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水利水电工程地质测绘规程

时间:2023-06-08 10:56:49

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水利水电工程地质测绘规程

第1篇

【关键词】工程地质;工艺流程;质量控制;地质资料;勘察;设计

勘察项目是按一定的工作流程来完成的。每道工序的质量决定勘察项目的整体质量。工程地质勘察的一般工作流程为(括号内为该工序的关键工作):准备工作(勘察大纲)测量放点(勘探点)工程地质测绘(地质平面图)勘探取样(岩土水砂等原状和扰动样本)原位测试(设备与方法)室内岩土水砂试验(设备与方法)编制报告(内容与方法、校审)成果加工(加工单)资料归档(分类方法)。文献[1][2][3]根据不同的勘察对象、不同的勘察阶段,详细而明确地规定了水利水电工程地质勘察外业的内容、工作量、勘探测试方法和内业资料整理的方法、《勘察报告》的内容和图件等。本人针对勘察外业、内业整个工序流程中容易出现的质量问题,提出以下措施,做好勘察工作。

1. 准备工作

根据《勘察委托书》,对工程项目编号,组织踏勘,签订《勘察合同》约后组建项目质量管理小组,明确质量目标,职责落实到人;编制《勘察大纲》和《钻孔设计任务书》,拟定勘察技术方案;搜集前期地质资料、检测和监测记录等,搜集区域地质与地震资料及相关图件。

2. 外业

2.1 测量放点。

(1)向建设单位索要勘察场区的测量平面图、测量剖面图及其电子图、勘探点坐标和高程、堤路桩号。根据平面图和实地的测量控制点、地形地物的标志点,校核勘探点位,实测勘探剖面的方位角和钻孔间距。

(2)测量资料是最基础的资料。没有准确的测量资料,一切勘察和设计都将是“空中楼阁”。

2.2 工程地质测绘

(1)工程地质测绘对于了解和掌握勘察场区整体的区域地质和地震条件,反映勘察对象的隐患险情和场区的工程地质问题,指示下一步的勘探工作,起着重要的指导作用。文献[1][2][3](2)根据不同的勘察对象、不同的勘察阶段,详细规定了工程地质测绘的内容、工作量、勘测方法和成图比例等。

(3)实际工作中,工程地质测绘还是比较容易被忽视。建设单位和勘察单位都应该对照规范要求,理解工程地质测绘的重要性,从工期、资金和人力方面加大投入。

2.3 钻(挖)探和编录。

(1)钻(挖)探取样——主要指钻探取样——的质量受到钻探方法和钻探器具、取样方法和取样设备的质量的影响,也受到现场钻孔原始记录和岩芯编录的质量影响。

(2)文献[1][3][5][7]对水库、电站、堤防、电排等不同工程建筑物,根据不同勘察阶段、不同地质体和不同勘察要求等,对各种勘探方法的适用范围、勘探设备和操作方法、回次进尺和岩芯采取率、物探方法的适用性、室内岩土试验和原位测试项目的适用性、勘察成果和附图等,作了详细的规定。

(3)编制《勘察大纲》时应根据具体情况,选择适宜、高效的钻进方法和工艺,及时维修更新钻具设备,加强对钻探操作人员的质量和安全教育,按操作规程严格控制回次进尺,在破碎基岩层中钻进时应采用双层岩芯管,软弱破碎层用双层单动岩芯管,提高岩芯采取率、减少岩芯损坏,防止因岩体质量评价指标RQD值失真而影响评价结果,保证采取率,保证钻进质量。

(4)钻孔现场记录,岩土现场鉴别与描述、岩芯的编录,应符合文献[3][5][6],以及其关文献的规定。

(5)野外现场对岩土名称、物理性质的鉴别与描述,靠的是直观肉眼观察,人的因素很重要,需要现场记录人员积累一定的实践经验,使用标准化的术语进行编录。项目质量管理小组应强化质量意识,认真学习规范和勘察方案,统一认识,通过会审、探讨来保证编录的准确性和一致性。

2.4 钻进取样。

(1)取样是为了判别岩土体的物理力学性质,获取岩土力学参数。取样质量受钻进方法、取土器类型、取样全过程的技术影响。取样位置和数量要严格按勘察方案和规范要求执行。样本应具有代表性,应尽量减轻扰动影响。

(2)为使试样不受扰动,文献[3]规定应采用泥浆护壁回转钻进,和回转式取土器,取土器的内壁必须光滑,取样前清孔;饱和软粘土取样时必须选择薄壁取土器以静压方法取土;坚硬、密实的土类以至软岩必须选择回转式取土器,以快速、连续的贯入方法取土,对地下水位以上非饱和土采用不使用循环液的回转取土器取土;尤其软土土样提升、卸出、封装、储存与运输过程中应注意防振措施,减少人为扰动。

(3)对于颗粒较粗的砂土、砾卵石层,要注意筛分样品的代表性。砾卵石取样的重量必须大于2Kg,土中主要颗粒的大小、各粒组的含量、粒径的变化和级配,直接影响土的密实度,颗粒间相互嵌挤和咬合的形式与程度,最终反映在力学指标上,筛分样必须真实、可靠,才能保证勘察质量。

2.5 原位测试。

2.5.1 为了更准确地测定岩土物理力学性质,进行室内外试验成果的综合分析利用,必须做一些原位测试。最常做的是标准贯入试验和重型圆锥动力触探。文献[6]中指出:细颗粒的砂土、粘性土、软岩适合做标准贯入试验;粉土、粗颗粒的砂土、碎石土、全风化岩等,适宜做圆锥动力触探试验。其他的原位测试项目,如十字板剪切试验、静力触探比较适合河流两侧堤防工程的软土层;平板载荷试验仅用于地表浅层地基土的勘察。

2.5.2 动力触探试验的质量,对岩土工程地质评价的影响极大。为确保动力触探试验的可靠性,必须按试验操作规程要求对下列工序进行严格的质量管理。

(1)一是试验设备的标准化控制。文献[3]附录B规定了动力触探试验的标准锤的质量和成套设备的规格尺寸,对陈旧老化的设备要及时更新,对不符合要求的要坚决取缔。

(2)二是试验方法的标准化控制。试验必须采用自动脱钩的自由落锤方法,最大限度地减少锤与导向杆之间的摩擦力。测试的钻孔要尽量采用回转钻进,用套管护壁,仔细清除孔底和套管内的残土到试验标高;在地下水位以下钻进时如遇承压含水层,要采用压力平衡法保持孔内水位始终高于地下水位足够的高度,以减少土的扰动,防止产生孔底涌土,防止锤击数异常地急剧升高。

(3)三是试验过程的标准化控制。先将整个杆件系统连同静置于钻杆顶端的锤击系统一起下到孔底,扭紧探杆接头,并始终保持钻杆垂直,防止锤击偏心、探杆歪斜和探杆侧向晃动。锤击贯入应连续进行,锤击速率一般每分钟15~30击,砂土和碎石类土为每分钟60击。先预打15cm,再记录标贯器贯入30cm的锤击数n,贯入度未达30cm的,记录实际贯入度 及累计击数n,锤击数N=30n/ ;重型触探则记录贯入10cm的锥探锤击数,或记录实际贯入度 及锤击数n,锤击数N63.5=10n/ 。

2.5.3 影响动力触探试验的因素是很复杂的,杆长、地下水位、不同单位的操作人员、不同机具、不同操作水平,锤击数的出入较大,不能依据单孔的N值对土的工程性能进行评价。要对N值进行杆长、地下水位等修正后,进行数理统计,舍弃异常数值后,方可利用。杆长校正按文献[3]附录B的规定执行。

2.6 水文地质试验和地下水监测。

(1)水文地质试验是水利水电工程地质勘察中的一个重要环节。 通过水文地质试验,求取岩土层的水文地质参数,可以判定岩土层的透水性,评价工程的渗透稳定性。

(2)水文地质试验包括抽水试验、压水试验、注水试验、渗水试验,以及水位恢复试验等等。不同的地层条件下,选用适宜的试验项目和计算公式。一般地,砂砾(卵)石层和河边地层中适宜做抽水试验和提水后的水位恢复试验,基岩做压水试验,填土、含泥砂土和粘性土层适宜做注水、渗水试验。文献[6]对每一种水文地质试验的操作规程都有明确而详尽的规定。必须按规程的规定连接设备和进行操作,使用合格的水表、秒表、水位仪、压力表等,观测足够长的时间,确保每一个试验观测数据的准确性,减少误差。

(3)一般情况下,应查明地下水位的初见水位、稳定水位、地下水的水质、地下水的补给条件等,对地下水实行动态监测。为此,钻探时不要使用泥浆,保证水位和水质测量真实;监测各孔的日期要尽量统一,以便于比对;要在不同深度取水样做水质分析,评价地下水的腐蚀性;要收集当地水文、气象资料,分析地下水与地表水体的补排关系;要论述地下水对岩土工程的不良现象、危害程度,提出防治措施。

2.7 外业检查和验收。

(1)外业的检查包括巡视和抽查二种方式,参照文献[4]执行。主要检查钻进方法及工艺、取样、原位测试等是否符合规范和勘察大纲的要求,标识是否齐全,有无填写送样单,是否存在质量缺陷等,及时纠正,对出现的特殊情况及时沟通,制定整改方案,保证勘察工作的顺利进行和正确实施。

(2)外业检查、验收是保证勘察质量的强制手段。制度是保证,主动及时是关键。钻孔钻到预定的深度后,要由现场地质人员对照《钻孔设计任务书》的要求,及时检查、验收,并如实地将钻孔深度、时间、岩土层的厚度、岩(土)芯的采取率、岩土芯装箱保留、岩芯编录拍照、岩土水砂样本的采取、原位测试、孔深孔斜误差、封孔标识等信息填入《钻孔质量验收表》。检查合格的,准予终孔并发给《终孔通知书》;不合格的,不予验收。没有现场地质人员的验收、签字,一律视为不合格钻孔,对验收不合格的钻孔应视情况补钻、重钻。

(3)技术负责人、项目负责人不定期地到勘察现场巡查,对整个勘察项目流程中的勘察大纲、测量放点、工程地质测绘、钻(挖)探、原位测试、岩土水砂试验、勘察报告书、资料加工复制等各个工序逐项进行验收和评分,填写《岩土工程勘察单项工程质量验收评定表》 (以下简称《评定表》)。

(4)室内预(决)算组可以根据《钻孔设计任务书》、《终孔通知书》和《钻孔质量验收表》三个要件,核算钻探班组的实物工作量。并以《评定表》的综合评分作为百分数,结算外业班组的工程作业费。四件不齐的,视为未经验收的孔、不合格孔,不承认其工作量,不予结算。

3. 内业

3.1 室内试验。

(1)室内岩土水砂试验是获得岩土力学参数、进行岩土工程定量评价的主要手段。但由于试验所用的样本脱离了原有的赋存环境,受到一定的扰动的破坏,土样的原位特征或多或少会发生改变。所以,必须选择模拟条件最佳、误差最小、代表性最大、最经济的试验方案,从试样的制备到最后试验数据的整理计算都要进行严格的质量管理。

(2)首先,室内试验设备要标准化,室内试验必须指定有CMA认证资质、具有良好试验设备并具有一定研发能力的正规单位来做;其次是试验人员要具有相当的专业技术水平,试验环境、技术标准、试验方法和试验周期也应实现标准化控制;其三是试验数据的采集与统计处理应系统化、标准化,由传统的肉眼读数、手工计算、手工绘图,转变为自动化采集数据、计算机专用软件计算、绘图和制表,输出试验报告。

3.2 编制勘察报告。勘察报告是勘察项目的成果。勘察报告的编制应符合文献[1][3]的要求,应与勘察主体、勘察阶段相适应,对所有的原始资料及各项试验指标均应整理、检查、分析、鉴定,经认定无误后,进行数理统计,综合利用。报告中的图表资料应清楚齐全,其格式、术语、图例、符号应按文献[1]的要求标示,做到主题突出、目的明确、言简意骇、图面清晰、字体端正、线条均匀、主次分明,图面布置协调美观,应避免图件、表格、文字说明间不吻合甚至相互矛盾。报告中应对整个工程场地地形、地貌特征、地层岩土性质、区域地质构造、地下水、地震、不良地质现象及特殊岩土做出描述和评价,并根据勘察方案要求,提供承载力、边坡坡度、渗透系数、建议基础形式等,综合评价场地工程地质条件,提出推荐方案。

3.3 内业审查。

(1)首先“自审”。报告底稿完成后,由报告编制人对报告的封面、签名栏、目录、正文、附图、附表、附件(各种试验检验报告)、附照等逐项检查报告的底稿,发现有错漏的,立即修正和补充,做到完整齐全,并按规定完成签署。自审完毕后,填写《校审单》,连同勘探测试原始记录、勘察委托书、合同等支撑材料等一起交项目负责人进行校对、初审。

(2)然后“初审”。项目负责人对勘察报告进行校对,在《送审单》“校对”栏中注明错漏之处,提出补充、校正、修改意见,由报告编制人员补正,确认无误后签名,形成正式文件;参照本部门《程序文件》和文献[4]之规定,对整个勘察项目工序流程中的项工序,进行初审、验收和评分,主要检查钻探和原位测试原始资料的完整性和准确性、图件的正确合理性、岩土力学参数的可靠性和依据,以及岩工程问题的发现、分析和处理方案等,填写《评定表》的“初审栏”,之后交地质专业总工复审。

(3)再到“复审”。地质专业总工对勘察资料的技术和质量方面进行评定,检查报告和图件的完整性、参数和结论的合理性和可靠性,提出补充、校正、修改意见,填入《送审单》“审核”栏,对勘察项目工序流程中的各项工序进行复审、验收和评分,填写《评定表》的“复审”栏,由项目负责人进行补正并确认无误后签署,形成正式文件,交技术领导终审。

(4)最后“终审”。技术领导重点审查、验收和评定勘察成果能否全面满足勘察任务书和勘察合同的要求、取证和分析是否合理和深入、技术结论是否可靠、建议是否可行等,提出补充、校正、修改意见,填入《送审单》“审定”以及《评定表》的“终审”栏,由地质总工进行补正并确认无误后签署,形成正式文件。并在《送审单》的“批准”栏明确提出“复制加工”的要求。

3.4 成果复制加工。项目负责人填写“资料加工单”,对“复制加工”的要求进一步细化、明确,然后交由“资料室”负责复制加工、盖章和分发资料。

3.5 资料归档的质量控制。地质勘察报告必须归档。归档可参照文献[8]的要求进行,宜按工程名称、工程项目分别编号,连同质量记录一起归档,建立《资料存档目录》,以便查阅。原始记录应装订成册,记录本分装袋内,控制性钻孔的砂样箱、岩芯应保存至竣工验收后一年。

3.6 跟踪回访和客房反馈意见。项目负责人承担跟踪回访和收集客户的反馈意见,将《岩土工程勘察质量反馈表》寄给客户(或发电子邮件),邀请对方在表中填写“勘察质量问题”和“要求处理意见”,并盖章或签名。根据客户的反馈意见,不断改进勘察手段和方法,提高勘察水平和勘察质量。

参考文献

[1] 《水利水电工程地质勘察规范》(GB 50487-2008),中华人民共和国住房和城乡建设部、国家质量监督检验检疫总局联合,中国计划出版社,2009,北京.

[2] 《堤防工程地质勘察规程》(SL 188-2005),中华人民共和国水利部,中国水利水电出版社,2005,北京.

[3] 《岩土工程勘察规范(2009年版)》(GB 50021-2001),中华人民共和国建设部、国家质量监督检验检疫总局联合,中国建筑工业出版社,2002,北京.

[4] 《岩土工程勘察成果检查、验收和质量评定标准》(YB/T 9009-98),中华人民共和国冶金工业部,冶金工业出版社,1998,北京.

[5] 《建筑工程地质勘探与取样技术规程》(JGJ/T 87-2012),中华人民共和国住房和城乡建设部,中国建筑工业出版社,2012,北京.

[6] 《工程地质手册(第四版)》,《工程地质手册》编写委员会,中国建筑工业出版社,2006,北京.

第2篇

关键词:水文气象;工程地质;环境影响;水土保持;经济

Abstract: this paper analyzes the YongDengXian zhuang city to city GaoGuWan wave river section generalization of the mountain wind pitch, and engineering geological investigation and the scale of the task, and points out that the impact on the environment and economic evaluation.

Keywords: meteorological and hydrological; Engineering geology; The environmental impact; Water and soil conservation; economic

中图分类号:X143 文献标识码:A文章编号:

一、综合说明

庄浪河系黄河一级支流,是一条山区性冲积河流,发源于青海省门源县与甘肃省天祝县交界的马雅山脉冷龙山东侧,大致东南向流经本省天祝县、永登县,于兰州市西固区河口镇汇入黄河,全长184.8km,控制流域面积4007km2,其中永登境内河长95km,控制流域面积2335 km2。

本次治理河段为永登县城关镇高家湾至红城镇风山段,治理河道长12km,共分四段:城关段2.5km(城关永尧大桥至高家湾大桥右岸);大同段5km(贾家场大桥至保家湾村右岸);红城段2.5km(风山上桥至风山下桥右岸);柳树段2km(李家湾渠首至牌路村左岸)。受永登县治河管理站委托,我院完成了该工程的初步设计任务。

二、水文气象

2.2 气象

庄浪河流域地处西北内陆、地势高,受内蒙古高气压控制,80%以上地带气候干燥,属湿带半干旱气候区,气候特点是春干、夏旱、秋湿;气候要素随高程有一定变化规律,逾向上游冰冻期逾长,气温逾低降水量增大蒸发量减少。流域宽度上宽下窄,平均宽22km,流域内大多属半干旱气候,降雨量由北向南递减(500~290mm),蒸发量由北向南递增(1300~2100mm)。降雨多集中在7~9月,且多局部暴雨。

庄浪河流域气象特征以五里墩站为代表,年平均气温5.9℃,年平均降水量284.8mm,降水多集中在7~9月,占全年降水量的60%,且多以暴雨形式出现,历时多在1小时左右,最大1小时暴雨强度为48.1mm。年平静蒸发量1888.1mm。干旱指数6.6。

2.3 径流

庄浪河永登段多年平均径流量上游武胜驿站为1.85亿m3,下游红崖子站为1.20亿m3,多年来平均流量武胜驿为5.88 m3/s,红崖子为3.80 m3/s。其特点主要是:(1)年径流主要来自武胜驿以上河道,本河段区间径流很少。由于区间大量用水,径流有沿程递减现象。(2)年径流在年际之间变化很大,武胜驿站最大最小年径流之比为3;红崖子站为11.35。(3)径流年内分配差异也很大,以年平均流量为界,则月平均流量大于平均流量的月份为7~10月,可定为汛期,月平均流量小于年平均流量的月份定为非汛期,则年来水量集中于汛期, 非汛期红崖子站尚出现断流情况。(4)洪、枯水流量相差悬殊,无稳定的中水期,实测最大流量与最小流量一般相差约83倍,最大流量多发生在汛期内7~9月,最小流量多出现在11月至来年3月。由于区间大量用水,红崖子站在11月和来年5、6月发生断流。

三、工程地质

本次治理河段地质勘察按初设要求进行,勘察的主要任务是:

(1)调查区域地质构造情况,进行区域构造稳定性评价;

(2)基本查明堤防工程方案各工程地质段堤基及邻近区的工程地质条件,并对有关的主要工程地质问题做出工程地质评价;

(3)查明治导线工程地质条件,并提供相关地质参数;

(4)进行天然建筑材料勘察。

勘察在调查、搜集项目区区域地质资料、地震资料等基础上,主要采用工程地质测绘、剖面测绘,结合野外人工探坑及土工试验等方法进行工作。

四、工程任务和规模

庄浪河永登段两岸岸线总长度186.92km,根据设防标准和已核算的设防洪水位,结合河道实际现状,确定需设堤防的段落有127km ,其中已规划治理77km,未治理的险工险段仍有50km,本次治理河段为永登县城关镇高家湾至红城镇风山段,治理河道长12km,共分四段:城关段2.5km(右岸)、大同段5km(右岸)、红城段2.5km(右岸)、柳树段2km(左岸)。

五、工程布置原则及标准

5.1工程布置原则

(1)以防洪为主。

(2)稳定河势,兼顾两岸,重点治理。

(3)因势利导,因地制宜,节约投资。

(4)充分利用现有工程和天然节点,尽量少占或不占耕地。

(5)以河相关系为基础进行治导线布置,保证治理宽度不小于稳定河宽,并充分考虑河床的泄洪能力。

5.2 工程等别及建筑物级别

根据项目建设规模,依据《防洪标准》(GB50201-94)和《堤防工程设计规范》(GB50286-98),防洪标准按20年一遇洪水设防,河堤等永久建筑物级别为4级。根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)划分,项目区地震动峰值加速度0.15g,地震动反映谱特征周期0.45,相应的地震基本烈度为Ⅶ度。

5.3堤防工程主要指标

按照河道天然状态下稳定河段的实测资料分析及河道特征值经验公式的计算结果,河道治理规划主要采用以下指标。根据河道纵剖面处于稳定且冲淤基本平衡的特点,治理规划中对河道纵比降不做大的平衡调整。

六、环境影响评价

6.1 工程环境现状

工程区属大陆性干旱气候,空气干燥,降水量少,蒸发量大,昼夜温差较大,日照时间长,光照充足。庄浪河多年平均径流量1.98亿m3,多年平均含砂量13.56kg/ m3,区内水土流失严重。险段治理工程涉及城关、红城、大同、柳树四个乡镇,受益区有6个村28个社,农业人口16200人,农田7200亩,是永登县农业经济发达地区。另有兰新铁路及312国道通过,县、乡道路纵横交织。

6.2 环境影响

工程实施后将对区内社会经济及自然环境产生长期的、潜在的有利影响。沿河两岸建立各种防护林带,增加林草覆盖面积,将降低风速,减少风害,增加降水及湿度,减少水土流失,极大地改善了当地的生态环境河小气候条件。使沿岸村镇、学校、企业、农田等免受洪灾威胁,保证了人民群众生命财产安全,支持了国家西部地区经济建设。

6.3 环境保护及管理

合理利用庄浪河水资源及沿岸土地资源,优化农、林、草结构比例,以保证工程区内生态平衡。为防止沙化和水土流失,须严禁滥挖草皮、草根,严格控制区内林木砍伐量,保持良好的生态体系。建立河道管理部门对河道进行分段管理,严禁在河道内乱挖砂石。对易产生泥石流的沟道开展水土保持工作。

6.4 工程区环境影响评价

本工程是国家公益事业,工程实施后将对区内自然、社会环境产生长期的、多方面的正面效应,形成农、林、草共同发展的高效人工生态体系,对净化空气,防止洪涝灾害和水土流失将起到积极作用,是对区内环境保护的有利贡献。

七、工程水土保持

7.1 水土流失现状

工程区地处西北黄土沟壑区,水土流失类型可分为干旱风沙区、丘陵沟壑区、洪积冲积扇区。土壤侵蚀深平均为2.43mm,侵蚀模数为4000t/km2•a左右,侵蚀方式以水力侵蚀为主,风力侵蚀次之。

7.2 水土保持措施

本工程自身具有水土保持功能,水土流失防治主要在施工过程中。水土保持措施如下:

(1)要合理安排工期,避免在易发生暴雨、洪水的季节里进行推砂筑堤施工,防止造成不必要的水土流失。(2)在河道内挖砂筑坝施工中,挖砂深度应控制在河道深泓线以上,并归顺河道、杜绝乱采乱挖,以保持河流长期发展过程中形成的悬移质冲淤平衡,尽量避免因施工造成的水土流失加剧的情况发生。(3)砂坝施工必须及时分层洒水碾压填筑,避免长期堆放造成的风雨侵蚀。(4)生物措施方面:可在河堤外侧布置10m宽护岸林带,林带面积180亩,并在堤坝外坡种草护堤。

八、经济评价

经济评价的依据主要有:《水利建设项目经济评价规范》(SL72-94)、《建设项目经济评价方法与参数》等。经济分析着重评价该工程实施后恢复发展河滩耕地、保护耕地、减免工商业、交通、通讯损失等直接效益,或次年农田减产损失等间接效益,分析该工程的投入与产出,计算国民经济评价指标。

本工程是一项防洪减灾的治河工程,兴建的目的主要是固堤护岸、防灾减灾,保护两岸国民经济生产和建设,是一项以社会效益为主的工程,受益对象涉及到工商业、交通、运输、学校、村庄、农业及人民群众生命财产等各方面,所以项目效益应计入直接效益和间接效益,按规范规定,防洪工程属公益性工程,仅作国民经济分析,经济分析计算期取31年。

参考文献

[1]《堤防工程地质勘察规程》(SL/T188-2005).

[2]《水利水电工程地质勘察规范》(GB50287-99).