奖嘉隆江整治工程地质勘察的探讨

　　摘要：河道整治工程一般包含堤防、桥梁、水闸及管理用房等，涉及到水利、市政、房建等多个行业。需要考虑渗透变形、建筑物沉降和土体滑移、岸坡稳定等多个岩土工程问题。本文结合奖嘉隆江整治工程初步设计方案的制定，在此总结了自己经过多年在工程地质勘察设计工作中的实际经验，对此次整治工程的地质勘察工作在地质调查、勘探孔布置、勘探方法以及天然建筑材料等方面提出自己的看法，谨供大家参考。
　　关键词：工程地质，勘察，整治
　　一、前言
　　为了进一步增强余姚市河道的防洪治涝、抗旱、蓄水、美化环境等功能，余姚市政府根据水环境整治总体要求，制定了“五横、五纵、七支”重点骨干河道整治规划，计划对奖嘉隆江、七塘横江、陶家路江等17条重点骨干河道进行整治，奖嘉隆江是首先开展整治的河道，其位于马渚镇与泗门镇之间，南始于湖塘江，北止于陶家路江与大河门江的交叉口，是姚西北地区向北排涝的重要河道，目前的奖嘉隆江迂回曲折，杂草丛生，且河道宽窄不一，又由于自然淤积和人为挤占，部分河道变得更窄，并且堤防高程低，造成排洪不畅，因此对其整治已到了刻不容缓的时刻了。
　　根据工程初步设计方案，奖嘉隆江整治工程全长6.89km，其中新开挖河道3km，利用老河道3.89km，涉及马渚、泗门两镇，与北排江南延工程相接，其设计防洪标准为20年一遇，主要建筑物堤防级别为4级，次要建筑物为5级，工程主要建设内容包括拓宽疏浚河道，砌石护岸，加高堤防，新建跨河桥梁8座、泵站21座。
　　二、目前堤防主要工程地质问题
　　（一）环境地质问题
　　堤防工程活动与周边地质环境(包括水环境、土壤环境和岩石环境)相互作用和相互制约所引起的工程及地质环境的变化即是堤防工程的环境地质问题，比如有的险情采取垂直截渗墙处理后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；抛石护岸措施可能引起河势变化，使原冲刷岸变为淤积岸等等，堤防工程环境地质问题危害程度不同，对环境的影响也有长期和短期之分，因此在对于此次奖嘉隆江整治工程的设计方案应明显地体现出对此问题的重视性。
　　（二）渗透变形问题
　　奖嘉隆江汛期时堤内外水头差较大，使堤基的渗透压力增大，当其渗透比降超过土的抗渗比降时，堤基和堤身土体的组成和结构发生变化或破坏，产生渗透变形或渗透破坏。在渗透力的作用下，土体中的颗粒被渗透水流携带走，使土石松散，强度降低，由于土体颗粒级配和土体结构不同，存在散浸、管涌、流土、接触冲刷、漏洞等破坏形式。堤防渗透破坏与堤基地质结构密切相关，如单一砂性土结构、上薄粘性土下砂性土结构、上砂性土下粘性土结构堤基等均易产生渗透破坏，对于多层结构堤基，渗透破坏险情主要取决于表层粘性土厚度。
　　（三）沉降和滑动破坏问题
　　奖嘉隆江堤基上部分布有较厚的软弱土层，由于其含水量高，多处于软塑及流塑状态，土的抗剪强度低，压缩系数大，易发生滑动和沉降破坏。有时候滑动和沉降破坏也会随着崩岸险情而产生，此类险情危害大，抢险也很困难。
　　（四）岸坡稳定问题
　　奖嘉隆江堤防土体由于受水的浸湿软化作用、水的渗透变形作用和水流冲刷作用导致其抗滑和抗冲能力下降，当堤基为饱和且不透水软弱土层，如可塑软粘土或淤泥等，特别是其中夹有砂的薄层和透镜体时，堤基抗冲滑能力低。河床狭窄、堤外窄滩或无滩处常发生岸坡崩塌和滑坡。
　　三、此次堤防工程地质勘察的方法
　　（一）从地质调查入手，合理布置勘探钻孔
　　奖嘉隆江堤防工程是长距离线状工程，历史悠久，在长期运行过程中，受洪水和其它自然灾害侵袭，存在许多隐患险情，因此在勘察工作中，强调地质调查工作，研究微地貌的特征与隐伏的古河道、沟谷、淤塘之间的关系；了解地质土层类型及堤内外表土破坏区，收集历史险情、隐患的性质、规模、分布及特征，在对工作区的基本地质条件、可能存在的主要工程地质问题和已建堤防现有隐患有了宏观认识和判断的基础上，进而有针对性地布置勘探线、点。
　　（二）明确勘察任务及目的
　　堤防工程的许多重大险情都是堤基渗漏和渗透破坏造成的，所以在勘察工程中对奖嘉隆江堤基水文地质条件进行研究成为关键，需分析各堤段工程地质特征，对存在隐患的堤段进行地质勘测，查明隐患的性质、类型、分布位置等；综合考虑堤身土质类型，含水层厚度及分布特征，颗粒组成和渗透性能；了解掩埋的坑塘和沟渠等情况。
　　（三）综合应用各种勘探及试验方法
　　此次勘探工作一般应用钻探、坑槽探，并辅物探、地球物理探测等，利用钻孔用来查明地层垂直方向上的土层结构特征，鉴别其类型及有关特性，取样做室内试验，进行现场标贯、动探和水文地质参数测试；利用物探主要用于查明地基水平方向的变化规律、大堤的生物洞穴、裂缝；利用高密度法探查堤身隐患；对不同地质单元的岩土体，通过水文地质试验、室内及现场岩土试验、现场原位测试相结合的方法；另外，还应注重同一测试点诸参数的平行测试，即标准贯人试验和粉细砂层孔内注水试验，通过对大量测试数据的分析统计整理，得出了科学的试验参数，为此次勘察设计提供了准确的依据。
　　（四）进行堤基工程地质分类
　　通过全面地质调查、勘探与试验，在对各土层分布规律及其物理力学和水文地质特征全面认识的基础上，结合奖嘉隆江堤防地层沉积环境及河流、湖泊的演变历史，将堤基进行工程地质分类。
　　四、此次工程地质勘察中应注意的几个问题
　　（一）应重视穿堤建筑物地质勘察工作
　　穿堤涵闸及其它建筑是堤防产生险情的隐患之一，往往是堤防的薄弱环节。因为其规模较小，有的单位不做任何勘探或者仅利用所在堤段的堤基资料，不能准确反映穿堤建筑物地基的地质条件和存在的问题。所以此次勘察工作应特别重视对穿堤建筑物的地质勘察，应标明建筑物范围内的地形地貌特征、水文地质条件、各地层物理力学指标、计算渗透比降、地基承载力地基土摩擦系数和渗透系数等，确定存在软弱地基并详细地提出了相应的处理措施，做好了建筑物与堤身、堤基接触关系的处理问题。
　　（二）应重视天然建筑材料的勘探工作
　　天然建筑材料是堤防建筑主要材料，对保证堤身质量至关重要，在汛期由于土料质量问题而导致堤防散浸、管涌、流土甚至滑坡的现象比比皆是，对于此次奖嘉隆江整治工程的筑堤取土应本着质优、就近、减少占地等前提，弄清位置所在地貌单元、开采条件、占用土地类型面积、地层岩性结构、地下水位变化规律等，合理、规范地布置勘察中的工作量及取样组数。
　　（三）应重视工程地质测绘和勘探布置问题
　　在勘探布置前需掌握奖嘉隆江堤区的工程地质测绘或现场踏勘，了解堤防区所处地貌单元；了解堤防区的地层岩性、相对含水层和隔水层的分布、特征、埋藏条件、厚度、性状；了解已有堤防的堤身、堤基、穿堤建筑物的状况和堤岸险情的位置、规模、类型、处理措施和效果，才能对测绘的内容、范围、比例尺即横剖面等做具体规定。
　　勘察手段主要是钻探和取样、试验工作，因此，勘探布置是勘察工作中的重点，也是勘察经费中的最大开支；它要求沿堤线每间隔200～500m布1钻孔，建筑物布置1条勘探剖面，并尽可能对重要堤段或存在险段布孔。但现实中情况是较多堤防勘探布置未事先了解和掌握基本情况，便进行了勘探布置而出现了一些偏差。
　　五、结语
　　通过此次奖嘉隆江整治工程的地质勘察工作中得出了一些心得，具体如下：
　　对于任何一次地质勘察工作，在其开始前必须详细进行地质调查、地质测绘、原始资料的收集和整理，必要的勘探工作量、勘测周期，采用综合勘探手段和诸参数探人细致的相关分析与研究，这是是成功地进行工程地质勘察、地基预测、评价的基本保证；在勘察过程中，对堤基水文地质条件的研究尤为重要，需综合考虑含水层厚度及分布特征，颗粒组成和渗透性能，上部相对隔水层的厚度和破坏情况，认真分析汛期已发生管涌的形成机制；应把物探作为一种有效的勘察手段利用于探测堤基、堤身工程地质条件、隐患等方面，但必须强化地质和物探专业相互间的配合，充分利用物探提供的各项地质信息，使解释更符合实际，为各种地质分析论证提供了定量到半定量的依据。
　　
　　参考文献
　　1、朱伟，刘汉龙，高玉峰，等.河堤内非稳定渗流的实测与分析.水利学报，2001，92-96。
　　2、GB50287-2006,水利发电工程地质勘察规范[S]．中国水利出版社
　　3、SL/T188—2005,堤防工程地质勘察规程[S]．中国水利出版社
　　4、GB50286-98,堤防工程设计规范[S]．中国水利出版社

《奖嘉隆江整治工程地质勘察的探讨》

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