淺談水庫蓄水試驗浸沒地質勘察技術要求

淺談水庫蓄水試驗浸沒地質勘察技術要求

苑曉倩

(遼寧省石佛寺水庫工程建設管理局，遼寧 沈陽110166)

【摘要】本文以石佛寺水庫蓄水試驗應急防護工程浸沒地質勘察工作為例，從工作依據(jù)及執(zhí)行標準、方案布置原則、勘察方法等幾個方面，總結歸納蓄水試驗對地質勘察的特殊技術要求。

【關鍵詞】平原水庫；蓄水試驗；地質勘察

中圖分類號：P641

On Immerged geological survey technical requirements

in reservoir water storage test

YUAN Xiaoqian

(LiaoningShifosiReservoirProjectConstructionBureau,Shenyang110166,China)

Abstract:In the paper, Shifosi Reservoir water storage test emergency protective project immerged geological survey work is adopted as an example. Special technical requirements of water storage test on geological survey are summarized from several aspects of work basis, implementation standard, plan layout principle, survey method, etc.

Key words: plain reservoirs; water storage test; geological survey

1工程概況及蓄水試驗目的

1.1工程概況

石佛寺水庫樞紐工程主要功能為滯洪，水庫壩址位于沈陽市新城子區(qū)黃家鄉(xiāng)和法庫縣依牛堡鄉(xiāng)，庫區(qū)淹沒范圍50.41km2，回水范圍21.17km2。淹沒區(qū)涉及新城子區(qū)黃家鄉(xiāng)，法庫縣依牛堡鄉(xiāng)和鐵嶺縣新臺子鎮(zhèn)、阿吉鎮(zhèn)、凡河鎮(zhèn)共三個縣區(qū)、5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、24個自然屯。

1.2蓄水試驗目的

石佛寺水庫一期工程建成后，遼寧省政府、省水利廳明確要求石佛寺水庫不僅要發(fā)揮防洪效益，也要發(fā)揮綜合效益，要盡快蓄水，改善生態(tài)環(huán)境。水庫蓄水興利，其運行方式和功能將發(fā)生變化，由此帶來配套的工程措施和許多技術問題需增設和解決。2006年，石佛寺水庫進行試蓄水，當蓄水高程達到46.40m時，發(fā)現(xiàn)庫外滲水嚴重，尤其是右岸代家荒地—陳平堡西側低洼地帶地表積水較多，影響周圍居民日常生活和農作物耕作，浸沒現(xiàn)象嚴重。因此在蓄水前需進行蓄水試驗，為最終的工程實施方案提供依據(jù)。

1.3地質勘察工作的特殊要求

石佛寺水庫擬于2009年3月12日進行蓄水試驗。石佛寺水庫為平原水庫，涉及范圍較大、地質條件復雜。與常規(guī)勘察工作相比，蓄水試驗浸沒地質勘察工作要求最大程度減少對周圍環(huán)境的擾動，精確采集相關數(shù)據(jù)，必須確保周圍居民生產和生活安全。

2蓄水試驗浸沒地質勘察技術要求

2.1勘察目的與主要內容

2.1.1勘察目的

勘察目的為：查明水庫周邊地區(qū)地層結構、分布規(guī)律、地下水埋藏條件及運動變化規(guī)律等水文工程地質條件，分析評價水庫蓄水后對周邊地區(qū)的浸沒影響，確定浸沒范圍。

2.1.2主要內容

a.確定土的毛管水最大上升高度、給水度、滲透系數(shù)，產生浸沒的地下水臨界深度和植物根系深度。

b.對城鎮(zhèn)居民區(qū)和大型建筑物應了解其基礎砌置深度及地下水壅高對地基土承載力的影響，預測浸沒對該地段房屋等建筑物的影響及環(huán)境地質變化情況。

c.預測水庫蓄水后庫尾淤高情況及引起的水文地質條件改變情況。

d.對水庫蓄水后引起的地下水位壅高值進行分析計算，對水庫周邊可能發(fā)生的浸沒地段、范圍及類型進行預測。

2.2勘察工作依據(jù)及執(zhí)行標準

工作依據(jù)及執(zhí)行標準為《水利水電水文地質勘察規(guī)范》(SL 373—2007)、《水利水電工程地質勘察規(guī)范》(GB 50287—99)、《水利水電工程地質測繪規(guī)程》(SL 299—2004)、《水利水電工程鉆探規(guī)程》(SL 291—2003)、《水利水電工程物探規(guī)程》(SL 326—2005)、《水利水電工程地質手冊》(1985年4月版，水利電力出版社出版)、《土工試驗規(guī)程》(SL 237—1999)、《水利水電工程測量規(guī)范》(SL 107—97)、《水利水電工程地質觀測規(guī)程》(SL 245—1999)等。

2.3方案布置原則

根據(jù)蓄水試驗的目的，結合工程前期地質資料制定勘察方案。此次地質勘察根據(jù)國家及行業(yè)相關規(guī)范、規(guī)程，主要采取水文地質測繪、勘探、試驗、地下水動態(tài)長期觀測、地下水數(shù)值計算等工作手段進行地質勘察。

a.在水庫周圍共布置10條地質勘察剖面，勘察剖面距離1～2km，勘察剖面長度2～3km。

b.每條勘察剖面勘察點間距為500m左右，由長期觀測孔、探坑、物探測深點組成。

c.此次蓄水試驗勘察計劃期間地下水觀測擬采用人工觀測。

2.4勘察方法及工作量

浸沒勘察方法包括水文地質測繪、勘探、試驗、地下水動態(tài)長期觀測等，方法和工作量布置如下：

a.測繪。為了解勘察區(qū)域水文地質概況進行水文地質測繪。庫區(qū)及周邊水文地質測繪工作量約 50km2。

b.勘探。利用鉆探及坑槽探探明庫區(qū)周邊易發(fā)生浸沒地區(qū)的巖土結構、分布規(guī)律、地下水埋藏條件及毛管水上升高度等。工作量包括鉆25個地下水長期觀測孔，孔深擬定20m，進入含水層不小于5m；探坑12 個，大部分探坑要求挖到地下水位(見地下水)。

c.取樣與試驗。取樣包括土樣和水樣。取樣數(shù)量：原狀樣約50組，擾動樣約100組，水樣6組；土樣易融鹽試驗24組。室內試驗項目主要包括土的天然密度、顆粒組成、含水率、飽和度、比重、液限、塑限、孔隙度、滲透系數(shù)、毛管水上升高度、土壤含鹽量、水化學成分等。在現(xiàn)場完成毛管水上升帶高度觀測試驗(探坑中進行)。

d.物探。根據(jù)有關技術規(guī)范進行，目的是查明相對隔水層或基巖的埋藏深度。在不同剖面共布置測深點8個。

e.測量。為繪制圖件和評價的需要，所有水文觀測點、地質孔、物探點、抽水試驗孔等均進行坐標(三等)和高程(四等)測量。工作量包括布置鉆孔、探坑點及物探點約45個，測量斷面約10條 (總長約 25km)。

f.地下水三維流數(shù)值模擬計算。為了解地下水壅高過程及不同高程地下水的變化規(guī)律，進行地下水三維流數(shù)值模擬計算，為水庫蓄水后易發(fā)生浸沒地帶的處理措施提供設計依據(jù)。

2.5技術要求

2.5.1水文地質測繪技術要求

a.庫區(qū)周邊水文地質測繪底圖比例尺 1∶10000，測繪精度 1∶10000。以《石佛寺水庫初設地勘報告》及附圖為基礎完成庫水位以上至 50.00m高程內的水文地質測繪工作。要求準確調查工作區(qū)內地層巖性、地形、地貌，進行地貌分區(qū)。調查居民區(qū)民用井地下水水位隨庫水位變動情況及浸沒影響情況。要求定點準確，調查資料可靠，對主要地質現(xiàn)象應拍照。

b.測繪工作執(zhí)行《水利水電工程地質測繪規(guī)程》(SL 299—2004)。

c.外業(yè)工作結束后, 結合勘探資料繪制有關圖件。

2.5.2測量技術要求

測量人員必須按項目負責人的要求及時布置鉆孔、探坑及測量縱橫斷面。保證每一個測量點的測量精度。外業(yè)工作結束后，及時提供有關測量資料, 并按要求將有關測量點準確清繪于地質圖件上。

2.5.3鉆探技術要求

a.必須按測量布置的鉆孔孔位安放鉆機，不準隨意變動鉆孔孔位。如因特殊情況需要調整孔位時，必須經項目負責人或現(xiàn)場專業(yè)地質人員同意，上報單位總工批準，并由項目負責人或專業(yè)地質人員指定新孔位后方可變動。

b.鉆孔孔徑、孔深要求。采用146mm 孔徑。每個鉆孔孔深達到要求后，經現(xiàn)場地質人員驗收同意方可起鉆，不得擅自終孔停鉆。

c.采用跟管鉆進工藝。

d.準確劃分土層及定名，見地下水后要精確量測穩(wěn)定地下水位。

e.尊重跟鉆地質人員的意見，按要求取樣和進行標準貫入試驗，認真填寫班報記錄內容。鉆孔驗收合格后有關責任人及時簽名。

2.5.4取樣及試驗技術要求

a.取樣數(shù)量。相同土層取代表性原狀土樣數(shù)量每孔不少于2～3組，擾動樣不少于2組。

b.選取探坑12個，在地下水以上2.00m內每20cm取一組擾動樣，密封保存。

c.取代表性農田區(qū)地下水樣1～2組，代表性居民區(qū)地下水樣2～3組，水庫水樣1組。

d.對所取土樣及水樣要用鉛筆認真填寫取樣標簽(取樣時間、位置、深度及編號)。

e.所取土樣要妥善保管，不準丟失弄散。原狀樣要嚴格密封(包括要求測定天然含水量所取的擾動樣)，避免擾動。取樣數(shù)量要滿足試驗項目要求。

f.試驗前應填寫試驗委托書，并由單位總工批準。

g.試驗內容應按填寫的試驗委托書進行，不準隨意增刪試驗項目。試驗標準應執(zhí)行《土工試驗規(guī)程》(SL 237—99)。

h.毛管水上升帶高度觀測試驗，要求現(xiàn)場探坑挖至見地下水位后立刻進行。

i.對所取水樣要密封，并在4d內完成分析試驗。

j.在初判可能鹽漬化區(qū)域內選取探坑12個，地表至1.00～2.00m內取擾動樣2組/坑,進行土壤含鹽量分析試驗。

2.5.5物探技術要求

對物探的實測資料，應結合地質和水文地質條件進行綜合分析，提出物探成果和相應的水文地質解釋。

2.5.6觀測孔安裝要求

a.鉆探完成后嚴格沖洗。

b.各觀測孔采用PVC材料管，孔徑不小于89mm。底端可設1～1.5m沉淀管，孔口安裝絲口的圓蓋，高出地面0.5～1.0m。

c.在中粗砂、卵礫石層中，宜采用纏絲過濾器；在細、粉砂層中，宜采用填礫過濾器，填礫層厚度為20mm。

d.地下水動態(tài)觀測孔的過濾器，應下至所需觀測的含水層最低水位以下5m。

3結語

實踐證明：按照上述技術要求開展地質勘察工作，有效確保了石佛寺水庫蓄水試驗浸沒地質勘察及影響評價工作的順利完成。隨著水利行業(yè)的發(fā)展，水資源配置工程不斷增多，對地質勘察工作提出了許多新的技術要求。本文旨在總結此次地質勘察工作中取得的經驗，為今后同類工程地質勘察工作提供參考。