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所屬欄目:礦業論文 發布日期:2010-08-31 14:10 熱度:
摘要:不良地質作用是影響工程建設場地穩定性的主要因素。因此,對工程建設場地及其周圍進行不良地質作用的勘察與評價,是巖土工程勘察的重要內容。本文僅以地面沉降的勘察、泥石流的勘察為例,來分析不良地質作用巖土工程勘察,具有一定的參考價值。
關鍵詞:不良地質作用;巖土工程;勘察
1. 前言
世界上任何建(構)筑物都是修建在地表或地表下一定深度范圍的巖土體中,作為建筑結構、建筑材料和建筑環境的工程巖土體的物理力學性質及其穩定性,會直接影響建(構)筑物的安全、穩定和正常使用。因此,在建筑物設計和施工前,必須對建筑場地進行巖土工程勘察,查明建筑場地的工程地質條件,分橋和論證有關的巖土工程問題,對場地的穩定性、適宜性做出正確評價,為巖土體的整治、改造和工程的設汁、施工提供詳細、具體、可靠的地質資料。不良地質作用是影響工程建設場地穩定性的主要因素。因此,對工程建設場地及其周圍進行不良地質作用的勘察與評價,是巖土工程勘察的重要內容。本文僅以地面沉降的勘察、泥石流的勘察為例,來分析不良地質作用巖土工程勘察。
2.地面沉降的勘察
地面沉陷是一種環境地質災害。它是由于人為開采地下水、石油和天然氣面造成地層壓密變形,從面導致區城地面高程下降的地質現象。由于長期或過量開采地下承壓水而產生的地泥沉降在國內外均較普遍,而且多發生在人口稠密、工業發達的大中城市地區。例如我國的上海、天津、西安、太原等城市地面沉陷曾一度嚴重影響到城市規劃和經濟發層,使城市地質環境惡化,建筑(構)物不能正常使用,給國民經濟造成極大損失。《巖土工程勘察規范》(GB50021-3001)規定;地面沉陷適用于抽吸地下水引起水位或水壓下降面造成大面積地面沉陷的巖土工程勘察。
地面沉降勘察的目的和任務主要有以下幾方面:
(1)對已發生地面沉陷的地區,應查明地面沉降的原因和現狀,并預測其發展趨勢,提出控制和治理方案。
(2)對可能發生地面沉降的地區,應結合水資源評價預測發生地面沉陷的可能性,并對可能的沉降層位做出估計,對沉降量進行估算,提出預防和控制地面沉降的建議。
對地面沉降原因,應調查下列內容:場地的地貌和微地貌;第四紀堆積物的年代、成因、厚度、埋藏條件和土性特征,硬土層和軟弱壓縮層的分布;地下水位以下可壓縮層的固結狀態和變形參數;含水層和隔水層的埋藏條件和承壓性質,含水層的滲透系數、單位涌水量等水文地質參數;地下水的補給、徑流、排泄條件,含水層間或地下水與地面水的水力聯系;歷年地下水位、水頭的變化幅度和速率;歷年地下水的開采量和回灌量,開采或回灌的層段;地下水位下降漏斗及回灌時地下水反漏斗的形成和發展過程。
(3)對地面沉降現狀的調查,應符合下列要求:
按精密水準測量要求進行長期觀測,并按不同的結構單元設置高程基準標、地面沉降標和分層沉降標;對地下水的水位升降,開采量和回灌量,化學成分,污染情況和孔隙水壓力消散、增長情況進行觀測;調查地面沉降對建筑物的影響,包括建筑物的沉降、傾斜、裂縫及其發生時間和發展過程;繪制不同時間的地面沉降等值線圖,并分析地面沉降中心與地下水位下降漏斗的關系及地面回彈與地下水位反漏斗的關系;繪制以地面沉降為特征的工程地質分區圖。
3.泥石流的勘察
泥石流是發生在山區的一種自然地質災害,是洪水侵蝕山體,夾帶大量泥、砂、石塊等固體物質,沿陡峭的山間溝谷下瀉的特殊洪流。它往往突然暴發,來勢兇猛.具有強大的破壞力;它常常堵塞江河,使江河泛濫成災,嚴重地影響著山區場地設施及居民生命安全。
(1)泥石流的識別
能否產生泥石流可從形成泥石流的條件分析判斷,已經發生過泥石流的流域,可以從下列幾種現象來識別:
1)中游溝身常不對稱,參差不齊,往往凹岸發生沖刷坍塌,凸岸堆積成延伸不長的“石堤”,成凸岸被沖刷凹岸堆積,有明顯的截彎取宜現象。
2)溝槽經常大段地被大量松散固體物質堵塞,構成跌水。
3)由于多次規模不同泥石流的下切淤泥,溝的中下游常有多級階地,在較寬闊地帶常常有垅崗狀堆積物。
4)下游維積扇的軸部一般較高聳,稠度大的堆積物其扇角小,呈丘狀。
5)堆積扇上溝槽不固定,扇體上雜亂分布著城崗狀、舌狀、島狀維積物。
6)堆積的石塊均具尖銳的棱角,無方向性,無明顯的分選層次。
上述現象不是所有泥石流地區都具備的,調查時應多方面綜合判定。
(2)泥石流勘察要點
泥石流勘察應在可行性研究或初步勘察階段進行,應查明泥石流的形成條件和泥石流的類型、規模、發育階段、活動規模,并對工程場地做出適宜性評價,提出防治方案的建議。所以,泥石流勘察的要點包括以下內容:
1)泥石流勘察應以巖土工程測繪和調查主要勘察手段,一般情況下不進行勘探和測試。巖土工程測繪范圍應包括溝口至分水嶺的全部地段(包括泥石流的形成區、流通區和堆積區)和可能受泥石流影響的地段。測繪比例尺,對全流域宜采用1:50000;對中下游可采用1:2000-1,10000,并應調查下列內容:①冰雪融化和暴雨強度、前期降雨量、一次最大降雨量,平均及最大流量,地下水活動等情況。②地形地貌特征,包括溝谷的發育程度、切割情況,坡度、彎曲、租糙程度,并劃分泥石流的形成區、流通區和地積區,圓繪整個溝谷的匯水面
積。③形成區的水源類型、水量、匯水條件、山坡坡度,巖層性質及風化程度;查明斷裂、滑坡、崩塌、巖堆等不良地質作用的發育情況及可能形或泥石流固體物質的分布范圍、儲量。④流通區的溝床縱橫坡度、跌水、急彎等特征,查明溝床兩側山坡坡度、穩定程度,溝床的沖淤變化和泥石流的痕跡。⑤堆積區的堆積扇分布范圍,表固形態,縱坡,植被,溝道變遷和沖淤情況;查明堆積物的性質、層次、厚度,一股粒徑和最大粒徑;判定堆積區的形成歷史、堆積速度,估算一次最大堆積量。⑥泥石流溝谷的歷史,歷次泥石流的發生時間、頻數、規模、形成過程、暴發前的降雨情況和暴發后產生的災害情況。⑦開礦棄渣、修路切坡、砍伐森林、陡坡開荒和過度放牧等人類活動情況。⑧當地防治泥石流的經驗。
2)當需要對泥石流采取防治措施時,應進行勘探測試,進一步查明泥石流堆積物的性質、結構、厚度、固體物質含量、最大粒徑、流速、流量、沖出量和淤積量等。具體實施應按照以下幾點:①需要查明泥石流堆積物的組成與厚度時,可采用鉆探、坑探方法,條件適合時也可采用物探。查明泥石流堆積物厚度的鉆孔應鉆入基巖的深度,并宜超過溝內最大塊石直徑3-5m。②泥石流試驗的取樣工作應在工程地質測繪與調查之后進行,并應選取流域內的代表性泥石流堆積物土樣。③泥石流流體密度、固體顆粒密度、顆粒分析試驗,應在現場進行;泥石流的顆粒分析側重做粉砂和黏土粒組合量百分數、小于1mm的顆粒含量百分數、平均粒徑的分析;黏性泥石流要做濕陷性試驗及可溶鹽含量測試,稀性泥石流還要采取固體物質補給區試樣進行顆粒分析試驗。④對嚴重危害鐵路、公路等線路工程的大規模泥石流應建立觀測試驗站,以獲取泥石流各項特征值酌的定量指標。
3)對泥石流進行工程分類。
4)對泥石流地區的建筑適宜性做出評價。
5)對泥石流進行動態監測。在泥石流的治理過程中,對泥石流的動態監測是采取和調整治理措施的依據。泥石流動態監測可采用下列方法:①采用遙感技術進行泥石流規模、發育階段、活動規律的中、長周期監測;②采用地面多光譜陸攝法、地面立體攝影測量技術,進行泥石流基本參數變化的短周期動態監測。
參考文獻:
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文章標題:不良地質作用巖土工程勘察
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