第6章水利水电工程地质勘察

第六章水利水电工程地质勘察水利水电工程地质勘察的目的和义务查明条件分析问题作出评价选择场地提出建议制定措施预测新问题工程地质条件与水工建筑物有关的各种地质要素的综合。包括：岩土类型及性质河谷地质构造地质构造地形地貌水文地质物理地质景象天然建筑资料水利水电工程地质勘察阶段划分规划阶段勘察-河流规划水电近期开发可行性研讨阶段勘察-河段选库坝址初步设计阶段勘察-详细坝址和建筑技施设计阶段勘察-补充论证专门问题工程地质测绘(survey)经过对地质景象的详细察看和描画，并将其反映到一定比例尺的地形图上。据测绘成果可以分析各种地质景象的成因、分布、开展变化规律以及对工程建筑的影响，还可为勘探、实验等其他任务的布置奠定根底。工程地质测绘可分为综合性测绘和专门性测绘。一、工程地质测绘的研讨内容包括工程地质条件的全部要素。二、工程地质测绘的范围、比例尺和精度取决于拟建库坝及建筑物类型和规模、设计阶段以及工程地质条件的复杂程度。普通房屋建筑局限于有限范围内。道路测绘主要采取沿线调查的方法。水电工程范围大一些。

比例尺普通规定为：规划阶段的踏勘及道路测绘采用1:20万~1:50万可行性阶段采用1:5000~1:50000初步设计阶段采用1:2000~1:5000技施勘察阶段采用1:100~1:1000；实际中根据SL299-2004<水利水电工程地质测绘规程>选取相应的比例尺。三、工程地质测绘的方法像片成图法利用地面摄影、航空(卫星)摄影等像片，在室内进展判释。实地测绘法道路法(穿越法和追索法)布点法工程地质勘探(exploration)勘探任务的主要义务是：查明场地地下有关的地质情况。提取岩土样及水样，供室内实验分析之用。利用勘探坑孔进展现场原位实验和布设长期观测点。

一、物探(geophysicalexploration)：以专门仪器探测地质体的物理场来进展地层划分，断定地质构造、水文地质条件及各种物理地质景象的勘探方法。物探分为：电法、磁法、地震法、重力法及放射性勘探，但运用最广泛的电法和地震法1、电法勘探是对地质体以人工构成电场，经过电测仪测定地质体视电阻率的大小及变化，从而推断地下一定范围地质体的情况。它可以用作划分地层岩性、地质构造、覆盖层或风化层的厚度、含水层的分布和深度、古河道及天然建筑资料分布范围和储量。在寻觅地下水时广泛运用。2、震法勘探是以人工激发的弹性波，在地壳内的传播规律来探测地质构造的方法，是石油勘探中的一种重要方法。工程地质勘察中运用最多的是高频(<200～250Hz)地震波浅层折射法。三.坑探(subsurfaceexcavation)是用人工或机械掘进的方式来探明地表浅部的工程地质条件，包括：探坑、探槽、斜井、浅井、竖井、平洞等。坑探工程的编录主要是绘制展现图。二、钻探(drilling)利用钻探机械和工具在岩土层中钻孔的勘探方法。可直接探明地层岩性、地质构造、地下水埋深、含水层类型和厚度、滑坡位置及岩溶情况，还可取岩心，在钻孔中实验。(一)钻探方法和设备勘察常用简易、轻便的SH－30钻机回转钻进，对软土用薄壁取土器，对松散的砂卵石层采用冲击钻进或振动钻进；对脆弱地层或破碎带采用干钻法、双层岩芯管法。工程地质钻探的常规口径为：开孔168mm，终孔91mm。有些工程还采用大口径〔d>1.2m〕或小口径钻进方法-三峡工程，大孔径岩芯、人进入孔内察看地质景象。(二)钻孔观测、编录与资料整理岩心察看、描画和编录钻孔水文地质观测钻进动态观测井下电视、孔内摄影、计算机技术

四、工程地质勘探的布置1、勘探布置的普通原那么在地质测绘和物探的根底上布置勘探任务勘探工程的布置与勘察阶段相顺应勘探布置因建筑物类型和规模而异勘探布置应思索地质条件变化大的部位多种勘探方法相互配合2.勘探孔深度确定应根据建筑类型、勘察阶段地质条件复杂程度综合思索布孔深度。孔深应到达地基紧缩层之下或能够的桩基深度之下或脆弱构造层以下。调查搜集资料测绘物探坑探和钻探室内外实验长期观测工程地质勘察的施工程序工程地质野外实验(fieldtest)优点：可测定难以取样的岩土体的性质。影响范围大，因此更具代表性。可延续进展，因此可得到完好的地层剖面。快速、经济，能大大缩短勘察周期。缺陷：难以控制边境条件费工费时，本钱高所测参数和岩土工程性质之间关系建立在大量统计的阅历关系之上。野外实验分为三类：岩土力学性质实验水文地质实验地基处置实验一、载荷实验(Loadingtest)在一定面积的承压板上向地基逐级施加荷载，并观测每级荷载下地基变形特性，从而评定地基的承载力，计算地基的变形模量并预测根底的沉降量。二、静力触探实验(conepenetrationtest)

用静力将一个内部装有阻力传感器的圆锥形探头均匀压入土中，测定土层对探头的贯入阻力，以此来间接判别分析地基土的物理力学性质。静力触探成果的运用1、划分土层2、估算土的物理力学目的3、确定浅根底的承载力4、预估单桩承载力5、断定饱和砂土和粉土的液化势静力触探具有测试延续、快速、效率高、功能多的特点，兼勘探与测试双重作用。适用于粘性土、粉土、砂土，但对碎石类土难以贯入。三、动力触探实验(dynamicsounding)圆锥动力触探实验〔DPT〕规范贯入实验〔SPT〕其共同点是利用一定的锤击动能，将一定规格的探头打入土中，根据每打入土中一定深度所需的能量来断定土的性质，并对土进展分层。

规范贯入实验设备主要是由贯入器、贯入探杆和穿心锤三部分组成的,锤重63.5kg，在76cm的自在落距下，经过圆筒型的贯入器，贯入土层15cm，再打入30cm深度，以后30cm的锤击数称为标贯击数，用N63.5来表示，普通写作N。规范贯入实验成果的运用1．划分土的类别或土层剖面；2．判别砂土的密实度及地震液化问题；3．判别粘性土的稠度形状及C、值；4．评定土的变形模量E0和紧缩模量ES；5．确定地基承载力；四、十字板剪切实验〔VST〕十字板剪切实验是用插入软粘土中的十字板头，以一定的速率旋转，测出土的抵抗力矩，然后换算成土的抗剪强度。现场检验与监测(observation)岩土体外形的监测：物理力学特性测试变形观测应力量测环境条件的监测：地下水监测滑坡监测地基根底的监测：天然地基的验槽与监测桩基工程的监测地基加固和处置的监测深基坑支护构造的监测建筑沉降的监测工程地质勘察资料的整理勘察报告的根本内容〔1〕委托单位、场地位置、任务简况、勘察的目的、要求和义务；〔2〕勘察方法及各项勘察任务的数量布置及根据；〔3〕场地工程地质条件分析，包括地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质和不良地质景象等内容，对场地稳定性和适宜性作出评价；〔4〕岩土参数的分析与选用，包括各项岩土性质目的的测试成果及其可靠性和适宜性，评价其变异性，提出其规范值。〔5〕工程施工和运营期间能够发生的工程地质问题的预测及监控、预防措施的建议。〔6〕根据地质和岩土条件、工程构造特点及场地环境情况，提出地基根底方案、不良地质景象整治方案、开挖和边坡加固方案等岩土利用、整治和改造方案的建议；〔7〕对建筑设计和监测任务的建议，工程施工和运用期间应留意的问题，下一步岩土工程勘察任务的建议等。报告应附的图表：〔1〕场地工程地质图〔附勘察工程布置〕。〔2〕工程地质柱状图、剖面图或立体投影图。〔3〕室内实验和原位测试成果图表。〔4〕岩土利用、整治、改造方案的有关图表。〔5〕岩土工程计算简图及计算成果图表。单项报告〔1〕工程地质测试报告。〔2〕工程地质检验或监测报告。〔3〕工程地质事故调查与分析报告。〔4〕岩土利用、整治或改造方案报告。〔5〕专门工程地质问题的技术咨询报告。