5.8 供排水建(构)筑物地段
5.8.1 循环水泵房、综合泵房等泵房类构筑物的勘察应研究施工开挖边坡的稳定性、漏水对地基土性质的影响及施工降水等岩土工程问题。
供排水地段包括岸边(或水中)水泵房、取排水构筑物、循环水泵房、综合泵房、输水管道(沟渠)、输水隧洞、蓄水池、沉淀池等,种类较多,勘察时应充分考虑其自身的特点及对发电厂岩土工程勘察的特殊要求。
5.8.2 岸边(或水中)水泵房、取排水构筑物的勘察应符合下列规定:
1 应了解水泵房、取排水构筑物及护岸地段地貌及港湾或河道类型、岸坡形态、冲淤及变化情况、最高及最低水位,查明地表水与地下水的补排关系、水的运动对岸坡稳定性的影响;
2 应查明不良地质作用和施工开挖等人为因素对岸坡稳定性的影响;
3 当采用大开挖或围堰施工时,应提供基坑周边和基底土的渗透系数,并应评价基坑边坡的稳定性;
4 当采用沉井或地下连续墙施工时,应查明地层的岩性特征及其均匀性,地下水的变动情况,分析其正常下沉或成墙的可能性。
岸边(或水中)水泵房及取排水构筑物一般荷重不大,有时还需考虑水对基础浮力的影响,而且直接受水流冲击和冲刷,稳定性是此类构筑物勘察的首要问题,因此应首先在水文专业人员的配合下详细调查相关的水文情况。此类构筑物勘探点的深度取决于最大冲刷深度和基底以下可滑动面深度,而其基础埋深一般在最大冲刷深度以下3m左右,因此勘探点深度应在基底以下5m~8m,或基底可滑动面以下1m~3m。对于岩石地基,当需要采用抗浮锚杆固定时,勘探深度应穿透强风化层至中等风化层为止,并提供有关地下水资料。当需查明可能产生滑动的结构面时,其勘探点深度的确定,对土类按圆弧法计算求得,对岩石应注意软弱夹层或软弱结构面的不利组合。护岸一般采用地下连续墙,因此护岸地段勘探点深度应满足地下连续墙设计的要求。
针对此类构筑物的不同施工工法,勘察时尚应注意查明施工中可能出现的各种问题。
当采用大开挖或围堰施工时,应给出基坑周边和基底土的渗透系数,并判定基坑边坡的稳定性,而对于围堰本身的渗水性、稳定性,应由施工单位自行解决。
当采用沉井(沉箱)或地下连续墙施工时,要考虑下沉或成墙的难易程度。因此在勘察中应特别注意查清地层的均匀性、地下水特别是承压水的埋藏条件,有无大块碎石、漂石或易产生流砂,并分析判断其对施工的影响。对于沉井勘察,勘探孔深度应按下式确定:
D≥H+(0.5~1.0)b(1)
式中:D——勘探孔深度(m);
H——沉井深度(m);
b——沉井井宽或井径(m)。
5.8.3 输水管道(沟渠)的勘察应查明下列内容:
1 沿线地形地貌、地质构造、地层结构、岩土的物理力学性质、地下水条件及不良地质作用等,并应进行分析评价;
2 穿越或跨越公路、铁路、冲沟、河流等地段的工程地质条件,并应评价其稳定性;
3 明渠通过地段的地层渗透性及边坡的稳定性;
4 当采用非开挖工法时,应查明孔隙水压力、岩土化学成分、有害气体等,并调查分析地面沉降、地上和地下建(构)筑物对地面沉降的敏感度。
输水管道(沟渠)的勘察应在沿线调查的基础上,在地貌、地质单元变化处,高填、深挖地段,跨越地段,以及管线转角、设立支墩处等关键部位布置勘探点。当调查和仅在上述地段布置勘探点尚不能满足要求时,对管道可按200m~400m间距布置勘探点,对明渠可按100m~200m间距布置勘探点,其深度至管道(沟渠)底部以下2m~3m。明渠还应测定土层的渗透系数,以便设计时考虑渗漏问题。
当输水管道(沟渠)遇有公路、铁路、冲沟、河流等障碍,且必须穿越或跨越时,应根据自然条件,因地制宜地确定穿越或跨越通过的方式。穿跨越工程是管线工程重要的组成部分,大的穿跨越工程往往局部控制整个线路的走向,因而应与设计密切配合,合理选择和确定穿跨越地段,既要保持整个线路走向的合理性,又要考虑到工程地质条件的适宜性。穿越或跨越河流的位置应选择河段顺直、河床与岸坡稳定、水流平缓、河流断面大致对称、河床岩土构成比较单一、两岸有足够施工场地等有利河段。
随着新技术的不断发展,管道穿越工程中顶管、定向钻进、盾构等非开挖工法得到了广泛应用。特别是采用顶管或定向钻进时,在勘察中应特别注意查清地层的均匀性,查清有无影响施工的大块碎石、漂石等障碍物,对于碎石土应提供最大粒径(必要时进行破碎试验)。此外,采用此类工法时,对于由此而产生的地面沉降调查、分析是不能忽视的。
在输水管道穿越河流工程中,勘探点应布置在穿越管道的中心线上,偏离中心线不应大于3m,间距50m~100m,其深度至河床最大冲刷深度以下3m~5m;当采用非开挖工法穿越时,勘探点应偏离中心线一倍管径;在输水管道跨越河流工程中,跨越段每个墩台位置布置勘探点不少于1个,其深度应超过基础底面以下5m,当采用桩基时,应按桩基勘察要求进行。
输水管道(沟渠)的路径较长,经过不同的地质、地貌单元时,应分段评价工程地质条件。
5.8.4 输水隧洞的勘察应查明下列内容:
1 沿线的地形地貌特征,洞口、洞体及附近的不良地质作用及其发育程度;
2 沿线的地层结构、第四系厚度及性质、岩石的风化与裂隙发育程度、软弱结构面与隧洞轴线的组合关系;
3 沿线地下水类型及腐蚀性。
输水隧洞的勘察首先应查明隧洞进出口的工程地质条件,因为它是关系到能否成洞的主要条件,其次应查明沿线洞体上部覆盖层的厚度,因为它涉及洞体的稳定性计算。对岩体而言,一般认为影响洞体稳定的主要因素是软弱夹层和软弱结构面及其不利的组合关系。当隧洞通过岩石破碎地质构造复杂的地段时,应详细查明断裂和构造破碎带的发育情况、隧洞围岩软弱夹层和软弱结构面的空间展布及其不利组合,以及地下水活动的规律。在充分分析和研究影响洞体稳定性的各种不利因素的前提下,作出洞体稳定性评价。
输水隧洞勘察工作量的布置应根据隧洞沿线的地质复杂程度,沿隧洞中心线外侧在进、出口及沿线地质复杂地段布置勘探点,勘探深度应超过隧洞底板设计标高以下3m~5m。隧洞进、出口及傍山浅埋段上覆岩体厚度较小,在这里布孔可以获得较高的利用率,同时这些地段也是最容易出现问题的。勘察方法可采用钻探、物探和现场测试等,必要时可布置洞探,勘探平洞是一种直观而有效的勘探手段,在隧洞进、出口及有压隧洞可作为首选勘察方法。
在地质条件复杂的情况下,隧洞的施设勘察精度难以满足施工的要求,而且隧洞在成洞以后,洞室将出现应力重新分布,围岩压力将通过洞室的边墙传送至洞室底面以下,因此施工勘察是不可缺少的,通过施工勘察,能够全面了解洞室围岩情况和应力重新分布的现状,通过原位测试或检测,进一步对洞室稳定性作出评价,及早发现施工中出现的问题,可以起到指导设计和施工的作用。
5.8.5 输水隧洞勘察应沿隧洞两侧按之字形布置勘探点,并应在下列地段布点控制:
1 隧洞进出口覆盖层较厚、岩石破碎或存在偏压傍山地段;
2 隧洞穿越古河谷、断层破碎带或隧洞顶板厚度小的地段;
3 地质条件较复杂和不良地质作用发育的地段。
输水隧洞的勘察首先应查明隧洞进出口的工程地质条件,因为它是关系到能否成洞的主要条件,其次应查明沿线洞体上部覆盖层的厚度,因为它涉及洞体的稳定性计算。对岩体而言,一般认为影响洞体稳定的主要因素是软弱夹层和软弱结构面及其不利的组合关系。当隧洞通过岩石破碎地质构造复杂的地段时,应详细查明断裂和构造破碎带的发育情况、隧洞围岩软弱夹层和软弱结构面的空间展布及其不利组合,以及地下水活动的规律。在充分分析和研究影响洞体稳定性的各种不利因素的前提下,作出洞体稳定性评价。
输水隧洞勘察工作量的布置应根据隧洞沿线的地质复杂程度,沿隧洞中心线外侧在进、出口及沿线地质复杂地段布置勘探点,勘探深度应超过隧洞底板设计标高以下3m~5m。隧洞进、出口及傍山浅埋段上覆岩体厚度较小,在这里布孔可以获得较高的利用率,同时这些地段也是最容易出现问题的。勘察方法可采用钻探、物探和现场测试等,必要时可布置洞探,勘探平洞是一种直观而有效的勘探手段,在隧洞进、出口及有压隧洞可作为首选勘察方法。
在地质条件复杂的情况下,隧洞的施设勘察精度难以满足施工的要求,而且隧洞在成洞以后,洞室将出现应力重新分布,围岩压力将通过洞室的边墙传送至洞室底面以下,因此施工勘察是不可缺少的,通过施工勘察,能够全面了解洞室围岩情况和应力重新分布的现状,通过原位测试或检测,进一步对洞室稳定性作出评价,及早发现施工中出现的问题,可以起到指导设计和施工的作用。
5.8.6 蓄水池、沉淀池等的勘察应按建筑物轮廓线、中心线或按建筑群布置勘探点。
5.8.7 供排水建(构)筑物地段涉及的港口工程或其他水利设施的勘察可按现行行业标准《水运工程岩土勘察规范》JTS 133执行。
5.8.8 供排水建(构)筑物地段勘探点的布置原则、数量及深度可按表5.8.8确定。
表5.8.8 供排水建(构)筑物地段勘探点的布置原则、数量及深度
续表5.8.8