技术方案9.docx
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技术方案9
2.3本次勘测重点、难点分析和拟采用的技术
2.3.1勘测重点、难点分析
2.3.1.1管线部分
1、一般地段
(1)查明沿线各地段的地质、地貌、地层结构、各类土层的性质及分布以及对土壤腐蚀性的测试。
重点查明沿线各地段不良地质现象,尤其的软土的空间分布、固结情况、力学性质是本勘察工程的重点和难点问题;查明沿线填土层的空间分布、填筑处理方法、密实程度和均匀性是本工程的重点难点问题;
(2)查明地下水的类型、水位变化、补给来源、抗浮水位等,以及评价承压水对管线开挖边坡稳定的影响,并判定环境水对钢筋砼的腐蚀性。
论证地表水、地下水对管线埋设的影响是本勘察工程的重点;
(3)局部检查井等结构物拟采用沉井方式施工,须查明填土的成份(填石情况、密实程度等)、软土分布、可能产生的流砂、管涌、可液化地层,以及抗浮水位、深基坑稳定性验算、承压水对基坑稳定性影响以及基坑开挖、降水时对邻近建筑物的影响评价等影响沉井设计和施工的因素,得到符合实际情况的设计参数,并提出合理的施工处理方案是本勘察工程的重点之一;
(4)开挖施工边坡支护问题
干管埋置深度小于5米的拟采用放坡开挖或支护开挖,由于本场地上部土层性质较差,大部赋存有软弱下卧层,因此土体边坡支护参数的选取是一个难点;
(5)对于深埋的地下管线(长途光缆)、大口径金属管线(主要是大于1m的给水管)以及非金属管线(有检查井的排水管除外)等都是地下管线探测的难点,这些管线在施工中往往容易被破坏,也是事故的高发地段。
对于需要重点探测的范围,除了利用常规的物探方法进行调查与探测以外,还要求作业人员扩大管线调查和探测范围,到各主管部门收集已有的管线竣工资料,同时走访测区周围住户调查了解管线分布情况。
对于难点管线,在调查和收集已有资料的情况下,采用地质雷达探测,适时结合开挖、钎探等手段定出关键点位、管径和埋深;
(6)高压、超高压铁塔基底的电力引线走向及条数的探测信号很弱,但是对于本工程管线的埋设又极为重要,故电力引线探明是本项目的难点之一。
2、顶管地段(穿跨越地段)
埋置深度大于6米的拟采用顶管施工,以及局部地段(跨河流、桥梁或现有道路等)需采取顶管施工,其重点、难点主要为:
(1)穿越地段岩土层的类型、深度、分布、工程特性、分析和评价地基的稳定性、均匀性和承载力,提供顶管设计所需的岩土参数(管道表面与其周围土层之间的摩擦系数、围岩的基床系数、侧压力系数、抗剪强度等),水文地质参数(如地下水性质、渗透系数、涌水量等)。
推荐地基类型、基础形式和施工方法;
(2)顶管施工问题
台地等地势较高的地段:
若管网需埋设在台地或原为挖方等地势较高的地方,须查明管线埋设深度内各地层的性质,尤其需查明顶管穿越地层中风化球是否发育、基岩的风化带有无软、硬夹层等影响顶管工程施工的地质条件。
河道水系地段:
管网需下穿现状河道水系,须查明管线埋设深度或河水冲刷深度内及以下各地层的空间分布、工程性质、不良地质现象、河流历年的最高水位和冲刷强度等,评价河流岸坡的稳定性以及工程施工对其影响,工程建设对环境可能造成的影响等。
地下水对顶管工程的影响和治理措施。
3、台地等地势较高的地段
若线路需埋设在台地等地势较高的地方,基岩出露较浅,则管线施工可能遇到基岩等不利因素。
2.3.2勘测工程施工中的重点难点
1、场地沿线现有地下管线复杂,埋深不一,准确探测难度很大。
对需在此位置进行地质钻探造成极大的安全隐患,是勘察施工的难点,处理不当可能对环境和居民生产生活造成严重影响,燃气管线等高危管线的损坏甚至将引起公共安全事故。
确保地下管线的安全是本勘察工程施工中的重中之重,也是难点。
2、拟建管道将顺沿或穿越现状交通干道(顶管或开挖),勘察钻探需占道施工,对施工和交通安全产成影响,同时交通、城管等部门对施工许可办证条件要求很高,时间较长,确保该类地段施工的按时完成和安全施工,是本勘察工程的重点、难点。
3、拟建管道局部穿越现状河道,河道狭窄且两岸多有障碍物,水深条件不一,水质很差,岸边施工搬迁难度大、水上施工条件恶劣,是本勘察工程的重点。
4、拟建管道线路分布在人口较稠密的建成区内,周边各类建(构)筑物密布,施工中环境保护任务重,尽量减少对周边居民和工厂的影响,要切实做到控制噪音、严格控制泥浆排放,保护水体。
是本勘察工程的重点。
2.3.3拟采用的技术
遵照国家、行业现行规范规程技术标准,考虑到可能存在的岩土工程问题及重点,为满足设计和规范要求,本工程详细阶段岩土工程勘察拟采用钻探(局部地段采用人工勺钻、坑探、洛阳铲)和十字板剪切试验(针对软土)、标准贯入试验、动力触探(针对砂土层和填土)、土壤电阻率测试和室内岩、土、水试验(除常规试验项目外,对软土进行有机质含量等特殊项目试验的综合勘察方法。
1、钻探
钻探按设计单位提出的技术要求及有关规范要求进行。
按市政工程勘察规范(CJJ56-94)的要求,各孔均作为技术孔。
钻探方法:
采用跟管或泥浆护壁钻进,部分土层钻探采用冲击钻进。
图2-1工程钻探施工工艺图
本次勘察原位测试采用标准贯入试验、动力触探试验、静力触探、十字板剪切试验、钻孔波速测定等多种测试方法。
其工作要求如下:
1)、标准贯入试验在技术孔中进行,适于砂土,间距一般2米,变层加做。
图2-2标准贯入试验施工工艺图
2)、动力触探试验适于道路钻孔中碎石土及较厚的填土,根据触探试验成果评价其密实度。
3)、十字板剪切试验:
道路钻孔中当遇厚度大于2.0米的软土时,选择具代表性地段进行试验。
图2-3十字板剪切试验施工工艺图
4)剪切波速可以较为全面地查明场地土类型及建筑场地类别。
2、取样和室内试验
1)、取土原则上按1.50米的间距进行,管线部分近地表段适当加密。
当遇软土时应采用薄壁取土器,如遇中细砂层时,采取部分原状砂样(以分析其孔隙度);各地貌单元均采取不少于2组的地下水水样;
2)、对于土样除进行常规物理力学性质试验外,对软土尚进行有机质含量,固结试验等;对于水样进行常规分析,判断其水质对建筑材料的腐蚀性。
3、地下管线探测
地下管线调查及勘测主要包括明显管线点调查、隐蔽管线点探测以及管线点测量三个部分。
1)、明显管线点调查
明显管线点调查内容包括接线箱、变压箱、变压器、消火栓、人孔井、阀门井、窨井、仪表井等附属设施。
管线点的位置应设在井盖中心。
当地下管线与检修井中心偏距>0.2米时,应量测其管偏并记录管偏方向,即管道中心线的地面投影至井盖中心的垂距,当管偏大于1米时应实测其点位。
明显管线点各种数据,均应直接开井并用经过检验的钢尺量测,按《规程》的规定,查清各类被调查管线的类型、管径、材质、埋深、走向及管线的连接关系。
在调查量取时首先应认真仔细辨读避免人为粗差,确保调查成果的准确性。
在全野外地下管线数据采集中,绘制物探工作草图是地下管线调查的必要工序,工作草图是图形信息编码,管线点连接关系和人机交互编辑修改的依据。
草图上点号标注应清楚正确,并和测量电子手簿记录点号对应。
2)、隐蔽管线点探测
A、方法试验
由于不同类型的地下管线在不同地球物理条件的区域,方法技术的效果不同,因此应分别在不同路段进行方法试验。
方法试验的目的是确定方法技术和所选用仪器的有效性、精度和有关修正参数。
方法试验应在已知管线上进行,通过方法试验确定最小收发距、最佳收发距、最佳发射频率和功率,并确定定深修正系数。
具体方法如下:
a.在地下无管线、无干扰正常地电条件下,固定发射机位置,将发射机置于正常工作状态,接收机沿发射机一定走向,观测发射机场源效应的范围和距离。
然后改变发射机功率,确定不同发射功率的场源效应和距离。
当正常探查管线时,收-发距应大于该距离。
即最小收发距。
b.将发射机放置在无干扰的已知单根管线上,接收机沿管线走向方向上进行观测,对比在走向延长线上的读数,峰值完整及对称,确定出最佳收发距。
不同的发射功率要选择不同的最佳收发距。
c.固定最佳收发距及发射功率,接收机在最佳收发距的定位点上,改变发射机不同频率进行观测,根据已知管线的平面位置和埋深以及接收机峰值读数和灵敏度来确定最佳发射频率。
d.固定最佳收发距和发射频率,接收机在最佳收发距的定位点上改变发射机不同功率进行观测,视接收机读数最大值及灵敏度来确定最合适的发射功率。
B、地下管线探测方法
地下管线探测是在现况调查和调绘的基础上,根据不同的物理条件,选用不同的探测方法及相应的仪器设备进行隐蔽管线点探测。
a.金属管道的探查,其激发方式可采用直接法、电磁感应法、夹钳法,条件可行的话,适时进行长导线法等。
b.非金属管道的探查,可在调查的基础上采用地质雷达探测,适时结合开挖、钎探进行定位定深。
c.电信、电力电缆的探查,由于电信、电力电缆,其本身携带一种“源”,可采用工频、电磁感应法和夹钳法等。
对电信管块、电力管块隐蔽点探测时,要用夹钳法对其中一孔里的电缆实施探查,然后根据调查的管块断面尺寸和埋深进行点位和埋深改正,使所探管线点位于管块几何中心位置。
C、管线定位
极大值法是用垂直线圈测量电磁场的水平分量,由于地下管线形成的二次电磁场水平分量在管线正上方最大,因此在管线的地面投影位置上现极大值;极小值法是用水平线圈测量电磁场的垂直分量,由于在管线正上方垂直分量等于零,故在管线正上方为极小值或零值(零值法或哑点法)。
极大值法异常幅度大且宽,异常信号易被发现,极小值法定位精度较高但受附近管线影响大,因此先采用极大值法找到管线的大致位置,然后用极小值法精确定位。
当峰值点与哑点位置一致时,可用哑点定位。
分支点、拐点定位,以两点确定一直线的原则,用第三点进行检查,以确定分支点和拐点定位的精度。
D、埋深测定
可采用仪器直读法和特征点法(70%)测定,直读法在简单条件下有较高的精度,一般以特征点法定深为主,其定深精度较高。
当有旁侧平行管线干扰时,常出现曲线不对称,此时宜用干扰小的一边,即取窄的一边两倍宽度为深度。
对于弱信号管线的定深,必须先做背景场改正,再用特征点法确定深度,不得用直读法直接定深,由于管线周围介质的电性不同,对直读埋深的数据有较大影响,因此应在不同地段、不同管线通过方法试验确定定深修正方法和修正系数,并进行深度校正。
E、消除系统误差
由于各种地下电信、电力电缆、无线电台形成较复杂的电磁波干扰区,并且各种金属管线相互影响,在其周围存在着不同频率不同强度的电磁场,用管线探测仪探测管线时,首先确定管线走向、平面位置及埋深,然后沿走向旋转180度再确定管线走向、平面位置及埋深,两次所探结果误差小于10cm时,取平均值,若两次所测结果误差大于10cm,应及时找出原因或更换仪器,利用旋转探测法可消除系统误差。
F、疑难管线探测方法
探测埋深相同且距离较近的两条或多条平行管线,以及探测两条或多条同一水平走向不同埋深管线时,由于信号迭加而难以区分,这时除了尽量用低频外,还可通过对已知管线进行方法试验确定实施方案,如果条件允许的话,还可采用选择性激发或单线供电法突出欲测信号,达到区分不同管线的目的,也可以选择探地雷达进行探测。
G、地质雷达探测
雷达探测原理方法:
探地雷达是目前国际上最为先进的工程物探仪器,其特点是直观、轻便、高分辨率而引人注目。
探地雷达与对空雷达原理相似,是一种高频电磁波探测技术,其工作频率高达数十兆甚至数千兆赫兹,是以不同介质之间存在电磁参数(主要为电阻率及介电常数)差异为探测前提的。
在地面上通过发射天线向地下发射高频电磁波,当电磁波在向下传播的过程中遇到具有电磁差异的介质分界面时,就会有部分电磁波被反射回来,利用接收天线接收反射波,并记录反射波到达时间,这样沿地面逐点扫描,就可以确定反射界面的深度和形态。
如图所示,设脉冲电磁波从发射天线到接收天线行程需时为T,则有:
T=(4h2+x2)1/2/v,式中h为目的体或界面的深度,x为两天线之间的距离,v为电磁波在地下介质中传播的速度。
可见当地下介质中的电磁波波速v为已知时,可根据实际测到的精确T值,由上式求出界面的深度h。
v可用宽角法直接测量,也可根据公式:
v≈(c/ε)1/2(c=0.3m/ns)计算得到。
探地雷达的地球物理前提为相邻介质的电阻率与介电常数之间存在差异,并且这种差异越大界面越容易识别。
根据电磁波理论,雷达的垂向分辨率约等于电磁波长的1/4,亦即当地层厚度大于电磁波长一半时,就能为雷达图像识别,而水平分辨率则取决于测量时的点距,雷达探测深度则取决于地层对电磁波的吸收大小。
3)、地下管线点测量
管线点测量是在管线探测探查作业过程完成及物探组外业自行检查无误后,以探查组提供的管线调绘草图为依据进行的。
物探探查与测量作业应密切配合且互通信息,及时纠正各个环节中的数据错误,确保各个工序之间的顺利衔接。
野外数据采集使用全站仪测量和记录原始测量数据,经检查校核无误后方可计算其管线点坐标。
4、平面控制测量
首级控制网平面控制按GPS(E级)网布设,作业仪器采用美国Trimble公司制造的5700型GPS接收机,标称精度为:
5mm+1ppm。
其主要技术要求见下表:
E级GPS网的主要技术要求
等级
平均距离(km)
a(mm)
b(1×10-6)
相邻点间的弦长精度(mm)
复测边长较差
最弱边相对中误差
E级
1
≤10
≤20
ds≤2
σ
1/20000
注:
a─固定误差(mm);b─比例误差系数(1×10-6);d─相邻点间距离(km);
─基线向量的弦长中误差(mm)。
5、高程控制测量
采用美国Trimbl高程测量采用四等水准测量方法进行,有关技术要求如下表。
四等水准测量技术要求
等级
视线长度(m)
前后视距差(m)
视距差累积(m)
视线高度(下丝读数)(m)
四等
≤75
≤5.0
≤10
≥0.2
6、中线桩测量
采用GPSRTK方法进行,测量精度满足二级GPS测量精度要求,各项技术要求见下表。
GPSRTK各项技术要求
有效观测卫星数
每点观测次数
观测时间长
相邻点边长
点位中误差
≥5个
独立测定2次
≥180秒
≥150m且小于1km
内部符合精度≤30mm
外部符合精度≤50mm
7、线路纵断面测量
中线断面测量采用全站仪极坐标法进行,线路纵断面图比例尺为:
横1:
1000、纵1:
100,相邻断面点间距不应大于图上5厘米。
2.4工作量布置及优化
2.4.1工作量布置
①正常路段:
每300—500米1个勘察点;孔深5米左右;②道路顶管穿越段:
2—3个勘察点;孔深10—15米左右;③河流穿越段:
每10-20米1个勘察点;孔深10—15米左右;④地质不良地段:
每50米1个勘察点;孔深至原土持力层;⑦线路阀室:
土壤腐蚀及杂散电流调查原则土壤腐蚀及杂散电流调查要求:
①一般路段:
每500米1个取样点;②电力走廊路段:
每100米1个取样点。
2.4.2工作量优化
①根据微地貌单元决定地层结构及工程性质的原则,钻孔点的布设应能控制不同地貌单元。
②对于位置与永久性建筑、管道和缆线、高压线冲突的钻孔,在实际放点后需作小范围位移的调整。
③对顶管地段,则区分不同地貌情况,对勘探间距作加密或加大的调整,使勘察工作达到即节约费用,又查明地质情况的要求。
④对经平面地质调查确认的,或已局部揭露的埋藏冲沟、鱼塘等不良地质现象,根据情况将采用钻探和其它勘察手段予以进一步查明。
2.5拟提交的勘察成果资料文件组成
1、勘探点主要数据一览表;
2、综合工程地质图及勘探点平面布置图;
3、纵断面图、地质剖面图;
4、钻孔柱状图;
5、各岩土层的物理力学性质试验报告;
6、水质分析报告;
7、动力触探试验曲线图(如果布置有此工作);
8、土壤电阻率测试报告;
9、场地剪切波速测试报告;
10、地震安全性评价报告(如果布置有此工作);
11、工程场景、典型地质现象和钻孔岩芯彩色照片;
12、技术总结报告;
13、管线纵断面图。
2.6勘察与测量作业实施方案
2.6.1项目组织结构
本勘测工程项目成立项目组,组织结构详见以下框图:
2.6.2拟投入的人力
勘测项目总负责:
负责项目的总体运行,协调外部关系,对内负责人、财、物的协调与调配,保证后勤保障,使整个勘察和测量工作有条不紊地进行。
1、钻探组:
共5人,负责野外钻探施工、标贯等工作。
2、测试组:
共5人,负责原位测试工作、室内土工试验。
3、管线探测组:
共5人,负责地下管线探测工作。
4、后勤组:
2人,保障供应野外各工作站生产、交通所需的设备、器材,负责联系各方面关系及办理有关证件。
5、电脑室:
1人,负责所有资料、报告加工、装订。
2.6.3拟投入的设备
野外主要设备配置详见下表:
主要勘探设备仪器一览表
序号
机械设备名称
型号规格
数量
1
高速、油压钻机
XY-1、XY-1A
3台
2
泥浆泵
BW200
3台
3
柴油机
常州D185
3台
4
柴油机发电机
3KW
1台
5
标准贯入器
63.5Kg
2套
6
取土器
φ91x150
3套
7
三重管单动塑料内管取土器取砂器
φ108mmx150cm
2套
8
触探二用仪
CLJ-1
2套
9
柴油抽水机
170F/220-22
3套
10
重型动力触探设备
N63.5Kg
2套
11
静力触探设备
SY15
2套
12
十字板剪切仪
YGL
2套
13
工程检测仪(包括拾震器等)
GJY-1C
1套
14
剪切波仪
RS-1614H
1套
15
钢弦频率仪
S5-2
2套
16
流动拾震仪
LS-1
3套
17
真空泵
YQ0230
2台
18
发电机
铃木SV1400L
2台
19
三联固结仪
WG-1
3台
20
应变剪力仪
WZ-1
1台
21
电动四联直剪仪
DS1-1
1台
22
剪力仪
EDT-1
1台
23
三轴剪力仪
SJ-IA
1台
24
变压固结仪
YCL-1
1台
25
研磨机
GT-A
1台
26
电光分析天平
Y3TG32813
1台
27
电子天平
MP200-1
1台
28
相对密度仪
WY-223-123
1台
29
标准振筛机
YSB-70B200
1台
30
电热干燥箱
4800W
1台
31
电热干燥箱
50W
1台
32
孔隙仪
KYY
2台
33
预压仪
32cm2
1台
34
预压仪
30cm2
1台
35
蒸馏器
HS21110
1台
36
渗透仪
WS-55A型
1台
37
无侧限压力仪
WW-2A
1台
38
击实仪
S1
1台
39
塑限仪
CX-1
1台
40
空压机
Z-0.11/10
1台
41
土工试验数据自动采集系统(含电脑)
TSW-1
1套
42
抽气设备(消毒器、旋片式真空泵等)
1台
43
坡角仪
1台
44
推砂土器(含电动机)
1套
45
颗分仪
PD-1/11
1台
46
水质分析设备
1套
47
红外仪
SET500
1台
48
水准仪
B2A
1台
49
全站仪
GTS-332
1台
50
铟钢水准仪
南京2M
1台
51
袖珍计算机
E500-128K
1台
52
GPS
1+2
1台
53
地震仪
DZQ-2C
1台
54
管线探测仪
雷迪4000系列
1
55
管线雷达
雷迪1000系列
1
测量设备情况表
序号
主要设备名称
规格型号
标称精度
数量
1
GPS接收机
中海达V8
5mm+2ppm
3
2
全站仪
NIKON
2mm+2ppm
3
3
全站仪
徕卡TC402
2mm+2ppm
1
4
全站仪
徕卡TM30
0.6mm+1ppm
1
5
测深仪
SH100-P
1
6
笔记本电脑
DELL
3
7
索尼数码相机
17310DSC
2
8
激光打印机
HP5000
1
9
电子水准仪
Dini12
1
10
管线探测仪
RD4000
2
11
面包车
五菱
2
12
对讲机
icom
10
13
喷墨绘图仪
HP2000CP
1
14
GPS基线解算软件
中海达
1
15
控制测量平差软件
科傻
1
2.6.4勘察工作程序
2.6.4.1勘察工作程序
a接受任务,明确勘察技术要求,由总指挥组织有关部门进行踏勘;
b由专家组下达事前指导书;
c技术组编制勘察纲要,专家组审核后下达给钻探队、测试组等,并进行技术交底;
d测量工程师实地放测钻孔,提交各钻孔坐标、高程供工程技术负责人检查、使用;
e钻探组及测试组根据勘察纲要要求进入现场进行钻探、现场测试工作,由专业描述员作好量尺、记录和描述工作,土层钻探应留小样,岩层钻进岩样应装箱,按纲要要求进行取土、标贯等试验工作,土样应及时封蜡。
工程技术负责人必须亲临现场指导、监督,审核人进行中间检查,及时提出野外工作中存在的问题,并加以解决;
f外业全部完工后,经技术组验收满足要求,钻探组及现场测试组才可退场,否则补充欠缺工作;
g为保证工期,土、水样及时分批送实验室,由工程技术负责人填写试验项目单,交实验室进行土、水试验;
h技术组填写原始数据,并提出要求,交电脑室进行机助制图;
i工程技术负责人汇总各项成果,编写勘察报告书;
j审核人审核各项成果和报告书,交主任工程师、专业副总工程师复审;
k资料加工室整理成册,将原始资料归档,报告书发送建设单位;
勘察工作工作程序及勘察工作工序表分别如下:
勘察工序控制表
工作
阶段
工作内容
质量标准
管理点及其内容
责任者
审查者
备注
准
备
工
作
阶
段
(P)
承接
任务
1、了解业主对工程地质勘察的技术要求,提交资料内容及时间。
2、与业主签订勘察合同。
任务
承接人
项目经理
加强“三环节”工作
下达
任务
按任务书技术要求,以合同时间为准安排力量及下达任务通知书。
项目
经理
主管生产
副院长
编制勘察纲要
1、设计院共同进行勘探工程布置。
2、根据规范、勘探任务书要求、结合本公司制定的作业标准,编制施工纲要及钻探任务书。
施工纲要,工作布置合理。
技术要求明确。
技术组
专家组
总工程师
施工
准备
1、选用、检修勘探机械、物探设备、原位测试设备。
2、办理有关证件。
作业队
后勤组
队长
工程
技术负责
实
施
阶
段
(D)
定位
1、施工点座标高程测量放点定位。
2、第个施工点需打入桩,写清编号。
测量队
工程
技术负责
钻孔
施工
野外
编录及
检查
1、按勘察纲要施工。
2、各项操作符合规范和技术标准。
3、岩性鉴定,分层准确,岩芯牌填写清楚。
4、标费深度、锤击数准确。
5、取样方法合理,位置准确。
1、岩芯采取及岩性鉴定
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