堤防工程勘察工作布置

堤防工程勘察工作布置主要内容1.勘察工作布置概述2.勘察准备工作3.堤防工程地质调查与测绘4.堤防工程勘探5.堤防工程原位测试6.堤防工程室内试验选择7.水文地质试验与地下水长期观测1.勘察工作布置概述

首先，满足设计需要。1〕根本要求其次，满足标准要求。第三，满足地质理论要求。首先，堤防工程勘察工作布置须按设计阶段展开。不同的勘察阶段，有不同的勘察目的与要求，应采用相应的手段与方法，取得本阶段内所应取得的地质资料与勘察成果，为相应设计阶段效劳。2〕根本原那么其次，堤防工程勘察工作布置应与建筑物型式相适应。不同的建筑物对地基的要求不同，并应针对建筑物对地质条件进行评价。第三，堤防工程地质勘察中，还要针对一些不良地质现象，布置一定的勘察工作，有目的地查明这些不良地质现象的成因，为正确认识与对工程的影响评价提供地质资料。〔1〕选定勘察工作方法１〕工程地质与水文地质条件；２〕现场工作条件——场地不允许；４〕勘察工作经费——准确理解标准；应考虑如下几个方面：3〕根本内容〔2〕方案勘察工作量2〕勘察工作经费；2.勘察准备工作核心任务：进行质量筹划搜集、整理与工程有关的资料进行现场踏勘编制工程地质勘察大纲1〕搜集、整理与工程有关的资料〔1〕区域地形、地质、遥感与地震资料区域地质资料包括的内容繁多，搜集时应做到有的放矢，根据需要有目的地搜集。主要资料有，地形资料如1:50000、1:10000地形图等，遥感资料如航片、卫片等；区域地质与水文地质资料，如1:20万、1:5万区域地质调查及区域水文地质资料等〔2〕勘察区前期勘察成果及与堤防有关的其他工程的勘察资料勘察区前期勘察成果，包括前期各阶段勘察资料、施工地质资料以及水文地质观测资料等和设计成果在内，是非常重要的资料，应尽可能收集到。其他工程的勘察资料，如房建、桥梁、水利建筑等，这对正确认识勘察区的根本地质条件有很重要的参考作用。〔3〕拟加固堤防的工程现状等资料工程运行档案资料是堤防加固〔包括改建、扩建〕工程设计的重要依据，特别是有关险情、隐患、抢险加固及加固效果、工程监测资料等，要尽可能详尽搜集2〕现场查勘1〕工程区的地形、地貌与根本地质情况、工程区及外围可能存在与发生的不良地质现象，如泥石流、因冲淘引起的塌岸、滑坡等。2〕对已建堤防，还应着重了解历史险情和隐患的位置、性质、规模、发生与开展过程及危害情况，以及涉及勘察工作布置的有关情况等。3〕工程区及外围的交通条件、工作生活条件、植被情况及主要勘察点的场地条件等。3〕编制工程地质勘察大纲在堤防工程地质勘察工作开展前，勘察单位应根据初选的设计方案、已有地质与工程资料及现场踏勘与调查成果等认真编制工程地质勘察大纲。工程地质勘察大纲的主要内容：1〕工程名称、地点、任务来源。2〕勘察阶段、目的与要求。3〕工程概况、规划设计意图、规模、等级、勘察工作重点。4〕勘察区地形地貌和地质概况，其中包括不良地质现象与已建堤防堤身、堤基隐患情况。工程地质勘察大纲应审查、批准前方能使用工程地质勘察大纲编写、审查与批准应分别由具有相应资格的人员承担3.堤防工程地质调查与测绘工程地质测绘是堤防勘察的重要方法之一，其目的是把一切有关的工程地质和水文地质现象用图幅或文字形式加以反映，以便于集中研究工程地质、水文地质问题，再根据综合工程地质和水文地质条件划分工程地质单元，在工程地质测绘的根底上布置勘探工作。从广义上讲，工程地质测绘包括调查和测绘两种方法工程地质调查要求精度较低，应在收集资料，充分分析、研究地形、地质条件的根底上进行，主要目的是对不太明确的工程地质问题、地质条件进行调查，可以对工程区内某些区域或沿工程路线进行。工程地质调查包括野外踏勘、地面地质调查及对堤防险情、险工险段、生物活动〔如鼠、獾、白蚁等〕等进行探查、调查和访问等。工程地质调查?水利水电工程地质测绘规程?〔SL299—2004〕对水利水电工程地质测绘工作进行了规定，对所有水利水电工程的地质测绘工作具有指导作用，带有普通性。对于某项具体工程而言，由于其处于不同于其它工程的地质环境，具有特别的工程地质与水文地质条件，以及具体建筑物的对地基的特殊要求等原因，各工程的地质测绘内容的侧重点各不相同。工程地质测绘有关规程堤防工程地质测绘的主要内容堤防工程地质测绘主要任务1〕地质方面的任务；2〕险情调查方面的任务2〕地层岩性、类别、时代、厚度及分布范围与分布规律；应特别注意特殊土〔如广泛发育的软土〕及不良土层〔如具中等透水的砂性土以及包括其在内形成的互层、夹层等，砂砾石层〕的分布范围及其工程地质与水文地质特性一般情况下，人们会关注厚度较大的砂性土层与砂砾石层对堤防工程的危害，在勘察与设计工作中都会得到很好的处置，经过工程处理后一般不会给堤防工程留下平安隐患。但是，粘性土中的砂性土夹层以及呈“千层饼〞状产出的极薄层状砂性土层往往沟通大堤内外，包含这些薄层、极薄层状砂性土的地层水平渗透系数较大，一般具中等透水性，为堤外水体向堤内渗漏提供了通道，给大堤留下水平安隐患，对堤防工程的平安起着重要的作用！在堤防工程勘察工作中千万不能无视这些砂性土夹层及互层的存在，一定要对组成、厚度、性状等做详细的描述与记录；研究说明，1998年九江长江大堤溃口除了大家熟知的“豆腐渣工程〞外，其中很重要的地质方面的原因就是堤基中发育有砂性土夹层与互层。堤防工程地质测绘的主要内容3〕在基岩地区堤防工程〔如一些涵闸可能置于基岩上〕，还应调查地质构造的发育特征，尤其是断层、裂隙的发育特点要予以重视。在存在有较高边坡的工程区，还应调查边坡的地质结构，各类结构面的产状与性状，分析边坡的稳定性。这些类似的、与基岩联系较密切的堤防工程，应按照?水利水电工程地质测绘规程?〔SL299—2004〕的要求进行工程地质测绘工作；堤防工程地质测绘的主要内容4〕地下水类型、水位变幅、化学成份〔取水样〕、物理性质等，含水层与相对隔水层的分布特征、埋藏条件等；调查地下水出露情况，泉水点的分布、类型、流量及其变化特点，特别是承压含水层的分布范围、埋藏深度、承压水头等。注意含水层与相对隔水层的分布特征、埋藏条件等；调查各类水井的结构、深度、水位变幅等内容；堤防工程地质测绘的主要内容5〕调查与测绘已建堤防堤身、堤基、涵闸和堤岸历年险情位置、发生时间、规模、性质、类型、危害程度，分析其成因。①调查堤身、堤基病害险情，包括堤身滑坡、开裂、塌陷、散浸、漏水洞；②调查堤基渗漏、渗透破坏〔管涌、流土〕的分布位置、范围、特征；③调查历史决口口门及其冲刷坑的分布、规模，分析其成因；④调查与了解险情发生时堤内、外地表水〔包括堤内地下水〕的水位情况；⑤调查与访问、探测有害生物活动等情况及其对堤防工程的影响以及其所遗留的平安隐患；⑥调查护坡护岸工程现状。堤防工程地质测绘的主要内容6〕堤身现状、历史加高培厚情况，防渗加固处理范围、方法、效果等，堤岸失稳类型、规模、护岸工程现状等；堤防工程地质测绘的主要内容堤防工程地质测绘的范围类别可行性研究阶段初步设计阶段新建堤防堤线内侧1000~2000500~1000堤线外侧a1000500已建堤防堤内b500~1000500~1000堤外a500500堤岸岸肩外至水边至水边岸肩内300~5001000~500a当堤外滩较宽时，测绘宽度取表中数值；当堤外滩窄时，测至河（江）水边；b已建堤防堤内工程地质测绘宽度应大于最远的历史险情距堤内脚的距离；1〕堤防与堤岸工程地质测绘宜沿堤〔岸〕线进行，测绘宽度见下表：2〕堤防与堤岸工程地质测绘宽度的几点说明：〔2〕关于堤岸的测绘范围堤岸是指自身稳定性对堤防有直接影响的岸坡，与堤防关系密切，一般情况下应与堤防一起进行工程地质测绘；〔3〕关于新建堤防①在规划阶段，由于比例尺一般比较小，精度要求较低，其地质测绘范围一般能满足要求，故在规划阶段没有对测绘范围做具体的规定②考虑到堤防线路的调整，新建堤防可行性研究阶段的工程地质测绘范围应足够宽。〔4〕关于已建堤防加固工程其根本原那么是：既应将隐患险情全部包括在测图范围之内，又能考虑到渗透稳定计算的要求和隐患险情的变化情况，能较清楚地反映隐患险情的特征，便于作加固工程设计应根据隐患、险情的性质、位置、规模、危害性等具体情况来决定平面图测绘范围。应结合工程的地质条件、堤防工程等级和已建堤防险情分布情况等。如一些山区堤防一般保护的范围较小，洪水持续时间短，洪水位不是很高，影响范围小，因而测绘宽度宜取较小值；相反，下游地区宜取较大值。另外，有些堤段，险情发生点距堤线较远，工程地质测绘范围应包括所有的险情。〔5〕关于测绘宽度选择在初步设计阶段，工程地质测绘工作在可行性研究阶段的根底上进行，主要工程地质问题已根本明了，地质测绘工作应做到有的放矢，测绘宽度宜比可行性研究阶段适当减小。〔6〕关于不同勘察阶段〔7〕大、中型涵闸工程地质测绘范围应包括所有建筑物和对建筑物有影响的区域，应包括工程施工与运行期对工程有直接或间接影响的区域，如滑坡区、渗透破坏发生区等。这主要是从堤防工程所处的环境地质条件所考虑的。大中型涵闸的地质勘察工作一般参照?水利水电工程地质勘察标准?〔GB50287—99〕执行。所以，工程地质测绘工作亦参照该标准执行。堤防工程地质测绘的精度建筑物规划阶段可行性研究阶段初步设计阶段堤防、堤岸1:25000~1:500001:10000~1:250001:2000~1:5000涵闸大、中型1:1000~1:20001:500~1:1000小型结合堤防进行1〕堤防与堤岸工程地质测绘阶段工程地质测绘比例尺见下表：2〕堤防工程地质测绘精度的几点说明：〔1〕关于测绘精度选择工程地质测绘比例尺宜根据具体工程地质条件、堤防等级等合理选用。一般地形、地质条件较简单、堤防等级较低时可选较小比例尺，地质条件相对较复杂或建筑物对地基要求较高、堤防等级较高时宜选用较大比例尺。关于地质复杂程度的划分：②中等，地形稍有起伏，地貌单元较多，地层结构不单一，岩土性质有变化，均一性差，存在一定的不良地质现象，地下水埋藏较浅，或有承压水分布，已建堤防有渗漏、渗透变形现象。③复杂，地形起伏大，地貌单元多，地层结构复杂，岩土性质变化大，有渗流、振动敏感的土层分布，不良地质现象发育，地下水埋藏很浅或有承压水分布，已建堤防有下沉、开裂、滑动变形，堤身堤基渗漏、渗透变形严重。〔2〕关于各阶段的测绘精度规划阶段只作地质调查，调查工作沿规划的堤防方案线路进行，调查范围可在拟议线路两侧各500~2000m的范围选定，便于研究评价堤防的工程地质条件可行性研究和初步设计阶段，须进行工程地质测绘4.堤防工程勘探堤防工程勘探主要手段有钻探、物探、坑探以及槽探等，其中，钻探是常用的勘探手段之一，坑探和槽探也经常使用；在一些特定的条件下可选用物探方法；进行堤防工程勘察时，应根据工程特点，合理选用勘探手段。1〕工程地质钻探堤防纵剖面首先应结合堤防沿防渗轴线布置，当防渗轴线未确定时，宜沿堤防中心线或减压井轴线布置。〔1〕勘探纵剖面布置纵剖面位置大、中型涵闸勘探布置应分别符合GB50287-99和SL55-93的有关规定，其勘探纵剖面一般沿闸轴线布置勘察阶段土堤等大中型涵闸(包括防洪墙)堤岸可行性研究阶段500~100050~100500~1000初步设计阶段100~50020~50200~500纵剖面上钻孔间距〔2〕勘探横剖面布置●勘探横剖面宜垂直纵剖面布置，横剖面间距宜为堤防中心线纵剖面上钻孔间距的2～4倍，险情多发段、地质条件复杂段应适当加密横剖面，每一工程地质单元应至少有一条横剖面；●横剖面长度应包括堤内、外影响区，渗透分析横剖面长度应能满足渗透分析的需要；●在以下特殊位置应布置横剖面：①渊、潭、塘、沟、渠等微地貌变化较大的地段；②险情地段，包括堤基渗漏、溃口口门、堤身险情等部位；③物探探明的物性异常位置；④拟扒口分洪段；⑤小型涵闸闸址处；●

横剖面上宜布置3～6孔：堤防中心线1孔、堤外1～2孔、堤内1～3孔，孔距宜为20～200m；堤防横剖面布置对于渗流剖面，除堤顶、堤外孔外，一般应根据地质条件在堤内布置2~4个钻孔，并且至少堤顶孔应为控制性深孔。大、中型涵闸横剖面布置大、中型涵闸勘探布置应分别符合GB50287-99和SL55-93的有关规定，并宜符合以下规定：●可行性研究阶段横剖面宜顺水流方向布置，横剖面间距宜为纵剖面上钻孔间距的2~4倍，并应至少布置1条横剖面；●初步设计阶段，钻孔宜结合建筑物方案布置成网格状，孔距宜为20~50m，纵、横剖面数量各不宜少于3条●小型涵闸的勘探可结合堤防一并考虑，地质条件复杂时可进行专门勘探。堤岸横剖面布置●堤岸上的滑坡会影响堤防的平安，要求在进行堤岸勘探时需一并对这类滑坡进行勘探，为滑坡综合治理提供地质资料。——横剖面间距宜为纵剖面上钻孔间距的2～4倍，地质条件复杂或崩岸严重段，可适当加密横剖面；——横剖面上的钻孔数宜为2~3个，孔距宜为20～100m；——滑坡地段应沿滑动方向布置一条主勘探剖面，剖面上宜为3~5个钻孔，钻孔间距50~100m；当滑坡规模较大时，可平行主勘探剖面增加辅助勘探剖面。〔3〕钻孔深度●一般情况下，堤防钻孔深度，自堤基算起，宜为堤身高度的1.5~2.0倍，但在以下情况下，应对孔深进行适当调整：1〕当相对透水层或软土层较厚时，孔深应适当加深并能满足渗流与稳定分析的要求；2〕基岩出露或浅埋段钻孔宜揭穿强风化层；3〕涵闸钻孔进入闸底板以下闸底板宽度的1.0~1.5倍；4〕堤岸钻孔宜深入河床深泓以下5~10m。5〕控制性钻孔宜根据具体工程地质条件及设计需要综合确定，以下条件下应布置控制性深孔：6〕水文地质试验和长期观测钻孔宜根据水文地质条件及需要确定孔深。——堤防和堤岸的每一工程地质单元以及大、中型涵闸应布置1~2个控制性钻孔；——渗流分析剖面的堤顶钻孔；——要了解深部是否存在地质缺陷时，如深部岩溶等；——其它有特殊要求的部位；〔3〕钻孔深度〔4〕钻探施工●总体上来说，堤防工程钻探施工应符合?水利水电工程钻探规程?〔SL-2912003〕的有关规定。对于堤防工程而言，应注意以下几点：2〕钻进方法应根据土(岩)类型、钻孔目的和地下水位确定；3〕应采用回转钻进，在细粒土层、粉细砂层中不应采用螺旋钻进或冲击钻进。4〕一般情况下，回次进尺宜根据所用钻头、钻进方法及地层情况而定，以确保地质分层为原那么；为了确保细粒土取芯率及岩芯的完整，防止遗漏砂类土夹层，规定回次进尺不应超过2m。对于特殊的土层，应根据具体条件确定回次进尺。〔5〕钻孔封孔钻孔完成后必须及时封孔，长期观测孔在完成观测任务后应及时封孔。当堤基有透水层分布且堤外河(湖)床又切穿透水层时，如果堤防钻孔不进行封孔，可能通过钻孔形成渗漏通道，在洪水期水位较高时，容易沿钻孔发生渗透破坏，这将严重危及堤防的平安。在长江中下游堤防钻探中，尤其是1998年以来，已经有过不少这方面的教训。因此，在规程中，将钻孔封孔列为强制性条文，必须执行。堤防钻孔封孔检查2〕工程物探〔1〕堤防工程勘察中物探方法的适用性●工程物探具有条件性、多解性的缺点，所以本条规定物探宜和钻探等手段常结合运用，以便用钻探资料验证物探成果。因此，在堤防工程勘察中，工程物探是一种重要的辅助手段。●工程物探是一种间接测试的方法，可以探测的内容很多，特别在探测堤防一些隐患方面，有时能发挥很重要的作用。●堤防工程物探主要可用于以下目的：〔1〕探测基岩埋藏深度、断层破碎带位置及喀斯特发育情况；〔2〕探测透水层及相对隔水层分布及厚度、地下水位；〔3〕测定岩、土的电阻率、波速等参数；〔4〕探测已建堤防的洞穴、决口口门及其冲积扇、古河道、渗漏段等隐患部位。〔2〕堤防工程勘察中物探方法的阶段性在规划阶段，一般进行收集资料及工程地质调查工作，只对工程区及其外围地质条件进行概括性的了解，勘探工作量一般投入较少，可以考虑不布置物探工作。1998年汛后长江重要堤防勘察时，受现场工作条件及时间的限制，个别局部堤段使用了物探方法，施工中发现物探成果与先导孔揭露的地质条件相差甚远，因而不得不修改设计。在初步设计阶段不宜使用物探方法。在规划阶段，一般进行收集资料及工程地质调查工作，只对工程区及其外围地质条件进行概括性的了解，勘探工作量一般投入较少，可以考虑不布置物探工作。在初步设计阶段，工程措施一般很具体，要求地质资料比较详实，工程物探方法本身的缺点决定了物探该阶段不宜使用该物探方法。因此，在现在的堤防工程勘察规程中，规定只在可行性研究阶段结合钻探等其它勘探手段适当使用物探方法。3〕其它勘探手段●在堤防工程勘察中，除钻探外，使用较多的勘探手段为坑探，其次为槽探，有时用到井探和一些特殊的勘探手段。这些勘探手段可根据地质条件、场地条件及勘察目的合理选用。如山区堤防可多布置坑探、浅井等代替钻探。●坑探〔包括探坑、浅井、探槽、斜井、竖井等〕工作应执行?水利水电工程坑探规程?〔SL166-96〕的有关规定。●为了防止堤防在汛期发生险情，勘探期间的坑、槽、井等在施工完毕后应及时编录、回填压实，不能留下隐患。4〕勘探点测量应测定所有勘探点的平面坐标和高程。特别是钻孔与坑探点，因为这些是堤防工程的隐患点，在汛期将是重要的观注点5.堤防工程原位测试堤防工程勘察中常用的原位测试方法主要有动力触探、静力触探、十字板剪切试验等，其它原位测方法可根据需要合理选用。各原位测试应按?土工试验规程?〔SL237-1999〕进行。各种试验方法都有一定的适用条件，布置原位测试时，应根据具体的地质条件、土层状况、地区测试经验及勘察要求，合理选用适当的原位测试方法，并应与钻探取样和室内试验配合使用；测试部位与孔数与次数根据需要确定。各种原位测试所得的试验数据，造成误差的因素是较为复杂的，由测试仪器、试验条件、试验方法、操作技能、土层的不均匀性等所引起。对此应有根本的估计，并剔除异常数据，提高测试数据的精度。原位测试成果的应用，应以地区经验的积累为依据，应充分利用地区经验，合理选择经验参数对堤基进行评价。原位测试成果应分孔、分层分析整理。几种常用原位测试方法应特别注意的要求1〕动力触探试验〔1〕砂类土及细粒土宜采用标准贯入试验或轻型动力触探试验；中粗砂、砂砾和碎石土宜采用重型动力触探试验；卵石和砾石类土宜采用超重型动力触探试验〔2〕当根据动力触探成果判别砂土的密度、细粒土状态和评估土的承载力、土的强度与变形参数时，应结合其它试验成果和本地区工程经验综合分析确定；〔3〕当根据标准贯入试验判别砂土液化可能性时，应符合?水利水电工程地质勘察标准?〔GB50287-99〕的有关规定。2〕静力触探试验〔1〕因为静力触探孔难以封孔，会给堤防留下平安隐患。故静力触探孔宜布置于堤外；〔2〕当土层土质比较复杂或需要查明软弱层带界限时，宜增加测试孔数；〔3〕当根据静力触探成果确定土的物理力学参数时，应结合其它测试成果和地区工程经验综合分析确定。3〕十字板剪切试验〔1〕试验宜布置在软土层〔带〕区；〔2〕当土层土质比较复杂或需要查明软弱层带界限时，宜增加测试孔数；〔3〕当根据十字板抗剪强度确定土的承载力、分析地基稳定性时，应对其进行修正。6.堤防工程室内试验1〕堤防工程常规试验工程可按右表选取试验项目岩土类型岩石细粒土砂类土比重+√+密度+√√相对密度√含水率√√界限含水率√易溶盐++无粘性土休止角+颗粒分析√√有机质+膨胀性+(膨胀岩)+湿化+(膨胀岩)+渗透+(透水岩石)√√吸水率及饱和吸水率+点荷载强度+单轴抗压强度+直接剪切+√+三轴压缩++固结√+注：“√”为必做项目；“+”为根据需要选做项目。〔1〕上表所列试验工程和选择意见是根据一般地质条件和堤防工程勘察中常规要求提出的，具体选择试验工程时，除结合场地岩土性质和试验目的外，尚应根据勘察阶段和勘察要求选择需做的试验工程〔2〕有特殊要求的堤防工程，如“防渗〞、“抗震〞、“防冲刷〞、特殊土等，应进行专门性试验。2〕关于渗透破坏试验〔1〕堤防工程的渗透破坏试验一般取土样在室内进行。〔2〕为了使所取样品具有代表性，保证渗流分析的准确性，渗透破坏试验土样一般在综合选定的渗透剖面上或附近挖取，应挖除表层生物活动影响带，选取代表性土样。〔3〕取样尺寸、数量应满足试验要求。3〕关于