水利水電工程地質(zhì)勘察.ppt

第六章 水利水電工程地質(zhì)勘察,水利水電工程地質(zhì)勘察的目的和任務(wù),查明條件 分析問題 作出評(píng)價(jià) 選擇場(chǎng)地 提出建議 制定措施 預(yù)測(cè)新問題,工程地質(zhì)條件,與水工建筑物有關(guān)的各種地質(zhì)因素的綜合。 包括：,巖土類型及性質(zhì) 河谷地質(zhì)結(jié)構(gòu) 地質(zhì)構(gòu)造 地形地貌 水文地質(zhì) 物理地質(zhì)現(xiàn)象 天然建筑材料,水利水電工程地質(zhì)勘察階段劃分,規(guī)劃階段勘察-河流規(guī)劃水電近期開發(fā) 可行性研究階段勘察-河段選庫(kù)壩址 初步設(shè)計(jì)階段勘察-具體壩址和建筑 技施設(shè)計(jì)階段勘察-補(bǔ)充論證專門問題,工程地質(zhì)測(cè)繪(survey) 通過對(duì)地質(zhì)現(xiàn)象的詳細(xì)觀察和描述，并將其反映到一定比例尺的地形圖上。據(jù)測(cè)繪成果可以分析各種地質(zhì)現(xiàn)象的成因、分布、發(fā)展變化規(guī)律以及對(duì)工程建筑的影響，還可為勘探、試驗(yàn)等其他工作的布置奠定基礎(chǔ)。 工程地質(zhì)測(cè)繪可分為綜合性測(cè)繪和專門性測(cè)繪。,一、工程地質(zhì)測(cè)繪的研究?jī)?nèi)容 包括工程地質(zhì)條件的全部要素。 二、工程地質(zhì)測(cè)繪的范圍、比例尺和精度 取決于擬建庫(kù)壩及建筑物類型和規(guī)模、設(shè)計(jì)階段以及工程地質(zhì)條件的復(fù)雜程度。 一般房屋建筑局限于有限范圍內(nèi)。道路測(cè)繪主要采取沿線調(diào)查的方法。水電工程范圍大一些。,比例尺一般規(guī)定為： 規(guī)劃階段的踏勘及路線測(cè)繪采用1:20萬(wàn)1:50萬(wàn) 可行性階段采用1:50001:50000 初步設(shè)計(jì)階段采用1:20001:5000 技施勘察階段采用1:1001:1000； 實(shí)踐中依據(jù)SL299-2004水利水電工程地質(zhì)測(cè)繪規(guī)程選取相應(yīng)的比例尺。,三、工程地質(zhì)測(cè)繪的方法,像片成圖法 利用地面攝影、航空(衛(wèi)星)攝影等像片，在室內(nèi)進(jìn)行判釋。 實(shí)地測(cè)繪法 路線法(穿越法和追索法) 布點(diǎn)法,工程地質(zhì)勘探(exploration) 勘探工作的主要任務(wù)是： 查明場(chǎng)地地下有關(guān)的地質(zhì)情況。 提取巖土樣及水樣，供室內(nèi)試驗(yàn)分析之用。 利用勘探坑孔進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)和布設(shè)長(zhǎng)期觀測(cè)點(diǎn)。,一、物探(geophysical exploration)： 以專門儀器探測(cè)地質(zhì)體的物理場(chǎng)來進(jìn)行地層劃分，判定地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件及各種物理地質(zhì)現(xiàn)象的勘探方法。 物探分為：電法、磁法、地震法、重力法及放射性勘探，但應(yīng)用最廣泛的電法和地震法,1、電法勘探是對(duì)地質(zhì)體以人工形成電場(chǎng)，通過電測(cè)儀測(cè)定地質(zhì)體視電阻率的大小及變化，從而推斷地下一定范圍地質(zhì)體的情況。它可以用作劃分地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、覆蓋層或風(fēng)化層的厚度、含水層的分布和深度、古河道及天然建筑材料分布范圍和儲(chǔ)量。在尋找地下水時(shí)廣泛應(yīng)用。,2、震法勘探是以人工激發(fā)的彈性波，在地殼內(nèi)的傳播規(guī)律來探測(cè)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法，是石油勘探中的一種重要方法。工程地質(zhì)勘察中應(yīng)用最多的是高頻(200250Hz)地震波淺層折射法。,三.坑探(subsurface excavation) 是用人工或機(jī)械掘進(jìn)的方式來探明地表淺部的工程地質(zhì)條件，包括：探坑、探槽、斜井、淺井、豎井、平洞等。 坑探工程的編錄主要是繪制展示圖。,二、鉆探(drilling) 利用鉆探機(jī)械和工具在巖土層中鉆孔的勘探方法。可直接探明地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地下水埋深、含水層類型和厚度、滑坡位置及巖溶情況，還可取巖心，在鉆孔中試驗(yàn)。,(一)鉆探方法和設(shè)備,勘察常用簡(jiǎn)易、輕便的SH30鉆機(jī)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，對(duì)軟土用薄壁取土器，對(duì)松散的砂卵石層采用沖擊鉆進(jìn)或振動(dòng)鉆進(jìn)；對(duì)軟弱地層或破碎帶采用干鉆法、雙層巖芯管法。 工程地質(zhì)鉆探的常規(guī)口徑為：開孔168mm，終孔91mm。有些工程還采用大口徑（d1.2m）或小口徑鉆進(jìn)方法-三峽工程，大孔徑巖芯、人進(jìn)入孔內(nèi)觀察地質(zhì)現(xiàn)象。,(二) 鉆孔觀測(cè)、編錄與資料整理 巖心觀察、描述和編錄 鉆孔水文地質(zhì)觀測(cè) 鉆進(jìn)動(dòng)態(tài)觀測(cè) 井下電視、孔內(nèi)攝影、計(jì)算機(jī)技術(shù),四、工程地質(zhì)勘探的布置 1、勘探布置的一般原則 在地質(zhì)測(cè)繪和物探的基礎(chǔ)上布置勘探工作 勘探工程的布置與勘察階段相適應(yīng) 勘探布置因建筑物類型和規(guī)模而異 勘探布置應(yīng)考慮地質(zhì)條件變化大的部位 多種勘探方法相互配合,2. 勘探孔深度確定 應(yīng)根據(jù)建筑類型、勘察階段地質(zhì)條件復(fù)雜程度綜合考慮布孔深度?？咨顟?yīng)達(dá)到地基壓縮層之下或可能的樁基深度之下或軟弱構(gòu)造層以下。,調(diào)查收集資料 測(cè)繪 物探 坑探和鉆探室內(nèi)外試驗(yàn) 長(zhǎng)期觀測(cè),工程地質(zhì)勘察的施工程序,工程地質(zhì)野外試驗(yàn)(field test),優(yōu)點(diǎn)： 可測(cè)定難以取樣的巖土體的性質(zhì)。 影響范圍大，因而更具代表性。 可連續(xù)進(jìn)行，因而可得到完整的地層剖面。 快速、經(jīng)濟(jì)，能大大縮短勘察周期。,缺點(diǎn)： 難以控制邊界條件 費(fèi)工費(fèi)時(shí)，成本高 所測(cè)參數(shù)和巖土工程性質(zhì)之間關(guān)系建立在大量統(tǒng)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系之上。,野外試驗(yàn)分為三類： 巖土力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn) 水文地質(zhì)試驗(yàn) 地基處理試驗(yàn),一、載荷試驗(yàn) (Loading test) 在一定面積的承壓板上向地基逐級(jí)施加荷載，并觀測(cè)每級(jí)荷載下地基變形特性，從而評(píng)定地基的承載力，計(jì)算地基的變形模量并預(yù)測(cè)基礎(chǔ)的沉降量。,二 、靜力觸探試驗(yàn)(cone penetration test) 用靜力將一個(gè)內(nèi)部裝有阻力傳感器的圓錐形探頭均勻壓入土中，測(cè)定土層對(duì)探頭的貫入阻力，以此來間接判斷分析地基土的物理力學(xué)性質(zhì)。,靜力觸探成果的應(yīng)用 1、劃分土層 2、估算土的物理力學(xué)指標(biāo) 3、確定淺基礎(chǔ)的承載力 4、預(yù)估單樁承載力 5、判定飽和砂土和粉土的液化勢(shì),靜力觸探具有測(cè)試連續(xù)、快速、效率 高、功能多的特點(diǎn)，兼勘探與測(cè)試雙 重作用。適用于粘性土、粉土、砂土 ，但對(duì)碎石類土難以貫入。,三、動(dòng)力觸探試驗(yàn)(dynamic sounding),圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)（DPT） 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)（SPT） 其共同點(diǎn)是利用一定的錘擊動(dòng)能，將一定規(guī)格的探頭打入土中，根據(jù)每打入土中一定深度所需的能量來判定土的性質(zhì)，并對(duì)土進(jìn)行分層。,標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)設(shè)備主要是由貫入器、貫入探桿和穿心錘三部分組成的, 錘重63.5kg，在76cm的自由落距下，通過圓筒型的貫入器，貫入土層15cm，再打入30cm深度，以后30cm的錘擊數(shù)稱為標(biāo)貫擊數(shù)，用N63.5來表示，一般寫作N。,標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)成果的應(yīng)用,1劃分土的類別或土層剖面； 2判斷砂土的密實(shí)度及地震液化問題； 3判斷粘性土的稠度狀態(tài)及C、值； 4評(píng)定土的變形模量E0和壓縮模量ES； 5確定地基承載力；,四、十字板剪切試驗(yàn)（VST）,十字板剪切試驗(yàn)是用插入軟粘土中的十字板頭，以一定的速率旋轉(zhuǎn)，測(cè)出土的抵抗力矩，然后換算成土的抗剪強(qiáng)度。,現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)(observation),巖土體形狀的監(jiān)測(cè)：物理力學(xué)特性測(cè)試 變形觀測(cè) 應(yīng)力量測(cè) 環(huán)境條件的監(jiān)測(cè)：地下水監(jiān)測(cè) 滑坡監(jiān)測(cè) 地基基礎(chǔ)的監(jiān)測(cè)：天然地基的驗(yàn)槽與監(jiān)測(cè) 樁基工程的監(jiān)測(cè) 地基加固和處理的監(jiān)測(cè) 深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè) 建筑沉降的監(jiān)測(cè),工程地質(zhì)勘察資料的整理,勘察報(bào)告的基本內(nèi)容 （1）委托單位、場(chǎng)地位置、工作簡(jiǎn)況、勘察的目的、要求和任務(wù)； （2）勘察方法及各項(xiàng)勘察工作的數(shù)量布置及依據(jù)； （3）場(chǎng)地工程地質(zhì)條件分析，包括地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)和不良地質(zhì)現(xiàn)象等內(nèi)容，對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性和適宜性作出評(píng)價(jià)； （4）巖土參數(shù)的分析與選用，包括各項(xiàng)巖土性質(zhì)指標(biāo)的測(cè)試成果及其可靠性和適宜性，評(píng)價(jià)其變異性，提出其標(biāo)準(zhǔn)值。,（5）工程施工和運(yùn)營(yíng)期間可能發(fā)生的工程地質(zhì)問題的預(yù)測(cè)及監(jiān)控、預(yù)防措施的建議。 （6）根據(jù)地質(zhì)和巖土條件、工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及場(chǎng)地環(huán)境情況，提出地基基礎(chǔ)方案、不良地質(zhì)現(xiàn)象整治方案、開挖和邊坡加固方案等巖土利用、整治和改造方案的建議； （7）對(duì)建筑設(shè)計(jì)和監(jiān)測(cè)工作的建議，工程施工和使用期間應(yīng)注意的問題，下一步巖土工程勘察工作的建議等。,報(bào)告應(yīng)附的圖表： （1）場(chǎng)地工程地質(zhì)圖（附勘察工程布置）。 （2）工程地質(zhì)柱狀圖、剖面圖或立體投影圖。 （3）室內(nèi)試驗(yàn)和原位測(cè)試成果圖表。 （4）巖土利用、整治、改造方案的有關(guān)圖表。 （5）巖土工程計(jì)算簡(jiǎn)圖及計(jì)算成果圖表。,單項(xiàng)報(bào)告 （1）工程地質(zhì)測(cè)試報(bào)告。 （2）工程地質(zhì)檢驗(yàn)或監(jiān)測(cè)報(bào)告。 （3）工程地質(zhì)事故調(diào)查與分析報(bào)告。 （4）巖土利用、整治或改造