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時(shí)間:2023-03-16 17:32:42
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1.1放炮影響范圍根據(jù)開(kāi)發(fā)方案,采場(chǎng)每次布置3排鉆孔,每排10個(gè)孔,排距4.6m,孔距5.6m,共布置30個(gè)孔,每孔深16.5m,超深1.5m,以確保爆破后臺(tái)階高度達(dá)15m。
1.2采礦可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害影響范圍礦山開(kāi)采過(guò)程中采用自上而下臺(tái)階式分層開(kāi)采,高度為15m;開(kāi)采時(shí)工作臺(tái)階切向坡和反向坡最終開(kāi)采的邊坡角不大于55°。由此可確定采礦可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害影響范圍為礦區(qū)開(kāi)采最終邊界外延15m。綜上所述:礦山開(kāi)采影響范圍為露天采場(chǎng)外延215m。
2地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)根據(jù)開(kāi)發(fā)技術(shù)方案,礦山開(kāi)采后四周將形成5段高度為110m的邊坡,邊坡編號(hào)分別為AB、BC、CD、DE、EF,邊坡位置詳見(jiàn)福祿鎮(zhèn)周家槽周家槽水泥用石灰?guī)r礦山礦區(qū)范圍及開(kāi)采平面圖
3水文地質(zhì)預(yù)測(cè)礦區(qū)范圍內(nèi)開(kāi)采三疊系下統(tǒng)嘉陵江組三段(T1j3)石灰?guī)r礦層,開(kāi)采標(biāo)高均高于當(dāng)侵蝕基準(zhǔn)面;開(kāi)采范圍內(nèi)無(wú)河流、水庫(kù)等地表水體;地下水與地表水沒(méi)有必然的水力聯(lián)系。礦山開(kāi)采對(duì)巖溶裂隙水的補(bǔ)給條件破壞小,礦山開(kāi)采后不會(huì)對(duì)含水層結(jié)構(gòu)破壞,不會(huì)造成地下水水位下降、疏干等。對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度較輕。
4地形地貌預(yù)測(cè)按照開(kāi)發(fā)利用方案,礦山開(kāi)采后將形成高度0~105m的邊坡,礦山采礦活動(dòng)對(duì)地形地貌景觀影響嚴(yán)重。
5土地資源影響預(yù)測(cè)璧山縣福祿鎮(zhèn)周家槽水泥用石灰?guī)r礦不單獨(dú)設(shè)置料場(chǎng)及廢渣場(chǎng),在礦區(qū)東側(cè)采區(qū)50m外設(shè)置破碎站及運(yùn)輸?shù)缆?,占用耕地資源4.41ha;工業(yè)廣場(chǎng)修建占用耕地資源1.59ha;礦區(qū)為露天采場(chǎng),占用耕地資源43ha;石灰?guī)r礦山開(kāi)采共占用耕地49ha。因此,璧山縣福祿鎮(zhèn)周家槽水泥用石灰?guī)r礦開(kāi)采后對(duì)土地資源影響嚴(yán)重。
6建(構(gòu))筑物影響預(yù)測(cè)礦山為露天開(kāi)采,將會(huì)對(duì)礦區(qū)范圍內(nèi)的所有建(構(gòu))筑物全部破壞。根據(jù)計(jì)算的爆破地震波安全距離為158.45m,計(jì)算的爆破產(chǎn)生飛石最遠(yuǎn)飛散距離為200m;對(duì)礦區(qū)周邊200m范圍內(nèi)的建(構(gòu))筑物造成較嚴(yán)重破壞。因此,璧山縣福祿鎮(zhèn)周家槽水泥用石灰?guī)r礦開(kāi)采后對(duì)建(構(gòu))筑物影響嚴(yán)重。
二、礦山地質(zhì)環(huán)境防治
針對(duì)礦山開(kāi)采影響范圍及采后地質(zhì)環(huán)境因素的影響預(yù)測(cè)結(jié)果,將礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理恢復(fù)劃分為重點(diǎn)區(qū)、次重點(diǎn)區(qū)、一般區(qū),設(shè)計(jì)以下防治工程:1)礦山開(kāi)采時(shí)應(yīng)及時(shí)清除邊坡上的掉塊,特別是在BC邊坡東段邊坡可能會(huì)發(fā)生局部掉塊。2)對(duì)礦山采坑四周形成的邊坡采用生物工程護(hù)坡;對(duì)采坑坑底進(jìn)行綠化或土地復(fù)墾。3)對(duì)礦區(qū)道路、破碎站和工業(yè)廣場(chǎng)區(qū)域進(jìn)行環(huán)境恢復(fù)。4)修建截排水工程。
1邊坡防治工程
1.1邊坡放坡根據(jù)開(kāi)發(fā)方案礦山開(kāi)采的最終邊坡角為55°,自上而下臺(tái)階式分層開(kāi)采,采高15m,臺(tái)階寬度約10.5m;AB邊坡長(zhǎng)約600m,高2~50m;BC邊坡長(zhǎng)約440m,高50~106m;CD邊坡長(zhǎng)約360m,高40~96m3;DE邊坡長(zhǎng)約526m,高17~42m3;EF邊坡長(zhǎng)約210m,高2~17m;放坡處理各段邊坡。
1.2清理危石及時(shí)清理采場(chǎng)邊坡上的危石,避免發(fā)生危石滾落傷人事故。按照“邊采邊治”的原則,對(duì)各邊坡上的危石清理完成后,才能進(jìn)行下一臺(tái)階的開(kāi)采。
1.3截水溝礦區(qū)位于瀝鼻峽背斜軸部,地形呈渾圓狀的小型獨(dú)立山包,自然排水條件良好,匯水面積小,在礦區(qū)DE、EF邊坡頂部修建截水溝長(zhǎng)約300m,以防治地表水進(jìn)入礦區(qū)。在其余每個(gè)臺(tái)階坡面每隔50m,高差10~20m,設(shè)置橫向和豎向的截排水溝,將邊坡頂部的地表水匯入采坑內(nèi)的排水溝,避免對(duì)坡面草籽植物造成沖刷,豎向的排水溝按急流槽設(shè)計(jì)。迎坡面溝壁需設(shè)置泄水孔。
2水文防治工程礦山開(kāi)采后的采場(chǎng)地面標(biāo)高高于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面,對(duì)地下水的影響小。對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度較輕。故本次不對(duì)其進(jìn)行處理。但未解決礦山生產(chǎn)、生活用水,需在工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)修建一個(gè)蓄水池。蓄水池尺寸為15m×15m×2m,墻體寬度為0.3m,預(yù)計(jì)砌筑工程量約為36m3。生產(chǎn)廢水主要為清洗礦車及挖掘機(jī)所排除的污水,設(shè)計(jì)每個(gè)污水處理池采用尺寸為2.5m×2.5m×1.6m,容積10m3污水處理池3個(gè),墻體寬度為0.3m。預(yù)計(jì)開(kāi)挖工程量30m3;砌筑工程量約為14.4m3,污水經(jīng)生化處理后由砼管排放。露天采石場(chǎng)的作業(yè)點(diǎn)應(yīng)實(shí)行濕式作業(yè)和噴霧灑水,對(duì)采場(chǎng)及裝載點(diǎn)設(shè)2臺(tái)灑水器進(jìn)行了灑水降塵,防止粉塵飛揚(yáng)。
三、地形地貌景觀防治工程礦山環(huán)境恢復(fù)治理設(shè)計(jì)方案圖。
1露天采場(chǎng)采坑地貌景觀恢復(fù)根據(jù)劃定礦界和開(kāi)發(fā)方案,露天開(kāi)采結(jié)束后采坑的平面面積為302013m2,礦山開(kāi)采前礦區(qū)土地主要為耕地,以種植果樹(shù)為主;礦山開(kāi)采難以恢復(fù)原來(lái)的地面植物,故礦山環(huán)境恢復(fù)治理主要以綠化為主??刹扇≈卫矸桨溉缦拢海?)回填土壤,平均厚度不得小于0.8m,預(yù)計(jì)回填方量為241610m3;(2)平整場(chǎng)地,場(chǎng)地平整應(yīng)采坑中間高,四周低,便于地表水排入排水溝中;(3)植樹(shù),行距×株距為5m×5m,預(yù)計(jì)12080株,建議種植樟樹(shù)或果樹(shù)等經(jīng)濟(jì)類樹(shù)木(4)排水,沿采坑邊坡坡腳圍繞采坑修建截排水溝,保證采坑內(nèi)地表水排泄通暢,將礦區(qū)的地表水有序的排放到礦區(qū)東側(cè)地形較低地段,用以灌溉耕地。排水溝采用梯形斷面,底寬400mm,頂寬700mm,高800mm,壁厚300mm,預(yù)計(jì)長(zhǎng)度約2350m。排水溝每隔10~15m設(shè)置一道伸縮縫,用瀝青麻絲進(jìn)行有效止水。
2采坑邊坡地貌景觀恢復(fù)采坑邊坡采用坡面綠化+截排水的礦山環(huán)境恢復(fù)設(shè)計(jì)方案。對(duì)于采坑邊坡主要采取分階放坡+綠化處理。每級(jí)邊坡分階高度取15m,每階平臺(tái)寬度取10.5m,種植蔓藤類植物綠化坡面,在坡頂設(shè)置截排水溝。臺(tái)階邊緣修砌墻體,墻體嵌入基巖0.1m,墻體截面0.3m×0.5m(寬×高)。墻背回填0.3m厚的土壤,蔓藤種植行距×株距為5m×3m。截排水工程在邊坡防治工程中實(shí)施。
3礦區(qū)公路及破碎站礦區(qū)公路兩側(cè)及破碎站區(qū)域的空地進(jìn)行植樹(shù)綠化,預(yù)計(jì)植樹(shù)60株。待礦山閉坑后,建筑垃圾清除干凈,將表層1.0m范圍土地掘松,種植樟樹(shù)等經(jīng)濟(jì)類樹(shù)木。礦區(qū)公路和破碎站的平面面積約為4410m2,可采用挖掘機(jī)松土,植樹(shù)綠化,行距×株距為5m×5m,預(yù)計(jì)176株。
4土地資源的采后處理礦區(qū)主要的土地資源占用和破壞為礦區(qū)范圍內(nèi)的采場(chǎng)、礦區(qū)東側(cè)的破碎站及工業(yè)廣場(chǎng),礦山閉坑后,采場(chǎng)及破碎站將對(duì)其進(jìn)行地貌景觀恢復(fù),工業(yè)廣場(chǎng)建(構(gòu))筑物提供給當(dāng)?shù)厥褂茫贿M(jìn)行處理。
5地表建(構(gòu))筑物的處理礦山為露天開(kāi)采,將會(huì)對(duì)礦區(qū)范圍內(nèi)的所有建(構(gòu))筑物全部破壞,對(duì)礦區(qū)周邊200m范圍內(nèi)的建(構(gòu))筑物造成較嚴(yán)重破壞。為保護(hù)村民的人身財(cái)產(chǎn)安全,對(duì)在影響范圍內(nèi)的村民實(shí)施搬遷。
四、結(jié)論
1)分析了礦山地質(zhì)條件,認(rèn)為礦山開(kāi)發(fā)技術(shù)條件的級(jí)別為中等;
中圖分類號(hào):P64文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
一、水文地質(zhì)勘察存在的問(wèn)題
1各種類型的地下水
1.1地下水類型
根據(jù)特有性質(zhì),及賦存介質(zhì)將地下水分為松散巖類孔隙水,碎屑巖裂隙孔隙水,碳酸鹽巖裂隙喀斯特水,火山巖裂隙孔隙水、基巖裂隙水;按其埋藏條件和水力特性是棲息,潛水和承壓水。
1.2含水層水平,分布,巖性,厚度,埋藏深度含水層:(卵石礫石土,礫石,礫石,砂礫巖),性別(礫砂,砂礫,沙,沙細(xì),淤泥,淤泥質(zhì)土)破碎基巖風(fēng)化帶,構(gòu)造破碎帶,巖層孔隙與裂縫,石灰?guī)r的溶蝕、孔洞、漏斗、山洞等,玄武巖的裂隙帶。隔水層:粉質(zhì)粘土和致密完整巖石。
2靜水位和變化幅度
天然地基承載力設(shè)計(jì)值計(jì)算砂土地震液化,膨脹土,脹縮深度確定,基礎(chǔ)深度的確定,邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。基坑側(cè)土壓力計(jì)算基坑降水和地下工程,涌水量計(jì)算,計(jì)算深基坑,地下室底板抗浮計(jì)算,判別巖石滲透變形(流土,管道,腐蝕)等一系列問(wèn)題,需要靜水位地下水資料。要準(zhǔn)確的測(cè)定,一般在洞后24h后統(tǒng)一測(cè)定。充分利用抽水孔觀察孔觀察,必要時(shí)下測(cè)水管觀測(cè)。地下水位的地形,氣象,水文和人的因素和變化,收集區(qū)域水文地質(zhì)數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)的鄰近地區(qū)或通過(guò)長(zhǎng)期觀察和調(diào)查,查明地下水水位變化特征。一般隨季節(jié)變化而變化,隨潮汐海岸,河流和湖泊岸邊洪水影響,人工排水區(qū)抽水影響地下室底板的抗浮計(jì)算時(shí),應(yīng)提供最高水位數(shù)據(jù)。如果不是最高水位,平原區(qū)地下水設(shè)防水準(zhǔn)的建筑室外地坪標(biāo)高。
3地下水的徑流、補(bǔ)給、排泄
根據(jù)地形,氣象,水文,地質(zhì)結(jié)構(gòu),含水層分布狀況及其與水接觸,分析地下水流動(dòng)和動(dòng)態(tài)特性。地下的水流量,根據(jù)水位(壓力)線圖確定。水力坡度根據(jù)水位(壓力)圖計(jì)算。
4地下水化學(xué)成分及其對(duì)建筑材料腐蝕評(píng)價(jià),需要飲用水,適宜性評(píng)價(jià)
只為腐蝕性評(píng)價(jià)淺析,需要飲用水適宜性評(píng)價(jià)分析。評(píng)價(jià)腐蝕的二級(jí)或三環(huán)境評(píng)價(jià),根據(jù)地層滲透性評(píng)價(jià),弱透水層是指粉土和粘性土,強(qiáng)透水層是指沙質(zhì)土壤(粉砂,細(xì)砂,砂,砂,礫石,碎石土和裂縫,沙)孔和搖滾的發(fā)展。
5測(cè)定水文地質(zhì)參數(shù)
根據(jù)工程要求,通過(guò)抽水試驗(yàn),滲透試驗(yàn),注水試驗(yàn),水壓試驗(yàn)測(cè)定地下水流速,孔隙水壓力,測(cè)定長(zhǎng)期觀測(cè)和室內(nèi)試驗(yàn),滲透系數(shù),影響半徑,提供導(dǎo)水系數(shù),水供應(yīng),釋水因子,吸收率,地下水實(shí)際流速流量,孔隙水壓力等參數(shù)。一般工程測(cè)量中,經(jīng)常只做簡(jiǎn)單的抽水試驗(yàn),提供粗略的滲透系數(shù)。重要的項(xiàng)目要做2次以上的降水抽水試驗(yàn),至少要有1個(gè)觀察孔的安排,最大下降方法的工程設(shè)計(jì)需要縮編水平或達(dá)到降水設(shè)計(jì)降深的一半。常用的方法計(jì)算地下水井
6地下水預(yù)測(cè)不良地質(zhì)作用
沼澤和鹽堿化;巖石軟化,解體和濕陷性;膨脹土脹縮變形;地面塌陷;邊坡失穩(wěn);井下突水;基礎(chǔ)上浮,坑底突涌;海水入侵。
二、對(duì)水文地質(zhì)工作的建議
1地下水水質(zhì)污染情況的調(diào)查是保障供水安全的基本措施
針對(duì)我國(guó)的水質(zhì)受到嚴(yán)重污染的情況,因此急需發(fā)展的全面調(diào)查地下水水質(zhì),并作為一個(gè)主要的工程來(lái)抓。在工作部署上可以是大流域或經(jīng)濟(jì)發(fā)展重點(diǎn)區(qū)域,城市群區(qū)域,農(nóng)牧業(yè)重點(diǎn)開(kāi)發(fā)區(qū)逐步蔓延。建議這項(xiàng)工作已進(jìn)行了地下水與環(huán)境地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目中分離出來(lái),作為一個(gè)單獨(dú)的項(xiàng)目。在我國(guó)現(xiàn)在已經(jīng)很難找到地下水反映本地背景值的區(qū)域作為對(duì)比,提供l?20萬(wàn)區(qū)域水文地質(zhì)普查數(shù)據(jù)作為原始背景。
2加強(qiáng)地下水均衡試驗(yàn)基地建設(shè)
論加強(qiáng)水文地質(zhì)參數(shù),為不同地區(qū)(代表不同的水文地質(zhì)類型)地下水科學(xué)實(shí)驗(yàn)基地,發(fā)展和地下水科學(xué)實(shí)驗(yàn)。除了測(cè)試地下水蒸發(fā)蒸騰的研究,還應(yīng)結(jié)合不同的地貌類型。
3全面實(shí)施地下水監(jiān)測(cè)項(xiàng)目規(guī)劃
根據(jù)示范多個(gè)地區(qū),全面建設(shè)地下水監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和自動(dòng)傳輸系統(tǒng),一批有代表性的監(jiān)測(cè)點(diǎn)。自從我國(guó)開(kāi)始實(shí)施監(jiān)測(cè)以來(lái),不能反映真實(shí)的數(shù)據(jù),急需一批新的監(jiān)測(cè)孔,這是實(shí)施國(guó)土資源部對(duì)地下水監(jiān)測(cè),防止地下水的過(guò)度開(kāi)采污染和重大舉措。
4積極實(shí)施新理論、新技術(shù)和新方法的研究和推廣
應(yīng)用遙感技術(shù),同位素技術(shù),數(shù)值模擬技術(shù),信息技術(shù)是提高水文地質(zhì)特征和機(jī)制的重要技術(shù)方法。目前研究的服務(wù)繼續(xù)擴(kuò)大,以準(zhǔn)確的水文地質(zhì)參數(shù),降低身體的工作量,為決策分析提供技術(shù)支持與管理。地下水系統(tǒng)理論,系統(tǒng)理論在水文地質(zhì)中的應(yīng)用,地下水運(yùn)動(dòng)和分析的水資源評(píng)價(jià)的基本理論,要結(jié)合中國(guó)的實(shí)踐,進(jìn)一步完善和提高。
5加強(qiáng)區(qū)域綜合研究和專題研究
我國(guó)地域遼闊,自然地理和地質(zhì)條件復(fù)雜,地質(zhì)條件極其復(fù)雜,我國(guó)地下水的分布和演化具有深刻影響。地下水的形成理論,平均價(jià)值的地下水運(yùn)動(dòng),水文學(xué)與地球化學(xué)作用,人為干擾的影響下條件的變化,需要進(jìn)行深入的研究。中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局已明確區(qū)域研究院,是一家專業(yè)研究機(jī)構(gòu),也是區(qū)域管理中心,中國(guó)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)研究所與各大專院校,更應(yīng)成為跨學(xué)科研究中心,培訓(xùn)水文地質(zhì)專家的理論和實(shí)際應(yīng)用的專家,并不斷的提高我們的水文地質(zhì)研究。
6加強(qiáng)地下水合理利用與保護(hù)
繼續(xù)實(shí)施的帶有全局性,長(zhǎng)期性,定向問(wèn)題研究。國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃中,規(guī)劃的水文地質(zhì)工作的發(fā)展帶來(lái)了巨大的機(jī)遇。國(guó)家需要的是水文地質(zhì)工作的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn),結(jié)合經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的需要,服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,水文工作才有生命力。根據(jù)政府的職能部門,應(yīng)不斷加強(qiáng)地下水開(kāi)發(fā)利用和保護(hù)的相關(guān)政策的戰(zhàn)略研究,使地下水這一寶貴資源的自然屬性和社會(huì)屬性是緊密結(jié)合經(jīng)濟(jì),走出一條適合我國(guó)國(guó)情和自然環(huán)境的綜合與協(xié)調(diào)的辦法可持續(xù)發(fā)展。
結(jié)束語(yǔ)
地下水是巖土體的組成部分,它直接影響建筑場(chǎng)地地基巖土體的工程特性,對(duì)建筑物地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性和耐久性都產(chǎn)生影響,但在工程勘察設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中水文地質(zhì)問(wèn)題卻常常被忽視。本文結(jié)合筆者多年工作經(jīng)驗(yàn),就水文地質(zhì)的分類以及存在的問(wèn)題進(jìn)行了初步的分析,并對(duì)水文地質(zhì)勘查工作提出了相關(guān)的建議,供相關(guān)人員參考。
參考文獻(xiàn)
1我國(guó)地質(zhì)環(huán)境和災(zāi)害突出和嚴(yán)重性
我國(guó)環(huán)境地質(zhì)和災(zāi)害地質(zhì)極為突出和嚴(yán)重,而且有日益惡化之勢(shì)。例如我國(guó)在經(jīng)濟(jì)調(diào)整增長(zhǎng)的同時(shí),災(zāi)害的損失也日漸增大。1989年,災(zāi)害損失525億元,1990年為616億元,1991年達(dá)1050億元,占國(guó)民生產(chǎn)總值的1/6。如不考慮物價(jià)上漲因素,災(zāi)害所造成的經(jīng)濟(jì)損失增長(zhǎng)1990為17.33%,1991年高達(dá)70.45%,問(wèn)題嚴(yán)重,不容忽視。
要把保護(hù)地質(zhì)環(huán)境,減輕地質(zhì)災(zāi)害工作看作是創(chuàng)造財(cái)富的工作,其在社會(huì)發(fā)展中的作用與地礦勘查工作相同。
水資源的開(kāi)發(fā)利用和合理調(diào)配是今后我國(guó)值得注意的重大問(wèn)題。此外,地下水日益短缺,水質(zhì)不斷下降,過(guò)量開(kāi)采還引起地面沉降、海水入侵等一系列地質(zhì)災(zāi)害。土地利用不當(dāng),帶來(lái)了水土流失、石漠化和沙漠化問(wèn)題。一些跨世紀(jì)的重大工程,對(duì)區(qū)域的生態(tài)平衡和環(huán)境也存在著巨大的影響。因此,開(kāi)展地下水資源和地質(zhì)環(huán)境研究對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定具有重大意義。
這方面的研究工作:一是要圍繞重要經(jīng)濟(jì)區(qū)和國(guó)土整治區(qū)、重要城市、重點(diǎn)工程項(xiàng)目、重要交通干線和重點(diǎn)礦山,開(kāi)展地下水資源合理開(kāi)發(fā)利用和科學(xué)管理水資源與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展、區(qū)域地殼穩(wěn)定性、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)與防治、地質(zhì)—生態(tài)環(huán)境效應(yīng)、污染的防治等方面的研究,為合理利用水資源、改善和保護(hù)環(huán)境、減輕地質(zhì)災(zāi)害、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展服務(wù);二是加強(qiáng)區(qū)域地質(zhì)—地球化學(xué)環(huán)境、生物地球化學(xué)特征、生態(tài)效應(yīng)與系統(tǒng)控制,為人類健康與發(fā)展農(nóng)業(yè)服務(wù)。
2我國(guó)地質(zhì)環(huán)境和災(zāi)害問(wèn)題研究分析
由于我國(guó)地質(zhì)環(huán)境和災(zāi)害問(wèn)題突出,除繼續(xù)密切結(jié)合國(guó)土開(kāi)發(fā)整治和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要,進(jìn)行完善地質(zhì)環(huán)境區(qū)劃和區(qū)域評(píng)價(jià),加強(qiáng)發(fā)展地質(zhì)環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)控—預(yù)報(bào)—減輕系統(tǒng)以外,要重點(diǎn)開(kāi)展以下幾個(gè)領(lǐng)域的工作:
2.1干旱地區(qū)水資源的調(diào)查開(kāi)發(fā)利用與保護(hù)研究我國(guó)干旱區(qū)面積占全國(guó)面積1/4以上,主要包括新疆大部,內(nèi)蒙古、甘肅、青海西部、寧夏等,降水量不足200毫米。這里,土地資源、礦產(chǎn)資源飛能源和氣候資源都比較豐富,農(nóng)業(yè)、工礦業(yè)發(fā)展?jié)摿Ρ容^大,但發(fā)展中的最大制約因素就是水資源問(wèn)題。因此,加強(qiáng)西北干旱地區(qū)水資源的開(kāi)發(fā)利用與保護(hù)研究,具有開(kāi)發(fā)西北超前的戰(zhàn)略研究意義。
2.2我國(guó)西南巖溶石山生態(tài)環(huán)境治理與農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展試驗(yàn)基地研究我國(guó)西南六省巖溶區(qū)是世界上最大的聯(lián)片巖溶區(qū),是我國(guó)重要能源和有色金屬基地。然而近年來(lái)石漠化發(fā)展速度很快,生態(tài)惡化,人民生活貧困,是我國(guó)當(dāng)前最貧窮的地區(qū)之一,嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展,甚至還會(huì)威脅到長(zhǎng)江、珠江中下游的生態(tài)平衡和發(fā)展。西南巖溶地區(qū)又是我國(guó)四大生態(tài)脆弱帶(黃土、沙漠、紅壤土、巖溶)之一,過(guò)去國(guó)家對(duì)其它三個(gè)類型的研究,已有較大持續(xù)的科技投入,有力地推動(dòng)了對(duì)它們的治理。但對(duì)巖溶區(qū),僅“六五”期間組織過(guò)一次以治水為主題的攻關(guān),而在基礎(chǔ)問(wèn)題上無(wú)重大投入。
為了盡快改變巖溶山區(qū)落后面貌,要在這一地區(qū)選出的基礎(chǔ)問(wèn)題和應(yīng)用問(wèn)題開(kāi)展多學(xué)科、多部門的綜合治理試驗(yàn)基地研究,為巖溶石山治理、資源的合理評(píng)價(jià)開(kāi)發(fā)、促進(jìn)西南地區(qū)持續(xù)發(fā)展提供可靠的科學(xué)基礎(chǔ),對(duì)全區(qū)乃至全球巖溶石山治理都可起示范作用。
①巖溶地區(qū)四層圈之間相互作用規(guī)律(碳、水、鈣及其它元素環(huán))。②西南巖溶石山的形成演化與人地協(xié)調(diào)發(fā)展關(guān)系研究。③巖溶地區(qū)資源形成機(jī)理和分布規(guī)律。④巖溶生態(tài)系統(tǒng)的類型、展布規(guī)律與經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)關(guān)系。⑤巖溶地區(qū)石漠化的形成條件飛機(jī)理和演變過(guò)程。⑥巖溶石山區(qū)人口、糧食、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展戰(zhàn)略。
2.3東部沿海地區(qū)環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)和防治系統(tǒng)研究東部沿海地區(qū)作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)改革的窗口,近十幾年來(lái)獲得了迅速的發(fā)展,成為我國(guó)一個(gè)重要而又獨(dú)特的經(jīng)濟(jì)區(qū)域。但是,不能不看到,隨著沿海經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅猛發(fā)展和對(duì)海洋資源的大規(guī)模開(kāi)發(fā),也帶來(lái)了日益嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題和災(zāi)害的激發(fā),自然環(huán)境正在進(jìn)一步惡化。
20世紀(jì)70年代以前,我國(guó)只有零星的地區(qū)發(fā)生海水入侵。隨著沿海開(kāi)發(fā),大量超采地下水、海水入侵范圍不斷擴(kuò)大,遼寧、河北、山東、江蘇、廣東等省的沿海城市均出現(xiàn)了不同程度的海水入侵。北方城市尤為嚴(yán)重,如膠東灣海水入侵速度已從每年數(shù)十米增加到每年401米,入侵范圍達(dá)627平方公里。海水入侵使陸地上的淡水資源遭到破壞,更加劇了水荒。同時(shí),使大片土地變成鹽荒地,僅山東萊州地區(qū)因海水入侵造成的工農(nóng)業(yè)損失累計(jì)就高達(dá)50億元。過(guò)量開(kāi)采地下水造成的另一災(zāi)害是地面沉降。我國(guó)東部沿海地區(qū)已近20座城市出現(xiàn)地面沉降,上海、天津兩城市最大累計(jì)沉降量達(dá)到263厘米左右,位于長(zhǎng)江三角洲的蘇州、無(wú)錫、常州、嘉興、肖山地區(qū)已發(fā)展成數(shù)千平方公里的沉降帶,滄州、保定等地的城市地面沉降達(dá)2000平方公里。地面沉降使一些民用建筑破壞,地下管道斷裂,加大了海水入侵和內(nèi)澇積水的危害。
人工采砂、淡水截流、亂采亂挖珊瑚礁和砍伐紅樹(shù)林造成海岸的侵蝕,如海南清蘭港沿岸,近十年來(lái)海岸線后退了150~200米。海岸侵蝕使海岸建筑、土地資源、旅游資源遭到破壞,威脅到港口、碼頭的安全。
在我國(guó)海岸帶上的一些城市、港口、海灣出現(xiàn)了不同程度的環(huán)境污染,有的地區(qū)甚至相當(dāng)嚴(yán)重,大大超過(guò)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。污染不僅給漁業(yè)、鹽業(yè)、旅游業(yè)造成損失,而且誘發(fā)赤潮災(zāi)害的發(fā)生。近年來(lái),我國(guó)赤潮發(fā)生頻率增高,每年數(shù)十次,給生態(tài)環(huán)境、漁業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)破壞,也威脅到人民身體健康。
特別需要指出的是,沿海地區(qū)災(zāi)害造成的損失有日益增長(zhǎng)的勢(shì)頭。據(jù)統(tǒng)計(jì),由海洋災(zāi)害造成的損失,20世紀(jì)50年代平均每年不足1億元,80年代初期平均每年5億元,1992年則高達(dá)100多億元。在某種程度上,海洋災(zāi)害已成為制約沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)展的因素之一。
沿海地區(qū)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中占有舉足輕重的地位,沿海開(kāi)發(fā)正顯加速發(fā)展態(tài)勢(shì)。而我國(guó)海岸帶從北向南跨越了不同的古板塊,地質(zhì)環(huán)境相當(dāng)脆弱復(fù)雜,一旦遭到破壞,要花很大財(cái)力和物力才能恢復(fù)。面對(duì)這種情況,除了加強(qiáng)對(duì)沿海地區(qū)開(kāi)發(fā)的綜合管理,建立健全資源、環(huán)境合理開(kāi)發(fā)、綜合利用和保護(hù)的法規(guī)體系,處理好資源、環(huán)境和建設(shè)的關(guān)系以外,要加強(qiáng)對(duì)該區(qū)環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)和防治系統(tǒng)的研究程度,力求控制重大地質(zhì)災(zāi)害的突然發(fā)生和嚴(yán)重危害,減輕地質(zhì)災(zāi)害造成的損失;另一方面,深入研究各類地質(zhì)災(zāi)害的形成機(jī)制和發(fā)生、發(fā)展規(guī)律,研制和推廣主要地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查方面的監(jiān)測(cè)、防治技術(shù)。通過(guò)這一地區(qū)的研究,為全國(guó)各地區(qū)環(huán)境、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)和防治,為減輕地質(zhì)災(zāi)害積累經(jīng)驗(yàn)提供依據(jù)。
2.4地表過(guò)程與土地的可持續(xù)利用研究最近國(guó)際地科聯(lián)為了參與并推進(jìn)《21世紀(jì)議程》的開(kāi)展,成立了環(huán)境規(guī)劃和管理地質(zhì)學(xué)專門委員會(huì)(COGEOENNIRONMENT),以便更充分地發(fā)揮地質(zhì)學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的重要作用,提高公眾和決策者對(duì)地學(xué)在有效地管理和保護(hù)環(huán)境及其資源的重要性認(rèn)識(shí)。最近,該委員會(huì)向環(huán)境問(wèn)題科學(xué)委員會(huì)(SCOPE)提出開(kāi)展《地表過(guò)程與土地持續(xù)利用》研究的建議,作為地科聯(lián)參加持續(xù)發(fā)展工作的一個(gè)項(xiàng)目,以便在國(guó)土利用和規(guī)劃中發(fā)揮地質(zhì)學(xué)家的作用。
最近一系列研究表明,地表過(guò)程對(duì)土地狀況有著極大的影響,它們可以限制或增強(qiáng)土地利用變化和工程建設(shè)的可能性。據(jù)國(guó)際地科聯(lián)主席W.S·法伊夫(1993)研究,全球表層土壤的年損失率達(dá)0.7%,水土流失產(chǎn)生嚴(yán)重地質(zhì)生態(tài)后果甚至已超出糧食供應(yīng)本身的問(wèn)題。我國(guó)不少地區(qū)水土流失的情況日趨嚴(yán)重,不僅使土壤厚度變化劇烈,而且造成土壤養(yǎng)分降低,土質(zhì)變差。為了協(xié)調(diào)和持續(xù)發(fā)展,我們應(yīng)從對(duì)各種地表過(guò)程研究入手,并定量評(píng)價(jià)水土流失現(xiàn)狀,進(jìn)而提出地質(zhì)上的治理措施和方案,以便探索不同類型地區(qū)的地表過(guò)程與生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的關(guān)系,使土地能為人類的繁榮和社會(huì)發(fā)展而得到持續(xù)的發(fā)展。
2.5城市廢物的地質(zhì)安全處置研究目前,城市規(guī)模不斷擴(kuò)大,人口集居密度不斷提高,從20世紀(jì)50年代到20世紀(jì)80年代,城市人口由0.6億增加到2.2億,城市廢物迅速增長(zhǎng)。據(jù)1985年粗略統(tǒng)計(jì),僅我國(guó)城市垃圾量年產(chǎn)已達(dá)5188萬(wàn)噸,其增長(zhǎng)率超過(guò)10%,預(yù)計(jì)現(xiàn)在年產(chǎn)量已達(dá)到1億多噸。我國(guó)城市廢物排放量大,而且集中,不但至今基本上未得到妥善處置,而且其數(shù)量有大幅度增長(zhǎng)趨勢(shì),對(duì)大氣、地表水和地下水的污染非常嚴(yán)重。此外,我國(guó)核廢料的安全地質(zhì)處置,特別是高放射性核廢物的安全隔離還是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。為此,地質(zhì)學(xué)家要與其它自然科學(xué)家一起,研究城市廢物的地質(zhì)安全處置技術(shù)和方法,實(shí)現(xiàn)廢物的安全處置。
2.6化學(xué)定時(shí)炸彈與人類的生存和健康人類活動(dòng)對(duì)地球環(huán)境的影響日益加劇。因此,協(xié)調(diào)人地關(guān)系,探討人地作用機(jī)理,揭示人類生存與環(huán)境之間的內(nèi)在聯(lián)系,已成為維護(hù)人類繼續(xù)繁榮和不斷發(fā)展的關(guān)鍵,并開(kāi)始成為人類認(rèn)識(shí)地球新的出發(fā)點(diǎn)和突破口。
中圖分類號(hào): P641 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
1、 巖土水理性質(zhì)
巖土水理性質(zhì)是指巖士與地下水相互作用時(shí)顯示出來(lái)的各種性質(zhì)。巖土水理性質(zhì)與巖土的物理性質(zhì)都是巖:巖土的水理性質(zhì)不僅影響巖土的強(qiáng)度和變形,而且有些性質(zhì)還直接影響到建筑物的穩(wěn)定性。以往在勘察中對(duì)巖土的物理力學(xué)性質(zhì)的測(cè)試比較重視,對(duì)巖土的水理性質(zhì)卻有所忽視,因而對(duì)巖土工程地質(zhì)的評(píng)價(jià)是不夠全面的。巖土的水理性質(zhì)是巖土與地下水相互作用顯示出來(lái)的性質(zhì),下面首先介紹一下地下水的賦存形式及對(duì)巖土水理性質(zhì)的影響,然后再對(duì)巖土的幾個(gè)重要的水理性質(zhì)及研究測(cè)試方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。
1.1 地下水的賦存形式:地下水按其在巖土中的賦存形式可分為結(jié)合水、毛細(xì)管水和重力水三種,其中結(jié)合水又可分為強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水兩種。
2.2 巖土的主要的水理性質(zhì)及測(cè)試辦法:①軟化性,是指巖土體浸水后,力學(xué)強(qiáng)度降低的特性,一般用軟化系數(shù)表示,它是判斷巖石耐風(fēng)化、耐水浸能力的指標(biāo)。在巖石層中存在易軟化巖層時(shí),在地下水的作用下往往會(huì)形成軟弱夾層。各類成因的粘性上層、泥巖、頁(yè)巖、泥質(zhì)砂巖等均普遍存在軟化特性。②透水性,是指水在重力作用下,巖土容許水透過(guò)自身的性能。松散巖上的顆粒愈細(xì)、愈不均勻,其透水性便愈弱。堅(jiān)硬巖石的裂隙或巖溶愈發(fā)育,其透水性就愈強(qiáng)。透水性一般可用滲透系數(shù)表示,巖上體的滲透系數(shù)可通過(guò)抽水試驗(yàn)求取。 ③崩解性,是指巖浸水濕化后,由于土粒連接被削弱,破壞,使土體崩敞、解體的特性。④給水性,是指在重力作用下飽水巖土能從孔隙、裂隙中自由流出一定水的性能,以給水度表示。給水度是含水層的幾個(gè)重要水文地質(zhì)參數(shù),也影響場(chǎng)地疏時(shí)間。給水度一般采用實(shí)驗(yàn)室方法測(cè)定。⑤脹縮性,是指巖土吸水后體積增大,失水后體積減小的特性,巖土的漲縮性是由于顆粒表面結(jié)合水膜吸水變厚,失水變薄造成的。
2、工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評(píng)價(jià)內(nèi)容
在工程勘察中,對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題的評(píng)價(jià),主要應(yīng)考慮以下內(nèi)容:
2.1 應(yīng)重點(diǎn)評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土體和建筑物的作用和影響,預(yù)測(cè)可能產(chǎn)生的巖土工程危害,提出防治措施。
2.2 工程勘察中還應(yīng)密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類型的需要,查明有關(guān)水文地質(zhì)問(wèn)題,提供選型所需的水文地質(zhì)資料。
2.3 應(yīng)從工程角度,按地下水對(duì)工程的作用與影響,提出不同條件下應(yīng)當(dāng)著重評(píng)價(jià)的地質(zhì)問(wèn)題,如:①對(duì)埋藏在地下水位以下的建筑物基礎(chǔ)中水對(duì)砼及砼內(nèi)鋼筋的腐蝕性。②對(duì)選用軟質(zhì)巖石、強(qiáng)風(fēng)化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎(chǔ)持力層的建筑場(chǎng)地,應(yīng)著重評(píng)價(jià)地下水活動(dòng)對(duì)上述巖土體可能產(chǎn)生的軟化、崩解、脹縮等作用。在地基基礎(chǔ)壓縮層范圍內(nèi)存在松散、飽和的粉細(xì)砂、粉上時(shí),應(yīng)預(yù)測(cè)產(chǎn)生潛蝕、流砂、管涌的可能性。③當(dāng)基礎(chǔ)下部存在承壓含水層,應(yīng)對(duì)基坑開(kāi)挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進(jìn)行計(jì)算和評(píng)價(jià)。④在地下水位以下開(kāi)挖基坑,應(yīng)進(jìn)行滲透和富水試驗(yàn),并評(píng)價(jià)由于人工降水引起土體沉降、邊坡失穩(wěn)進(jìn)而影響周圍建筑物穩(wěn)定的可能性。
3、地下水引起的巖土工程危害
地下水引起的巖土工程危害,主要是由于地下水位升降變化和地下水動(dòng)水壓力作用兩個(gè)方面的原因造成的。
3.1地下水動(dòng)壓力作用引起巖土工程危害。地下水在天然狀態(tài)下動(dòng)水壓力作用比較微弱,一般不會(huì)造成什么危害,但在人為工程活動(dòng)中由于改變地下水天然動(dòng)力平衡條件,在移動(dòng)的動(dòng)水壓力作用下,往往會(huì)引起一些嚴(yán)重的巖土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成條件和防治措施在有關(guān)的工程地質(zhì)文獻(xiàn)已有較詳細(xì)的論述,這里不再重復(fù)。
3.2 地下水升降變化引起的巖土工程危害。地下水位變化可由天然因素或人為因素引起,但不管什么原因,當(dāng)?shù)叵滤坏淖兓_(dá)到一定程度時(shí),都會(huì)對(duì)巖土工程造成危害,地下水位變化引起危害又可分為三種方式:
(1)地下水位下降引起的巖土工程危害。地下水位的降低多是由于人為因素造成的,如集中大量抽取地下水.采礦活動(dòng)中的礦床疏干以及上游筑壩,修建水庫(kù)截奪下游地下水的補(bǔ)給等。地下水的過(guò)大下降,常常誘發(fā)地裂、地面沉降、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害以及地下水源枯竭、水質(zhì)惡化等環(huán)境問(wèn)題,對(duì)巖土體、建筑物的穩(wěn)定性和人類自身的居住環(huán)境造成很大威脅。
(2)地下水頻繁升降對(duì)巖土工程造成的危害。地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產(chǎn)生不均勻的脹縮變形,當(dāng)?shù)叵滤殿l繁時(shí).不僅使巖上的膨脹收縮變形往復(fù),而且會(huì)導(dǎo)致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大,進(jìn)而形成地裂引起建筑物特別是輕型建筑物的破壞。地下水升降變動(dòng)帶內(nèi)由于地下水的滲透,會(huì)將土層中的鐵、鋁成分淋失,土層失去膠結(jié)物將造成土質(zhì)變松、含水量孔隙比增大,壓縮模量、承載力降低,給巖土工程基礎(chǔ)選擇、處理帶來(lái)較大的麻煩。
2巖土水理的性質(zhì)
巖土由于受到地下水的影響,就可能出現(xiàn)各種各樣的性質(zhì),這就是巖土的水理性質(zhì)。我們?cè)谶M(jìn)行工程地質(zhì)勘察工作時(shí),一定要將巖土水理性質(zhì)的勘察作為關(guān)鍵工作,這樣才能掌握最真實(shí)的巖土地質(zhì)狀況。
2.1地下水的儲(chǔ)存形式
我們平時(shí)生產(chǎn)、生活中所使用的地下水,都是以三種狀態(tài)儲(chǔ)存在巖土層中的,也就是重力水、結(jié)合水和毛細(xì)管水。地下水之所以能以這種狀態(tài)儲(chǔ)存在巖土深處,其實(shí)就是因?yàn)榈叵滤兄x存的特征。
2.2巖土的水量性質(zhì)
2.2.1軟化性。若巖土受到水的浸濕,就會(huì)使其力學(xué)強(qiáng)度顯著降低,在這種條件下,巖土就會(huì)體現(xiàn)出軟化性的特征。我們?cè)谠u(píng)估巖土的軟化性強(qiáng)弱時(shí)通常會(huì)將軟化系數(shù)作為指標(biāo)。而在評(píng)價(jià)巖土的耐風(fēng)化程度和耐水浸性能時(shí),則需要以軟化系數(shù)為依據(jù),因此我們必須準(zhǔn)確的確定軟化系數(shù)。幾乎所有類型的巖石都會(huì)表現(xiàn)出一些軟化性特征。
2.2.2透水性。巖土的透水性就是指當(dāng)水受到重力的作用,巖土讓水通過(guò)自身的一種性質(zhì)。巖土的透水性通常都是用滲透系數(shù)來(lái)表示的,但巖土的透水性強(qiáng)弱卻要受到巖土自身的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)的很大影響,通常情況下,巖土的堅(jiān)硬性和巖土的透水性是成反比的。此外,巖土的顆粒直徑也會(huì)對(duì)其透水性產(chǎn)生一定的影響。
3地質(zhì)勘查中水文地質(zhì)的問(wèn)題分析
工程勘察中,應(yīng)密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)的類型預(yù)測(cè)地下水對(duì)建筑工程可能存在的危害,并以實(shí)際狀況為前提,根據(jù)勘察區(qū)域的水文地質(zhì)條件差異,對(duì)地下水存在的問(wèn)題按照水文地質(zhì)勘察計(jì)劃,找出應(yīng)對(duì)的措施,保證水文地質(zhì)勘察工作的進(jìn)行,降低地下水對(duì)地質(zhì)勘察工程的危害,提高建筑質(zhì)量。進(jìn)行水文地質(zhì)勘察工作時(shí),地下水與巖土的相互作用是重要的工作內(nèi)容。尤其是地下水的運(yùn)動(dòng),對(duì)于巖土工程的整體質(zhì)量有著不可估量的影響,所以我們必須做好這方面的工作。它可能帶來(lái)的不良作用主要包括下述幾點(diǎn):
3.1給基坑開(kāi)挖造成的影響。進(jìn)行基坑的挖掘工作時(shí),地下水常常會(huì)流到基坑的內(nèi)部,這便會(huì)影響基坑挖掘工作的順利開(kāi)展,不僅延誤工作進(jìn)度,還可能降低工作質(zhì)量。這時(shí),我們應(yīng)該做的工作是及時(shí)的排水,可是這有可能會(huì)影響基坑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,甚至可能會(huì)使附近的建筑工程發(fā)生不均勻沉陷。
3.2給土質(zhì)造成的影響。萬(wàn)一基坑內(nèi)涌入了地下水,則處理會(huì)影響工程的順利施工,還可能會(huì)影響地質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,極易產(chǎn)生流沙或者是管涌等問(wèn)題,因此我們要極力避免地下水的這種惡劣影響。若基坑中存有地下水,還可能導(dǎo)致基坑的側(cè)壁變形或者是底鼓,無(wú)法保障基坑工程的質(zhì)量。所以,在整個(gè)基坑施工的過(guò)程中,我們都一定要注意避免地下水的不良影響。
3.3地下水水位上升。導(dǎo)致地下水位升高的誘因是多種多樣的,主要有環(huán)境影響、人類活動(dòng)和地質(zhì)的變動(dòng)等主要方面。在巖土工程的施工中,一旦地下水位發(fā)生變動(dòng),則會(huì)給工程施工帶來(lái)極其惡劣的影響。比如說(shuō)地下水的水位上升會(huì)讓土壤沼澤化,水量的增大會(huì)增大對(duì)建筑物的腐蝕性,對(duì)整個(gè)巖體的結(jié)構(gòu)造成破壞,導(dǎo)致一些巖土出現(xiàn)滑移、崩塌等現(xiàn)象,甚至使整個(gè)建筑工程喪失結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,無(wú)法正常使用。
3.4地下水水位下降。在巖土工程施工中,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的一個(gè)問(wèn)題就是地下水位的下降,主要原因是人們?nèi)粘5纳a(chǎn)生活中常常會(huì)抽取地下水,這便會(huì)導(dǎo)致地下水位的下降。而這一變化對(duì)于巖土工程的施工同樣有著非常惡劣的影響,可能會(huì)出現(xiàn)地面的不均勻沉陷、塌陷或者是地裂等問(wèn)題,這對(duì)于巖土工程的整體結(jié)構(gòu)是致命性的破壞,并且也不利于生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定發(fā)展,因此,在施工的過(guò)程中一定要注意好這一問(wèn)題,保證好施工的質(zhì)量和安全。
4地質(zhì)勘查過(guò)程中水文地質(zhì)問(wèn)題的注意事項(xiàng)
開(kāi)展巖土工程的水文地質(zhì)勘察工作時(shí),不僅要分析水文地質(zhì)狀況,還需要解決好與之相關(guān)的各種問(wèn)題。在工作過(guò)程中一般會(huì)做好下列幾項(xiàng)工作:首先,必須給予各種水文地質(zhì)問(wèn)題足夠的關(guān)注,并保證各項(xiàng)水文地質(zhì)參數(shù)的準(zhǔn)確性,要了解施工地區(qū)的水文地質(zhì)狀況、巖土結(jié)構(gòu)和地下水的運(yùn)動(dòng)狀況。其次,開(kāi)展工程地質(zhì)的水文地質(zhì)勘察工作時(shí),若土層內(nèi)含有地下水,則必須深入探究地下水的性質(zhì)及相關(guān)參數(shù),這樣才能給后續(xù)的工作提供科學(xué)的依據(jù)。
1.1水文地質(zhì)類型區(qū)的定義
所謂水文地質(zhì)類型區(qū),就是根據(jù)巖層下面地下水的分布形態(tài)、地貌特點(diǎn)以及含水層的成因相似性即其附近的巖石結(jié)構(gòu)條件等內(nèi)容對(duì)地下水進(jìn)行不同區(qū)域的劃分,使其按照各自的特點(diǎn)形成獨(dú)立或相對(duì)獨(dú)立的地下水分布區(qū)域。
1.2水文地質(zhì)類型區(qū)的特征
在將地下水劃分為不同水文地質(zhì)類型區(qū)時(shí),要使其形成一定的特色,即能夠與其他水文地質(zhì)類型區(qū)有著明顯的不同特征。一般來(lái)講,每個(gè)水文地質(zhì)類型區(qū)獨(dú)特的特征應(yīng)該從地下水的流域面積及水流流動(dòng)特點(diǎn)開(kāi)始分析,并對(duì)其周邊的地質(zhì)與水文地質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)查,指出其在自身空間范圍內(nèi)的地下水存儲(chǔ)與運(yùn)動(dòng),以及其自我補(bǔ)給、徑流和排泄的方式和過(guò)程。
1.3水文地質(zhì)類型區(qū)的劃分原則
從上述對(duì)水文地質(zhì)類型區(qū)的定義域特征分析可以看出,其區(qū)域的劃分并不是隨意進(jìn)行的,而是通過(guò)一定的原則、規(guī)律和標(biāo)準(zhǔn)而進(jìn)行區(qū)分的。一般來(lái)講應(yīng)該遵循以下原則:¹水文地質(zhì)類型區(qū)的勘查要能夠與地下水的評(píng)價(jià)進(jìn)行密切的配合,只有這樣,才能夠提高類型區(qū)勘查的實(shí)際作用。水文地質(zhì)的成因主要是由于地下水與巖層共同作用而形成的,因此,在水文地質(zhì)的勘查中也要能夠密切注意地質(zhì)成因的研究工作。»要能夠?qū)⒌叵潞畬拥母鞣N介質(zhì)類型與地質(zhì)的巖性、埋藏條件以及地下水化學(xué)類型等進(jìn)行密切的結(jié)合,只有這樣,才能夠擴(kuò)大水文地質(zhì)勘查的范圍。水文地質(zhì)勘查區(qū)的劃分要能夠達(dá)到分類命名簡(jiǎn)單、便于水政管理等目的。
2工程勘查中水文地質(zhì)的勘查要求
在實(shí)際的建筑工程設(shè)計(jì)中,對(duì)于水文地質(zhì)的勘查各自有著不同的側(cè)重點(diǎn),因此,應(yīng)該在明確了巖土工程對(duì)于水文地質(zhì)勘查的要求以后再進(jìn)行實(shí)地的地質(zhì)勘查。繼而通過(guò)勘查所得的資料,對(duì)當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件進(jìn)行分析。一般來(lái)講,需要注意以下幾點(diǎn)要求:
2.1自然地理?xiàng)l件
在水文地質(zhì)勘查中,首先需要對(duì)自然地理?xiàng)l件情況進(jìn)行勘查和研究。自然地理?xiàng)l件主要包括地貌地形以及氣象水文特征等內(nèi)容。其中,氣象水文特征主要指的是建筑工程所在地的氣候條件,主要包括氣候帶的分布情況,熱量以及濕潤(rùn)情況等。
2.2地質(zhì)環(huán)境
在水文地質(zhì)的勘查過(guò)程中,水文條件與地質(zhì)是分不開(kāi)的,因此,需要對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行熟悉和了解。地質(zhì)環(huán)境涉及的內(nèi)容主要包括工程所在區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造特征、基底構(gòu)造及其對(duì)第四系厚度的控制、地層巖性、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等方面的內(nèi)容。
2.3地下水位情況
地下水位勘查是水文地質(zhì)勘查的重點(diǎn)項(xiàng)目,其勘查的內(nèi)容主要包括近年來(lái)地下水位的最高水位以及最低水位以及水位的變化趨勢(shì),地表水與地下水的補(bǔ)給關(guān)系以及地下水的補(bǔ)給排泄條件等,地下水位的變化情況對(duì)于巖土工程的建設(shè)和后期使用都具有重要的影響,因此要加強(qiáng)對(duì)地下水位的勘查工作。各含水層和隔水層的埋藏條件、地下水類型、流向、水位及其變化幅度。主要研究的內(nèi)容包括,含水層的分布、厚度及埋深;通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)定地層滲透系數(shù)等水文地質(zhì)參數(shù)等;場(chǎng)地地質(zhì)條件下對(duì)地下水賦存和滲流狀態(tài)的影響、判定地下水水質(zhì)對(duì)建筑材料的腐蝕性等。
3工程地質(zhì)勘查中水文地質(zhì)問(wèn)題評(píng)價(jià)內(nèi)容分析
在工程建設(shè)過(guò)程中,對(duì)于工程質(zhì)量影響較大的水文地質(zhì)因素有很多,主要包括地下水位及變動(dòng)幅度、地下水的類型、土層或巖層滲透性的強(qiáng)弱及滲透系數(shù)以及含水層和隔水層的厚度和分布及組合關(guān)系等。為了綜合提高地質(zhì)勘查水平,需要對(duì)地質(zhì)勘查中涉及到的水文地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行重點(diǎn)研究。通過(guò)對(duì)水文地質(zhì)條件的分析,不僅能夠?qū)λ牡刭|(zhì)問(wèn)題有明確的認(rèn)識(shí),而且能夠?qū)Φ叵滤畬?duì)工程地質(zhì)的影響做出明確的評(píng)價(jià),進(jìn)而能夠針對(duì)可能出現(xiàn)的情況采取一定的措施。這能夠在很大程度上消除建筑工程建設(shè)的盲目性,提高建筑工程的整體建設(shè)水平。很少有針對(duì)實(shí)際的工程需要來(lái)分析地下水可能會(huì)產(chǎn)生的危害的報(bào)告,這是當(dāng)前的地質(zhì)勘查工作中的缺陷與問(wèn)題,必須要進(jìn)行改進(jìn)與完善。為此,筆者提出,在未來(lái)的工程進(jìn)行地質(zhì)勘查時(shí),至少需要從下述幾點(diǎn)內(nèi)容對(duì)水文地質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià):
3.1注重地下水對(duì)巖土體和建筑的影響
在工程建設(shè)過(guò)程中,地下水是影響建筑質(zhì)量的重要因素,因此,在工程地質(zhì)勘查中,應(yīng)重點(diǎn)評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土體和建筑的作用和影響,預(yù)測(cè)可能產(chǎn)生的巖土工程危害,做出相應(yīng)的防治措施的準(zhǔn)備工作。
3.2水文地質(zhì)對(duì)地基的影響
對(duì)于一項(xiàng)建筑工程來(lái)講,地基是最重要的部位,其施工質(zhì)量的好壞,直接關(guān)系到整個(gè)建筑工程的質(zhì)量。因此,在工程地質(zhì)勘查的過(guò)程中,要能夠加強(qiáng)研究與地基有關(guān)的水文地質(zhì)問(wèn)題。工程地質(zhì)勘查中要密切結(jié)合建筑物地基基拙類型,查明與該地基基拙類型有關(guān)的水文地質(zhì)問(wèn)題,提供選型所需的水文地質(zhì)資料。
3.3加強(qiáng)對(duì)地下水賦存狀態(tài)和變化規(guī)律的研究
在工程地質(zhì)的勘查過(guò)程中,要能夠?qū)λ牡刭|(zhì)自身的狀態(tài)進(jìn)行分析和研究。在地下水勘查過(guò)程中,應(yīng)該對(duì)地下水的天然存在形態(tài)和今后可能的變化情況進(jìn)行科學(xué)的研究,此外,更為重要的是,要能夠?qū)Φ叵滤拇嬖趯?duì)于建筑工程的建設(shè)以及使用情況產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析,從而能夠避免地下水對(duì)建筑工程造成的負(fù)面影響。此外,值得注意的是,地下水位的存在和變化情況對(duì)于每一種建筑物都具有很大的影響。因此,在進(jìn)行工程地質(zhì)分析的時(shí)候,要能夠?qū)Φ叵滤恢虾偷叵滤恢碌那闆r進(jìn)行區(qū)別對(duì)待。
4地下水位變化對(duì)巖土工程的影響
膨脹性巖土如果產(chǎn)生不均勻的脹縮變形,大多數(shù)情況下都是因?yàn)榈叵滤坏纳?jí)所引起的,如果升降變化比較大就會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的地裂災(zāi)害的發(fā)生,進(jìn)而對(duì)建筑物產(chǎn)生較大的破壞,甚至?xí)斐商?。所以在發(fā)現(xiàn)地下水位出現(xiàn)頻繁升降變化的時(shí)候,要給予足夠的重視,在進(jìn)行膨脹性巖土地區(qū)的勘查工作過(guò)程中,應(yīng)著重對(duì)該地區(qū)的水文進(jìn)行詳盡的研究和數(shù)據(jù)分析,進(jìn)而掌握地下水位的升降變化規(guī)律。只有通過(guò)對(duì)地基基拙深度的選擇依據(jù)水文的地下水位變化這個(gè)原則的有效執(zhí)行,就可以盡可能避免出現(xiàn)變形和受損。如果當(dāng)水位壓縮層的范圍內(nèi)變化,就可能會(huì)讓地基發(fā)生軟化現(xiàn)象,導(dǎo)致地基強(qiáng)度降低,就可能讓建筑物發(fā)生沉降和變形,所以在實(shí)際施工中一定要對(duì)地下水位的升降變化給予高度重視,以避免對(duì)巖土工程產(chǎn)生破壞和影響。
在剖面圖系統(tǒng)中有一項(xiàng)功能是繪制平切圖,如圖1所示。
使用方法為首先進(jìn)入工程地質(zhì)剖面圖子系統(tǒng),然后繪制高程標(biāo)尺、地形線、鉆孔、地質(zhì)結(jié)構(gòu)面。繪制到圖面上的地質(zhì)結(jié)構(gòu)面,其附加數(shù)據(jù)已定義為結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀,如圖3所示。
點(diǎn)取如圖1的“地質(zhì)結(jié)構(gòu)面”-“切制某一高程地質(zhì)結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)”,顯示的提示信息如下:
本項(xiàng)功能是計(jì)算某一高程的地質(zhì)結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)并存入一文件
本剖面高程上限(米):520。00
高程下限(米):230。00
當(dāng)你要繪制高程為300米的平切圖時(shí),請(qǐng)?jiān)谔崾尽坝衅角忻娓叱獭睂?duì)話框中輸入“300”,點(diǎn)取“OK”按鈕后,自動(dòng)在高程300處繪制一直線,如圖3中的AB,程序自動(dòng)計(jì)算出線段AB與地質(zhì)結(jié)構(gòu)面的交點(diǎn),反算出每個(gè)交點(diǎn)在本剖面的水平距離,并連同地質(zhì)結(jié)構(gòu)面的編號(hào)、產(chǎn)狀等數(shù)據(jù)顯示在屏幕上。
計(jì)算完成后有提示信息,出現(xiàn)請(qǐng)輸入文件名的對(duì)話框如圖4所示。
為便于記憶,文件名的確定最好與高程值有關(guān),例如定為:A2-300。文件內(nèi)容如下所示:
0,84.61,d2,NW315SW<75,0,0,0.0
1,139.83,d1,NW315SW<75,0,0,0.0
2,146.56,DP1,NW320SW<75,0,0,0.0
3,208.17,d3,NW315SW<75,0,0,0.0
4,417.29,dp3,NW306NE<75,0,0,0.0
5,419.18,dp3,NW306NE<75,0,0,0.0
6,458.32,F1,NW305SW<76,0,0,0.0
7,490.18,F1,NW305SW<76,0,0,0.0
8,613.32,DP3,NW305SW<80,0,0,0.0
9,618.99,DP3,NW305SW<80,0,0,0.0
10,738.55,dp4,NW322NE<37,0,0,0.0
11,742.41,dp4,NW322NE<37,0,0,0.0
12,786.87,q2,NW330SW<80,0,0,0.0
13,787.93,q2,NW330SW<80,0,0,0.0
其中每一行是一個(gè)地質(zhì)結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù),分別為序號(hào)、水平距離、結(jié)構(gòu)面編號(hào)、產(chǎn)狀等數(shù)據(jù)。存入磁盤的文件可以在平面圖子系統(tǒng)中調(diào)用繪制平切圖。
2在平硐展示圖中切出平切圖數(shù)據(jù)
在平硐展示圖中切出某一高程平切面圖數(shù)據(jù)之前,請(qǐng)先進(jìn)入平硐展示圖子系統(tǒng),繪制出平硐展示圖,至少應(yīng)繪制出平硐展示圖邊框、地質(zhì)結(jié)構(gòu)面、技術(shù)說(shuō)明等。繪制到圖面上的地質(zhì)結(jié)構(gòu)面,其附加數(shù)據(jù)是結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀。下面以本系統(tǒng)提供的例題/PDLT/PD10為例,繪制出平硐展示圖,由于展示圖很長(zhǎng),圖5僅顯示展示圖的局部:
平硐展示圖中出現(xiàn)如圖6界面:
點(diǎn)取切制某一高程地質(zhì)結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)功能以后,用戶可選擇的有左壁、右壁和頂拱,提示信息如圖7所示。
接下來(lái)是確定平切面高程。在命令提示行顯示平硐硐口的底部高程和頂部高程,輸入以上兩點(diǎn)的界面如圖8所示。
點(diǎn)取“OK”按鈕后,自動(dòng)在用戶確定的兩點(diǎn)上繪制一直線,程序計(jì)算出該線段與地質(zhì)結(jié)構(gòu)面的交點(diǎn),反算出每個(gè)交點(diǎn)在本平硐展示圖的水平距離,并連同地質(zhì)結(jié)構(gòu)面的編號(hào)、產(chǎn)狀等數(shù)據(jù)顯示在屏幕上。計(jì)算完成后提示信息如下:
現(xiàn)在將切出的地質(zhì)結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)存入一指定文件,文件名自定義。
最好是本平硐文件名和高程相關(guān)聯(lián)來(lái)定義。
接下來(lái)提示用戶輸入文件名,其界面與圖4相同。
為便于記憶,文件名的確定最好與高程值有關(guān),例如定為:PD10-300或PD10.300。
3在平面圖子系統(tǒng)中繪制平切圖
使用平面圖子系統(tǒng)繪制平切圖之前,最好先繪制一張底圖,底圖是你所要繪制平切圖范圍內(nèi)水工建筑物布置圖,及其它需在平切圖上繪制的內(nèi)容,以便于將不同高程平切圖都繪制在底圖上。同時(shí)根據(jù)底圖的范圍,確定好平面圖的總體參數(shù),諸如左下角坐標(biāo)、右上角坐標(biāo)、比例尺等,然后再開(kāi)始繪制平切圖。平面圖子系統(tǒng)繪制平切圖可以采用以下幾種方法:
3.1手工描繪
如果你已經(jīng)繪制好地質(zhì)平面圖,并已繪制好地質(zhì)結(jié)構(gòu)面在地表的出露軌跡線,那么請(qǐng)先建立一個(gè)圖層,圖層名由用戶自己確定,例如繪制高程為300米的平切圖,建立的圖層名為PQT300,并設(shè)為當(dāng)前層。然后使用“繪制有關(guān)實(shí)體”-“繪構(gòu)造面出露軌跡線”-“給定若干點(diǎn)繪制構(gòu)造面出露軌跡線”,選擇圖面坐標(biāo)點(diǎn),在圖面上尋找高程300米的地形等高線與地質(zhì)結(jié)構(gòu)面的交點(diǎn)連接,依次繪制各地質(zhì)結(jié)構(gòu)面,形成高程為300的平切圖。
3.2自動(dòng)切繪
如果你已經(jīng)繪制好地質(zhì)平面圖,并已繪制好地質(zhì)結(jié)構(gòu)面在地表的出露軌跡線,繪制完鉆孔。那么請(qǐng)選擇如圖4所示的“繪制平切圖”-“切制某一高程的平切面圖”,程序開(kāi)始運(yùn)行后,提示信息如下:
請(qǐng)輸入平切面高程:
第一角:
第二角:
輸入平切面高程例如300,并通過(guò)選擇第一角和第二角確定范圍以后,自動(dòng)將高程為300米的地形線復(fù)制到圖層PQ上,計(jì)算鉆孔是否打到高程300米處,如果打到300米,在圖層PQ上繪制一鉆孔符號(hào)。按照地質(zhì)結(jié)構(gòu)面在地表繪制的出露線,根據(jù)其傾向、傾角折算到高程300米,繪制結(jié)構(gòu)面。在此說(shuō)明一點(diǎn),出露線的繪制如果完全符合V字型法則,那么切出的地質(zhì)結(jié)構(gòu)面是正確的,即是沿結(jié)構(gòu)面的走向方向繪制一條直線。否則,在平切圖上繪制的結(jié)構(gòu)面不是一條直線,可能是由若干折線組成,方向也不一定是走向方向。
3.3根據(jù)剖面圖中切出的數(shù)據(jù)繪制結(jié)構(gòu)面
在繪制平切圖之前,使用PLSR.EXE建立平切圖總體參數(shù)文件,請(qǐng)先調(diào)出包含有水工建筑物的底圖,進(jìn)入平面圖子系統(tǒng)。選擇圖9所示的“繪制平切圖”-“根據(jù)工程地質(zhì)剖面圖切制出的數(shù)據(jù)繪結(jié)構(gòu)面”,顯示的提示信息如下:
本程序是給定當(dāng)前剖面線的一個(gè)水平距離和產(chǎn)狀,繪制一結(jié)構(gòu)面的走向線
然后彈出一對(duì)話框如圖10所示:
結(jié)構(gòu)面文件名是由工程地質(zhì)剖面圖中切出的地質(zhì)結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù),在這里輸入你當(dāng)時(shí)確定的文件名。計(jì)算機(jī)繪制地質(zhì)結(jié)構(gòu)面時(shí),是在剖面線上切出地質(zhì)結(jié)構(gòu)面那一點(diǎn),沿走向方向繪制結(jié)構(gòu)面,兩個(gè)方向延長(zhǎng)的距離,就是在圖10中你所輸入的第一點(diǎn)和第二點(diǎn)延長(zhǎng)的距離。繪制完成后,可以通過(guò)手工對(duì)平切圖上的地質(zhì)結(jié)構(gòu)面進(jìn)行修改,修改時(shí)請(qǐng)注意不要修改線型或分解,以免丟失地質(zhì)結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù),將來(lái)再切制其它高程的平切圖時(shí)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。
3.4根據(jù)平硐展示圖中切出的數(shù)據(jù)繪制結(jié)構(gòu)面
在繪制平切圖之前,使用PLSR.EXE建立平切圖總體參數(shù)文件,并調(diào)出包含有水工建筑物的底圖,進(jìn)入平面圖子系統(tǒng)。選擇圖9所示的“繪制平切圖”-“根據(jù)平硐展示圖切制出的數(shù)據(jù)繪結(jié)構(gòu)面”,就是讀取在平硐展示圖切出的數(shù)據(jù)繪制地質(zhì)結(jié)構(gòu)面。程序開(kāi)始運(yùn)行后顯示的提示信息如下:
本程序是給定當(dāng)前平硐的一個(gè)水平距離和產(chǎn)狀,繪制結(jié)構(gòu)面的走向線
然后彈出一對(duì)話框如圖11所示:
繪制結(jié)構(gòu)面文件名是由平硐展示圖中切出的地質(zhì)結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù),在這里輸入你當(dāng)時(shí)確定的文件名。計(jì)算機(jī)繪制地質(zhì)結(jié)構(gòu)面時(shí),是在平硐上切出地質(zhì)結(jié)構(gòu)面那一點(diǎn),沿走向方向繪制結(jié)構(gòu)面,兩個(gè)方向延長(zhǎng)距離,就是你在圖11中輸入的第一點(diǎn)和第二點(diǎn)延長(zhǎng)的距離。繪制完成后,可以通過(guò)手工對(duì)平切圖上的地質(zhì)結(jié)構(gòu)面進(jìn)行修改,修改時(shí)請(qǐng)注意不要修改線型或分解,以免丟失地質(zhì)結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù),將來(lái)再切制其它高程的平切圖時(shí)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。
以本例題為例,繪制出平切面圖如圖12(a)所示,經(jīng)過(guò)手工編輯修改后的平切面圖如圖12(b)所示。
3.5根據(jù)當(dāng)前高程平切圖切出某一高程的平切圖數(shù)據(jù)
當(dāng)你已經(jīng)繪制好某一高程的平切圖后,可以在這張平切圖的基礎(chǔ)上,切出任何其它高程的平切圖數(shù)據(jù),方法是選擇““繪制平切圖”-“根據(jù)當(dāng)前高程平切圖切出某一高程的平切圖數(shù)據(jù)”,以圖12(b)為例,可以切制任意高程的平切圖數(shù)據(jù),程序開(kāi)始運(yùn)行后,提示信息如下:
本程序是根據(jù)當(dāng)前某一高程的平切圖切出另外一高程的平切圖
當(dāng)前高程(m):236
欲切平切圖高程(m):230
輸入完以上數(shù)據(jù)后,計(jì)算機(jī)自動(dòng)讀取當(dāng)前平切圖上的全部地質(zhì)結(jié)構(gòu)面實(shí)體,根據(jù)坐標(biāo)位置、傾向、傾角、高差等,計(jì)算出新高程(230)平切圖的地質(zhì)結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù),存入文件,文件名是“PQT”+高程值,例如切高程為230米的平切圖,文件名是PQT230。文件中包含若干地質(zhì)結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù),每一個(gè)結(jié)構(gòu)面的數(shù)據(jù)占三行,格式如下:
結(jié)構(gòu)面起點(diǎn)坐標(biāo)
結(jié)構(gòu)面終點(diǎn)坐標(biāo)
結(jié)構(gòu)面編號(hào)產(chǎn)狀等數(shù)據(jù)
坐標(biāo)是實(shí)際坐標(biāo),最后顯示“數(shù)據(jù)已存盤”和文件名。程序自動(dòng)返回到提示用戶輸入“欲切平切圖高程:”,繼續(xù)切制其它任意高程的平切圖。
3.6讀取某一高程的數(shù)據(jù)繪制平切圖
在繪制平切圖之前,使用PLSR.EXE建立平切圖總體參數(shù)文件,請(qǐng)先調(diào)出包含有水工建筑物的底圖,進(jìn)入平面圖子系統(tǒng)。選擇“地質(zhì)結(jié)構(gòu)面”-“讀取某一高程的數(shù)據(jù)繪制平切圖”,可以繪制出平切圖,程序運(yùn)行后顯示的提示信息如下:
根據(jù)切制出的某一平切圖數(shù)據(jù)文件繪制結(jié)構(gòu)面
并出現(xiàn)提示用戶輸入地質(zhì)結(jié)構(gòu)面文件名的界面與圖4相同。
輸入正確的文件名后,計(jì)算機(jī)自動(dòng)讀取數(shù)據(jù)文件,在圖面上繪制地質(zhì)結(jié)構(gòu)面,繪制出的高程為230米的平切面圖。
雜填土按照成分可以分為建筑垃圾土、工業(yè)垃圾土以及生活垃圾土。雜填土是由于人們活動(dòng)造成的無(wú)規(guī)律積累物形成的,它具有厚薄不一、成分多樣、顆粒不均勻、孔隙較大松散的顯著特點(diǎn)。膨脹土具有失去水后收縮、遇到水變膨脹的特性,屬于黏土。具有高度的塑造性,是部分地質(zhì)工程勘察中的地基方案選擇。
1.2飽和粉土和飽和粉細(xì)砂
飽和粉土和飽和粉細(xì)砂的特點(diǎn)有:結(jié)構(gòu)松散,在靜載作用力下能夠保持較高的強(qiáng)度,但是在地震力或是振動(dòng)力的作用下超孔隙水壓增大,顆粒之間的作用力降低,土中排水不暢時(shí)可以使土懸浮,產(chǎn)生液化沉陷導(dǎo)致土的承載能力下降或地基發(fā)生失穩(wěn)狀態(tài)。應(yīng)對(duì)于飽和粉細(xì)砂以及飽和粉土的液化程度和液化層分布范圍進(jìn)行查明。
1.3軟弱黏性土
軟弱粘性土是湖沼相和相泄湖海相三角洲的結(jié)合沉淀物,它在第四紀(jì)后期形成的軟弱性土具有孔隙比大天然含水量高壓縮性高抗剪強(qiáng)度低承載力低滲透性弱以及沉降穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)的顯著特點(diǎn)。
2地基基礎(chǔ)方案的選擇
地基方案選擇的主要目的是為了提高軟弱地基的承載能力、消除地基土的振動(dòng)液化沉陷影響、減輕膨脹土的脹縮性、消除黃土的濕陷性、防止沉降量過(guò)大及不均勻沉降的產(chǎn)生、防止剪切破壞使地基失穩(wěn)、滿足上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基的要求。
2.1雜填土和膨脹土
雜填土一般是由建筑垃圾、生活垃圾、原土壓實(shí)。雜填土一般不宜采用天然地基,但在填筑年代超過(guò)5年后,性能穩(wěn)定的工業(yè)垃圾和建筑垃圾均會(huì)達(dá)到一定的密實(shí)度。此類地基在采取上部結(jié)構(gòu)剛度的措施和加強(qiáng)基礎(chǔ)措施后,可作為一般建筑物的天然地基持力層,但其地基承載力應(yīng)根據(jù)其它原位測(cè)試手段或載荷試驗(yàn)取得。對(duì)于局部厚度較小的雜填土,可采用表層壓實(shí)法、重錘夯實(shí)法、換土墊層法或?qū)⑻钔镣诔?,將基礎(chǔ)直接置于穩(wěn)定的土層上。對(duì)于深度較大的雜填土,可采用復(fù)合地基處理或強(qiáng)夯法處理。對(duì)于有機(jī)質(zhì)含量較多的生活垃圾當(dāng)厚度不大時(shí)可挖除回填好土,對(duì)于厚度較大的生活垃圾不宜采用強(qiáng)夯法、表層壓、換土墊層,應(yīng)當(dāng)采用樁基礎(chǔ)。由于膨脹土質(zhì)具有失去水后收縮,遇到水變膨脹的特性,因此影響膨脹土質(zhì)的重要因素即是含水量。對(duì)于膨脹土質(zhì)需要調(diào)查當(dāng)?shù)氐膮^(qū)域水質(zhì)條件和氣候條件,分析土質(zhì)的含水量不同壓力作用下土質(zhì)的自由膨脹率和土質(zhì)的膨脹率,最后確定地基土的膨脹等級(jí)。根據(jù)當(dāng)?shù)氐膮^(qū)域水質(zhì)條件、氣候條件的實(shí)際情況,處理地基的膨脹力,保持地基不受變形的影響。對(duì)需要處理的膨脹土,要考慮到地下水位以及濕陷程度對(duì)膨脹土的影響。在地下水位深、膨脹土較厚的情況下,可以利用地基土的上部,對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行淺埋工作,減小地基土的膨脹變形量。當(dāng)膨脹土的厚度在2m~1m,膨脹土處于地表3m~2m之間時(shí),可以采用全部挖出膨脹土的方法,挖出膨脹土后進(jìn)行砂土或者灰土黏性土的替換。當(dāng)膨脹土埋藏很深并且土質(zhì)的承載能力不能滿足高層建筑物的要求時(shí),使用樁基礎(chǔ)的方法解決。換土墊層方法用來(lái)處理膨脹土埋藏較淺并且土質(zhì)厚度很大的情況。
2.2飽和粉細(xì)砂以及飽和粉土
當(dāng)處理飽和粉細(xì)砂以及飽和粉土的液化地基土?xí)r,要根據(jù)飽和粉細(xì)砂以及飽和粉土的液化等級(jí)以及建筑物的特性進(jìn)行綜合確定分析,不能一接觸液化場(chǎng)就消除液化沉陷的影響比如,可以不采取任何消除液化措施的是丁類建筑物的輕微液化場(chǎng)地和丁類建筑物的中等液化場(chǎng)地,對(duì)于丁類建筑物的嚴(yán)重液化場(chǎng)地需要進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的處理,對(duì)于丙類建筑物的輕微液化場(chǎng)地和丁類建筑物的中等液化場(chǎng)地也需要進(jìn)行加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的處理,對(duì)于丙類建筑物的嚴(yán)重液化場(chǎng)地需要進(jìn)行全部消除或部分消除液化沉陷的影響,此外也需要進(jìn)行加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的處理,對(duì)于乙類建筑物的輕微液化場(chǎng)地需要進(jìn)行部分消除液化沉陷的影響或進(jìn)行加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的處理。對(duì)于那些全部需要消除液化沉陷的場(chǎng)地,在處理深度時(shí)要保持處理深度高于液化深度的下限,通過(guò)改善排水條件或增加土地的密實(shí)程度,可以有效的處理液化的地基對(duì)碎石樁進(jìn)行振沖擠密或振沖置換時(shí)消除超孔隙水壓以及增加土地密實(shí)程度的有力措施,還可以選用強(qiáng)夯法灌漿法對(duì)土地密實(shí)程度進(jìn)行加大處理,在使用樁基礎(chǔ)時(shí)可以將樁端降到液化程度以下來(lái)穩(wěn)定土層。
2.3軟弱黏性土
面積不大的或是埋藏不深的軟弱粘性土可以進(jìn)行挖掘處理或是采用基礎(chǔ)加深的措施。對(duì)于厚度很大的軟弱粘性土可以采用灰土樁墊層換土法,對(duì)于寬度小的基礎(chǔ)可以選用條形地梁跨越。排水固結(jié)法可以作用于不含水砂層的軟弱粘性土。
2.4天然地基
天然地基是地質(zhì)工程建設(shè)中最優(yōu)選用的地基種類。在地質(zhì)工程建設(shè)中遇到天然地基時(shí),需要結(jié)合基礎(chǔ)形式以及地基的上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合處理分析。天然地基的每層土層的地基承載能力以及物理力學(xué)指標(biāo)有很大的差異,天然地基的土質(zhì)都是經(jīng)過(guò)沉積循環(huán)后成層出現(xiàn)的,首先要做到把上部承載能力強(qiáng)的土層當(dāng)成天然地基的支持力層,然后對(duì)其下部臥層土層的承載能力進(jìn)行驗(yàn)算,看看能否滿足承載力的要求。當(dāng)天然地基下部臥層土層的承載能力不能保證承載力的要求時(shí),為了加大厚度,需要對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行淺埋處理,在這個(gè)過(guò)程中要保持凍土的深度小于支持力層土層的厚度。對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行加寬處理可減少上部結(jié)構(gòu)的天然地基單位承載能力需求。地基的邊坡穩(wěn)定性、地基的變形程度、地基的承載能力是選擇天然地基的三個(gè)必要條件。在地基土的質(zhì)地比較均勻、地基土的壓縮性小、地基土的承載能力高時(shí),在保證地基承載能力的同時(shí)就可以保證地基的邊坡穩(wěn)定性以及地基的變形程度。
1.1全斷面開(kāi)挖法全斷面開(kāi)挖法又被叫做全斷面掘進(jìn)法。在隧道設(shè)計(jì)中開(kāi)挖斷面,從而可以在一次施工中完成開(kāi)挖斷面的方法。一共有三種方式開(kāi)挖:新奧地利全斷面開(kāi)挖法、護(hù)板全斷面開(kāi)挖法和掘進(jìn)機(jī)護(hù)板全斷面開(kāi)挖法。這種施工方法的操作相對(duì)簡(jiǎn)單,一般常規(guī)的工作順序有:使用移動(dòng)式鉆井臺(tái)車,先全斷面一次鉆探并進(jìn)行裝藥,然后鉆進(jìn)小車返回到50m安全位置外,然后引爆,一次爆破成型,將鉆孔車開(kāi)往開(kāi)挖面推入到位,開(kāi)始鉆探及爆破作業(yè)的下一個(gè)步驟。與此同時(shí),在施工前的防水隔離層作為初期的支護(hù),進(jìn)行第二次的堆砌。這個(gè)步驟主要有兩個(gè)點(diǎn)比較重要:一是增加了機(jī)械施工用具進(jìn)行二次噴作業(yè),通過(guò)兩次的噴,可以穩(wěn)定地基并且可以加速隧道施工的進(jìn)度;第二是必須提前進(jìn)行混凝土的鋪設(shè),并且不滯后200m。這是確保安全質(zhì)量的一個(gè)重要的方法。全斷面開(kāi)挖法主要使用在Ⅰ~Ⅲ級(jí)圍巖。全斷面開(kāi)挖法的工作特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)在于,在一個(gè)開(kāi)放的地點(diǎn)施工,可以相對(duì)多一點(diǎn)的使用大型機(jī)械;只需要一次開(kāi)挖,就可以進(jìn)行工作,加快了工作速度,降低了工作中產(chǎn)生的不必要的干擾。缺點(diǎn)在于,施工連續(xù)性很強(qiáng),需要高度的機(jī)械化用具的支持,若某部分出現(xiàn)問(wèn)題,整體進(jìn)度都會(huì)被影響。
1.2臺(tái)階法臺(tái)階法又分為正臺(tái)階和反臺(tái)階法。施工在穩(wěn)定性差的巖石,整個(gè)隧道斷面分為若干層,由上到下段開(kāi)挖,前后各從一個(gè)小一些積極步驟形成開(kāi)挖面。上部臺(tái)階的鉆研作業(yè)和下部臺(tái)階的出渣可以同時(shí)進(jìn)行,而使效率可以改善。之后,整個(gè)斷面開(kāi)挖出來(lái)后,然后由邊墻到拱頂襯砌。在隧道的第一層頂部的第一個(gè)挖掘是一個(gè)彎曲的導(dǎo)坑,需要鉆更多的井眼,以防止倒塌。導(dǎo)坑超前距離很短,使石碴爆破直接拋落到范圍以外的坑,以減少扒碴的工作量,提高施工速度。如果巖石隧道頂部松動(dòng),應(yīng)立即用臨時(shí)支撐螺栓或鋼拱坑,以防止倒塌。臺(tái)階法作為目前的最廣泛的應(yīng)用方法,缺點(diǎn)在于上部作業(yè)和下部作業(yè)有相互的干擾,這時(shí)候技術(shù)人員和施工人員就應(yīng)該注意下部作業(yè)對(duì)上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的影響。
1.3分部開(kāi)挖法較為軟弱的圍巖不能大斷面的開(kāi)挖,應(yīng)該采取分部開(kāi)挖的方法。當(dāng)前的分部開(kāi)挖法有三個(gè)主要形式:預(yù)留核心土法,雙側(cè)壁導(dǎo)坑法,交叉中隔壁法和中隔壁法。預(yù)留核心土法主要用于五到六級(jí)的圍巖隧道的施工。施工順序主要分為:初期的人力和機(jī)械相結(jié)合的施工,在開(kāi)挖拱部土體的支撐;在初期的支撐保護(hù)下,進(jìn)行第二次的挖掘,這次主要是挖核心土體和下半部的土體,并且進(jìn)行封底;根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,再次進(jìn)行二次襯砌。這類方法的施工穩(wěn)定性好,施工安全。雙側(cè)壁坑導(dǎo)法也稱為“眼鏡工法”,此方法現(xiàn)在兩遍進(jìn)行挖掘,再挖掘剩下的部分。這種方法大多用在第四到五級(jí)的圍巖,也是能夠在大斷面土質(zhì)隧道的施工方法。由于這方法先是在兩邊施工,初期的支護(hù)由下到上,很好的解決了土體承載力的不足,這樣也保護(hù)了施工的安全,控制可能到來(lái)的危險(xiǎn),避免出現(xiàn)地表下稱的問(wèn)題。但是這種方法實(shí)施起來(lái)很復(fù)雜,因?yàn)樵谶@種方法的應(yīng)用過(guò)程中有太多的工序,讓技術(shù)人員和管理人員的工作變的復(fù)雜,會(huì)拖慢施工的進(jìn)度,也會(huì)讓隧道施工的成本有不必要的增加。交叉中隔壁及中隔壁法,一般都是沿著一邊從上到下分兩到三步完成,每當(dāng)完成一部分工作時(shí),都要進(jìn)行專門的保護(hù)措施,例如安裝腳手架,中隔墻的建立,支護(hù)的搭建,中隔墻需要分布完成,然后再進(jìn)行另一邊的隔墻的挖掘,他們的分步次數(shù)和支護(hù)形成與開(kāi)挖的次數(shù)是相同的。交叉中隔壁及中隔壁法先進(jìn)行開(kāi)挖的那一邊要及時(shí)的受到保護(hù),完成相應(yīng)的幾步之后,可以開(kāi)始另一邊的施工,這樣兩邊的交叉工作可以同時(shí)進(jìn)行并且減少工作時(shí)間。
2復(fù)雜環(huán)境下隧道開(kāi)挖施工原則
我們所知道的隧道施工,是將山體內(nèi)的巖石進(jìn)行挖除,與此同時(shí),也要保持在施工過(guò)程中巖石的穩(wěn)定性。在隧道施工的過(guò)程中,最最關(guān)鍵的一步是第一步,開(kāi)挖。因?yàn)樵陂_(kāi)始施工的過(guò)程中,對(duì)于圍巖的判斷很重要,不僅需要因地制宜,還要擁有正確的開(kāi)挖方法和過(guò)硬的技術(shù)支持。這對(duì)接下來(lái)的工作有著重要的影響。在進(jìn)行隧道開(kāi)挖的過(guò)程的工作中,我們遵循的基本原則就是:我們要保證首要前提是圍巖一定要穩(wěn)定,并且不能對(duì)圍巖進(jìn)行進(jìn)行大規(guī)模的擾動(dòng)。在這種情況下,我們才能進(jìn)一步的選擇挖掘方法,也能從速度方面得到突破。再考慮如何進(jìn)行施工的時(shí)候,技術(shù)人員需要考慮圍巖的地質(zhì)條件還有變化的情況,這樣的選擇能夠適應(yīng)地質(zhì)條件的變化,能夠保證安全,也要考慮威嚴(yán)的穩(wěn)定性;另一點(diǎn)需要考慮的就是在我們挖掘的過(guò)程中出現(xiàn)的意想不到的情況,要能夠及時(shí)的應(yīng)付,并保證部隊(duì)施工進(jìn)度產(chǎn)生影響,不會(huì)降低施工的安全性。隧道施工中,影響圍巖穩(wěn)定的最重要的一個(gè)因素是施工人員選擇的開(kāi)挖方法。所以,技術(shù)人員一般在選擇前,都會(huì)進(jìn)行專業(yè)性的分析,施工是否安全,是否有難度,穩(wěn)定性怎么樣,施工時(shí)間是多少,經(jīng)濟(jì)問(wèn)題都會(huì)被考慮進(jìn)去,這樣字選擇出來(lái)的開(kāi)挖方法才是最恰當(dāng)?shù)?。橋隧工?922014年7期(總第115期)只有有原則的分析和綜合選擇的相結(jié)合,才能在如何進(jìn)行隧道施工的方法上選出最佳方案,而這也是每次隧道施工都要遵守的,也是方案選擇和正確解決問(wèn)題的正確方向。
3結(jié)語(yǔ)
本文在對(duì)隧道施工方法的選擇上進(jìn)行了優(yōu)化的選擇,并且文章從多方面進(jìn)行分析,通過(guò)模擬現(xiàn)場(chǎng)可能出現(xiàn)的情況,施工檢測(cè)相結(jié)合,重點(diǎn)探索了在隧道施工時(shí),圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的關(guān)系,應(yīng)力場(chǎng)可能會(huì)產(chǎn)生的變化的規(guī)律的研究,驗(yàn)證了選擇隧道施工方法的可行性:隧道施工過(guò)程中,相關(guān)人員測(cè)量出的數(shù)據(jù)都是對(duì)施工的一種反射,他們之間是有著相互聯(lián)系的,并且他們的變化也是有規(guī)律的。對(duì)于測(cè)量的結(jié)果,我們做要做的分析就是聯(lián)系實(shí)際,通過(guò)當(dāng)?shù)氐臅r(shí)間,空間的變化的發(fā)展來(lái)分析,只有將我們所收集到的不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的分析,不考慮偶然因素,就能在隧道的施工和建設(shè)中取得更好的進(jìn)步。
1.工程地質(zhì)學(xué)科的爭(zhēng)議
教科書對(duì)工程地質(zhì)學(xué)的三種定義:①工程地質(zhì)學(xué)是研究與工程有關(guān)的地質(zhì)問(wèn)題的科學(xué);②工程地質(zhì)學(xué)是研究人類工程活動(dòng)與地質(zhì)環(huán)境相互作用的科學(xué);③工程地質(zhì)學(xué)是研究人類工程建設(shè)活動(dòng)與自然地質(zhì)環(huán)境相互作用和相互影響的一門地質(zhì)科學(xué)。
從以上三種定義的實(shí)質(zhì)中均不難看出,工程地質(zhì)學(xué)強(qiáng)調(diào)的工程和地質(zhì)的關(guān)系,研究的是人類工程活動(dòng)與自然地質(zhì)環(huán)境的相互作用。但是,近年來(lái)工程地質(zhì)學(xué)科卻正在經(jīng)歷著前所未有的挑戰(zhàn),工程地質(zhì)學(xué)被異名為巖土工程學(xué),工程地質(zhì)勘察被稱之為巖土工程勘察。工程界有此呼聲,學(xué)術(shù)界有此呼應(yīng),一些大專院校也紛紛效仿,甚至工程地質(zhì)這個(gè)專業(yè)在高校也被取消了。一時(shí)間,似乎工程地質(zhì)已經(jīng)成了守舊傳統(tǒng),巖土工程才是先進(jìn)時(shí)髦的,才是可以適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)并與國(guó)際接軌的。這是近年來(lái)分歧最大的爭(zhēng)議。
這些年來(lái)工程地質(zhì)勘察的不景氣以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的不規(guī)范化,工程地質(zhì)勘察隊(duì)伍增加了巖土工程的業(yè)務(wù)是完全必要的,但將巖土工程作為工程地質(zhì)的救世主,則值得商榷了。
根據(jù)筆者的理解,巖土工程是一項(xiàng)工程應(yīng)用技術(shù),是針對(duì)地質(zhì)體的工程缺陷實(shí)施的工程措施而進(jìn)行的一系列設(shè)計(jì)和施工過(guò)程的總稱。巖土工程的任務(wù)是“處理”地質(zhì)體的工程缺陷,使之滿足工程建筑物對(duì)地基的工程要求,因此又有“巖土工程處理技術(shù)”的別名,說(shuō)明巖土工程的確是一項(xiàng)實(shí)實(shí)在在的工程技術(shù)。確立工程地質(zhì)學(xué)是一門獨(dú)立的學(xué)科,盡管也僅僅是本世紀(jì)初的事,并不象數(shù)學(xué)、物理學(xué)、天文學(xué)等等著名學(xué)科那樣歷史悠久,然而,之所以將工程地質(zhì)定義在“學(xué)科”這樣的高度上,是因?yàn)樗邆鋵W(xué)科的一些基本特性和基本理論,這就是地質(zhì)學(xué)的基本特性和基本理論,換句話說(shuō),工程地質(zhì)學(xué)的基本理論就是地質(zhì)學(xué)(當(dāng)然更包括數(shù)學(xué)、力學(xué)、化學(xué)等等),因此,又將工程地質(zhì)學(xué)界定為地質(zhì)學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科或應(yīng)用學(xué)科,這是符合實(shí)際的。工程地質(zhì)學(xué)的最新定義也是較為全面的:研究人類工程活動(dòng)與地質(zhì)環(huán)境相互作用的科學(xué)。顯然,工程地質(zhì)與巖土工程盡管有相似之處,但也有天地之別。如果將巖土工程界定為工程地質(zhì)學(xué)科的一個(gè)分支,好象還說(shuō)得過(guò)去;而反過(guò)來(lái)用巖土工程來(lái)代替工程地質(zhì),則實(shí)在有些牽強(qiáng)附會(huì)。
1997年6月20-27日,國(guó)際工程地質(zhì)學(xué)會(huì)在希臘召開(kāi)了一次學(xué)術(shù)討論會(huì),會(huì)上決定將本學(xué)會(huì)名稱改為:國(guó)際工程地質(zhì)學(xué)與環(huán)境學(xué)會(huì)。我國(guó)組團(tuán)15人參加,王思敬任團(tuán)長(zhǎng)。隨后國(guó)內(nèi)也有人提出工程地質(zhì)學(xué)會(huì)改名,以便與國(guó)際接軌,但一直未獲通過(guò)。在近幾年的中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)工程地質(zhì)專委會(huì)會(huì)議上,學(xué)科和學(xué)會(huì)更名問(wèn)題的交鋒一直也沒(méi)有停止過(guò)。我國(guó)工程地質(zhì)界的前輩專家學(xué)者們多數(shù)也不同意更名,認(rèn)為如此嚴(yán)肅的基礎(chǔ)性應(yīng)用性學(xué)科,沒(méi)有必要放棄自己的傳統(tǒng)風(fēng)格,我國(guó)的工程建設(shè)任務(wù)十分繁重,工程地質(zhì)學(xué)科的研究和發(fā)展前景仍然是艱巨和光明的。
2.工程地質(zhì)工作的任務(wù)
在工程建設(shè)中,工程地質(zhì)工作的任務(wù)十分繁重,也異常艱巨,主要任務(wù)是:①選址,選擇在地質(zhì)條件上相對(duì)最優(yōu)的工程建筑地區(qū)或場(chǎng)地;②評(píng)價(jià),闡明工程建筑區(qū)或場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件,進(jìn)行定性和定量的工程地質(zhì)評(píng)價(jià),準(zhǔn)確界定工程地質(zhì)問(wèn)題;③預(yù)測(cè)工程建筑物興建和運(yùn)用過(guò)程中地質(zhì)條件的可能變化,為研究改善和防治工程地質(zhì)缺陷的措施提供依據(jù);④調(diào)查工程建筑物所需的天然建筑材料等。
3.工程地質(zhì)專業(yè)的尷尬
工程地質(zhì)專業(yè)是工程建設(shè)的基礎(chǔ)性專業(yè),沒(méi)有這個(gè)專業(yè),一切工程建設(shè)均將成為空中樓閣,這是常識(shí)性問(wèn)題,我們?cè)谶@里反復(fù)強(qiáng)調(diào)好象有些多于。然而,現(xiàn)實(shí)確讓這一基礎(chǔ)性專業(yè)處于一個(gè)十分尷尬的境地,主要表現(xiàn)在:
①工程地質(zhì)專業(yè)本身的特殊性、復(fù)雜性和實(shí)踐性;
②專業(yè)不景氣,社會(huì)地位和經(jīng)濟(jì)地位與工程地質(zhì)專業(yè)不相適應(yīng),工作環(huán)境、工作條件的局限,擇業(yè)行為中的浮躁動(dòng)機(jī),專業(yè)本身的局限性;
③規(guī)程規(guī)范存在的問(wèn)題;
④工程地質(zhì)勘察技術(shù)的局限性;
⑤相關(guān)專業(yè)對(duì)工程地質(zhì)專業(yè)的輕視;
⑥長(zhǎng)官意志,某些決策者對(duì)工程地質(zhì)專業(yè)的無(wú)知或輕視;
⑦世人對(duì)工程地質(zhì)專業(yè)的不了解與不理解。
4.在工程建設(shè)中的地質(zhì)教訓(xùn)
由于地質(zhì)問(wèn)題而嚴(yán)重影響工程建設(shè)的實(shí)例太多,教訓(xùn)太深刻,順手拈來(lái)幾個(gè)實(shí)例:
①云南漫灣水電站左壩肩順層滑坡和建材問(wèn)題;
②貴州天生橋二級(jí)水電站廠址、隧洞等問(wèn)題;
③貴州東風(fēng)水電站右壩肩和帷幕線上的巖溶問(wèn)題;
④烏江彭水水利樞紐前期工作重復(fù)問(wèn)題;
⑤雅礱江錦屏二級(jí)水電站巖溶地下水問(wèn)題;
⑥軟弱夾層的遺漏對(duì)工程建設(shè)的重大影響,葛州壩、西津溢洪道等。
5.工程地質(zhì)在工程建設(shè)中的決定性作用
任何地質(zhì)條件下都可以建工程,對(duì)嗎?這個(gè)問(wèn)題也是這些年來(lái)工程界的一個(gè)熱門話題,筆者認(rèn)為答案是否定的。
①陜西東莊水庫(kù)灰?guī)r壩址滲漏嚴(yán)重不能建壩;
②小浪底滑坡性質(zhì)界定對(duì)設(shè)計(jì)的影響;
③天生橋二級(jí)水電站移民區(qū)是否滑坡對(duì)移民安置的影響;
④堤防工程中的堤基垂直防滲引起的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題,有時(shí)可能是決定性的;
⑤地質(zhì)邊界條件和地質(zhì)參數(shù)對(duì)工程設(shè)計(jì)的影響。
6.相關(guān)學(xué)科在工程地質(zhì)中的應(yīng)用
①系統(tǒng)工程在工程地質(zhì)中的應(yīng)用;
②計(jì)算機(jī)技術(shù)在工程地質(zhì)中的應(yīng)用;
③遙感、物探、GPS等;
④水工設(shè)計(jì)施工與工程地質(zhì)的關(guān)系。
清晰的工程概念是地質(zhì)師所必需的。潘家錚院士對(duì)地質(zhì)師的要求:應(yīng)該有系統(tǒng)地學(xué)習(xí)水工建筑物的基本設(shè)計(jì)理論,計(jì)算方法,以及地基缺陷的影響,各種處理的措施,各種成功和失敗的經(jīng)驗(yàn);最好補(bǔ)一些數(shù)學(xué)、力學(xué)、水力學(xué)、巖土力學(xué)、巖石試驗(yàn)、有限元分析和計(jì)算機(jī)應(yīng)用等方面的基礎(chǔ)課。五十年代初,由于我國(guó)水利水電工程地質(zhì)專業(yè)人才奇缺,一批設(shè)計(jì)師改行從事工程地質(zhì)專業(yè)的學(xué)習(xí)和工作,后來(lái)大都成為工程地質(zhì)專業(yè)的優(yōu)秀專家。實(shí)踐證明,地質(zhì)師的工程概念清晰,地質(zhì)工作會(huì)得心應(yīng)手;反之則可能事倍功半。
7.工程地質(zhì)要面對(duì)現(xiàn)實(shí)著眼未來(lái)
汪恕誠(chéng)部長(zhǎng)最近講話強(qiáng)調(diào):不能老修改設(shè)計(jì),因?yàn)楦阏型稑?biāo)尤其是國(guó)際合同,修改設(shè)計(jì)就意味著被索賠。修改一個(gè)設(shè)計(jì),似乎節(jié)省了某一個(gè)工程量,而索賠量比這個(gè)還大,大量修改設(shè)計(jì)怎么得了?汪部長(zhǎng)的這段講話似乎在批評(píng)設(shè)計(jì),實(shí)則是水利水電工程地質(zhì)的一個(gè)千載難逢的新的契機(jī)。
如何理解汪部長(zhǎng)的這段話?我們認(rèn)為首先要搞清楚為什么修改設(shè)計(jì),水利工程因?yàn)榈刭|(zhì)問(wèn)題而修改設(shè)計(jì)的可以舉出若干例子來(lái)。
修改設(shè)計(jì)往往賴地質(zhì),我們當(dāng)然可以理直氣壯地說(shuō):前期地質(zhì)工作投入不夠,工程地質(zhì)條件不清楚,地質(zhì)基礎(chǔ)資料不準(zhǔn)確,工程地質(zhì)分析出力不夠或分析工作的深度不到家,工程地質(zhì)問(wèn)題的界定不明確或界定有錯(cuò)誤,學(xué)術(shù)技術(shù)問(wèn)題得不到廣泛的討論和爭(zhēng)論,工程地質(zhì)問(wèn)題的真理有時(shí)往往掌握在少數(shù)人手里。