鐘永輝　王存錢

摘要:土石壩安全鑒定工程地質(zhì)勘察與新建水庫(kù)工程地質(zhì)勘察內(nèi)容和要求有所不同,對(duì)土石壩安全鑒定工程地質(zhì)勘察的工作內(nèi)容、勘察方法及勘察工作量布置等問題進(jìn)行了探討,并結(jié)合工程實(shí)例加以說明。

關(guān)鍵詞:土石壩 安全鑒定 工程地質(zhì)勘察 防治

一、土石壩存在的主要病害

國(guó)內(nèi)有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料表明,土石壩病害的主要類型有滲流破壞、滑坡、裂縫、地震災(zāi)害與液化以及其他(包括波浪對(duì)護(hù)坡的破壞,掘穴動(dòng)物破壞等方面)。土石壩主要類型有均質(zhì)壩、心墻壩、斜墻壩等,大多建在第四系松散堆積層上。壩體防滲措施主要為心墻或斜墻,壩基防滲措施主要為截水槽加水平防滲鋪蓋或心墻,且壩基防滲體大多未截?cái)嗟谒南邓缮印?/p>

土石壩工程病害主要表現(xiàn)為滲流破壞、滑坡、裂縫不均勻沉降及白蟻活動(dòng)等,以滲流破壞為主且危害最大。其中由于工程建設(shè)期間地質(zhì)缺陷處理不當(dāng)而導(dǎo)致的病害主要為壩基滲透變形、繞壩滲漏及壩體與壩基、岸坡接觸面的接觸沖刷和破壞問題,而壩體本身的滲透破壞及變形、白蟻活動(dòng)等病害主要與壩體的設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量有關(guān)。

二、安全鑒定工程地質(zhì)勘察的工作內(nèi)容及方法

相對(duì)于新建水庫(kù)工程地質(zhì)勘察而言,水庫(kù)安全鑒定工程地質(zhì)勘察的任務(wù)很明確,就是通過適當(dāng)?shù)目辈?、檢測(cè)手段,如鉆探、物探、現(xiàn)場(chǎng)及室內(nèi)試驗(yàn)等,分析、評(píng)價(jià)潛在的險(xiǎn)情,并提出工程處理建議。這就決定了安全鑒定工程地質(zhì)勘察與新建水庫(kù)工程地質(zhì)勘察的內(nèi)容和要求不一致,前者具有更強(qiáng)的針對(duì)性。

具體對(duì)于土石壩工程,勘察的目的就是要查明壩址區(qū)尤其是與地質(zhì)條件有關(guān)的險(xiǎn)段、險(xiǎn)情部位的工程、水文地質(zhì)條件,同時(shí)又要對(duì)不屬于地質(zhì)體范疇的人工填筑的壩體進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)。具體來說,針對(duì)壩基、岸坡等地質(zhì)體,主要查明壩基、岸坡土(巖)層的工程、水文地質(zhì)條件,判別壩基土的滲透變形類型,評(píng)價(jià)壩基、岸坡滲透穩(wěn)定性并提出相應(yīng)的工程處理措施。對(duì)于壩體,主要查明壩體的填筑質(zhì)量及填筑體本身質(zhì)量指標(biāo),分析評(píng)價(jià)時(shí)要充分考慮到人工填筑體與天然地質(zhì)體的差異性,不能完全照搬土體工程地質(zhì)勘察的評(píng)價(jià)方法。

土石壩安全鑒定工程地質(zhì)勘察工作量的布置目前尚無成熟的規(guī)范可循,應(yīng)該在充分收集原有工程勘察、設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)行管理中的監(jiān)測(cè)資料,尤其是險(xiǎn)情資料的基礎(chǔ)上,對(duì)大壩的隱患問題作出初步的工程地質(zhì)分析,同時(shí)參考已有的相關(guān)水利水電工程勘察、設(shè)計(jì)、施工規(guī)范,有針對(duì)性地合理布置勘察工作量,有條件的工程可運(yùn)用多種勘察手段互相驗(yàn)證勘察成果。具體勘察方法如下:

1.對(duì)于壩基及岸坡,待查明的主要是壩基滲透穩(wěn)定及繞壩滲漏問題。主要勘察手段建議在現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)測(cè)繪的基礎(chǔ)上,布置適當(dāng)?shù)你@探工作量,利用鉆孔進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)水文地質(zhì)試驗(yàn)。對(duì)于防滲體與壩基或岸坡土(巖)層的接觸帶位置可通過現(xiàn)場(chǎng)注水試驗(yàn)了解接觸面的抗?jié)B性能。條件允許時(shí),可從鉆孔中取原狀土(巖)樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)。

2.對(duì)于壩體,主要任務(wù)是評(píng)價(jià)壩體的填筑質(zhì)量及防滲體的防滲性能。建議采用坑探、鉆探結(jié)合物探(如電法)等手段?？犹娇芍苯恿私鈮误w土層性狀,便于取樣及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),成本低廉,但僅局限于淺部土體。鉆探可直接取得深部填筑土體樣品,通過土工試驗(yàn)資料定量評(píng)價(jià)壩體填筑質(zhì)量,成果直觀可靠。鉆探的局限性在于只能了解壩體一點(diǎn)資料,且對(duì)壩體具有一定的破壞性,故應(yīng)嚴(yán)格重視封孔質(zhì)量。物探手段是一種無損檢測(cè)手段,不需要破壞壩體,可取得壩體平面甚至三維的情況,但物探成果解析可能存在多解性,最好采用多工種物探方法,如電法、地震、地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)等,互相補(bǔ)充、驗(yàn)證,提高勘測(cè)成果的可靠性。

通過上述勘察方法,可取得壩體、壩基及岸坡巖土體的物理力學(xué)指標(biāo)。分析評(píng)價(jià)時(shí),對(duì)于壩基及岸坡,通過取得的壩基、岸坡巖土體及防滲體與壩基、岸坡接觸面滲透系數(shù),又可提供具體的滲透參數(shù)供設(shè)計(jì)用于滲透穩(wěn)定定量分析;對(duì)于壩體,可通過土工試驗(yàn)資料成果直觀評(píng)價(jià)壩體是否滿足現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范規(guī)定的壩體填筑要求及防滲體防滲要求。

三、地質(zhì)勘察對(duì)病害防治的重要性

是否有病有險(xiǎn),工程安全鑒定報(bào)告最具有法律上的權(quán)威性(是否具有符合工程實(shí)際的權(quán)威性?本文回避)。因此筆者基本同意按照工程安全鑒定報(bào)告中的評(píng)價(jià)意見去考慮工程地質(zhì)勘察工作,這是開展工程地質(zhì)工作的基本依據(jù)和原則。這里存在的問題是某些安全鑒定報(bào)告中對(duì)某些問題的界定有些含糊,造成了理解誤差。

當(dāng)工程安全鑒定報(bào)告中沒有提及到某些建筑物地基存在病險(xiǎn)問題,工程地質(zhì)工作還需要考慮嗎?回答應(yīng)該是中性的,需視具體情況而定。例如壩基不存在病險(xiǎn)問題,可以分兩種情況區(qū)別對(duì)待。一種情況是大壩沒有加高任務(wù),或即是需要加高大壩但壩基工程地質(zhì)條件能夠通過分析前人留下的地質(zhì)資料作出肯定性結(jié)論,這時(shí)不必進(jìn)行壩基地質(zhì)勘探;第二種情況是需要加高大壩且前人留下的地質(zhì)資料不足以作出滿足大壩加高的工程地質(zhì)評(píng)價(jià),則需要補(bǔ)充進(jìn)行壩基地質(zhì)勘探。

對(duì)于早期地質(zhì)資料與現(xiàn)行評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有出入的,有可能需要考慮一些復(fù)核性地質(zhì)勘探,以便有利于對(duì)前人留下的地質(zhì)資料加深分析與理解。

需要討論的還有一個(gè)值得思考的問題:必須用勘探資料說話,或先有勘探后才有地質(zhì)分析,在某些情況下這可能是地質(zhì)工作的一個(gè)誤區(qū)。筆者比較強(qiáng)調(diào)先有地質(zhì)分析判斷,再行勘探驗(yàn)證,或進(jìn)一步通過勘探資料修正先期的分析認(rèn)識(shí)。這相當(dāng)于我們?cè)陂_展一個(gè)新工程的地質(zhì)工作時(shí),要盡可能地收集和分析已有的工程區(qū)地質(zhì)資料,再根據(jù)分析結(jié)果結(jié)合工程需要布置勘探工作。反過來,在沒有任何分析認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上一開始就布置地質(zhì)勘探,就可能會(huì)走彎路。傳統(tǒng)的以勘探工作量來衡量勘測(cè)設(shè)計(jì)深度的原則,不是工程地質(zhì)工作的正確選擇,也不能體現(xiàn)出極具創(chuàng)新潛力的工程地質(zhì)工作的水平!

(作者單位:1.廣東省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院;2.核工業(yè)贛州工程勘察院)