岩溶场地勘察技术质量控制风险清单

(整期优先)网络出版时间:2021-03-12
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岩溶场地勘察技术质量控制风险清单

李春发、滕开永


摘要:在岩溶场地进行工程建设,由于场地存在岩溶不良地质作用。其主要表现为场地内浅部覆盖厚薄不均的红黏土,具上硬下软的特点且发育土洞。在深部的碳酸盐岩具有可溶性,在地下水及岩石节理、裂隙影响下,具不规则的溶洞发育。土洞及溶洞的发育,在外力作用下可能造成地面塌陷,造成建筑物地基突然陷落破坏,对建筑物存在严重的安全隐患。为保证建筑物安全,必须查明场地岩溶不良地质作用发育规律。岩溶场地勘察技术质量控制优劣起到核心作用,勘察技术质量控制贯穿于施工全过程,包括事前、事中和事后控制,事前质量控制能够取得事半功倍的效果。根据多年勘察施工经验总结,创新工作方法,建立勘察技术质量控制风险清单制度,是减少和消除质量事故的最佳路径。(工作单位:云南省地质矿产勘查开发局八一四队。作者:李春发、滕开永)

1、岩溶特征

岩溶又称喀斯特,是指水对可溶性岩石进行以化学溶蚀作用为特征(包括水的机械侵蚀和坍塌作用以及物质的携出、转移和再沉积)的综合地质作用,以及由此所产生的现象的统称。岩石的可溶性与透水性、水的溶蚀性与流动性是岩溶产生和发展的基本条件。

岩溶地区最主要的特点是形成一系列的独特地貌景观,如地表的溶沟、石芽、溶隙、溶槽、漏斗、洼地、溶盆、峰林、孤峰、溶丘、干谷,地下的落水洞、溶洞、地下湖、暗河系统及各种洞穴堆积物。同时,也形成一系列的特殊的水文地质现象,如冲沟很少且主要呈现出干谷或悬谷,地表水系不发育主要转入地下水系,因地下架空结构而使可溶岩透水性明显增大,成为良好含水层;岩溶水空间分布极不均匀,且埋深一般较大,动态变化强烈,流态复杂。地下水与地表水相互转换敏捷,山区地下水分水岭与地表分水岭不一致等。上述特征集中体现为地形的鲜明对照性和强烈的差异性,岩石中细微溶蚀裂隙网络与巨大的溶洞、暗河体系的贯穿性。

我国的岩溶无论是分布地域还是气候带,以及形成时代上都有相当大的跨度,使得不同地区岩溶发育各具特征。但无论是何种类型岩溶,其共同点是:由于岩溶作用形成了地下架空结构,破坏了岩体的完整性,降低了岩体强度。增加了岩石的渗透性,也使得地表面强烈参差不齐,以及碳酸盐岩极不规则的基岩面上发育各具特征的地表风化产物----红粘土,这种由岩溶作用所形成的复杂地层常常会由于下伏溶洞顶板坍塌、土洞发育而发生大规模的地面塌陷、岩溶水的突袭、不均匀地基沉降,对建设工程产生重要影响。

2、岩溶场地岩土工程地质问题

(1)地基主要受力层范围内,若有溶洞、暗河存在,在附加荷载或震动作用下,溶洞顶板坍塌引起地基突然陷落。

(2)地基主要受理层范围内,下部基岩面起伏较大,上部又有软弱土体分布时,引起地基不均匀下沉。

(3)覆盖型岩溶区浅表覆盖红黏土层,由于地下水活动产生的土洞,逐渐发展导致地表塌陷,造成对场地和地基稳定的影响。

(4)开挖地下洞室时,突然发生大量涌水和洞穴泥石流灾害。甚至还包括有特殊性的水库诱发地震、水库渗漏、矿坑突水、工程中遇到的溶洞稳定、旱涝灾害、石漠化等一系列工程地质和环境地质问题。

3、岩溶场地勘察目的和要求

岩溶场地的勘察目的在于查明对场地安全和地基稳定有影响的岩溶化发育规律,各种岩溶形态的规模、密度及其空间分布规律,可溶岩顶部浅层土体的厚度、空间分布及其工程性质、岩溶水的循环交替规律等,并对建筑物场地的适宜性和稳定性作出确切的评价。根据勘察经验,应查明与场地选择和地基稳定评价有关的基本问题:

(1)各类岩溶的位置、高程、尺寸、形状、延伸方向、顶板与底板状况、围岩(土)及洞内堆积物性状、塌落形成的成因及特征。

(2)岩溶发育与地层的岩性、结构、厚度及不同岩性的组合关系,结合各层位上岩溶形态与分布数量的调查统计,划分出不同的岩溶岩组。

(3)岩溶形态分布、发育强度与所处的地质构造部位、褶皱形式、地层产状、断裂等结构面及其属性的关系。

(4)岩溶发育与当地地貌发展史、所处地貌部位、水文地质与相对高程的关系。划分出岩溶微地貌类型及水平与垂向分带,阐明不同地貌单元上岩溶发育特征与强度差异。

(5)岩溶出水点的类型、位置、高程及所在的岩溶岩组、季节动态、连通条件及其与地面水体的关系。阐明场地地下水的水文单元特征,包括岩溶水环境、补给及排泄条件,水质与污染。

(6)土洞及各类地面变形的成因、形态规律、分布密度与土层厚度、下伏基岩岩溶特征、地表水和地下水动态及人为因素的关系。结合已有资料,划分出土洞与地面变形的类型及发育程度区段。

(7)在场地及其附近已有凿井人工取水工程,收集降水的的各项水文地质参数。据此预测地表塌陷的位置与水位降深、地下水流向以及塌陷区在降落漏斗中的位置及其间的关系。

(8)土洞的调查访问、周边已有建筑物使用情况、设计施工经验、地基处理的技术经济指标与效果等。

(9)勘察阶段应与设计相应的阶段一致,根据《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)2009版;各阶段勘察与设计要求和方法见表。

4、岩溶场地勘察阶段要求及方法

岩溶地区各勘察阶段的要求和方法 (表1)

勘察阶段

勘察要求

勘察方法和工作量

可行性研究勘察

应查明岩溶洞隙、土洞的发育条件,并对其危害程度和发展趋势作出判断,对场地的稳定性和建筑适宜性作出评价。

以工程地质测绘及综合物探方法为主,发现异常地段,应选择代表性部位布置验证性钻孔,岩溶发育地段应予加密。控制性勘探孔应穿过表层岩溶发育带。初步勘察勘探点间距宜取30~50m。

初步勘察

应查明岩溶洞隙及其伴生土洞、塌陷的分布、发育程度和发育规律,并按场地的稳定性和适宜性进行分区。

详细勘察

应查明拟建工程范围及有影响地段的各种岩溶洞隙及土洞的位置、规模、埋深,岩溶堆填物性状和地下水特征,对地基基础的设计和岩溶的治理提出建议。查明岩溶发育地段土洞分布位置及规模,查明土岩接触带受水浸软弱面的工程特性。

沿建筑物角点及轴线布置,条件复杂时每个独立基础均应布置勘探点。基础地面以下土层厚度不大于独立基础的3倍或条基的6倍,且具备形成土洞或其他地面变形条件时,勘探孔应全部钻入基岩。

当设计深度内有洞体存在,影响地基稳定时,应钻入洞体基岩面以下不小于2m,必要时应圈定洞体范围。在土洞发育塌陷地段,可采取静力触探、轻型动力触探、小口径钻探等手段,详细查明其分布范围。详细勘察勘探点间距:均匀地基宜取12~24m。

不均匀地基宜取6~12m,且勘探孔深度应达到基岩。对基岩面起伏大,土层厚度及状态变化大的的段,勘探点间距还可适当加密。

施工勘察

应针对某一地段或尚待查明的专门问题进行补充勘察。当采用大直径嵌岩桩时,应进行一柱一桩的桩基勘察。

对采用大直径的嵌岩桩,勘探点应逐桩布置,勘探点深度应不小于底面以下桩径的の倍并不小于5 m,当相邻桩底基岩面起伏较大时应适当加深钻孔深度。

5、勘察技术质量控制风险清单

5.1勘察技术质量控制风险清单

勘察技术质量风险清单表 (表2)

序号

影响质量风险因素

风险来源

质量事故

发生

概率

危害程 度

改进措施

1

勘察费用低

同质恶性竞争

勘察报告失真

严重

减低施工成本,提高效率

2

勘察工期不合理

同质恶性竞争

勘察报告缺陷

较高

严重

提高效率,创新工作方法

3

未提供相关(勘察任务书、地下管网)文件

对勘察重要性认识不足

勘察报告错误

较低

中等

坚持勘察施工程序,与建设单位做好沟通工作

4

资料收集不全、踏勘不认真

业务水平低

勘察纲要设计不科学

较低

较严重

增强职业培训及思想教育工作,提高业务能力

5

勘察纲要编制、审核不合理

对纲要指导意义认识不足

勘察质量缺陷

中等

中等

建立奖惩制度

6

项目负责人配备不合理

业务水平低,经验不足

勘察报告失真

较高

严重

根据项目重要性等级合理配置

7

项目技术员配备不合理

责任心不强、业务水平低

野外作业分层取样不合格,勘察报告失真

较严重

加强业务培训。提高待遇、制定合理分配制度

8

项目钻井施工队选择不合理

业务水平低,弄虚作假

地层错位,勘察报告失真

严重

选择实力强信誉好的作业队伍,及时支付工程费用

9

外业监督检查失职

责任心不强

勘察质量缺陷

较低

一般

建立奖惩制度

10

报告编制、审核不力

责任心不强

勘察质量缺陷

中等

中等

及时兑现绩效收入

11

地质条件复杂

地质灾害发育

勘察报告失真

较高

严重

认真踏勘和编制勘察纲要,做好技术交底工作

12

勘察报告相关岩土参数与实际不吻合

取样不规范、送样不及时,实验员业务水平低

勘察报告失真

中等

较严重

按照规范要求均匀取样,及时送样。加强与实验室负责人的交流。

5.2勘察技术质量风险清单分析评价

建立清单制度,首先要对风险进行识别,发觉现有和潜在的风险,并进行系统地预测和归类。地质勘察风险起源分析,主要从业主方及勘察单位2个主体单位及外部环境进行分析。

①业主单位:对勘察工作重要性认识不足,不清楚勘察工作的工作程序,主观认为几天要资料就得交资料,不能保证正常的合理工期。市场环境恶化,招标不规范,中标仅以最低价为依据。勘察费用扭曲。对勘察项目不重视,不配合钻探施工,场地施工条件环境差,不提供勘察所需地下管网资料,不按规范施行监理制度,不按规范进行分阶段勘察施工。

②勘察单位:未对职工进行专业培训及思想教育,职工待遇低。奖惩制度建立不科学,不兑现承诺,职责不明确。职工业务水平低,企业竟争力不强。

③其它原因:社会环境差,恶性竞争,特别是同质化竞争严重。行政监管不严,违规挂靠和借用资质情况普遍,对违规行为处罚力度不够,违法成本低,扰乱勘察正常的经营环境。

风险造成后果分析:地质勘察项目风险主要造成实物工程量不满足规范要求,存在弄虚作假行为,野外钻探、场地周边调察花费时间不足,原始资料失真,工程地质问题分析评价不到位、成果资料编制不清晰、提出措施建议不合理,场地类别及稳定性判断错误。勘察项目质量风险发生后对或多或少将造成一定程度的影响,甚至导致严重的勘察项目质量问题,给勘察单位造成严重的经济损失,造成不良的社会影响。为了消除和减少勘察质量事故发生,防范与未然,探索与建立勘察技术质量风险清单制度,能减少和消除勘察质量事故发生。

5.3建立勘察技术质量控制风险清单意义

为持续满足业主单位需求,不断提高勘察技术质量,为建设单位提供合格的勘察文件。现就勘察技术质量控制相关问题,与各位同行交流。勘察技术质量控制应采取全过程质量控制,全员参与的原则。项目质量管理PDCA是一个动态循环的过程,全过程质量控制(分为事前、事中、事后控制3个阶段)。建立勘察技术质量控制风险清单制度,目的是总结勘察质量事故风险点,以清单的形式对风险进行识别、评价、和响应,可消除和减少质量事故的发生。

随着市场经济体制进一步完善,勘察企业参与市场竞争,争夺工程地质勘察项目越来越激烈。竞争手段多元化、复杂化,面临各种风险因素越来越复杂。工程地质勘察项目涉及部门及人员众多,在承揽业务过程中,将会遭到许多不确定风险因素,导致勘察项目质量缺陷,引发重大工程质量事故。在工程地质勘察项目中,增强风险意识,全面控制质量风险,建立质量控制风险清单制度,属于事前控制、主动控制行为,是一种与时俱进的工作态度,创新的工作方法和理念,可以从根源上防范质量风险事件带来的危害。





日期:2021年以月7日