2-0-3 《堤防工程地质勘察规程》 SL 188—2005
为规范堤防工程地质勘察工作,明确勘察任务、内容、方法和要求,保证勘察成果质量,制定本标准。本标准适用于江、河、湖、海1级、2级、3级堤防,穿堤涵闸,堤岸的工程地质勘察。本标准主要技术内容包括各阶段堤防工程地质勘察的任务、内容和方法,堤身勘察,特殊土勘察,天然建筑材料勘察等。
a) 4.3.1 新建堤防的勘察应包括下列内容:
4 查明堤基相对隔水层和透水层的埋深、厚度、特性及与江、河、湖、海的水力连系,调查沿线泉、井分布位置及其水位、流量变化规律,查明地下水与地表水的水质及其对混凝土的腐蚀性。
5 基本查明堤线附近埋藏的古河道、古冲沟、渊、潭、塘等的性状、位置、分布范围,分析其对堤基渗漏、稳定的影响。
【摘编说明】
本条是涉及堤防渗透稳定的条文,堤防主要的破坏形式之一就是渗透破坏。
堤防的渗透稳定是和堤防附近水文地质条件紧密相关的,特别是埋藏的古河道、古冲沟等。而堤防附近的渊、潭、塘不仅破坏相对不透水盖层,导致渗透破坏的发生,而且在软土分布区还可导致堤基失稳。
【检查要点和方法】
工程地质勘察报告中对新建堤防抗滑稳定与渗漏、渗透变形的分析与评价。
b) 4.3.2 已建堤防加固工程的勘察除应满足本标准4.3.1条的规定外,还应包括下列内容:
1 复核堤基险情隐患分布位置、范围、特征,调查堤外滩地形、微地貌特征和宽度,堤内决口冲刷坑和决口扇分布位置、范围等。
2 查明拟加固堤段堤基临时堵体、决口口门淤积物等的分布位置、特征等,查明因出险而引起的堤基地质条件变化情况。
【摘编说明】
本条涉及已建堤防稳定问题。已建堤防多数已有几十年甚至上百年的历史,经受过多次洪水的考验。因此,险情的位置、范围、特征等基本上能说明出险地段的地质条件,在工程地质条件评价中,将二者有机地结合起来,综合分析是非常必要的。
【检查要点和方法】
工程地质勘察报告中对已建堤防渗漏与渗透变形分析中是否将险情与地质条件有机地结合起来。
c) 4.3.3 涵闸工程的勘察应包括下列内容:
3 查明闸基透水层、相对隔水层的厚度、埋藏条件、渗透特性及其与地表水体的水力连系,地下水位及其动态变化,地下水及地表水质并评价其对混凝土的腐蚀性。
4 查明闸址处埋藏的古河道、古冲沟、土洞等的特性、分布范围,危及涵闸的滑坡、崩塌等物理地质现象的分布位置、规模和稳定性,评价其对闸基渗漏、稳定的影响。
【摘编说明】
穿堤建筑物——涵闸,与堤防一道起着防御洪水的作用,渗漏与渗透变形也是其主要工程地质问题,因此与之有关的地质条件要查明。
【检查要点和方法】
工程地质勘察成果中对闸基工程地质与水文地质条件的评价内容。
d) 4.3.4 堤岸的勘察应包括下列内容:
2 基本查明拟护堤岸段岸坡的地质结构、各地层的岩性、空间分布规律,评价其抗冲性能,确定各土(岩)层的物理力学参数,注意特殊土层、粉细砂层等的分布情况及其性状,不利界面的形态。
【摘编说明】
堤岸,特别是外滩较窄的堤岸,一旦失稳会危及堤防的安全,甚至堤防溃决。
初步设计阶段堤岸的勘察是针对稳定条件较差、需要防护的岸段进行的。因堤岸段岸坡冲淤频繁,且工程对地质条件要求不高,勘察工作只需做到“基本查明”。除了岸坡的地质条件外,河势的情况对岸坡的稳定性影响很大,所以应重视对河势情况的调查。
不利界面是指上覆土体易沿其产生滑坡的结构面,如:新老土层接触面,基岩面,岸坡土体中的软弱土层等。
【检查要点和方法】
工程地质勘察成果中对堤岸地质结构、各岩土层的抗冲性能、对堤岸稳定有影响的不利结构面等条件的评价。
e) 5.3.13 钻孔完成后必须封孔(长期观测孔除外),封孔材料和封孔工艺应根据当地实际经验或试验资料确定。
【摘编说明】
堤防的钻探封孔是一项非常重要的工作。如果忽视封孔质量,汛期洪水来临时,洪水通过含水层从钻孔冒出,容易产生渗透破坏,危及堤防的安全。
堤防钻探封孔方法是多种多样的,各地堤防管理部门的要求也不尽相同。目前,普遍采用的有黏土球封孔、水泥砂浆封孔和岩芯回填。
黏土球封孔是长江水利委员会和湖北省水利厅共同研究出的行之有效的钻探封孔方法。其原则是“以土还土,以砂还砂”,即:根据钻孔地层结构确定封孔用材料,砂层段用粗砂封孔,细粒土段用黏土球封孔。其目的是保持堤基原有的天然渗流场不变。为了保证封孔回填土的密实度,每次回填土量应严格控制(根据钻孔孔径计算),以单次回填高度不超过1m为原则。砂土回填1m后,应用钻杆捣实;黏土球回填后,应用击实器击实,原则上应将1m高的黏土球击实到0.3m高,以保证黏土球被击碎,不留空隙。用以制作黏土球的土以粉质黏土为宜,黏土球直径2cm左右,风干。投入黏土球时,一次投入量不宜过多,以免黏土球堵在钻孔中间,造成下部孔段架空。该方法应用多年,实践证明效果良好。
水泥砂浆封孔是在钻孔完成后,一次性将水泥砂浆注入孔内,将钻孔充满。该方法的缺点是,水泥砂浆在凝固过程中会收缩,使水泥砂浆形成的水泥柱与孔壁脱开并有一定间隙;在水泥砂浆凝固过程中,其中的较粗粒下沉较快,从而形成下部以粗砂为主,上部以水泥为主的现象。岩芯回填的方法难以保证封孔质量,不宜全孔采用。
【检查要点和方法】
检查封孔记录表格中的封孔方法、封孔回填材料是否满足要求、相关责任人签名等,施工单位对封孔的检查记录,检查中发现的问题是如何处理的。
【案例分析】
20世纪80年代,在长江中游的荆江大堤内进行石油勘探中未注重封孔质量,在汛期堤防挡水时,导致因封孔质量问题沿钻孔发生管涌,所幸防汛抢险及时得当,未造成大的损失。
f) 8.0.2 天然建筑材料产地的选择,应符合下列原则:
3 土料产地距堤脚应有一定的安全距离,严禁因土料开采引起堤防渗透变形和抗滑稳定问题。
【摘编说明】
筑堤土料一般沿堤线就近开采,但这可能会带来两个问题:一是当下部存在相对透水层时,土料开采减薄了上覆相对不透水层的有效厚度,汛期堤防挡水时,在取土坑处会产生渗透破坏;二是在软土分布区,地表往往分布有硬壳层,挖除硬壳层后,可能导致堤防发生抗滑稳定问题。
由于各地堤防的地质条件和挡水条件千差万别,如:相对透水层和相对不透水层的渗透性和厚度、软土层和硬壳层的强度和厚度、汛期高水位持续的时间等均不相同,因此,不能对于堤防的保护范围提出统一的固定数值,各地应根据本地的具体情况确定。如:湖北省规定距堤内脚1km、距堤外脚0.5km范围内不准取土;浙江海堤距堤脚50m不准取土破坏硬壳层;美国密西西比河流域在距堤脚30m范围内不准取土。
【检查要点和方法】
检查天然建筑材料分布图料场距堤防的距离是否满足当地有关规定的要求。