几个水利水电工程施工地质问题的分析与处理

2022-08-26成小勇

陕西水利 2022年7期

成小勇

（陕西省水利电力勘测设计研究院勘察分院，陕西咸阳 712000）

0 前言

在对新疆下坂地水库、天水市河道治理、渭南市抽黄供水等工程施工地质过程中，总结出大中型水利水电工程进入施工期后，一般都设有专门的施工地质工作内容，有专业地质人员参与现场的工程建设过程，以解决施工中出现的地质问题，和参加涉及地质方面的验收、编录等工作。每个工程的地质环境和条件都有各自的特点、缺陷等，不一而足，而施工期的地质问题处理则是工程建设过程中重要的、不可或缺的组成部分。

以下是工程中的几个实际案例，很常见，但具有一定的代表性。

1 天水市河道治理泥岩面深度问题

天水市某河道治理工程中包含蓄水景观工程。利用河床底部的泥岩作为相对隔水层，两岸堤防设计防渗墙，基础深入泥岩0.5 m进行防渗，以截断砂砾石层的渗漏。施工过程中发现右岸一段防渗墙基开挖至设计高程后未见到泥岩，按原设计不能满足防渗要求。结合现场实际情况，地质人员对此问题进行分析，认为勘察期的勘探点多布置于堤顶轴线位置，而堤基防渗墙按坡比放坡后则延伸到距轴线30 m～40 m的河床中。一般来说堤防所在位置多布置于阶地前缘或高漫滩位置，老旧堤防更是如此，因此河流纵向地层变化较小，而横向变化较大，按规范布置的横断面间距及勘探点密度无法查明其间的泥岩面变深段。地质人员沿设计防渗墙指定点位，施工方挖掘机配合进行挖探，发现实际泥岩面高程较勘察报告中的深了1.5 m～3.0 m不等。查明泥岩面高程的变化情况后，以地质简报的形式提交设计，设计依据地质提供的泥岩面高程进行设计变更，加深墙基深度，妥善解决了此问题。

此案例属施工开挖后地质情况与勘察资料不符。

2 某工程坝线位置微调，基础岩性改变

某工程沿河道自上而下设计了4 座橡胶坝，勘察期各坝址均进行了勘探工作。工程施工时2 号坝基按勘察资料开挖至设计高程应为砂砾石基础，但实际建基面却已见基岩，虽然基础更加稳固，也无增加投资，但地质人员疑惑难解，反复查阅地质资料，仍不明就里。后询问设计坝址位置有无变化，说是为优化设计，坝址略微下移。原因终于找到了，设计人员根据纵剖面图看地质情况变化不大略微调整了坝线位置，地质人员仍按原勘察位置对待，而施工方又不知勘察期情况，因此就出现了这种情况。

此案例属建筑物位置改变，地质条件变化。

3 颖川河天然建材料源问题

颖川河治理工程的地质勘察于2015 年初完成，当时考虑天然砂砾料就近在河道内筛取，石料也在取样试验后确定了料源位置。工程实施时划分为两期施工，一期工程于2017 年动工，而二期工程计划2020 年下半年才动工，此时距勘察期已过去了5 年多时间，受人为活动和自然因素影响，河床及两岸地形变化较大，期间政府也已出台了相关政策，原勘察确定的料源地均不允许再行开采。在此情形下，只能进行补充勘察，重新勘察地形、查找料源。经调查取样，最终石料料源定在了清水县，运距比原料源地远了40 km，而砂砾料只能采取外购的方式解决。

此案例属勘察期距施工期时间太久产生的问题。

4 泵站管线湿陷等级问题

某工程泵站，输水管线以斜坡状跨越一、二级阶地。据勘察资料，一级阶地的砂壤土不具湿陷性，二级阶地的风积黄土具湿陷性。勘察期在泵站附近布设有三个探坑，以查明地层结构及湿陷性，其中TK9 和TK11 探坑湿陷类型为非自重湿陷Ⅰ级（轻微），TK10 探坑湿陷类型为自重湿陷Ⅲ级（严重）。由于湿陷等级差异较大，湿陷处理方案较难取舍，设计联系地质了解情况。经查阅试验资料，认为试验资料详实完整并无问题，又在平面及剖面图上查找三个探坑的分布位置，发现了问题所在：轻微湿陷的两个探坑位于二级阶地台面，代表性强，而严重湿陷的TK10 探坑位于二级阶地坎下，局部地层应以崩、坡积成因为主，堆积年代及密实程度等造成了局部土层湿陷严重的现象。最后建议二级阶地按轻微湿陷处理，在一级阶地后缘设计镇墩，使管线跨越严重湿陷段，消除湿陷影响。

此案例属局部地质条件复杂、地质结论不一致。

5 坝基浸水后形成软基被迫换填

表1 一号副坝基础含水率、天然密度试验成果表

此案例属勘察期之后发生改变、地质条件恶化。

6 施工地质常见的地质问题及形成原因

水利水电工程地质勘察主要是在工程的前期阶段进行，通过地质勘察，查明工程区地质条件和存在的地质问题，再根据地质情况进行工程设计。施工地质主要是解决施工期实际地质情况与勘察资料不符、前期没有查明、地质条件发生变化、新增或改变位置的建筑物、优化设计、及工程地质专门性问题的研究等。施工期出现的地质问题多种多样，下面对常见的地质问题类型及形成原因进行分析。

1）基础开挖后实际地质情况与勘察资料不符：出现这种情况的原因很多，可能是前期勘探工作量偏少，造成遗漏。也可能是局部存在的不良地质范围很小，虽然满足规范要求的勘察精度，但仍不能发现的遗漏段。

2）建筑物位置改变或新增建筑物：此类问题很好理解，就是实际位置没有做过详细勘察，只进行了解、普查，其精度不能满足施工要求。

3）地质条件在勘察期之后发生改变，或地质条件恶化：这种情况较多出现在勘察期至施工期间隔较久的工程中，期间受自然因素或人为活动影响，地质条件发生改变。此种情况在地形地质条件恶劣地段也较为多见，如新生滑坡、泥石流等。

4）局部地质条件复杂或地质结论不一致：此类情况易发生在冲沟、崖下、滑坡、崩塌等微地形复杂地带，地质勘察中以点带面的工作方法往往会遗漏较小的不良地质体，施工期针对出现的具体问题具体处理即可，这也是大中型水利水电工程设置施工地质工作的作用之一。

5）优化设计所需的地质勘察资料：进行设计方案优化时，设计人员往往会需要某些地质资料或参数，此时就需要地质来提供这些参数，地质人员可通过查阅勘察资料或进行补充勘察、试验等方法，为设计提拱所需参数。

6）工程地质专门性问题勘察：工程地质专门性问题勘察是针对已确定的工程地质问题进行，这种情况往往是由设计提出问题或资料要求，地质通过勘察手段，为设计提供依据和技术支撑。

7 施工地质问题的分析处理及工作程序

施工期出现地质问题时，一般由专业地质人员先进行现场实地查看、了解情况，分析原因，再决定勘察和处理方法。

1）查阅地质资料、现场查看，了解实际情况。

地质人员在承担施工期地质工作任务的时候，首先需要详细了解工程区的地质情况、存在的不利地质因素等，领会设计意图。在出现地质问题时通过查阅已有的地质资料、现场查看、询问施工人员等，综合分析地质问题的原因。

2）进行必要的勘探、试验、测绘等工作，分析所出现地质问题的原因，必要时应补充工程地质勘察。

通过地质资料、现场查看等仍无法明确问题原因的，就要进行简单的勘察手段，如测绘、坑槽探、试验等。如果发现问题较为复杂，需要补充工程地质勘察的，则需要和技术、行政部门沟通，因为补充工程地质勘察一般都涉及勘察费用问题，工作流程也相对复杂，需要其他专业或部门配合。

3）编写地质简报或工程地质说明，提出处理建议。

查明地质问题后，应以文字报告等书面形式提供给设计、业主等，常用的形式为地质简报、勘察说明或勘察报告。需要注意的是，此类勘察及文字报告一般都应与设计多沟通，准确把握设计需求，文字报告应做到文字简练、结论正确、建议可行。

4）按确定的设计处理方案进行地质工作及服务

施工地质工作首先应熟悉、掌握工程区地质条件，其次要理解设计意图。施工方对地质专业往往不甚熟悉，因此作为专业地质人员，在遇到地质问题时应建议、指导施工方采取正确的施工方法，为工程的顺利实施服务。

5）施工期地质问题处理的一般程序

①发现或出现地质问题后首先进行现场查看、了解，包括询问施工人员等，掌握问题的实质性；②根据实际情况结合勘察资料，进行综合分析、研判，找出问题的症结所在；③仍不能查明问题原因时，及时和设计沟通，进行补充勘察，④如有必要可通过业主、监理通知施工方暂停施工，待查明问题后再决定施工方案。情况紧急时可先口头告知施工方停工或采取安全措施，再按正常程序报监理、业主等；⑤查明地质问题或地质条件后，编写地质简报、说明或勘察报告，提供给设计、业主等；⑥待处理方案或设计方案确定后，即可进行施工处理。