水利工程斜坡勘探技術應用
時間:2022-04-26 05:14:00
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1斜坡勘察重點
斜坡勘察的目的,是為了查明斜坡的工程地質條件和巖土參數,進行斜坡穩定性分析,提出可行的工程處治措施。斜坡的穩定取決于斜坡的坡體結構~n#l-部影響因素。影響坡體穩定的外部因素是指使巖土體的強度、重力平衡狀態發生變化的地下水、大氣降水、爆破振動和地震作用等。單一巖士類型的斜坡的穩定性主要由巖土體的抗剪強度和臨空面坡度決定。對于結構面發育的硬質巖體,整體強度主要受結構面的形態和抗剪強度影響。極軟巖體、風化程度很高的巖體和破碎的均質巖體類,其整體強度與均質松散土體相類似。不同成分的巖土體構成的斜坡的穩定性取決于分割巖土體的結構面的強度、形態及其與斜坡坡面的組合關系。斜坡勘察的重點就是要采用科學有效的勘察方法,查明斜坡的坡體結構和巖土參數及其在外部條件影響下的變化情況,重點是查明決定坡體穩定程度的軟弱層和優勢結構面及其影響因素。分析在這些因素綜合作用下斜坡工程發生失穩變形破壞的可能。特別需要重視大氣降水和地下水對巖土工程性質的影響。
2斜坡勘察方法與任務
斜坡的勘察,由于需要查明坡體結構的空間形態特征,要求采用的勘察方案能夠滿足從點、線、面到空間的立體分析需要。地面調查和調繪,是能夠反映方位關系的最直觀的工作方法。在地面露頭條件好的情況下,通過地面調查和調繪,一般就能夠做大致的判斷,再經過適當勘察手段的驗證和補充,可以達到勘查目的。地面露頭不好時,槽探或坑探揭露就很有必要。巖土體物理力學參數的取得,除了根據工程經驗取定和反算之外,可以通過室內試驗和現場原位測試取得。抗剪強度的室內試驗一般采用直剪試驗和三軸試驗。直剪試驗簡單易行,但試驗條件與實際情況差別較大,三軸試驗可以比較準確地模擬巖土實際的受力條件。室內試驗的局限在于采取的土樣對構成坡體的代表性試驗成果通常只是作為分析計算的參考。現場原位測試主要是原位剪切試驗。現場原位剪切試驗,需要注意選取具有代表性、符合坡體受力的試驗點。不論采用何種實驗方法,都需要根據坡體所處的實際情況取得不同含水量、不同狀態的抗剪強度指標,以便根據可能出現的斜坡的不利工況進行穩定分析。對于大型斜坡工程,有時需要進行巖體應力測試、動力測試、空隙水壓力測試和模型試驗。模型試驗最困難的是重力相似條件的模擬。為了取得符合實際工作狀況的巖土參數,往往需要為具體斜坡的不同段落擬定巖土體試驗測試方案,包括取樣位置和方法、試驗項目和方法程序。通常情況下,坡體穩定受不利的結構面組合控制時,結構面的抗剪強度將是主要試驗項目;均質巖土體的結構面與臨空面不構成不利組合時,巖土體的抗剪強度成為主要試驗參數。必須注意到,這些參數往往隨著抗風化性能、遇水軟化或濕陷特性發生變化。斜坡勘察,需要根據現場具體情況和工作條件,選用合適有效的勘察方法,制定經濟、合理的勘察方案。地面調查和調繪、深部勘探的剖面線,一般沿著斜坡坡面傾斜的方向布置,重點反映坡體結構與斜坡坡面的組合關系。地面調查和調繪的精度和勘探點、線的密度,以及具體的工作深度,按照有關規程規范規定執行。
3斜坡穩定性分析評價
斜坡穩定性分析評價是以工程地質勘察資料為基礎,為提供巖土工程設計定性分析、定量計算的必要資料。按照一般的原則,要在定性評價的基礎上進行定量計算。如果定量計算結果與定性分析判斷相矛盾,應檢查計算模型和方法,重新分析計算。
3.1斜坡穩定性定性分析
斜坡穩定性定性分析能綜合考慮影響斜坡穩定性的各種因素,并可快速地對斜坡的穩定狀況及其發展趨勢作出評價。工程中主要采用的方法是工程地質分析法。它是斜坡穩定性分析評價的基礎,主要從自然條件、作用因素等對比分析滑動與穩定之間的關系,判斷斜坡的穩定程度。斜坡失穩是在一定地質條件下產生的,它的形成具備~定的不良地質基礎,有其發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定性斜坡的地層、巖性、地質構造、水文地質條件、軟弱夾層和滑帶土性質等與周圍的穩定斜坡、類似地質條件下的穩定斜坡和不穩定斜坡及不同滑動階段的斜坡進行對比分析,結合地質條件的可能變化,分析判斷斜坡的穩定性。斜坡的穩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、水及風化作用與卸荷膨脹使土體的強度降低等,這些均可使下滑力增大而穩定性降低。因此,采用工程地質工作的各種手段,如調查、測繪、勘探和試驗等找出引起滑動的主次要因素及其變化趨勢,即可定性地判斷斜坡的穩定性。滑動跡象及其發展變化分析。滑坡在各個發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前所處的滑動階段及發展趨勢。如滑體前、后緣地貌的變化,裂縫出現的部位、性質、發育順序及貫通情況,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,斜坡巖土破壞發出的聲音等等。這些跡象可通過調查、訪問、目測描述和動態觀測等獲得,這是判斷斜坡穩定性的直觀而可靠的一種手段。
3.2穩定性定量分析
斜坡穩定性定量分析評價是在定性分析評價的基礎上,根據勘察所確定的斜坡地質剖面,采用靜力平衡理論計算評價斜坡的穩定系數,根據計算得的穩定系數來評價斜坡的穩定性。日前工程中常用的定量分析評價方法主要是傳遞系數法。
4斜坡處治的工程措施
斜坡處治工程措施根據影響坡體穩定的主要因素,采取適當的工程措施以提高坡體穩定性,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,應該根據斜坡失穩變形的模式、分析導致坡體失穩變形的主要因素、確定變形范圍和作用力的大小、破壞模式和變形類型,有針對性地選擇處治工程措施。由于影響斜坡穩定的因素存在一定的不確定性,如巖土參數的變異性、地下水的變化等,通過確定斜坡穩定系數與主要參數變化之間的關系,找出對坡體穩定影響最敏感的因素,有助于斜坡處治工程設計和選擇合理的處治方案。現場監測是工程地質勘察與處治工程設計、施工的另一個銜接點。由于構成斜坡坡體的巖土體結構和工程性質的復雜多變性,現場監測可以掌握構成坡體的巖土體在各類荷載的作用下應力應變情況,同時也是保證工程安全施工和運營的重要措施。通過現場監測,可以明確斜坡失穩變形的范圍和位移的方向等定量數據;可以用于分析反算巖土參數;還可以根據應力應變情況驗證處治]_程效果,必要時采取補救措施。現場監測生產或經營活動的基層組織,是企業取得良好經濟效益的源泉。企業就是通過班組,利用施工任務書的形式,把施工生產任務落實到每一個勞動者身上。班組是由同工種職工或性質相近,配套協作的不同工種職工組成的。班組的構成有人、材料、機械、工藝和環境五大因素組成,企業在保證勞動者安全健康的前提下,通過班組挖掘內部潛力,以較少的人力、物力和財力的投入,取得數量最多、質量最好的產品,提高企業的經濟效益和勞動生產率。可見,班組的管理是企業一切工作的落腳點,班組管理的好壞,是建筑企業科學管理水平高低的縮影。龍首項目部經營管理辦公室協助各廠隊制定出適合本隊(廠)的班組核算量化管理實施細則,細則充分征求廣大職工的意見,經過2~3個月的試行,并在試行中不斷補充完善已經形成一項制度。以主攻單位澆筑一隊為例,通過幾個月的實踐已形成良性循環。澆筑一隊有三個班組,具體辦法是澆筑結算員根據各班完成的工程量和班組核算表中的單價計算出班組完成的產值,再根據班組發生的材料費用、機械費用及其它費用計算出班組發生的實際成本,以此作為班組考核依據計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,職工在工作動腦筋節約材料,固定模板每一根鐵絲的長度,焊一根拉桿所需的電焊條都有嚴格的控制,放在后方的短鋼筋頭也有用武之地了。每個職工都意識到了控制成本的重要性,浪費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,班組核算以后幾乎見不到這種浪費現象了。量化管理就是根據班組各工序制定出量化指標,量化指標是根據《水利水電建筑安裝工程統一勞動定額》結合龍首工程實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生產率,杜絕勞動力窩工。班組核算是將成本細化到班組,工資和整個班組掛鉤,量化管理的實質是工資收入直接同個人勞動掛鉤,是一種激勵制度,真正體現“按勞分配,多勞多得”分配原則,真正體現出了激勵在企業管理目標包括地面位移和變形監測、深部應力應變和位移監測、地下水監測。常用的監測方法有建立地面測量監測網進行定點監測、垂直鉆孔傾斜和位移監測、水平鉆孔應力應變監測、地下水位和水流以及孑L隙水壓力監測、結構工程應力應變監測。
5結束語
地質勘察是水利工程建設中的核心。在山區修建大型水利工程,往往還受到地質條件的制約和影響,而斜坡又是山區地質的重要組成部分。因此在山區修建大型水利工程,對山體斜坡進行地質勘測是水利工程中非常重要的一環。
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