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论文摘要:工程(地质)勘察信息化是一项复杂的系统工程,其中既涉及各种信息处理技术及其集成化应用,也涉及方法论和其它问题。因此,提出工程地质勘察信息化的要求,不但是地质信息科学发展的必然趋势,也是促进地质信息科学的理论框架、方法论体系和技术体系形成主要动力。
0引言
当前,伴随着一般信息科学、地球信息科学、地球空间信息科学和地理信息科学的兴起,地质信息科学已经逐渐形成雏形。这是一门崭新的边缘学科,是关于地质信息本质特征及其运动规律和应用方法的一个综合性学科领域。它的形成与地质学和地质工程各个分支学科的发展和促进密不可分。历史分析的结果表明,计算机技术的引进、改造、融合、集成和应用过程,实际上就是工程(地质)勘察信息化的过程。
1水利水电工程地质信息处理
1.1 信息处理技术地质测绘、钻探、山地工程等所获取的数据是水利水电工程地质信息处理的数据源,是水利水电工程地质信息处理流程的起点,这些数据包括搜集到的早期勘察数据和现阶段地质勘察获取的状态数据,不但具有多来源、大数量、多种类、多层次、多维和多应用主题等特点,同时又具有可采集性、可存储性、可管理性、可复制性、可共享性等可信息化的特征。这个过程可以划分为勘察数据获取、勘察数据整理与管理、勘察图件制作、地质体空间分析、勘察成果编制、管理与查询等环节。每个环节都可以对应一种或数种信息技术,如数据的采集与管理可以用数据库技术来实现,勘察图件的制作可以用计算机辅助设计技术或GIS技术来实现,地质体空间分析可以用三维建模与空间分析技术来实现,勘察成果的编制可以通过数据库中资料的组合来生成,成果的查询检索可以通过数据库和网络技术来实现。[1]
1.2 信息处理方法数据采集是整个处理过程的起点,也是水利水电工程勘察的主要工作之一。所采集的数据包括可以搜集到的前期资料和工程勘察获取的数据,这些数据都可以通过直接录入、导入与二维平面图或三维模型绑定输入等四种方式来进行处理。报告、汇报、归档部分是指利用数据库、二维辅助制图和三维模型与空间分析成果来编制工程勘察报告等勘察成果,并对所取得的成果数据进行审查汇报,最后把成果进行数据库管理和归档。以上这些工作全部处在标准化体系的制约之下,这些标准包括工程勘察规范、数据编码标准、图层设置标准等等,同时这一过程被网络技术进行全面的改造,从而组成水利水电工程地质信息处理的完整流程。
1.3 信息处理流程①数据采集阶段。在确定了工作目标后,首先搜集工作区域的各种已有资料,在对搜集到的资料进行分析后,在可能的工作区域内进行野外考察,进一步确定工作区域。在基本确定的工作区域内进行野外测量和工程地质测绘工作。在测绘的基础上进行钻探、物探、地质试验和可能的山地工程等工作。这个阶段主要是获取工作区域内地表、地下的各种地质资料。②室内整理阶段。室内整理阶段是对获取到的地质资料进行校对、分析和分类的工作,使获取到的数据条理分明,便于后期工作的使用。
这一阶段可以滞后于数据采集阶段,也可以与数据采集阶段同时进行。③分析处理阶段。分析处理阶段主要是利用整理后的数据进行各种地质图件的编制,对野外勘探的数据进行统计、分析、计算等,为下一步勘察报告的编制提供各种资料。④编制报告阶段。工程勘察的最终成果是勘察报告,这一过程主要依赖地质技术人员对地下地质空间的感悟与工作经验,充分利用获取的数据和前期对数据的整理与分析处理成果来编制工程勘察报告。⑤成果审查与汇报阶段。这一过程是对整个勘察工作的检查和验收,如果分析不够充分,要返回到分析处理阶段进行更充分的分析处理,如果分析结果缺乏足够的数据,要返回到数据采阶段,进行补充勘探工作,直到审查通过。⑥资料归档阶段。这一阶段主要是把原始勘探资料和勘探成果资料进行分类归档工作。这部分资料同时也是其它工作的资料依据。从信息处理角度也可以把这个过程划分为数据采集、数据管理和数据应用三部分,其中数据管理包括对所采集数据进行管理和对数据应用的结果进行管理,数据应用包括数据统计分析、空间模拟与分析、地质图编制和报告编制等。 转贴于
2实现地质信息技术的集成化
为了最大限度地发挥各种信息技术的作用,需要实现信息集成化。其原则和出发点是:使各部分信息有机地组成一个整体,每个元素都要服从整体,追求整体最优,而不是每个元素最优;各个信息处理环节相互衔接,数据在其间流转顺畅,能够充分共享。系统有了这样的的整体性,即使在系统中每个元素并不十分完善,通过综合与协调,仍然能使整体系统达到较完美的程度。从工程勘察信息系统实现的逻辑结构看,系统集成的内容包括:技术集成、网络集成、数据集成和应用集成。分布式的工程勘察点源信息系统的建立,就是上述四方面集成的结果。
3结语
工程(地质)勘察信息化是一项复杂的系统工程,其中既涉及各种信息技术及其集成化应用,也涉及方法论和其它问题,要求深化对地质信息机理基础理论的研究。因此,工程地质勘察的信息化需求,也是地质信息科学发展的动力,促进地质信息科学的理论框架、方法论体系和技术体系形成。工程(地质)勘察的计算机应用的理论、方法和技术作为地质信息科学的重要组成部分,在自身发展的过程中也不断地借鉴和引进其它地质与矿产勘查领域的成果,并且逐渐融入地质信息科学的总体发展轨道,伴随着地质信息科学的发展而发展。
参考文献
abstract: the research combined the actual situation in hadashan reservoir, analizied and evaluated the immersion problem, and advanced the immersion area, laied foundation for ensuring the economic rationality and safe operation of the engineering.
关键词: 哈达山;地下水埋深;地层岩性;浸没分析
key words: hadashan;groundwater depth;formation lithology;immersion analysis
中图分类号:x524 文献标识码:a 文章编号:1006-4311(2013)20-0094-02
0 引言
哈达山水库位于松原市境内第二松花江上,哈达山水库正常蓄水后,库区水位在不同入库流量下向上游逐次抬高,堤后农田低洼地带的地下水位也将有相应的抬高。第二年春季现场看部分低洼地带土地泥泞,造成部分房屋墙体不同程度开裂,有的耕地不能耕作。
1 地质条件
区内地形上具有东南高西北低的特点,第二松花江河谷开阔,一般宽4~6km,地势平坦,地面高程135~150m,本区属松辽盆地的一部分,第四纪沉积物广布全区,在河谷平原松散层厚度为15~30m。中更新统荒山组冲积湖积层分布于二松右岸的下部,全新统以冲积层为主,分布于河谷冲积平原。
库区为波状台地,地下水高于库水位,不会向临谷渗漏。在库边为风成砂丘覆盖在河漫滩上,砂丘之间有很多洼地,高程低于140.50m,岩性主要为中砂,其下河漫滩表层为厚薄不一的粘性土,下伏厚层的冲积堆积的细砂、中砂、砾质粗砂等,属强透水层,总厚度18~43m,基底为粉砂质泥岩。在砂丘和台地陡砍前缘之间有沼泽洼地分布。库区左岸分布有孔隙潜水,含水层由黄土状土及砂、砂砾石组成,水位埋深因地而异,水位高程一般143~200m,年水位变幅一般小于1.0m,主要接受降水入渗补给,通过人工开采和侧向径流排泄,在台地边缘多以泉水的形式泄入溪流;孔隙潜水分布于冲洪积湖积平原、冲积湖积平原,含水层由黄土状土、中细砂、砂砾石组成,地下水位埋深一般10~30m,年水位变幅0.5~2m,主要接受大气降水入渗补给,孔隙承压水广泛分布于第二松花江右岸的平原,赋存于下部的砂及砂砾石层中,地下水位埋深一般10~30m,主要靠径流和上部孔隙潜水的越流补给,以径流、开采方式排泄,高低河漫滩中细砂层、砾质粗砂孔隙潜水,含水层厚度7.8~16.5m,上部粘性土较厚的局部具有承压性,高河漫滩后缘承压水头较大,承压水头0.4~7.2m,受大气降水和波状台地地下水的补给,地下水位埋深1.0~4.0m,地下水位高程139.52~141.00m,江水位137.70~139.20m,枯水期地下水向江道排泄。地下水位雍高值2.00m左右,有的高出地面0.80m,有的水井自流补给泡泽、水田,承压水头1.10~3.70m。
2 浸没分析
当水库正常高水位140.50m时,水库回水至距坝址上游13km的江道附近。河谷纵向坡降0.2‰。库水面宽阔而浅。高低河漫滩地形较平坦,向河床倾斜,不对称分布于河床两侧,岩性表层为壤土,一般厚度为0.7~3.0m左右,其下为厚层的中粗砂层。本区地下水主要为第四系砂砾石层中的孔隙潜水,含水丰富,高河漫滩后缘埋藏较深,受大气降水补给,与江水水力联系密切,枯水期向河床排泄。水库右岸为河漫滩,其上靠江边为沿二松沿岸展布的风成砂丘,高程为137.2~170.6m,呈波状起伏,一般宽度1.0~2.2km。该风成砂丘与右岸的波状台地之间,形成沿二松展布的以付康泡为代表的沼泽洼地,近年来泡子淤积严重,地下水位较高,由于建库后地下水和地表水排泻受阻,地下水位将壅高,存在内涝问题。由于波状台地前缘地下水位较高(有的为上升泉)补给河漫滩的地下水,浸没问题不大。但库内有林地(包括少数的耕地)存在淹没问题。
2.1 库区右岸 根据地质勘察可右岸划分二个区:①风成砂丘之间洼地及砂丘边部局部被水淹没区;②富康泡及周边地区。本水库的特点,库区右岸是指微波状岗地,岩性主要是黄土状砂壤土,地下水位均高于库水位,不存在临谷渗漏问题。现有的库岸为覆盖在河漫滩上的风成砂丘,高程为137.20~170.60m,呈波状起伏,一般宽度1.0~2.2km。
①风成砂丘之间洼地及砂丘边部局部被水淹没区。风成砂丘之间存在洼地,有的高程低于库
水位140.50m,水位翘高1.19m,即库尾洪水期最高在水位141.69m运行。库岸的风成砂丘和漫滩冲积堆积的砂层透水,长期渗入洼地中,将与库水持平,该区域库区内坝址~库尾内低于水库正常高水位140.50m~141.69m,属于水库淹没区的一部。
②富康泡及周边地区。泡子底为厚层的壤土和淤泥质壤土,起到了隔水的作用,库水不能通过壤土层渗到地表补充泡子水里的水,2011年10月水库开始蓄水,2011年12月富康泡子水位139.00m,2012年5月末富康泡子水位139.30m。目前富康泡子水位138.50m~139.10m。因此说明水库蓄水后对富康泡子水位影响不大。
但该段由于建库后地下水位升高,地下水位雍高2.00m,高出地面0.80m,有的水井自流补给泡泽、水田。临近的南泡子沼泽地的地表水位141.2~141.8m,可通过风成砂丘向富康泡子渗入,地下水位埋深1.70~0.90m,高程139.84~140.36m,毛管水上升高度1.50m,根系层深度0.5m浸没问题,为严重浸没区。 2.2 库区左岸 库尾左岸为开阔的河漫滩,宽1.5~6.5km,地形平坦,地面高程为138.10~142.2m,多为双层结构地层,上部为壤土、粘土,厚1.5~7.0m,下部为中细砂和粗砂层,厚7.8~16.5m。砂层孔隙潜水,地下水埋深1.3~4.0m,在高河漫滩粘性土层较厚的地段具有承压性。
水库左岸靠近枢纽区水库蓄水前均作截渗墙和堤后排水处理,库尾未作截水墙及堤后排水处理。
堤内坡脚水位139.2m,蓄水后水位140.3m,堤内坡脚水位雍高1.1m,表层有厚层的壤土(局部夹有粉质粘土透镜体),土层厚3.20~4.90m,毛管水上升高度平均值1.67m(对浸没评价取1.50m),其下为厚层砂层和粉砂质泥岩,砂层承压水头为2.10~3.70m,库尾水位翘高1.19m,壤土层起始水力坡降取2.0,采用“起始水力坡度法”对耕地浸没问题进行评价。
起始水力梯度法:t=h0/(1+i0)
式中:t—含水带厚,由初见水位至下伏含水层顶板距离;h0—由含水层底板起算的下伏含水层侧压水位高度;i0—起始水力坡度;σ—粘性土层厚度;?驻h—安全超高值。
浸没判别:σ
由上述可知在正常蓄水位水位140.50m时,浸没问题不大;但在库水翘高1.19m时,对堤防沟边附近耕地有浸没影响。根据《建筑地基基础设计规范gb50007-2002》判断壤土层为特强冻胀~强冻胀土,房屋浸没按地下潜水进行评价,毛细水上升高度取1.50m,对房屋安全超高值取1.5m,对房屋浸没地下水临界深度按3.00m考虑,浸没区后缘的地面高程为143.75m,预测在此高程下房子有浸没问题。
3 结语
水库区均有不同程度的浸没和淹没问题,造成浸没的原因是多方面的,加强浸没区地表排水是解决浸没问题的有效措施之一。
参考文献:
[1]中华人民共和国水利部.sl299-2004水利水电工程地质测绘规程[s].中国计划出版社,1999.
【关键词】岩土工程;勘察;方法
中图分类号:K826.16 文献标识码:A 文章编号:
我国工程勘察对港口码头、水利水电工程、公路工程、铁路工程等比较重大工程进行了专门分类,按其进行阶段和勘察对象的不同分别分为不同的阶段和工程:①前者包括:工程可行性研究阶段、施工图设计阶段、预可行性阶段、初步设计阶段、补充勘察和施工勘察等。②后者包括:民用建筑、水利水电工程、公路工程、港口码头、铁路工程、大型桥梁及工业等。工程地质勘察通常是对这些编制了相应的技术标准、规程和勘察规范等内容的工程的勘察。
1 具体的安排岩土勘察工作量和内容
1.1 准备工作:一支勘察队伍的经济实力,设备配备,人员素质等等是从事勘察项目之前的准备工作做的好坏的必备因素。但在实际工作中要明确准备工作的重要性就是要避免窝工或返工保证工程勘察质量的前提条件和保障从而使现场勘察工作有目的、有计划地进行,避免盲目性的无准备的工作对工程造成费用的浪费,其主要还是对准备工作的重要性的认识问题,这是能否把准备工作做得避免疏忽遗漏既具体、又充分的关键。
1.2 钻孔问距:根据相关的规定越是安全等级高的建筑的间距就越小,其具体是指高层建筑的勘探间距要在15m—35m 之间并小于一般建筑要求高层建筑的岩土勘探的间距。在选择布孔位置时还要考虑不同的地貌特点,在地貌的交接地要设置更多的勘探点,还要考虑到建筑物的条件来确定布孔的位置。在实际工作中不能按照建筑的安全等级来决定勘探的孔距,钻孔的间距要根据场地的状况。在那些建筑经验比较丰富的地区且结构比较简单的场地则可以放大孔距。
1.3 钻孔深度:探测孔要能够承受主要的受力层。在采用桩或墩基的时候要使得勘探孔的深度满足相应的标准,若是采用筏基和桩基的话,勘探孔的深度就需要大于压缩层的下限。在使用桩基时,要预计桩的长度大小是要进行相应但是考察,研究区域地质资料、大量的了解附近建筑经验,测量建筑的荷载大小等,而对于桩长的选取则是要对桩的类型、分布方式等进行分析。压缩层深度的估算方法比较多,包括有国标地基规范、勘察规范,以及有关地方规范等,但是比较关键性的参数的计算一般都是基础宽度。而现实中的基础宽度
在通常状态下都是根据压缩层深度随荷载变化而由很大的变化。
1.4 勘探、取样:勘探工作勘探方的法选取主要是基于岩土性质。一般情况下可以采用用于研究地下地质条件和可利用勘探工程取样原位测试和监控,包括坑探、物探和钻探等方法。通常被使用来测绘工作的物探方法不是一种比较直接的方法,它主要是用于钻孔探测的先行或非主要性的手段。在岩土工程勘察工作中,比较关键性的措施就是直接勘探,因为直接勘探能够将地质条件检测出来。直接勘探包括钻井、点蚀和勘探项目等,它主要是按照各个类型的阶层和侦察需求选取相应的钻井措施,最广为使用的钻井措施就是钻探工作。 1.5 原位测试和实验室试验:在岩土工程分析与评价提供必要的技术参数是原位测试和实验室试验的主要目的。原位测试可以反映出宏观结构的岩石和土壤性质。室内试验的优点是容易控制测试条件,应力和应变条件可以批量取样并支配收入;缺点是边界条件复杂一些测试耗费人力,试验应力路径也难以控制。
2 评价岩土工程
2.1 地基的液化势及湿陷性评价:采用桩基时每一土层的液化势要评价液化势评价深度应加大为提供桩侧阻力做准备,不论是否满足由基础埋深、水位埋深等控制的初判条件。
2.2 基坑开挖和施工降水:根据开挖深度及预估的场地岩土工程条件针对基坑开挖及支护。针对施工降水则通过必要的测试手段提供相应的设计参数,掌握场区所在地段区域性水文地质背景资料必要时应进行水文地质勘察。查明开挖范围和邻近场地地下水分布特征和渗流特征,根据土层结构及岩土性质提出土的有效应力强度参数或不排水抗剪强度参数。
3 对岩土工程勘察管理措施的加强
3.1 合理整理与编录资料
3.1.1 许多技术人员在岩土物理力学参数的统计值方面将所有数据一律参与统计无论数据多少或大小,导致得到与现实场地地层情况不符的或不合理的结果其参数失真且误差过大。所以技术人员要明确规范中的相关规定并正确理解岩土参数取值合理应用各项指标。许多勘察报告还残留其他工程的痕迹且都十分神似是因为只把工程名称和一些数据修改即可就像做填空题,这些报告虽然符合国家规范的要求和编制深度的要求但报告缺乏对特定工程和特定地质现象等的具体分析。
3.1.2 勘察资料的整理是需要现场的技术人员和报告编写人员共同完成,很多勘察单位实行分工制后现场技术人员只是把现场编录和原始班表交给报告编写人员了而报告编写人员对现场并不了解,所以这样就导致了脱节不利于资料的编录。在进行资料编制的过程中出现了异常或者矛盾的情况一定要认真查找原因才可以进行编制确保资料准确没有任何错误,而在编制的同时要做到没有一丝一毫的纰漏就要编写人员进行自检且校验人员同时进行校验。
通过理论分析和实践经验合理取舍对于野外勘察和室内试验中获得的资料精心分析和整理,但也不能简单地以点盖面忽视现实情况中的特殊情形,要重视细节也要尽量做到原始资料能真实反映工程的真实情况全面考虑整体。
3.2 加强培训:在当前的形势下,工程地质专业人员习惯于工程勘察的原理及方法对岩土工程的方法、内容及理论等缺乏了解,当务之急是加强岩土工程技术人员及管理人员的培训,特别是岩土工程设计及施工技术人员的培训,以适应岩土工程市场发展的急需。真正体现岩土工程师的价值并从根本上杜绝岩土勘察行业中的弊端的是如何完善市场准入制度,加强行业自律和约束机制。我国大多数勘察单位由于将主要精力放在抢占市场份额当中从而忽视了人才的培养,所以从事岩土工程勘察工作的技术人才严重不足而现有的勘察人员整体素质又明显偏低,为了能够确保工程勘察的质量,勘察单位通过专业知识和技术的学习加大对专业人员的培训和教育力度从而提高其综合素质和业务能力。
3.3 调查现场岩石和土壤的采样和测试工作:在岩石和土壤的取样、原位测试岩土工程勘察的结果的数据分析评价的基础上解决勘察技术问题是其重要的数据来源。岩土工程设计的计算参数的计算模式的准确性和可靠性取决于计算模型和计算参数,没有完整和可靠的测试数据时分析和评价是不现实的。
3.4 加强土工试验和原位测试新技术的应用:岩土工程勘察地质钻探是主要的最有效的侦察手段之一,所以在岩土工程地质钻探过程中根据不同的岩石形成条件和取样,测试要求钻井设计和控制以达到既能满足技术要求和提高经济效益的目的,重视地质钻探过程控制并加强施工使用检测和监测技术是为了保证提供岩土工程的设计和施工参数的可靠性。
4 结束语
基础设计的主要依据是岩土工程勘察,为保证工程建设安全、高效运行,促进经济社会的可持续发展,且它作为一门涉及到工程、结构、力学等各方面知识的综合性社会学科要求从业人员在工作的过程中要认真负责,不断的完善和提高自己的业务知识和业务技能并提交真实准确评价合理的可行性勘察资料
参考文献:
[1] 沈圆.建筑工程岩土勘察存在的问题与措施探讨[J].科技创新导报,2012,(7):54-54.