□童文鐸(河南省水利勘測有限公司)
目前河南省正在進行全省中小河流治理的工作,截至目前已完成了全省約百余條河流治理工程的前期勘察設計審查工作,時間緊、任務重。從已完成的工程中可以看出,參加中小河流前期勘察工作的單位很多,不但有水利系統的省、市、流域院的勘察單位,還有其他系統地礦、冶金、煤田、建筑、高校等的勘察單位。由于各單位勘察力量參差不齊,外系統勘察單位對水利系統規范、要求不熟悉,勘察經費少等原因,造成勘察工作質量較差,存在不少的問題。
從歷次勘察設計審查和工程稽查通報情況來看,針對勘測工作中存在的問題主要有以下幾個方面:勘察工作深度不夠,布置工作量少,達不到規程、規范和指導意見的要求;工程測量不準確、精度差,導致部分工程初設階段設計計算土方量和實際開挖量差別較大,引起設計變更較多;勘測管理工作不規范,主要原始資料及提供成果資料存在章證、簽名不全。
如何做好前期工程地質勘察工作,為設計和施工提供最基礎的地質資料至關重要,也給地質勘察工作質量管理帶來了更大地挑戰。
中小河流治理工程勘察工作在實際工作中以《堤防工程地質勘察規程》(SL188-2005)為主,輔助執行《中小型水利水電工程地質勘察規范》(SL55-2005)等相關規范、規程。需要強調的是(SL188-2005)規程規定對細粒土的分類、定名采用三角坐標分類法(詳見規程附錄A)。在實際工作中各單位對土的分類執行的規定不盡相同,特別是其他系統的勘察單位往往在土的定名中不執行該規定,造成土的定名五花八門,工作被動。由于水利工程涉及到防滲處理較多,特別是堤防工程,其他分類方法不能很好的區分土體的滲透性,因此水利工程土的定名采用三角坐標分類是合適的。
中小型河流一般較長,地質條件相對較簡單,與水庫等大型工程有所不同。根據水利部的指導意見和水利廳的實施意見,中小河流治理工程勘察工作可以略低于規范、規程的要求。由于現在中小河流治理工程往往都是直接從初步設計階段開始做起,因此勘察深度可以介于規范規定的可研階段和初步設計階段之間。比如根據(SL188-2005)規程規定,堤岸勘察勘探點間距:可研階段為500~1000 m左右,初設階段為200~500 m;據此中小河流治理工程初步設計階段勘探點間距可為200~1000 m,一般以500 m為宜。勘探點孔深一般按規程的要求執行。總體上勘察工作深度滿足兩方面的要求:一方面要基本滿足規范、規程的要求,可略低于相關勘察階段規定的精度,另一方面滿足工程設計的要求。
中小河流堤防分類:土堤、砂礫石堤、砌石或堆石堤。
3.1.1 土堤
平原地區河流上土堤廣泛分布,重點對堤身結構、土體巖性、土體密實性、滲透性、堤身現狀特征、存在的隱患、土體物理力學特征等進行勘察與評價。現狀土堤堤身質量檢查勘察存在的主要問題:試驗組數少、代表性差,堤身質量檢查試驗組數規范沒有明確規定,在以往的勘察報告中試驗組數一般較少,大部分堤身土體試驗組數3~5組,且代表性、離散性大。參考(SL55-2005)規范中土壩質量檢查取樣試驗的相關規定,土壩上、中、下游各部位取樣試驗組數均不小于6組,總共不少于18組。據此,對于土堤堤身質量檢查時取樣試驗組數不少于3組/公里,一般一個治理段5~10千米試驗組數達到15~30組,可以對堤身土體進行客觀評價,試驗數據可進行數理統計、分析、評價;堤防堤身現在調查工作較粗,對現狀堤身的尺寸,歷史加高培厚,歷年發生險情的位置、決口位置及處理情況,堤身防滲加固處理范圍、方法、效果,堤坡失穩、處理情況,堤身洞穴以及存在的隱患等進行詳細的調查和描述,必要時應分段進行。以往勘察時往往忽略了該項內容,有些雖進行了調查但是內容較粗。
3.1.2 砂礫石堤
除常規質量檢查工作外,應做好以下三方面工作:顆粒分析:應分段選取試樣做顆分試驗,取樣要有代表性,反映堤身填料的實際情況;滲透性要做現場水文地質試驗確定;密實度,對于砂礫石料采用相對密實度進行評價,但是相對密實度試驗比較復雜,對于中小河流治理工程可采用重型觸探試驗來判別密實度,因此要求布置現場重型觸探原位測試工作。
3.1.3 山區砌石(堆石)堤
除常規的質量檢查工作外,砌石(堆石)堤應重點查清地基持力層的情況。由于山區河流坡降大、流速大,堤身的破壞往往是堤基沖刷破壞引起的,因此應查明堤基土體的結構和性質,特別是砂層、土層等軟弱夾層、透鏡體的分布情況。
堤基、堤岸的勘察剖面應沿兩岸布置,勘察工作內容和深度依照相關要求進行。實際工作中主要存在以下問題。
3.2.1 地質測繪工作重視不夠
未按要求進行正規的地質測繪,僅僅是粗略調查,提交地質圖中反映的內容少,僅是實際材料圖。
3.2.2 地質圖件
地質平面圖。地質平面圖要表達以下幾方面的內容,基本的地質要素:地層時代、巖性、產狀、成因類型、接觸關系等;其次是地形、地貌特征,特別是河灣、頂沖岸、塌岸等特殊地段、部位。沿河垃圾分布情況,垃圾范圍、厚度、方量、分類等;與工程有關的建筑物布置情況。另外,平面圖中設計樁號要標示清楚。地質剖面圖。縱、橫地質剖面圖要相互吻合、相互協調。以往勘察資料中發現縱、橫地質剖面圖相互不吻合。
3.2.3 工程地質分段及評價
堤基、堤岸工程地質勘察應進行工程分段及評價,分段主要依據的是堤基地質結構類型(見(SL188-2005)規程附錄C)及堤基和堤岸工程地質條件分類(見(SL188-2005)規程附錄E)。特別是山區河流,堤基結構較復雜,不同的地貌單元,根據堤基、堤岸巖性情況可分為巖基段、砂礫石地基段、粘性土段等;對于平原地區的河流,地質結構一般較簡單可不進行工程地質分段,必要時也可分段評價。
3.2.4 室內土工試驗及現場原位測試工作
試驗工作存在的問題主要有以下方面:試驗組數較少,特別是重要的薄層、夾層、透鏡體試驗組數較少,達不到規范、規程的要求;試驗數據離散性大,指標之間相互矛盾、不協調。對于異常的試驗數據要仔細分析,查找原因,認真進行統計取舍。數據之間要相互協調、不矛盾,例如干密度與壓縮系數、粘粒含量與滲透系數、干密度、壓縮性與標貫擊數等指標之間要相互協調。
護岸工程在河道治理中占的比重較大,特別是在城鎮段往往和景觀設計相結合。
3.3.1 新建護岸工程
應從以下4個方面論證護岸的必要性:地形條件:根據河谷地貌形態,特別是考慮彎道、頂沖岸、河道寬度,主流與岸坡的關系等因素確定護岸的范圍,原則上頂沖岸進行護坡。地質條件:岸坡地質結構、地層巖性、土體物理力學特性。地質結構類型對岸坡的穩定影響非常大,如粘/砂雙層(或多層)結構,如果砂層在岸坡下部、砂層結構較疏松,易受到水流沖刷掏蝕產生塌岸現象。岸坡穩定:調查岸坡現狀:坡度、高度、沖刷、坍塌情況等,分析岸坡的穩定性。保護對象:主要是保護耕地及居民。根據這4個方面調查的情況進一步論證護岸的必要性,為設計提出處理建議和意見。
3.3.2 已建護岸工程
對已建護岸工程調查其現在使用情況、坡比、型式、材料,毀壞或存在的隱患等,特別是山區的護岸工程要進一步調查河流形態,預測護岸工程產生的問題。在調查、分析的基礎上,提出相應的加固或重建等處理措施。對護岸工程調查易進行分段、分類,認真調查記錄,最好是設計單位和勘察單位進行聯合調查。
河道疏浚工程除按規范、規程要求進行外,尚應注意以下幾個方面:第一,對河道內淤積土進行調查,調查其分布范圍、厚度、方量等,建議清除處理;第二,河道內垃圾進行調查,調查垃圾分布范圍、厚度、分類、方量等,提出處理建議;第三,提出疏浚河道岸坡坡比建議值。
除按規范、規程要求進行外,尚應注意以下幾個方面:橋梁工程:每座橋梁一般沿軸線布置2~3個鉆孔,提供剖面圖,單獨進行說明或單項報告;涵閘工程:一般為小型涵閘,結合岸坡或堤防工程進行勘探,每個涵閘應有剖面圖,數量較多時可列表進行工程地質說明及評價。
橋梁、涵閘工程勘察工作宜和堤防或堤岸工程相結合布置。
一般填筑料可就地取材、挖填相結合,但對于淤泥或淤泥質土應清除,不可作為填筑料使用。特別強調重塑土試驗的控制干密度概念要清楚,以往勘察成果中發現很多試驗工作不清楚該概念。對于砂礫石料要進行必要的勘察工作,也可收集資料基礎上進行復核工作,應滿足設計要求。
第一,建管單位和業主要重視前期地質勘察工作,保證勘察經費的落實;第二,加強勘察單位的資質管理,規范水利工程勘察市場,建立市場準入制度,建立“黑名單”制度;第三,建立全省水利勘察行業質量評估機構,加強勘察工作質量管理工作;第四,勘察單位要嚴格按按相關規程、規范和行業主管部門技術規定開展地質勘察工作,保證勘察工作質量;第五,勘察單位充分吃透設計意圖,有針對性地開展勘察工作,提高資料成果的整編質量,做到誠信服務。