水利工程斜坡勘探技術(shù)應(yīng)用
時(shí)間:2022-04-26 05:14:00
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1斜坡勘察重點(diǎn)
斜坡勘察的目的,是為了查明斜坡的工程地質(zhì)條件和巖土參數(shù),進(jìn)行斜坡穩(wěn)定性分析,提出可行的工程處治措施。斜坡的穩(wěn)定取決于斜坡的坡體結(jié)構(gòu)~n#l-部影響因素。影響坡體穩(wěn)定的外部因素是指使巖土體的強(qiáng)度、重力平衡狀態(tài)發(fā)生變化的地下水、大氣降水、爆破振動(dòng)和地震作用等。單一巖士類型的斜坡的穩(wěn)定性主要由巖土體的抗剪強(qiáng)度和臨空面坡度決定。對(duì)于結(jié)構(gòu)面發(fā)育的硬質(zhì)巖體,整體強(qiáng)度主要受結(jié)構(gòu)面的形態(tài)和抗剪強(qiáng)度影響。極軟巖體、風(fēng)化程度很高的巖體和破碎的均質(zhì)巖體類,其整體強(qiáng)度與均質(zhì)松散土體相類似。不同成分的巖土體構(gòu)成的斜坡的穩(wěn)定性取決于分割巖土體的結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度、形態(tài)及其與斜坡坡面的組合關(guān)系。斜坡勘察的重點(diǎn)就是要采用科學(xué)有效的勘察方法,查明斜坡的坡體結(jié)構(gòu)和巖土參數(shù)及其在外部條件影響下的變化情況,重點(diǎn)是查明決定坡體穩(wěn)定程度的軟弱層和優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面及其影響因素。分析在這些因素綜合作用下斜坡工程發(fā)生失穩(wěn)變形破壞的可能。特別需要重視大氣降水和地下水對(duì)巖土工程性質(zhì)的影響。
2斜坡勘察方法與任務(wù)
斜坡的勘察,由于需要查明坡體結(jié)構(gòu)的空間形態(tài)特征,要求采用的勘察方案能夠滿足從點(diǎn)、線、面到空間的立體分析需要。地面調(diào)查和調(diào)繪,是能夠反映方位關(guān)系的最直觀的工作方法。在地面露頭條件好的情況下,通過(guò)地面調(diào)查和調(diào)繪,一般就能夠做大致的判斷,再經(jīng)過(guò)適當(dāng)勘察手段的驗(yàn)證和補(bǔ)充,可以達(dá)到勘查目的。地面露頭不好時(shí),槽探或坑探揭露就很有必要。巖土體物理力學(xué)參數(shù)的取得,除了根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)取定和反算之外,可以通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試取得??辜魪?qiáng)度的室內(nèi)試驗(yàn)一般采用直剪試驗(yàn)和三軸試驗(yàn)。直剪試驗(yàn)簡(jiǎn)單易行,但試驗(yàn)條件與實(shí)際情況差別較大,三軸試驗(yàn)可以比較準(zhǔn)確地模擬巖土實(shí)際的受力條件。室內(nèi)試驗(yàn)的局限在于采取的土樣對(duì)構(gòu)成坡體的代表性試驗(yàn)成果通常只是作為分析計(jì)算的參考?,F(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試主要是原位剪切試驗(yàn)?,F(xiàn)場(chǎng)原位剪切試驗(yàn),需要注意選取具有代表性、符合坡體受力的試驗(yàn)點(diǎn)。不論采用何種實(shí)驗(yàn)方法,都需要根據(jù)坡體所處的實(shí)際情況取得不同含水量、不同狀態(tài)的抗剪強(qiáng)度指標(biāo),以便根據(jù)可能出現(xiàn)的斜坡的不利工況進(jìn)行穩(wěn)定分析。對(duì)于大型斜坡工程,有時(shí)需要進(jìn)行巖體應(yīng)力測(cè)試、動(dòng)力測(cè)試、空隙水壓力測(cè)試和模型試驗(yàn)。模型試驗(yàn)最困難的是重力相似條件的模擬。為了取得符合實(shí)際工作狀況的巖土參數(shù),往往需要為具體斜坡的不同段落擬定巖土體試驗(yàn)測(cè)試方案,包括取樣位置和方法、試驗(yàn)項(xiàng)目和方法程序。通常情況下,坡體穩(wěn)定受不利的結(jié)構(gòu)面組合控制時(shí),結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度將是主要試驗(yàn)項(xiàng)目;均質(zhì)巖土體的結(jié)構(gòu)面與臨空面不構(gòu)成不利組合時(shí),巖土體的抗剪強(qiáng)度成為主要試驗(yàn)參數(shù)。必須注意到,這些參數(shù)往往隨著抗風(fēng)化性能、遇水軟化或濕陷特性發(fā)生變化。斜坡勘察,需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況和工作條件,選用合適有效的勘察方法,制定經(jīng)濟(jì)、合理的勘察方案。地面調(diào)查和調(diào)繪、深部勘探的剖面線,一般沿著斜坡坡面傾斜的方向布置,重點(diǎn)反映坡體結(jié)構(gòu)與斜坡坡面的組合關(guān)系。地面調(diào)查和調(diào)繪的精度和勘探點(diǎn)、線的密度,以及具體的工作深度,按照有關(guān)規(guī)程規(guī)范規(guī)定執(zhí)行。
3斜坡穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)
斜坡穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)是以工程地質(zhì)勘察資料為基礎(chǔ),為提供巖土工程設(shè)計(jì)定性分析、定量計(jì)算的必要資料。按照一般的原則,要在定性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上進(jìn)行定量計(jì)算。如果定量計(jì)算結(jié)果與定性分析判斷相矛盾,應(yīng)檢查計(jì)算模型和方法,重新分析計(jì)算。
3.1斜坡穩(wěn)定性定性分析
斜坡穩(wěn)定性定性分析能綜合考慮影響斜坡穩(wěn)定性的各種因素,并可快速地對(duì)斜坡的穩(wěn)定狀況及其發(fā)展趨勢(shì)作出評(píng)價(jià)。工程中主要采用的方法是工程地質(zhì)分析法。它是斜坡穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)的基礎(chǔ),主要從自然條件、作用因素等對(duì)比分析滑動(dòng)與穩(wěn)定之間的關(guān)系,判斷斜坡的穩(wěn)定程度。斜坡失穩(wěn)是在一定地質(zhì)條件下產(chǎn)生的,它的形成具備~定的不良地質(zhì)基礎(chǔ),有其發(fā)育階段的微地貌特征和地表跡象。因此,可以將需要判斷斜坡穩(wěn)定性斜坡的地層、巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、軟弱夾層和滑帶土性質(zhì)等與周圍的穩(wěn)定斜坡、類似地質(zhì)條件下的穩(wěn)定斜坡和不穩(wěn)定斜坡及不同滑動(dòng)階段的斜坡進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)合地質(zhì)條件的可能變化,分析判斷斜坡的穩(wěn)定性。斜坡的穩(wěn)定性受諸多因素的影響,如地殼上升使斜坡變陡,斜坡中后部加載、振動(dòng)、水及風(fēng)化作用與卸荷膨脹使土體的強(qiáng)度降低等,這些均可使下滑力增大而穩(wěn)定性降低。因此,采用工程地質(zhì)工作的各種手段,如調(diào)查、測(cè)繪、勘探和試驗(yàn)等找出引起滑動(dòng)的主次要因素及其變化趨勢(shì),即可定性地判斷斜坡的穩(wěn)定性?;瑒?dòng)跡象及其發(fā)展變化分析。滑坡在各個(gè)發(fā)育階段反映出各不相同的變形跡象,掌握了這些變形跡象就可以判明斷坡當(dāng)前所處的滑動(dòng)階段及發(fā)展趨勢(shì)。如滑體前、后緣地貌的變化,裂縫出現(xiàn)的部位、性質(zhì)、發(fā)育順序及貫通情況,泉水及濕地變化情況,滑帶及滑體各部分的位移及破壞情況,斜坡巖土破壞發(fā)出的聲音等等。這些跡象可通過(guò)調(diào)查、訪問(wèn)、目測(cè)描述和動(dòng)態(tài)觀測(cè)等獲得,這是判斷斜坡穩(wěn)定性的直觀而可靠的一種手段。
3.2穩(wěn)定性定量分析
斜坡穩(wěn)定性定量分析評(píng)價(jià)是在定性分析評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上,根據(jù)勘察所確定的斜坡地質(zhì)剖面,采用靜力平衡理論計(jì)算評(píng)價(jià)斜坡的穩(wěn)定系數(shù),根據(jù)計(jì)算得的穩(wěn)定系數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)斜坡的穩(wěn)定性。日前工程中常用的定量分析評(píng)價(jià)方法主要是傳遞系數(shù)法。
4斜坡處治的工程措施
斜坡處治工程措施根據(jù)影響坡體穩(wěn)定的主要因素,采取適當(dāng)?shù)墓こ檀胧┮蕴岣咂麦w穩(wěn)定性,防止坡體破壞而造成工程損失。工程措施可以分為削坡減載、地表和地下截排水、支檔加固三類。在制定處治工程方案之前,應(yīng)該根據(jù)斜坡失穩(wěn)變形的模式、分析導(dǎo)致坡體失穩(wěn)變形的主要因素、確定變形范圍和作用力的大小、破壞模式和變形類型,有針對(duì)性地選擇處治工程措施。由于影響斜坡穩(wěn)定的因素存在一定的不確定性,如巖土參數(shù)的變異性、地下水的變化等,通過(guò)確定斜坡穩(wěn)定系數(shù)與主要參數(shù)變化之間的關(guān)系,找出對(duì)坡體穩(wěn)定影響最敏感的因素,有助于斜坡處治工程設(shè)計(jì)和選擇合理的處治方案。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)是工程地質(zhì)勘察與處治工程設(shè)計(jì)、施工的另一個(gè)銜接點(diǎn)。由于構(gòu)成斜坡坡體的巖土體結(jié)構(gòu)和工程性質(zhì)的復(fù)雜多變性,現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)可以掌握構(gòu)成坡體的巖土體在各類荷載的作用下應(yīng)力應(yīng)變情況,同時(shí)也是保證工程安全施工和運(yùn)營(yíng)的重要措施。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè),可以明確斜坡失穩(wěn)變形的范圍和位移的方向等定量數(shù)據(jù);可以用于分析反算巖土參數(shù);還可以根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變情況驗(yàn)證處治]_程效果,必要時(shí)采取補(bǔ)救措施?,F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)生產(chǎn)或經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的基層組織,是企業(yè)取得良好經(jīng)濟(jì)效益的源泉。企業(yè)就是通過(guò)班組,利用施工任務(wù)書的形式,把施工生產(chǎn)任務(wù)落實(shí)到每一個(gè)勞動(dòng)者身上。班組是由同工種職工或性質(zhì)相近,配套協(xié)作的不同工種職工組成的。班組的構(gòu)成有人、材料、機(jī)械、工藝和環(huán)境五大因素組成,企業(yè)在保證勞動(dòng)者安全健康的前提下,通過(guò)班組挖掘內(nèi)部潛力,以較少的人力、物力和財(cái)力的投入,取得數(shù)量最多、質(zhì)量最好的產(chǎn)品,提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和勞動(dòng)生產(chǎn)率??梢?jiàn),班組的管理是企業(yè)一切工作的落腳點(diǎn),班組管理的好壞,是建筑企業(yè)科學(xué)管理水平高低的縮影。龍首項(xiàng)目部經(jīng)營(yíng)管理辦公室協(xié)助各廠隊(duì)制定出適合本隊(duì)(廠)的班組核算量化管理實(shí)施細(xì)則,細(xì)則充分征求廣大職工的意見(jiàn),經(jīng)過(guò)2~3個(gè)月的試行,并在試行中不斷補(bǔ)充完善已經(jīng)形成一項(xiàng)制度。以主攻單位澆筑一隊(duì)為例,通過(guò)幾個(gè)月的實(shí)踐已形成良性循環(huán)。澆筑一隊(duì)有三個(gè)班組,具體辦法是澆筑結(jié)算員根據(jù)各班完成的工程量和班組核算表中的單價(jià)計(jì)算出班組完成的產(chǎn)值,再根據(jù)班組發(fā)生的材料費(fèi)用、機(jī)械費(fèi)用及其它費(fèi)用計(jì)算出班組發(fā)生的實(shí)際成本,以此作為班組考核依據(jù)計(jì)算出本班組的工資總額。成本核算到班組,較大程度提高職工的成本意識(shí),職工在工作動(dòng)腦筋節(jié)約材料,固定模板每一根鐵絲的長(zhǎng)度,焊一根拉桿所需的電焊條都有嚴(yán)格的控制,放在后方的短鋼筋頭也有用武之地了。每個(gè)職工都意識(shí)到了控制成本的重要性,浪費(fèi)一根焊條就等于自己工資中少了一根焊條的錢。以前鐵絲、鋼筋頭在工地隨地可見(jiàn),班組核算以后幾乎見(jiàn)不到這種浪費(fèi)現(xiàn)象了。量化管理就是根據(jù)班組各工序制定出量化指標(biāo),量化指標(biāo)是根據(jù)《水利水電建筑安裝工程統(tǒng)一勞動(dòng)定額》結(jié)合龍首工程實(shí)際情況按分解工序確定每工日完成的工程量。量化管理的主要目的是為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,杜絕勞動(dòng)力窩工。班組核算是將成本細(xì)化到班組,工資和整個(gè)班組掛鉤,量化管理的實(shí)質(zhì)是工資收入直接同個(gè)人勞動(dòng)掛鉤,是一種激勵(lì)制度,真正體現(xiàn)“按勞分配,多勞多得”分配原則,真正體現(xiàn)出了激勵(lì)在企業(yè)管理目標(biāo)包括地面位移和變形監(jiān)測(cè)、深部應(yīng)力應(yīng)變和位移監(jiān)測(cè)、地下水監(jiān)測(cè)。常用的監(jiān)測(cè)方法有建立地面測(cè)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)進(jìn)行定點(diǎn)監(jiān)測(cè)、垂直鉆孔傾斜和位移監(jiān)測(cè)、水平鉆孔應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)、地下水位和水流以及孑L隙水壓力監(jiān)測(cè)、結(jié)構(gòu)工程應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)。
5結(jié)束語(yǔ)
地質(zhì)勘察是水利工程建設(shè)中的核心。在山區(qū)修建大型水利工程,往往還受到地質(zhì)條件的制約和影響,而斜坡又是山區(qū)地質(zhì)的重要組成部分。因此在山區(qū)修建大型水利工程,對(duì)山體斜坡進(jìn)行地質(zhì)勘測(cè)是水利工程中非常重要的一環(huán)。