淺談水庫(kù)蓄水試驗(yàn)浸沒地質(zhì)勘察技術(shù)要求

苑曉倩

(遼寧省石佛寺水庫(kù)工程建設(shè)管理局，遼寧 沈陽110166)

【摘要】本文以石佛寺水庫(kù)蓄水試驗(yàn)應(yīng)急防護(hù)工程浸沒地質(zhì)勘察工作為例，從工作依據(jù)及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、方案布置原則、勘察方法等幾個(gè)方面，總結(jié)歸納蓄水試驗(yàn)對(duì)地質(zhì)勘察的特殊技術(shù)要求。

【關(guān)鍵詞】平原水庫(kù)；蓄水試驗(yàn)；地質(zhì)勘察

中圖分類號(hào)：P641

On Immerged geological survey technical requirements

in reservoir water storage test

YUAN Xiaoqian

(LiaoningShifosiReservoirProjectConstructionBureau,Shenyang110166,China)

Abstract:In the paper, Shifosi Reservoir water storage test emergency protective project immerged geological survey work is adopted as an example. Special technical requirements of water storage test on geological survey are summarized from several aspects of work basis, implementation standard, plan layout principle, survey method, etc.

Key words: plain reservoirs; water storage test; geological survey

1工程概況及蓄水試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.1工程概況

石佛寺水庫(kù)樞紐工程主要功能為滯洪，水庫(kù)壩址位于沈陽市新城子區(qū)黃家鄉(xiāng)和法庫(kù)縣依牛堡鄉(xiāng)，庫(kù)區(qū)淹沒范圍50.41km2，回水范圍21.17km2。淹沒區(qū)涉及新城子區(qū)黃家鄉(xiāng)，法庫(kù)縣依牛堡鄉(xiāng)和鐵嶺縣新臺(tái)子鎮(zhèn)、阿吉鎮(zhèn)、凡河鎮(zhèn)共三個(gè)縣區(qū)、5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、24個(gè)自然屯。

1.2蓄水試驗(yàn)?zāi)康?/p>

石佛寺水庫(kù)一期工程建成后，遼寧省政府、省水利廳明確要求石佛寺水庫(kù)不僅要發(fā)揮防洪效益，也要發(fā)揮綜合效益，要盡快蓄水，改善生態(tài)環(huán)境。水庫(kù)蓄水興利，其運(yùn)行方式和功能將發(fā)生變化，由此帶來配套的工程措施和許多技術(shù)問題需增設(shè)和解決。2006年，石佛寺水庫(kù)進(jìn)行試蓄水，當(dāng)蓄水高程達(dá)到46.40m時(shí)，發(fā)現(xiàn)庫(kù)外滲水嚴(yán)重，尤其是右岸代家荒地—陳平堡西側(cè)低洼地帶地表積水較多，影響周圍居民日常生活和農(nóng)作物耕作，浸沒現(xiàn)象嚴(yán)重。因此在蓄水前需進(jìn)行蓄水試驗(yàn)，為最終的工程實(shí)施方案提供依據(jù)。

1.3地質(zhì)勘察工作的特殊要求

石佛寺水庫(kù)擬于2009年3月12日進(jìn)行蓄水試驗(yàn)。石佛寺水庫(kù)為平原水庫(kù)，涉及范圍較大、地質(zhì)條件復(fù)雜。與常規(guī)勘察工作相比，蓄水試驗(yàn)浸沒地質(zhì)勘察工作要求最大程度減少對(duì)周圍環(huán)境的擾動(dòng)，精確采集相關(guān)數(shù)據(jù)，必須確保周圍居民生產(chǎn)和生活安全。

2蓄水試驗(yàn)浸沒地質(zhì)勘察技術(shù)要求

2.1勘察目的與主要內(nèi)容

2.1.1勘察目的

勘察目的為：查明水庫(kù)周邊地區(qū)地層結(jié)構(gòu)、分布規(guī)律、地下水埋藏條件及運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律等水文工程地質(zhì)條件，分析評(píng)價(jià)水庫(kù)蓄水后對(duì)周邊地區(qū)的浸沒影響，確定浸沒范圍。

2.1.2主要內(nèi)容

a.確定土的毛管水最大上升高度、給水度、滲透系數(shù)，產(chǎn)生浸沒的地下水臨界深度和植物根系深度。

b.對(duì)城鎮(zhèn)居民區(qū)和大型建筑物應(yīng)了解其基礎(chǔ)砌置深度及地下水壅高對(duì)地基土承載力的影響，預(yù)測(cè)浸沒對(duì)該地段房屋等建筑物的影響及環(huán)境地質(zhì)變化情況。

c.預(yù)測(cè)水庫(kù)蓄水后庫(kù)尾淤高情況及引起的水文地質(zhì)條件改變情況。

d.對(duì)水庫(kù)蓄水后引起的地下水位壅高值進(jìn)行分析計(jì)算，對(duì)水庫(kù)周邊可能發(fā)生的浸沒地段、范圍及類型進(jìn)行預(yù)測(cè)。

2.2勘察工作依據(jù)及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

工作依據(jù)及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為《水利水電水文地質(zhì)勘察規(guī)范》(SL 373—2007)、《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(GB 50287—99)、《水利水電工程地質(zhì)測(cè)繪規(guī)程》(SL 299—2004)、《水利水電工程鉆探規(guī)程》(SL 291—2003)、《水利水電工程物探規(guī)程》(SL 326—2005)、《水利水電工程地質(zhì)手冊(cè)》(1985年4月版，水利電力出版社出版)、《土工試驗(yàn)規(guī)程》(SL 237—1999)、《水利水電工程測(cè)量規(guī)范》(SL 107—97)、《水利水電工程地質(zhì)觀測(cè)規(guī)程》(SL 245—1999)等。

2.3方案布置原則

根據(jù)蓄水試驗(yàn)的目的，結(jié)合工程前期地質(zhì)資料制定勘察方案。此次地質(zhì)勘察根據(jù)國(guó)家及行業(yè)相關(guān)規(guī)范、規(guī)程，主要采取水文地質(zhì)測(cè)繪、勘探、試驗(yàn)、地下水動(dòng)態(tài)長(zhǎng)期觀測(cè)、地下水?dāng)?shù)值計(jì)算等工作手段進(jìn)行地質(zhì)勘察。

a.在水庫(kù)周圍共布置10條地質(zhì)勘察剖面，勘察剖面距離1～2km，勘察剖面長(zhǎng)度2～3km。

b.每條勘察剖面勘察點(diǎn)間距為500m左右，由長(zhǎng)期觀測(cè)孔、探坑、物探測(cè)深點(diǎn)組成。

c.此次蓄水試驗(yàn)勘察計(jì)劃期間地下水觀測(cè)擬采用人工觀測(cè)。

2.4勘察方法及工作量

浸沒勘察方法包括水文地質(zhì)測(cè)繪、勘探、試驗(yàn)、地下水動(dòng)態(tài)長(zhǎng)期觀測(cè)等，方法和工作量布置如下：

a.測(cè)繪。為了解勘察區(qū)域水文地質(zhì)概況進(jìn)行水文地質(zhì)測(cè)繪。庫(kù)區(qū)及周邊水文地質(zhì)測(cè)繪工作量約 50km2。

b.勘探。利用鉆探及坑槽探探明庫(kù)區(qū)周邊易發(fā)生浸沒地區(qū)的巖土結(jié)構(gòu)、分布規(guī)律、地下水埋藏條件及毛管水上升高度等。工作量包括鉆25個(gè)地下水長(zhǎng)期觀測(cè)孔，孔深擬定20m，進(jìn)入含水層不小于5m；探坑12 個(gè)，大部分探坑要求挖到地下水位(見地下水)。

c.取樣與試驗(yàn)。取樣包括土樣和水樣。取樣數(shù)量：原狀樣約50組，擾動(dòng)樣約100組，水樣6組；土樣易融鹽試驗(yàn)24組。室內(nèi)試驗(yàn)項(xiàng)目主要包括土的天然密度、顆粒組成、含水率、飽和度、比重、液限、塑限、孔隙度、滲透系數(shù)、毛管水上升高度、土壤含鹽量、水化學(xué)成分等。在現(xiàn)場(chǎng)完成毛管水上升帶高度觀測(cè)試驗(yàn)(探坑中進(jìn)行)。

d.物探。根據(jù)有關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行，目的是查明相對(duì)隔水層或基巖的埋藏深度。在不同剖面共布置測(cè)深點(diǎn)8個(gè)。

e.測(cè)量。為繪制圖件和評(píng)價(jià)的需要，所有水文觀測(cè)點(diǎn)、地質(zhì)孔、物探點(diǎn)、抽水試驗(yàn)孔等均進(jìn)行坐標(biāo)(三等)和高程(四等)測(cè)量。工作量包括布置鉆孔、探坑點(diǎn)及物探點(diǎn)約45個(gè)，測(cè)量斷面約10條 (總長(zhǎng)約 25km)。

f.地下水三維流數(shù)值模擬計(jì)算。為了解地下水壅高過程及不同高程地下水的變化規(guī)律，進(jìn)行地下水三維流數(shù)值模擬計(jì)算，為水庫(kù)蓄水后易發(fā)生浸沒地帶的處理措施提供設(shè)計(jì)依據(jù)。

2.5技術(shù)要求

2.5.1水文地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)要求

a.庫(kù)區(qū)周邊水文地質(zhì)測(cè)繪底圖比例尺 1∶10000，測(cè)繪精度 1∶10000。以《石佛寺水庫(kù)初設(shè)地勘報(bào)告》及附圖為基礎(chǔ)完成庫(kù)水位以上至 50.00m高程內(nèi)的水文地質(zhì)測(cè)繪工作。要求準(zhǔn)確調(diào)查工作區(qū)內(nèi)地層巖性、地形、地貌，進(jìn)行地貌分區(qū)。調(diào)查居民區(qū)民用井地下水水位隨庫(kù)水位變動(dòng)情況及浸沒影響情況。要求定點(diǎn)準(zhǔn)確，調(diào)查資料可靠，對(duì)主要地質(zhì)現(xiàn)象應(yīng)拍照。

b.測(cè)繪工作執(zhí)行《水利水電工程地質(zhì)測(cè)繪規(guī)程》(SL 299—2004)。

c.外業(yè)工作結(jié)束后, 結(jié)合勘探資料繪制有關(guān)圖件。

2.5.2測(cè)量技術(shù)要求

測(cè)量人員必須按項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的要求及時(shí)布置鉆孔、探坑及測(cè)量縱橫斷面。保證每一個(gè)測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量精度。外業(yè)工作結(jié)束后，及時(shí)提供有關(guān)測(cè)量資料, 并按要求將有關(guān)測(cè)量點(diǎn)準(zhǔn)確清繪于地質(zhì)圖件上。

2.5.3鉆探技術(shù)要求

a.必須按測(cè)量布置的鉆孔孔位安放鉆機(jī)，不準(zhǔn)隨意變動(dòng)鉆孔孔位。如因特殊情況需要調(diào)整孔位時(shí)，必須經(jīng)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人或現(xiàn)場(chǎng)專業(yè)地質(zhì)人員同意，上報(bào)單位總工批準(zhǔn)，并由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人或?qū)I(yè)地質(zhì)人員指定新孔位后方可變動(dòng)。

b.鉆孔孔徑、孔深要求。采用146mm 孔徑。每個(gè)鉆孔孔深達(dá)到要求后，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)人員驗(yàn)收同意方可起鉆，不得擅自終孔停鉆。

c.采用跟管鉆進(jìn)工藝。

d.準(zhǔn)確劃分土層及定名，見地下水后要精確量測(cè)穩(wěn)定地下水位。

e.尊重跟鉆地質(zhì)人員的意見，按要求取樣和進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，認(rèn)真填寫班報(bào)記錄內(nèi)容。鉆孔驗(yàn)收合格后有關(guān)責(zé)任人及時(shí)簽名。

2.5.4取樣及試驗(yàn)技術(shù)要求

a.取樣數(shù)量。相同土層取代表性原狀土樣數(shù)量每孔不少于2～3組，擾動(dòng)樣不少于2組。

b.選取探坑12個(gè)，在地下水以上2.00m內(nèi)每20cm取一組擾動(dòng)樣，密封保存。

c.取代表性農(nóng)田區(qū)地下水樣1～2組，代表性居民區(qū)地下水樣2～3組，水庫(kù)水樣1組。

d.對(duì)所取土樣及水樣要用鉛筆認(rèn)真填寫取樣標(biāo)簽(取樣時(shí)間、位置、深度及編號(hào))。

e.所取土樣要妥善保管，不準(zhǔn)丟失弄散。原狀樣要嚴(yán)格密封(包括要求測(cè)定天然含水量所取的擾動(dòng)樣)，避免擾動(dòng)。取樣數(shù)量要滿足試驗(yàn)項(xiàng)目要求。

f.試驗(yàn)前應(yīng)填寫試驗(yàn)委托書，并由單位總工批準(zhǔn)。

g.試驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)按填寫的試驗(yàn)委托書進(jìn)行，不準(zhǔn)隨意增刪試驗(yàn)項(xiàng)目。試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)執(zhí)行《土工試驗(yàn)規(guī)程》(SL 237—99)。

h.毛管水上升帶高度觀測(cè)試驗(yàn)，要求現(xiàn)場(chǎng)探坑挖至見地下水位后立刻進(jìn)行。

i.對(duì)所取水樣要密封，并在4d內(nèi)完成分析試驗(yàn)。

j.在初判可能鹽漬化區(qū)域內(nèi)選取探坑12個(gè)，地表至1.00～2.00m內(nèi)取擾動(dòng)樣2組/坑,進(jìn)行土壤含鹽量分析試驗(yàn)。

2.5.5物探技術(shù)要求

對(duì)物探的實(shí)測(cè)資料，應(yīng)結(jié)合地質(zhì)和水文地質(zhì)條件進(jìn)行綜合分析，提出物探成果和相應(yīng)的水文地質(zhì)解釋。

2.5.6觀測(cè)孔安裝要求

a.鉆探完成后嚴(yán)格沖洗。

b.各觀測(cè)孔采用PVC材料管，孔徑不小于89mm。底端可設(shè)1～1.5m沉淀管，孔口安裝絲口的圓蓋，高出地面0.5～1.0m。

c.在中粗砂、卵礫石層中，宜采用纏絲過濾器；在細(xì)、粉砂層中，宜采用填礫過濾器，填礫層厚度為20mm。

d.地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)孔的過濾器，應(yīng)下至所需觀測(cè)的含水層最低水位以下5m。

3結(jié)語

實(shí)踐證明：按照上述技術(shù)要求開展地質(zhì)勘察工作，有效確保了石佛寺水庫(kù)蓄水試驗(yàn)浸沒地質(zhì)勘察及影響評(píng)價(jià)工作的順利完成。隨著水利行業(yè)的發(fā)展，水資源配置工程不斷增多，對(duì)地質(zhì)勘察工作提出了許多新的技術(shù)要求。本文旨在總結(jié)此次地質(zhì)勘察工作中取得的經(jīng)驗(yàn)，為今后同類工程地質(zhì)勘察工作提供參考。