水利工程論文-淺析在不良地質(zhì)條件下的料場復(fù)勘.doc

水利工程論文-淺析在不良地質(zhì)條件下的料場復(fù)勘摘要：隨著壩工技術(shù)及壩料研究的進展，不斷突破及拓寬大壩修建對地基基礎(chǔ)的限制，在以往認(rèn)為不宜修建工程的不良地質(zhì)條件的地方，也開始修建大中型高壩，而對于對基礎(chǔ)適應(yīng)程度最強的土石壩，也日益顯出較強的優(yōu)勢。然而在不良地質(zhì)條件下修建土石壩，存在著許多與往不同的特點，根據(jù)已建工程的經(jīng)驗與教訓(xùn)，將料場的復(fù)勘需注意的問題進行了介紹，可以為類似工程提供有益的借鑒。關(guān)鍵詞：不良地質(zhì)料場規(guī)劃開采1、概述隨著新型土石方機械的大量投入及填筑施工工藝水平不斷提高，同時筑壩材料試驗研究的深入，極大地拓寬了土石壩的用料范圍和用料模式，土石壩對壩基適應(yīng)性強的特點再次引起人們的重視，故在以往認(rèn)為不宜修建高壩的地方，也開始修建一系列土石壩，然而，在地質(zhì)條件較差的地方修建土石壩，除了對基礎(chǔ)需進行特殊處理外以滿足土石壩建基要求外，作為土石壩能否經(jīng)濟、快速施工的因素，料場的規(guī)劃與開采問題就必須引起高度的重視。對于施工單位而言，在招標(biāo)文件提供的料場資料的基礎(chǔ)上，對料場進行復(fù)勘，是工程開工后必須引起高度重視的工作，也是最困難、最耗時的工作，筆者現(xiàn)就參加不少土石壩料場的復(fù)勘阿工作，根據(jù)自已的經(jīng)驗與體會，簡單分析在不良地質(zhì)條件下修建土石壩的料場復(fù)勘工作中應(yīng)注意的幾個問題。所謂的不良地質(zhì)條件，對于不同的壩料、料場地質(zhì)條件所涉及的內(nèi)容也不盡相同，但一般情況，均指存在著斷層發(fā)育、巖體破碎、料場地質(zhì)發(fā)生異變及含水量與最優(yōu)含水量偏差較大等情況，對于不同的壩料，不良地質(zhì)情況相差性較大，需要根據(jù)實際情況進行合理的分析和探討。2、料場復(fù)勘的必要性料場復(fù)勘，是施工單位進場后，根據(jù)招標(biāo)文件提供的料場地質(zhì)資料，進行一系列、有目的察勘，逐步了解料場的實際地形、地質(zhì)情況，詳細(xì)地進行料場道路的布置、開采范圍的確定、開采階段的劃分、強度復(fù)核等工作，對于防滲土料場，還存著含水量與最優(yōu)含水量的差異調(diào)查等內(nèi)容。土石壩作為當(dāng)?shù)夭牧蠅?，原則上應(yīng)該有什么樣的料就修建什么樣的壩，然而在工程實踐中，料場勘探工作的深度往往并沒在達到足夠的程度，一般而言，相對于壩址的地質(zhì)勘探深度，料場的地質(zhì)勘探工作就差的較遠(yuǎn)，往往僅靠幾個探洞或地形勘查進行地質(zhì)描述，例如在某個百米級土石壩工程，堆石料場僅布置兩個探洞（后對探洞進行復(fù)勘中發(fā)現(xiàn)其中一個還布置在孤石內(nèi)），洞長也僅15m左右，而僅在壩區(qū)就布置了6條探洞，最長的探洞長約300m（內(nèi)設(shè)斜井），最短的也有54m，可見在設(shè)計階段對料場地質(zhì)勘探深度和重視程度，但壩體設(shè)計一般均參照類似工程提出壩料建議性指標(biāo)，與實際情況可能存在著差異，進場后，與招標(biāo)文件發(fā)生變化的可能性很大，要么地質(zhì)條件發(fā)生重大變化，招標(biāo)文件中有用料變成無用料，要么就是開采面積變小，無法形成大規(guī)模開采（或臺階開采）條件，不利于大規(guī)模機械開采，這在工程實踐中屢見不鮮。另外，在規(guī)劃及招標(biāo)階段，料場的指定，往往是根據(jù)航測圖或精度較低的圖紙進行規(guī)劃，所推薦的料場往往也存在著局限性，招標(biāo)文件中地形圖與實際情況也有可能不同，在儲量計算上也可能存在著差異，也需施工單位進行復(fù)核，確保在填筑過程用量安全。在料場的復(fù)勘中，也有可能在招標(biāo)文件推薦的料場之外距壩址很近的地方，存在著開采條件相對較好的料場，或存在著經(jīng)論證后可作為壩料的新料場，如果在施工中將新開辟的料場能夠投入運用，往往能夠大幅度節(jié)約料場的準(zhǔn)備時間和費用，對工期緊、中標(biāo)單價底的施工單位來說，意義是不言而喻的。3、料場的復(fù)勘內(nèi)容和方法為滿足壩料符合填筑指標(biāo)，料場根據(jù)不同料場性質(zhì)的情況，復(fù)勘的內(nèi)容也應(yīng)有所側(cè)重，而在不良地質(zhì)條件下，相對來說，料場的復(fù)勘工作較為復(fù)雜和困難，復(fù)勘的內(nèi)容一般包括下面幾項：3.1料場地質(zhì)性調(diào)查料場地質(zhì)性調(diào)查，是查明料場的物理性質(zhì)能否滿足壩體填筑技術(shù)指標(biāo)，由于在不良地質(zhì)情況下，料場地質(zhì)情況較為復(fù)雜，在規(guī)劃階段中推薦的料場，往往因勘探深度較淺，提供的地質(zhì)資料與實情情況相差較大，需要進行進一步復(fù)核，查明料場有用料分布情況，為料場開采提供根本性的依據(jù)。料場的地質(zhì)性調(diào)查，一般可以從以下兩個方面進行著手：3.1.1復(fù)查探洞和探坑料場的探洞和探坑，是設(shè)計部位進行料場初步規(guī)劃和儲量計算的根本性的依據(jù)，施工單位在設(shè)計提供的地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，對料場的探洞和探坑進行進一步查明和判斷，根據(jù)對探洞揭露的巖性和走向，初步判斷料場分布情況,從而為料場開采面提供第一手資料。但要指出的是，探洞或探坑提供的資料雖然非常重要，也是料場地質(zhì)性復(fù)勘的基礎(chǔ)性資料，但料場的探洞或探坑，為施工的方便，往往選擇在進洞條件好、巖石裸露、結(jié)構(gòu)完整的地段，故探洞揭露的地質(zhì)情況相對來說要好的多，往往卻并不能代表料場的真實情況，如上述的某料場，就因為探洞選擇在相對完整的孤石上（雖然可以從巖層的走向間接判斷是否是基巖，但也不排除誤判的情況），從而對料場地質(zhì)情況造成誤導(dǎo)，提供的地質(zhì)資料與進場后揭露的情況相異極大，使料場工作一度處于停滯和被動狀態(tài)。3.1.2地表查勘雖然有設(shè)計提供的地質(zhì)情況和規(guī)劃階段打設(shè)的探洞或探坑，但地表查勘工作卻不可少，意義也不可小視，往往在地表查勘中能夠發(fā)現(xiàn)招標(biāo)文件提供的地質(zhì)資料中未發(fā)現(xiàn)的斷層或其它有害雜質(zhì)分布，如有必要，施工單位應(yīng)補設(shè)探槽以查明斷層的分布、大小、走向及影響帶等情況（也可在修建機械道路過程中根據(jù)地表揭露情況進行判斷分析），如果是砂石料場或防滲土料場，施工單位應(yīng)采取挖設(shè)探坑了解有用料厚度等，并根據(jù)探坑進行地質(zhì)素描和分析，從而了解料場有用層與無用層分布，為料場的儲量計算提供必要的基礎(chǔ)性資料。對一個有經(jīng)驗的承包商來說，料場查勘應(yīng)不僅僅限于推薦的料場，應(yīng)該在進場后，對壩址周圍的情況進行有針對性的查勘，往往能夠找到與推薦料場地質(zhì)情況相近、而開采條件卻較優(yōu)的料場，通過查勘，認(rèn)為有必要時，就可有意識地進行取樣和論證，為新開辟料場、節(jié)約施工成本提供基礎(chǔ)性資料，如筆者所正在施工的某百米級工程，原設(shè)計采用距壩址6公里的堆石料場爆破后經(jīng)生產(chǎn)作為反濾料及過渡料，由于料場發(fā)生重大變化，不具備出料條件，而在壩址上下游2公里范圍內(nèi)存在著大片砂卵石料，經(jīng)施工單位積極努力，采取施工措施進行級配調(diào)整后，送樣至相關(guān)部門進行復(fù)核，認(rèn)為指標(biāo)滿足反濾料及過渡料的需要，從而節(jié)約了大量投入，同時也擬作為堆石料的補充，緩解了堆石料場遲遲不出料帶來的嚴(yán)重后果，3.2儲量計算儲量計算是料場復(fù)勘中最基本、也是最為重要的內(nèi)容之一，它的準(zhǔn)確與否，關(guān)系到料場開采價值，是一個極為重要的指標(biāo)。3.2.1地形測繪地形測繪是儲量計算的第一步，雖然在招標(biāo)文件中也提供有料場的地形資料，但精度往往不能滿足施工階段的需要，需施工單位采用儀器進行測繪。地形測繪的精度，關(guān)系到儲量計算的準(zhǔn)確性，作為料場的原始地形，在工程料場索賠中（如有可能的話）也占有非常重要的地位，一般而言，在工程竣工時，無用量計算為：V實際無用料量=V料場開采總量-V填筑上壩料V增加的無用量=V實際無用料量-V投標(biāo)階段無用料其中：為壩料折算系數(shù)，為壩料天然容重與填筑干容重的比值。增加的無用量料，就是合同變更應(yīng)進行調(diào)整的部分，因此，對一個有經(jīng)驗的承包商來說，從進場開始，就應(yīng)高度重視這項工作。由于料場地形復(fù)雜、坡度陡峭、植被茂密，許多地方是人無法攀爬而立尺，為測量方便，具備條件時往往采用無棱鏡全站儀進行測繪，具有測繪精度高、方便易行的特點，如不具備條件，則可采用兩臺全站儀進行測量或采用前方交匯法進行測繪，精度也能滿足要求，測出的結(jié)果，在室內(nèi)往往采用地形成圖軟件進行地形圖繪制，在繪制時應(yīng)盡量標(biāo)注出探洞的位置及地形特征點，以便于后期復(fù)核和現(xiàn)場對照。3.2.2儲量計算在已完成的料場地形圖的基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)部門提供的邊坡穩(wěn)定整體評價推薦的穩(wěn)定邊坡及馬道留設(shè)情況，以及在地質(zhì)察看基礎(chǔ)上復(fù)核的斷層分布情況標(biāo)注在圖上，就可以進行儲量計算了，應(yīng)該說明的是，在不良地質(zhì)條件下，料場的巖層走向及完整性均是在斷面圖中應(yīng)該考慮的因素。儲量計算可分為平行斷面法及平剖法兩種基本方法，基本方法均在已繪制完成的地形圖上切取斷面，間距根據(jù)實際可定為2050m，突變部位適當(dāng)加密，平行斷面法是垂直于等高線切取斷面，斷面上可以反映后邊坡的情況，對分析料場后邊坡穩(wěn)定較為形象和直觀，但缺點是封閉性不好，計算誤差較大；平剖法是平行于等高線進行切取斷面，以計算好的后邊坡作為封閉線，封閉性較好，在平面上可以較為準(zhǔn)確地反映地質(zhì)分界線，區(qū)分有用料、無用料較為方便，計算的精度略高，一般情況下推薦采用平剖法進行儲量計算，從用料安全的角度上說，儲量可采用如下公式進行簡易計算：V=S測區(qū)面積（H勘探深度-H無用料平均厚度）需指出的是，采用兩種方式進行料場儲量計算（或其它方法計算），均與實際情況存在著差異，根據(jù)多個工程情況分析，對于同一個料場，采用不同的方式計算出的儲量相差卻較大，最大可以達到相差20%以上，因此，對于計算出的儲量，應(yīng)綜合進行評價，同時也應(yīng)注意，儲量并不等同于開采量，一些不具備開采條件或開采條件較差的儲量不能算入可開采量內(nèi)，以免影響對料場的正確評價。在儲量計算完成后，應(yīng)進行復(fù)核是否滿足壩料安全要求，根據(jù)規(guī)范要求：主要料場備用料場3.3道路規(guī)劃道路規(guī)劃是料場規(guī)劃的重要方面，也是料場是否達到預(yù)期開采強度的重要保障。道路規(guī)劃，應(yīng)根據(jù)壩體填筑的強度、開采設(shè)備的配置、運輸車輛的類型及道路內(nèi)側(cè)邊坡穩(wěn)定等綜合因素進行考慮，并根據(jù)規(guī)范正確確定路寬、坡度、轉(zhuǎn)彎半徑及徑向超高等技術(shù)指標(biāo)，并在道路上按規(guī)定設(shè)置必要的標(biāo)志及安全墩等措施，結(jié)合實際查勘的情況在地形圖中根據(jù)縱坡定出道路特征點，進行線路的平面及縱、橫斷面的設(shè)計（具體設(shè)計詳見相關(guān)規(guī)定），道路設(shè)計盡量采取挖填平衡或挖方略多于填方的方案，以簡化道路修建，道路規(guī)劃應(yīng)提出的成果資料一般包括下面內(nèi)容：a）道路平面布置圖b）道路展開圖（縱斷面圖）c）道路橫斷面圖d）道路修建開挖、回填工程量及土石方平衡表e）特殊部位的工程處理措施及相應(yīng)的防護措施f）道路運輸量的復(fù)核資料g）必要的文字說明從工程實踐中，將運輸?shù)缆诽岣咭粋€等級而增加的費用不會增加很多，而帶來的效益卻是可觀的，因此，道路的標(biāo)準(zhǔn)確定，是一個綜合經(jīng)濟及效益費用比較的問題，需進行全面