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,查明條件 分析問題 作出評價 選擇場地 提出建議 制定措施 預測新問題,工程地質(zhì)條件,與水工建筑物有關的各種地質(zhì)因素的綜合。 包括：,巖土類型及性質(zhì) 河谷地質(zhì)結構 地質(zhì)構造 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-河段選庫壩址 初步設計階段勘察-具體壩址和建筑 技施設計階段勘察-補充論證專門問題,工程地質(zhì)測繪(survey) 通過對地質(zhì)現(xiàn)象的詳細觀察和描述，并將其反映到一定比例尺的地形圖上。據(jù)測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)律以及對工程建筑的影響，還可為勘探、試驗等其他工作的布置奠定基礎。 工程地質(zhì)測繪可分為綜合性測繪和專門性測繪。,一、工程地質(zhì)測繪的研究內(nèi)容 包括工程地質(zhì)條件的全部要素。 二、工程地質(zhì)測繪的范圍、比例尺和精度 取決于擬建庫壩及建筑物類型和規(guī)模、設計階段以及工程地質(zhì)條件的復雜程度。 一般房屋建筑局限于有限范圍內(nèi)。道路測繪主要采取沿線調(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繪采用1:20萬1:50萬 可行性階段采用1:50001:50000 初步設計階段采用1:20001:5000 技施勘察階段采用1:1001:1000； 實踐中依據(jù)SL299-2004水利水電工程地質(zhì)測繪規(guī)程選取相應的比例尺。,三、工程地質(zhì)測繪的方法,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)進行判釋。 實地測繪法 路線法(穿越法和追索法) 布點法,工程地質(zhì)勘探(exploration) 勘探工作的主要任務是： 查明場地地下有關的地質(zhì)情況。 提取巖土樣及水樣，供室內(nèi)試驗分析之用。 利用勘探坑孔進行現(xiàn)場原位試驗和布設長期觀測點。,一、物探(geophysical exploration)： 以專門儀器探測地質(zhì)體的物理場來進行地層劃分，判定地質(zhì)構造、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，但應用最廣泛的電法和地震法,1、電法勘探是對地質(zhì)體以人工形成電場，通過電測儀測定地質(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)構造、覆蓋層或風化層的厚度、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量。在尋找地下水時廣泛應用。,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)律來探測地質(zhì)結構的方法，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) 是用人工或機械掘進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) 利用鉆探機械和工具在巖土層中鉆孔的勘探方法?？芍苯犹矫鞯貙訋r性、地質(zhì)構造、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。,(一)鉆探方法和設備,勘察常用簡易、輕便的SH30鉆機回轉鉆進，對軟土用薄壁取土器，對松散的砂卵石層采用沖擊鉆進或振動鉆進；對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）或小口徑鉆進方法-三峽工程，大孔徑巖芯、人進入孔內(nèi)觀察地質(zhì)現(xiàn)象。,(二) 鉆孔觀測、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 鉆進動態(tài)觀測 井下電視、孔內(nèi)攝影、計算機技術,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)測繪和物探的基礎上布置勘探工作 勘探工程的布置與勘察階段相適應 勘探布置因建筑物類型和規(guī)模而異 勘探布置應考慮地質(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 應根據(jù)建筑類型、勘察階段地質(zhì)條件復雜程度綜合考慮布孔深度。孔深應達到地基壓縮層之下或可能的樁基深度之下或軟弱構造層以下。,調(diào)查收集資料 測繪 物探 坑探和鉆探室內(nèi)外試驗 長期觀測,工程地質(zhì)勘察的施工程序,工程地質(zhì)野外試驗(field test),優(yōu)點： 可測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)進行，因而可得到完整的地層剖面。 快速、經(jīng)濟，能大大縮短勘察周期。,缺點： 難以控制邊界條件 費工費時，成本高 所測參數(shù)和巖土工程性質(zhì)之間關系建立在大量統(tǒng)計的經(jīng)驗關系之上。,野外試驗分為三類： 巖土力學性質(zhì)試驗 水文地質(zhì)試驗 地基處理試驗,一、載荷試驗 (Loading test) 在一定面積的承壓板上向地基逐級施加荷載，并觀測每級荷載下地基變形特性，從而評定地基的承載力，計算地基的變形模量并預測基礎的沉降量。,二 、靜力觸探試驗(cone penetration test) 用靜力將一個內(nèi)部裝有阻力傳感器的圓錐形探頭均勻壓入土中，測定土層對探頭的貫入阻力，以此來間接判斷分析地基土的物理力學性質(zhì)。,靜力觸探成果的應用 1、劃分土層 2、估算土的物理力學指標 3、確定淺基礎的承載力 4、預估單樁承載力 5、判定飽和砂土和粉土的液化勢,靜力觸探具有測試連續(xù)、快速、效率 高、功能多的特點，兼勘探與測試雙 重作用。適用于粘性土、粉土、砂土 ，但對碎石類土難以貫入。,三、動力觸探試驗(dynamic sounding),圓錐動力觸探試驗（DPT） 標準貫入試驗（SPT） 其共同點是利用一定的錘擊動能，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)，并對土進行分層。,標準貫入試驗設備主要是由貫入器、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)稱為標貫擊數(shù)，用N63.5來表示，一般寫作N。,標準貫入試驗成果的應用,1劃分土的類別或土層剖面； 2判斷砂土的密實度及地震液化問題； 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（VST）,十字板剪切試驗是用插入軟粘土中的十字板頭，以一定的速率旋轉，測出土的抵抗力矩，然后換算成土的抗剪強度。,現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測(observation),巖土體形狀的監(jiān)測：物理力學特性測試 變形觀測 應力量測 環(huán)境條件的監(jiān)測：地下水監(jiān)測 滑坡監(jiān)測 地基基礎的監(jiān)測：天然地基的驗槽與監(jiān)測 樁基工程的監(jiān)測 地基加固和處理的監(jiān)測 深基坑支護結構的監(jiān)測 建筑沉降的監(jiān)測,工程地質(zhì)勘察資料的整理,勘察報告的基本內(nèi)容 （1）委托單位、場地位置、工作簡況、勘察的目的、要求和任務； （2）勘察方法及各項勘察工作的數(shù)量布置及依據(jù)； （3）場地工程地質(zhì)條件分析，包括地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構造、水文地質(zhì)和不良地質(zhì)現(xiàn)象等內(nèi)容，對場地穩(wěn)定性和適宜性作出評價； （4）巖土參數(shù)的分析與選用，包括各項巖土性質(zhì)指標的測試成果及其可靠性和適宜性，評價其變異性，提出其標準值。,（5）工程施工和運營期間可能發(fā)生的工程地質(zhì)問題的預測及監(jiān)控、預防措施的建議。 （6）根據(jù)地質(zhì)和巖土條件、工程結構特點及場地環(huán)境情況，提出地基基礎方案、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）對建筑設計和監(jiān)測工作的建議，工程施工和使用期間應注意的問題，下一步巖土工程勘察工作的建議等。,報告應附的圖表： （1）場地工程地質(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)試驗和原位測試成果圖表。 （4）巖土利用、整治、改造方案的有關圖表。 （5）巖土工程計算簡圖及計算成果圖表。,單項報告 （1）工程地質(zhì)測試報告。 （2）工程地質(zhì)檢驗或監(jiān)測報告。 （3）工程地質(zhì)事故調(diào)查與分析報告。 （4）巖土利用、整治或改造