工程地质论文精选范文10篇之第十篇：分析山区的工程地质施工图设计工程地质勘察
摘 要：山区高速公路相对于平原微丘区地质条件更复杂,常伴随多种或特殊地质条件。为确保项目建设安全、经济,施工图设计阶段的地质勘察工作显得尤为重要。从勘察任务、技术标准、勘察方法、勘察过程、勘察资料整理方法等几个方面对工程地质施工图设计工程地质勘察进行了概括分析。
关键词：山区; 高速公路; 施工图设计; 地质勘察;
山区高速公路相对于平原微丘区地质条件更复杂,常伴随多种或特殊地质条件。为确保项目建设安全、经济,施工图设计阶段的地质勘察工作显得尤为重要。根据项目前期初步设计的建设原则、设计方案进行有针对性的工程地质勘察、相应试验测试;为高速公路路线、构筑物设置、编制施工图阶段设计文件,提供完备、准确的工程地质资料,并为后期的施工建设提供相应的地质依据。
1 工程地质施工图勘察的常规任务
山区高速公路施工图设计工程地质勘察的目的是在为路线和构造物设计提供必需的工程地质资料。大体的要求如下:
(1)进一步查明各路线方案的地质构造、地形地貌、地层岩性、不良/灾害/水文地质等工程地质条件及其作为高速公路工程建设的适宜性。
(2)进一步查明道路路基工程地层条件、岩土工程地质性质、不良地质及水文地质条件及其适宜性。
(3)进一步查明构造物场地地层结构、岩土物理力学性质及其作为构造物场地的适宜性。
(4)进一步查明沿线不良地质,特殊岩土的相关情况及性质,评价其对高速公路建设的危害和不良影响,为路线方案、道路方案、构造物方案的工程处理措施的选择提供地质依据。
(5)进一步查明高速公路工程建筑材料的采购地点、储量、品质、开采、加工、运输条件等,以及作为筑路材料的适宜性。
(6)工程地质环境保护以利用的评价。
(7)采用综合勘探手段,以达优质高效地完成工程地质勘察。
(8)提交工程地质勘察报告。
2 勘察执行的技术标准
山区高速公路工程详勘需要首先执行《公路工程地质勘察规范》 (JTGC20—2011)、《公路土工试验规程》 (JTGE40—2007)、公路路基设计规范(JTG D30—2015)、《公路工程技术标准》(JTG B01—2014)等约十余项公路行业现行的规范和标准,还需要符合《铁路工程地质原位测试规程》(TB 10018—2018)、《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)等相关行业规范。利用好项目《初步设计工程地质勘察报告》、所在地区的地图资料、水文地质报告等这些已有资料,吸收初步设计专家审查报告及咨询意见、外业验收专家意见,符合勘察设计单位的ISO9001质量保证体系标准、QHSE质量管理体系等多类多项技术标准和意见。
3 常用的工程地质勘察方法
通常情况下,山区高速公路的工程地质条件相对比较复杂,根据高速公路所在地区的工程地质条件、地形条件、设计特点和勘察技术要求,工程地质详勘选择通常采用工程地质调绘、钻探、物探,坑、槽探与原位测试、室内试验相结合的工程地质勘察勘察方法。
(1)工程地质调绘:
在初勘的基础上进一步详细调查每条路线方案和工点的地层岩性、地质构造、不良地质等。通过调绘,并结合地质体内部结构的勘探,达到全面评价线路基、桥梁、隧道及边坡岩土体工程地质特征和稳定性的目的。
(2)钻探及坑、槽探:
施工图勘察的主要勘察手段就是钻探。主要是机械钻探形式,坑、槽探进行辅助。其中机械钻探时的钻孔主要设置在推荐线方案和重要的、有比较价值的比较段;布置在路线方案的大中桥桥址、隧址、高边坡、陡坡路堤、互通立交及滑坡等不良地质体、可能存在膨胀土等特殊性岩土的位置。坑、槽探主要布置在一般路基、小桥和涵洞、挡墙、料场等处。工作量统一由设计公司提供。
(3)物探:
工程地质详勘主要采用相应手段探测地层界面和构造破碎带,并可用于划分隧道围岩级别。布置点主要在隧址、挖方路基等处。物探工作量按测线长度反映,由设计公司统一布置,按线性物探解释;物探采用地震折射波法和高密度电法。
地震折射波法是国内公路铁路等工程地质勘察常用的有效物探方法,它的工作原理是利用人工激发的弹性波传到地下岩层中遇到弹性和密度不同的分界面时,将引起波的折射,在地面上用地震仪接收记录这些折射的弹性波,并测定其到达地面各接受点的时间和振动特征,在经过解释,以探测确定地下地质界面的埋深、及岩土力学参数。地震折射波法数据采集采集参数依据实际情况而定,观测方式可采用相遇追逐等方法。
高密度电法高密度电法是以地质体电性差异为基础,通过观测和分析这些差异有关人工电场的分布规律,以查明地下地质构造和电性不均体(岩溶、风化层、滑坡体)的一种物探方法。通常采用温纳观测系统,电极距根据实际情况而定。查明隧道、桥梁等构造物断层破碎带、岩溶、岩性接触带空间展布规律以及风化层厚度等。
(4)室内试验:
山区高速公路区域内的岩土物理力学性质、地下水水质等分析主要通过室内试验完成。土的试验以常规物理力学性试验为主;岩石的试验主要是岩石密度、天然和饱和单轴抗压强度、抗剪试验;水质分析主要是测定水对混凝土产生腐蚀性的相关离子浓度、气体分子含量、PH值等。
(5)原位测试:
为钻孔标贯(SPT)与重型动力触探(DPT)构成了原位测试的两种重要形式。标贯试验应用于一般粘性土、砂类土;重型动力触探试验应用于碎石类土和强风化岩层中。常用标贯试验、重型动探主用以测定土层的密实度、划分风化带、估算地基承载力提供数据参数依据。钻孔声波测井主要用于测定隧道围岩岩体完整性指标Kv值,同时在节理发育的脆性岩体,仅从钻探岩芯来判定基岩风化界面相对片面的地带进行适当的声波测试来进一步配合钻探确定相对准确的风化界面。
4 常用的勘察过程
(1)组建实施机构阶段。勘察承担单位组建施工图设计阶段工程地质勘察项目部。通常情况下,项目经理部下设技术组、测量组、试验组、工程地质调绘组、工程物探组、钻探协调管理组等,各组在项目部统一组织、指导、协调下工作。
(2)勘察前期准备阶段。工作内容主要是人力、设备配置,技术沟通交底,现场踏勘等;并编制项目勘察大纲,实施细则等技术文件。项目人员作好相应准备工作、进驻现场。勘探孔的布置根据初勘资料、设计要求、场地地震和施工条件分布情况,工程地质及水文地质条件,在综合考虑工程勘察对象的前提下,由勘察单位和设计单位共同协商,最终由设计单位确定。另外,在勘探过程中当地层变化较大时根据变化情况适当增加勘探孔。
(3)勘察施工阶段,主要工作内容为钻探、物探施工,室内土工试验,原位测试,地质调绘等。采用的通用勘察手段有:工程地质工点调绘、工程物探、工程地质钻探、原位测试(圆锥动力触探、标准贯入试验等)、水文地质试验及岩土、水样品试验等多种综合勘探方法。根据不同构造物和勘察对象特点、地层岩性特点,由设计方初拟孔深,由施工方根据现场实际情况最终确定。
(4)进行资料整理,报告编写阶段,工作内容主要是统计、归纳和整理勘察及试验资料,图件绘制,编写详勘工程地质勘察报告。
为了保证勘察设计工期,勘察单位在勘察施工完毕后,及时向设计单位提供钻孔柱状图、土工试验汇总表等中间资料。工程地质施工图勘察工作量由设计单位分批提供,同时提供地形资料及相关技术要求;勘察单位按设计提供的勘探点坐标实测放点施工,钻孔完毕后,全部进行收点测量。
5 常用的勘察资料整理方法
(1)岩土定名原则
岩土定名原则根据野外鉴定描述,结合室内试验按照公路行业规范定名。构造物地基、路堤地基岩土分类定名采用《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—2007)分类定名标准确定土的名称,以便于与承载力、摩阻力查表取值相配套。
料场取土坑土层定名采用公路土工试验规程中土的工程分类体系定名,以利于正确判别土作为筑路材料的适用性。土类的定义按照公路路基设计规范(JTG D30—2015)等规定定名。岩土分类定名根据野外鉴定按岩石学规定定名,地层年代根据区域地层资料确定。
工程地质分层首先按照地层年代结合区域地质分层划分,再根据同一套地层中成因类型,沉积相的不同划分次级层次,在同一成因类型中再根据岩土工程地质性质,采用物理力学指标作进一步划分。
(2)岩土物理力学指标统计方法
山区高速公路地基岩土物理力学指标统计采用算术平均值法,对抗剪强度C、φ值等双因素指标采用图解法求算平均值,提供基本指标算术平均值。指标统计按照划分的工程地质区、地层单元进行,并剔除异常数据。对路基工程按各工程地质区段,对构造物按场地进行分层统计,对特殊地质按工程地质分区进行统计。参与统计的数据一般都在6个以上。指标统计也分单孔分层统计和地层分层统计,以供不同情况使用,既考虑了一般性也考虑了特殊性。统计表给出了指标的样本数、平均值、最大值、最小值;标准差和变异系数,以便设计使用中根据需要对算术平均值取大值、小值平均和保证界限平均值等。
参考文献
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