水文地质勘察：任务与内容

2023-09-18 理论教育版权反馈

【摘要】：查明拟加固堤段的工程地质水文地质条件;查明堤身、堤基隐患的类型、规模、分布范围,分析地下水对隐患堤基的影响和危害程度。

根据SL 373—2007《水利水电工程水文地质勘察规范》,其勘察的目的和任务是:①查明堤防工程区的水文地质条件,为堤防工程设计提供水文地质资料;②对可能产生的水文地质问题作出评价,提出预防及处理的地质建议[54]。

堤防工程的水文地质勘察是堤防工程地质勘察中的重要组成部分,按SL/T 188—96《堤防工程地质勘察规程》,堤防工程的水文地质勘察也应分不同阶段来进行;拟建堤防的水文地质勘察分为规划、可行性研究、初步设计和施工图设计四个勘察阶段,而已建堤防除险加固的水文地质勘察分为可行性研究和初步设计两个阶段[65]。

对于水文地质条件简单或勘察目的单一的堤防工程,经勘察设计主管或审批单位同意,勘察阶段可适当简化[65]。

10.6.2.1 拟建堤防工程的水文地质勘察的任务和内容

1.规划阶段的勘察

(1)勘察任务。搜集各堤线方案地区的区域水文地质资料[65]。

(2)勘察内容。①了解堤防工程区的地形地貌特征、微地貌类型,特别是岸坡形态、冲淤变化、水系特点和淹没范围等,注意古河道、古冲沟、渊、潭、塘的埋藏分布情况;②了解堤线附近主要地层成因类型、岩土性质、产状与分布概况,含水层和隔水层的分布;③了解是否存在冻土层、易崩解土层、盐渍土层、软化土层或喀斯特发育的岩层;④了解地下水类型和分布情况。

2.可行性研究阶段的勘察

(1)勘察的任务。调查区域地质构造情况,查明堤防工程方案涉及的各水文地质单元的堤基及邻近区的水文地质条件,对地下水引发的主要工程地质问题作出初步评价[65]。

(2)勘察内容如下:

1)基本查明透水层的性质和渗透特性,地下水类型、水位(水头)变化规律、补排条件、与地表水体的关系,堤基相对隔水层的埋藏条件和特性。

2)基本查明喀斯特发育特征,论证其对堤基渗漏的影响程度[65]。

3.初步设计阶段的勘察

(1)勘察的任务包括:

1)查明堤防沿线各工程地质单元(段)的水文地质条件,并对地下水影响堤基稳定性、堤基渗透稳定性和抗冲能力等工程地质问题作出评价。

2)预测堤防挡水后堤基及堤内相关地段水文地质工程地质条件的变化,并提出相应处理措施的建议[65]。

(2)勘察内容包括:

1)查明堤基地层结构、各层分布深度、厚度及垂直、水平方向的变化规律。

2)查明堤基相对隔水层和透水层的埋深、厚度和特性,注意与江、河、湖、海相通的堤基透水层。

3)分析地下水对砂土的震动液化、软土的稳定性的影响。

4)查明堤基喀斯特发育的一般规律和分布位置,论证其对堤基渗漏的影响。

5)查明工程区内埋藏的古河道、古冲沟、渊、潭、塘、古墓、土洞、喀斯特洞穴等的特性、分布范围,危及堤线的滑坡、崩塌、砂丘、岸边冲刷等不良地质现象的分布位置、规模和发育程度。

6)调查沿线泉、井分布位置及水位、流量变化规律,查明地下水的物理性质和化学成分[65]。

4.施工图设计阶段

对初步设计审批中要求补充的论证和施工开挖中出现的重大专门水文地质问题进行补充勘察,为优化堤防工程设计提供水文地质资料[65]。

10.6.2.2 已建堤防水文地质勘察的任务和内容

1.可行性研究阶段的勘察

为堤身、堤基的稳定现状评价及加固方案的选定,需完成的勘察任务是:搜集分析堤段的水文地质、隐患情况(管涌、漏洞、滑坡和陷坑、堤身裂缝和渗水点等堤害)等资料;基本查明拟加固堤段的工程地质水文地质条件及挡水后的变化[65]。

2.初步设计阶段的勘察

(1)勘察任务。查明拟加固堤段的工程地质水文地质条件;查明堤身、堤基隐患的类型、规模、分布范围,分析地下水对隐患堤基的影响和危害程度。

(2)勘察内容包括:

1)查明拟加固堤基的地层结构、各地层的渗透特性、渗透稳定特性,有无强透水层与堤外水体相通。

2)查明埋藏的古冲沟、淤塘、决口、洞穴、临时堵体等的分布位置、特征及其规律,查明因出险而引起的堤基水文地质条件变化情况。

3)查明拟加固堤段堤基隔水层、含水层层位及特性。

4)调查堤线附近泉、井水位,流量变化情况,手摇机井穿过地层情况、沿堤水塘蓄水及渗漏特点、海潮情况及已有的长期观测资料。

(3)对于出现渗漏及渗透稳定问题的堤防,在进行勘探和分析评价时应:

1)加强水文地质条件的调查研究,包括已产生渗透破坏的各种表征现象,如土体鼓胀隆起、泉眼、砂堆、塌陷;收集管涌形成过程中现场记录的涌水高度、流量、外河水位、出险地点;垸内渊塘、鱼池、沟渠等表土破坏区和垸外边滩分布情况及其宽窄。

2)通过钻探,划分堤基地质结构类型,取原状土样研究各土层颗粒组成特点,物理力学特性,室内和现场相结合渗透系数测定,并特别强调同一土层各参数的平行测定。

3)为查明堤基土体渗透变形特征及破坏原因,需要确定表层土体临界和允许破坏比降;在典型的渗流勘探剖面上,应现场采取除耕植土外的盖层原状土样进行渗透变形试验。通过综合分析,既要论证已产生渗透破坏的原因、形成机制,找出控制和影响因素,又要预测和评价汛期可能发生渗透变形的堤段及其发展趋势,并根据渗流控制原则和堤基具体的工程地质条件,优选除险措施[65]。

(4)对于出现沉陷变形与稳定问题的提防,应立足查明淤泥质土的形成年代、成因类型、分布范围和厚度、埋藏深度以及上覆与下卧土层的物理力学性质、有机质含量和固结系数,并进行适量的现场静力触探,标准贯入试验等。在掌握了软土宏观地质特征和物理力学特性的基础上,充分考虑堤防特点,对加固和新建堤防区别对待,作出正确评价。

(5)对于出现岸坡稳定问题的堤防,要通过第四系土层的变形、外动力地质作用的趋势、渗流作用的大小等破坏机制进行深入分析,对坍塌的发展趋势进行预测[65]。

3.应该注意的问题

在对已建堤防加固工程的水文地质勘察时,要注意观察堤防工程的活动是否与周边水文地质环境(如水环境、土壤环境和岩石环境)的相互作用和相互制约后引起的工程及地质环境的变化[65,66]。比如,处理险情时所采取的垂直截渗墙处理后是否会截断堤内外地下水的补排通道,造成堤内地下水位抬高,可能引起内涝,使土地沼泽化或盐碱化。又如对堤内大面积的渊塘进行吹填处理后是否会引起土壤沙化而对环境产生影响;抛石护岸措施是否会引起河势变化,是否使原冲刷岸变为淤积岸和影响港口效益发挥等。

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