海外勘察项目运行成本高,后勤保障难,且存在安全、疾病等诸多风险。4)合同管理及结算:由于欧美标准体系及工作方法与中国存在差异,项目管理要更加细化和灵活,加强管理和记录,确保勘探质量,保证合同结算顺利进行,避免出现严重纠纷。
4勘察技术管理工作特点及难点
本节以某项目勘察经历为背景,尝试阐述东非区勘察技术管理工作的特点、难点及应对策略,以期为以后的工程项目提供科学依据及经验教训。1)政府办事效率低下:非洲政府机关的办事效率普遍低下,各项工作应尽早准备及启动,并充分考虑计划的弹性。如该项目的设计方案、环评报告等诸多事项均批复较慢。2)履约意识不强:由于传统习惯及社会风气的影响,外委方往往难以如期完成工作,只能不断催促。该项目的地震安评工作外委给了能源矿产部的下属机构,合同规定为3个月,但最终历时7个月。3)规范差异:国内外规范的差异是海外工程的一大难点,一般要求同时满足中国及当地国家的技术、质量、安全、环境等管理制度,但执行过程中难免有冲突。该项目就曾经在风化带的划分、压水试验、围岩分类的评分等技术细节上与业主工程师产生分歧,但最终通过沟通取得了一致。4)勘察工作方法的差异:比较明显的有两点:a.报告格式及内容的差异,国外的勘察报告主体内容为钻探、物探、试验等原始资料,对岩土体物理力学性质侧重于定性分析,定量评价较少,一般不提供岩土体物理力学参数建议值;b.工作方法及深度的差异,国外的勘察一般工作量少,深度浅,对覆盖层的取样及分层要求低,重视物探。该项目FeasibilityStudy阶段的勘察报告中,主要是各种钻探、物探、试验的原始资料,对地层仅区分覆盖层与基岩,而中方划分了残积土、全风化、强风化、弱风化、微风化、新鲜等多级界限,从而提高了勘察质量,编制了更详实的勘察报告。5)专题外委:区域地质及地震研究等专题研究宜考虑专项外委,以便充分调动当地研究机构的专业能力及社会影响力。6)取费标准:东非国家虽然贫穷落后,但带技术含量的工作取费多显著高于国内平均水平。7)钻探:非洲大陆地形平缓,往往采用整体移动式绳索取芯钻机,搬迁及钻探速度很快,一般能到3m/(10min)的平均进尺,岩芯采取率较高,但覆盖层的取样能力普遍较差,且一般没有河中钻探的经验。东非当地钻探公司的原位试验能力较低,一般只有压水、动力触探、标贯,没有静力触探等工程经验。8)试验项目:土工试验室宜选择当地有认证证书的机构,并应作实地考察。但当地试验室方案可能存在以下问题:a.进度缓慢,时间安排上要有所准备;b.试验项目与国内有区别,要抓住关键试验项目。该项目就因试验进度及质量问题无法解决,最终选择托运部分样品回国开展试验。9)语言:海外水电项目常见的有英语、西班牙语、法语,因此要加强项目成员的外语能力,并在必要时配备翻译。如该项目的所有资料均出具了中英文版本,对项目组成员既是严峻的考验也是锻炼的机会。10)安全管控:当前,恐怖主义威胁渐趋严重,突发事件和地缘政治动荡不安带来的风险,给承担海外项目的企业造成了巨大影响[5]。中资企业在非洲曾遭遇盗窃、抢劫、罢工、绑架、恐怖袭击等事件。该项目勘察期间,项目部要求当地雇员加强与外界的沟通,与附近居民、医院、警局、军队保持必要的接触和良好的关系,并经常阅读当地报纸,最终未发生安全事故。东非区疟疾盛行,威胁很大,项目部配备了物资及抗疟疾药物,有力抵抗了疟疾威胁。
5国外水电系统规范体系
国内外规范的差异是海外工程的一大难点。欧美体系的技术规范主要分技术法规和技术标准两类,其中前者是强制性标准,后者为非强制性标准。这里以美国水电系统规范为例进行比较。中国规范的条款较细,可操作性强,而美国规范的规定较宽泛,要求工程师有较强的专业背景及经验,并对勘察方法的使用及成果承担终身责任。在美国的水利水电建设体系中,主要采用美国陆军工程师兵团(USACE)及美国垦务局(USBR)的技术标准。其中,比较常用的有EngineeringGeologyFieldManual(SecondEdi-tion)[3],GeotechnicalInvestigations(EM1110-1-1804)[4],GeneralDesignandConstructionConsiderationsforEarthandRock-FillDams(EM1110-2-2300)等,详细介绍了各类岩土工程项目的勘察工作方法。USACE编制的标准体系在水电工程的勘察、设计、施工等方面的研究、开发及应用得到了世界范围的广泛认可和应用,成为水电项目建设的世界通用标准之一,其标准系统的体系见图2[5]。
6结语
本文以东非区某项目为例,阐述了东非区水电工程勘察的特点及难点,从海外勘察项目的特点、流程、管理、文化等方面入手,系统介绍了相关背景知识及技术需求,特别是水电勘察项目执行中的难点,以及国内外技术标准的差异,以期为以后的海外项目提供借鉴意义。同时建议为了应对激烈的市场竞争,涉外勘察企业应收集并对比国际标准及规范,研究国际勘察设计管理规则,加强海外市场技术管理团队的建设力度。
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规范的地质勘察工作能够为水利工程建设奠定坚实的基础,最大程度上减少地质条件的影响和制约,对于水利工程施工的质量控制具有重要的意义。本文就水利工程地质勘察中的斜坡勘察进行分析和研究,以促进我国水利工程建设的现代化发展,仅供相关人员参考。
就水利工程建设的总体情况来看,地质勘察是其中的重要组成部分,尤其是在山区大型水利工程的修建过程中,加强对山体斜坡进行地质勘查,是水利工程建设中的重要环节,一旦斜坡勘察质量无法保证,会对水利工程建设的总体安全性和可靠性产生严重的影响,在此种情况下,积极加大力度对水利工程地质勘察中的斜坡勘察进行研究和探索,满足水利工程建设的实际需求,具有一定重要性。
1 斜坡勘察重点
对斜坡勘察的实施目的进行具体的分析,勘察工作是为了对斜坡工程中的岩土参数以及地质条件进行具体的调查,以此来为斜坡稳定性的分析提供有效的数据材料,为处理措施打下良好的基础。通过理论分析和实际经验能够看出,岩土体成分的不同,令斜坡的坡面组合关系对斜坡的稳定性有直接的影响。工程的大量实践经验表明,对岩土工程的性质造成影响的最大因素就是地下水和大气降水。
2 水利工程中斜坡勘察的方式和方法
2.1 现场的原位测试
在当前运用的主要方法中,原位剪切试验是受到普遍应用的一种方法,在对试验点进行选取的过程中,一定要选择具有一定代表性的,同时坡体受力的情况要与之相符。从工程的实际经验中能够看出,在进行勘察的过程中,不论选择什么样的方法,都必须要与坡体的实际情况进行有效的结合,通过勘察能够得到在不同状态和不同含水量的情况下抗剪强度的实际指标,并以此作为基础来对不利情况的出现几率进行有效的预测,同时对其进行稳定性的分析。通过统计资料以及工程的实际经验能够看出,斜坡工程越大,需要进行的测试也就越多。
2.2 室内试验
对当前的`实际情况进行分析,室内试验中抗剪强度的实验有两种,也就是三轴试验和直剪试验,两者进行比较能够发现,两者都有独特的优缺点,前者在进行应用的过程中能够对岩土的实际受力条件准确的进行模拟,而后者较为简单,但是实验的条件和实际的情况中有非常明显的差别,所以准确度相对来说较低。总的来说,这两种室内试验存在明显的局限性,所以在进行实际应用的过程中,所得到的实验成果在一般情况下只能作为进行计算和分析的参考。
3 山区水利工程中斜坡稳定性的分析评价
3.1 定性分析
通过理论分析与工程的实际经验能够得出,对斜坡的稳定性进行定性分析能够对影响斜坡稳定性的因素进行综合、有效的评价。从工程的实际工作经验中能够看出,工程的实施方法普遍都要使用工程地质分析法,这种方法是一种具有较强基础性的分析方法,主要的原理就是将自然条件与作用因素这两者进行科学、有效的对比和分析,以此来得出稳定与滑动的实际关系,以此来对斜坡稳定性的达标情况进行确认。
3.2 定量分析
斜坡稳定性的定量分析评价是在定性分析评价的基础上进行的,与勘察过程中的斜坡地质剖面进行有效的结合,运用静力平衡理论来对斜坡稳定性的系数进行相应的计算和评价。从工程的实际工作经验中能够得出,在工程进行具体实施的过程中,一般情况下运用传递系数法来进行定量分析评价。