【摘要】我國(guó)由于地貌廣闊，地形在區(qū)域上的差異性較大，形成了部分地區(qū)地基巖體密實(shí)且堅(jiān)硬，卻又存在一部分地區(qū)地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜的特征，良莠不齊的地質(zhì)環(huán)境導(dǎo)致某些地區(qū)難以進(jìn)行準(zhǔn)確的勘測(cè)，進(jìn)而加大了施工難度。本文通過(guò)介紹目前先進(jìn)的地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)和施工技術(shù)，并根據(jù)某個(gè)處于復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的水利工程實(shí)例，來(lái)探討水利工程上對(duì)于復(fù)雜地質(zhì)條件的處理措施。

【關(guān)鍵詞】復(fù)雜地質(zhì)；地基；水利；勘測(cè)；技術(shù)

1、復(fù)雜地質(zhì)簡(jiǎn)介

目前，在我國(guó)現(xiàn)行的地質(zhì)等級(jí)規(guī)范中，通過(guò)對(duì)地質(zhì)勘測(cè)的難度，將地質(zhì)條件分為三級(jí)，其中，一級(jí)地質(zhì)條件最為惡劣，通常存在地形地貌復(fù)雜、水文條件不佳、深部巖性多樣、地質(zhì)災(zāi)害頻繁等問(wèn)題，且時(shí)常存在軟弱夾層，某些地方由于破人為工程活動(dòng)較為強(qiáng)烈，常年覆蓋有多年的膨脹性、濕陷性和鹽漬性的凍土層。二級(jí)為一般工程情況下的地質(zhì)條件，雖然也可能存在一些破碎巖體和軟弱夾層，有些還存在地下水的影響，但是這些都在正?？睖y(cè)施工所能接受的范圍內(nèi)，是可以人為的進(jìn)行處理和回避的。三級(jí)一般代表地質(zhì)條件良好，幾乎沒(méi)有地下巖體活動(dòng)以及軟弱破碎帶，且?guī)r土的種類(lèi)十分單一，便于鉆探并進(jìn)行試驗(yàn)分析，工程結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單。

2、復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的勘測(cè)施工技術(shù)

上文介紹了復(fù)雜地質(zhì)條件下可能遇到的一些問(wèn)題，結(jié)合這一系列客觀存在的工程難題，需要針對(duì)性的使用一些實(shí)用的勘察施工技術(shù)來(lái)精確的處理各種復(fù)雜地質(zhì)條件下的工程情況，并充分利用各類(lèi)技術(shù)的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行問(wèn)題的定向解決。由于地質(zhì)問(wèn)題有些就存在于工程現(xiàn)場(chǎng)，例如邊坡巖體中存在破碎帶，基巖滲透性較大等，這些需要我們利用施工技術(shù)進(jìn)行加固、防滲等處理；而另一類(lèi)則存在于地底深部，一般很難勘測(cè)到，這就需要利用一些深部勘探技術(shù)進(jìn)行勘測(cè)并及時(shí)處理或回避這些，以保證工程的安全穩(wěn)定。因此，對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下所能夠適用的勘測(cè)施工技術(shù)進(jìn)行了集合，并對(duì)各技術(shù)進(jìn)行介紹。

2.1 勘察技術(shù)

地質(zhì)勘察的主要任務(wù)是對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下，工程區(qū)域范圍內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造特征進(jìn)行調(diào)查分析，對(duì)勘察區(qū)所存在一切不良地質(zhì)進(jìn)行揭露，通過(guò)這種方法讓現(xiàn)場(chǎng)工作隊(duì)有辦法精確了解施工區(qū)域巖土體特征以及具體的分布情況，在此信息基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量的最優(yōu)化。要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，需要在現(xiàn)場(chǎng)采用各種各樣的工程技術(shù)手段以及方法，一般的地質(zhì)勘察技術(shù)有巖層鉆探技術(shù)、原位測(cè)試試驗(yàn)技術(shù)、遙感測(cè)量等。

①巖層鉆探技術(shù)：在當(dāng)前我國(guó)工程技術(shù)較為先進(jìn)的條件下，具有十分豐富的鉆機(jī)設(shè)備可用來(lái)進(jìn)行巖層鉆探。其中，主要有三種鉆探技術(shù)是適用于復(fù)雜地質(zhì)條件下作業(yè)的：第一種技術(shù)為回轉(zhuǎn)式鉆進(jìn)鉆探；第二種技術(shù)為泥漿護(hù)壁式下的鉆探；第三種技術(shù)為全采芯式鉆探。舉例來(lái)說(shuō)，在工程上針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下的砂土層的而言，一般需要控制巖芯的采取率達(dá)到75%以上的標(biāo)準(zhǔn)，而針對(duì)與粘性土層而言，則需要控制巖芯的采取率達(dá)到高于90%的標(biāo)準(zhǔn)。在鉆探的過(guò)程中，需要對(duì)處于各深度下的巖土層進(jìn)行取樣實(shí)驗(yàn)分析，并對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)記錄，這樣才能對(duì)地層的結(jié)構(gòu)以及分布特點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估。

②原位測(cè)試試驗(yàn)技術(shù)：對(duì)于復(fù)雜地質(zhì)條件下的水利工程地質(zhì)勘察來(lái)說(shuō)，原位測(cè)試試驗(yàn)技術(shù)是一種十分實(shí)用的方法，主要為標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、靜力和動(dòng)力觸探、側(cè)向壓力試驗(yàn)、十字板剪切、現(xiàn)場(chǎng)直剪試驗(yàn)、應(yīng)力鏟試驗(yàn)等試驗(yàn)。對(duì)于各類(lèi)原位試驗(yàn)，都需要對(duì)試驗(yàn)質(zhì)量進(jìn)行控制，拿靜力觸探試驗(yàn)來(lái)說(shuō)，一般需要對(duì)三點(diǎn)要素進(jìn)行質(zhì)量控制：第一，貫入錘擊需要保持連續(xù)，觸探桿應(yīng)盡量保持豎直，控制偏斜度在2%以內(nèi)，并防止其晃動(dòng)；第二，若貫入深度小于10m，每當(dāng)貫入深度增加1m后，應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)探桿1.5圈，若貫入深度大于10m，則應(yīng)改為每完成0.2m的貫入深度便將探桿轉(zhuǎn)動(dòng)1圈；第三，若貫入0.15m需要達(dá)到50次的錘擊數(shù)，則表示土體致密性良好，可終止實(shí)驗(yàn)進(jìn)程。

③遙感測(cè)量：遙感技術(shù)作為3S技術(shù)中的重要部分，可以用來(lái)對(duì)地質(zhì)規(guī)律進(jìn)行測(cè)量研究，是一種優(yōu)良的地質(zhì)勘察方法。該技術(shù)主要是從空中對(duì)地質(zhì)信息取得宏觀上的布局結(jié)構(gòu)，其利用的原理主要是通過(guò)發(fā)射的電磁波對(duì)地質(zhì)體所取得的反應(yīng)為依據(jù)，并結(jié)合已有的地質(zhì)調(diào)查情況，對(duì)一定區(qū)域范圍內(nèi) 的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行分析判斷。從工程需要的角度上來(lái)看，遙感測(cè)量不僅擁有低成本、高效率以及調(diào)查范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，它還可以避開(kāi)地面條件的束縛，因此目前此測(cè)量技術(shù)被發(fā)展應(yīng)用于地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查以及礦物搜索等地方。

2.2 施工技術(shù)

根據(jù)我國(guó)眾多工程實(shí)例，在復(fù)雜地質(zhì)條件下有大比例的區(qū)域中存在著較為松散的粉細(xì)砂地層、軟弱破碎帶等情況，這對(duì)于地基而言，是一種極差的條件，很可能對(duì)所建的建筑結(jié)構(gòu)的后期運(yùn)營(yíng)造成嚴(yán)重安全問(wèn)題。因此，為消除建筑的安全隱患，需要在對(duì)該區(qū)域地質(zhì)情況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查的前提下，進(jìn)行工程施工改造，對(duì)不良地基進(jìn)行一定合理的優(yōu)化，一般主要有水泥攪拌樁、后注漿灌注樁、灌漿錨桿等措施。

①水泥攪拌樁：在水利工程中，若遇到軟土地基，為了保證質(zhì)量，這便需要施工人員采用合適的方法對(duì)其進(jìn)行處理。工程實(shí)踐證明，對(duì)于軟土地基來(lái)說(shuō)，水泥攪拌樁是一種能夠較好的適應(yīng)該地基條件的技術(shù)，即利用混凝土作為樁體，通過(guò)拌合使其與地基進(jìn)行強(qiáng)制性結(jié)合，在處理后，原來(lái)的軟土層會(huì)經(jīng)過(guò)了硬化，強(qiáng)度將會(huì)具有顯著改善，在根本上改善了地基質(zhì)量，從而滿足了水利工程建設(shè)的需要。

②后注漿灌注樁：該技術(shù)主要針對(duì)于較差的軟土地基，首先制備好的一定量的水泥砂漿，在灌注樁成孔的過(guò)程中，于樁的兩端和兩側(cè)分別埋下若干注漿閥和管，直至混凝土固化成型后，將之前制備完成的水泥砂漿注入樁基中。

③灌漿錨桿：先對(duì)地層進(jìn)行一定深度的鉆孔，通過(guò)將水泥砂漿或者是其他的灌漿材料和一定規(guī)格的鋼拉桿、鋼筋等高強(qiáng)度錨桿錨固在之前的鉆孔中，利用錨固體來(lái)承受拉應(yīng)力，進(jìn)而達(dá)到地基穩(wěn)定的效果。其中需要注意的是錨桿的選取需要考慮受拉桿件的抗拉強(qiáng)度，因此其材料一般為鋼筋、高強(qiáng)鋼絲束以及鋼絞線等。

3、工程實(shí)例

本工程位于四川境內(nèi)，為金沙江一級(jí)支流電站開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，正常蓄水位2001m，壩頂高程2007m，最大壩高54m，總裝機(jī)容量17.8萬(wàn)KW.h。電站壩址區(qū)兩岸山高600～800 m，河谷橫斷面呈“V”字形，左岸壩基土壤質(zhì)地以粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖和含礫砂巖為主，層次明顯。通過(guò)鉆探技術(shù)和原位測(cè)試試驗(yàn)對(duì)該工程區(qū)域的地質(zhì)情況進(jìn)行了分析：

①土質(zhì)較差。由于該工程中土質(zhì)多為軟土層，而上部?jī)?nèi)均為雜填土，土質(zhì)屬中軟地層，這樣無(wú)論是施工導(dǎo)流施工還是土方護(hù)坡施工都有一定的施工難度；

②邊坡地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且?guī)r性較差。存在有軟弱夾層以及破碎帶。

③地下水的存在。由于本場(chǎng)區(qū)地下水較淺，走向及水量不清，導(dǎo)致施工中會(huì)遇到不少難題；

現(xiàn)根據(jù)這些方面，結(jié)合工程地質(zhì)情況，對(duì)該區(qū)域的地基岸坡進(jìn)行了適當(dāng)?shù)膬?yōu)化處理。

由于地基為軟土層且土質(zhì)較差，出于經(jīng)濟(jì)適用性考慮，選擇使用水泥攪拌樁進(jìn)行地基加固，施工流程如下：首先對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行準(zhǔn)備，在打樁機(jī)就位后便開(kāi)始進(jìn)行水泥漿的制備，然后開(kāi)始預(yù)攪下沉，之后提升打樁機(jī)進(jìn)行噴漿攪拌，然后下沉進(jìn)行第二次噴漿攪拌直至成樁，流程步驟見(jiàn)圖1。

對(duì)于岸坡的加固防滑措施主要采用水泥滑樁技術(shù)和錨桿支護(hù)相結(jié)合，首先采用隔樁開(kāi)挖的方式進(jìn)行孔樁開(kāi)挖，直至開(kāi)挖至巖石面，在此過(guò)程中保持邊開(kāi)挖邊支護(hù)的方案，以此來(lái)保證施工的安全進(jìn)行，錨桿采用型號(hào)為Φ25@2.0m、長(zhǎng)度2.5m的自鉆式錨桿，支護(hù)采用的是鋼筋混凝土，其鋼筋主筋型號(hào)為Φ25@20cm，分布筋型號(hào)為Φ18@25cm。通過(guò)抗滑和加固相結(jié)合的方式對(duì)岸坡的安全穩(wěn)定進(jìn)行了優(yōu)化。

4、結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐表明，無(wú)論是勘察技術(shù)還是施工及時(shí)，都是在不斷更新和發(fā)展的，然而，對(duì)于地質(zhì)條件復(fù)雜的工程項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，如果單獨(dú)利用某一工程技術(shù)，是很難達(dá)到預(yù)期目的的，這便需要通過(guò)對(duì)地質(zhì)條件的分析，通過(guò)各種技術(shù)的結(jié)合，才能對(duì)工程條件進(jìn)行經(jīng)濟(jì)有效的優(yōu)化處理。

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