隧道工程地質(zhì)調(diào)查與勘測

1、1.2 隧道工程分類 （一）按用途分類（常用分類方法） u1. 交通隧道 (1) 鐵路隧道 (2) 公路隧道 (3) 地下鐵道 (4) 水底隧道 (5) 航運隧道 (6) 人行地道 是隧道中為數(shù)最多的一種。作用是提供運輸?shù)?地下通道。 1 u2. 市政隧道：在城市中為規(guī)劃安置的各種不同市政 設(shè)施而在地面以下修建的各種地下孔道稱為市政隧道。 (1) 給水隧道 (2) 污水隧道 (3) 管路、線路隧道 (4) 人防隧道 u 3. 水工隧道 u 4. 礦山隧道 2 （二）按隧道長度分 u按鐵路隧道規(guī)范： 短隧道： L500 m； 中長隧道： 500mL3000m ； 長隧道： 3000mL10000

2、m； 特長隧道： L10000 m。 u按公路隧道規(guī)范： 短 隧 道： L500 m 中長隧道： 500mL1000m 長 隧 道 1000mL3000m 特長隧道 L3000 m 3 （三）按斷面面積分： 特大斷面隧道：斷面積在 以上； 大斷面隧道：斷面積在 之間； 中等斷面隧道：斷面積在 之間； 小斷面隧道：斷面積 以下 ； 4 100m2 50100m2 2050m2 20 m2 （四）按隧道所處的地理位置劃分： 山嶺隧道； 水底隧道； 城市隧道。 （五）按隧道所處地層分： 土質(zhì)隧道； 石質(zhì)隧道。 （六）按埋置深度分： 淺埋隧道； 深埋隧道。 5 6 1.4 隧道工程的意義 7 1.4.

3、1 隧道工程作用 隧道是交通線上的重 要組成部分，是國家重 要的基礎(chǔ)設(shè)施； u重要性 隧道在交通建設(shè)中有哪些作用？ 8 隧道在交通建設(shè)中有哪些 作用？ u必要性 快速暢通的交通網(wǎng)是 經(jīng)濟發(fā)展的前提，低等級 公路已不適應(yīng)高速經(jīng)濟發(fā) 展的需要；隧道使公路里 程大大縮短； 9 隧道在交通建設(shè)中有哪些作 用？ u緊迫性 目前我國高速公路相對較 少，與我國人口、經(jīng)濟發(fā)展 相比，太少。社會經(jīng)濟發(fā)展， 交通必先行。 10 原因： 支護不力 隧道頂部圍巖差 隧道埋深淺 監(jiān)測不力 施工管理差 寧夏固原 u 隧道冒頂塌方 1.4.2 隧道建設(shè)的問題？ 11 原因： 錨桿支護不力 隧道圍巖不均勻 爆破強度太大 施工

4、管理差 u隧道內(nèi)塌方 江西龍南境內(nèi) 12 原因： 隧道水量勘察不準 缺乏超前預(yù)報 應(yīng)急方案差 施工管理差 u隧道內(nèi)大量涌水 重慶石柱縣13 原因 隧道結(jié)構(gòu)溫度適應(yīng)性 缺乏措施考慮 缺乏施工應(yīng)急措施 施工管理差 u隧道凍融影響 鄂西山區(qū)14 隧道工程的 隱蔽性 隧道的特點 15 隧道工程的 施工環(huán)境差 隧道的特點 16 隧道工程的 不確定性 隧道的特點 17 解決的問題 強度問題 變形問題 滲流問題 凍融問題 解決隧道建設(shè)和使用中的工程實踐問題，這正是我們學 習隧道工程的目的。 18 u隧道工程發(fā)展方向 (1) 非爆破的機械化施工； (2) 合理的規(guī)劃與環(huán)保 (3) 設(shè)計可靠合理方面：結(jié)構(gòu)荷載法

5、、松散壓力等 (4) 使用安全 第一章 緒 論 End u思考題： 1. 隧道的概念及分類? 2. 隧道工程的作用及工程中存在問題？ 第一節(jié) 隧道的勘察 第二節(jié) 巖體的基本工程性質(zhì) 第三節(jié) 圍巖分級 第二章 隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級 21 22 2.1 隧道的勘察 檢查：為了發(fā)現(xiàn)問題而用心查看。多指核對、查出問題。 檢察：是指國家的法律監(jiān)督機關(guān)為了履行法律監(jiān)督職責 而審查一定法律事實的活動。 多與國家機關(guān)相關(guān)。 u檢查與檢察主要區(qū)別在查與察上，查，是查看，核查； 而察是考察、研究。前者重點在對比上，后者重點在研 究上。 勘查與勘察？ 檢查與檢察？ 勘查就是實地查看、現(xiàn)場調(diào)查的意思。是專門從事

6、勘查的 部門或人員利用現(xiàn)代科學原理、現(xiàn)代科技知識和方法，對需 要取證的事實進行勘驗、檢查、調(diào)查訪問、尋找、發(fā)現(xiàn)、固 定和提取與有關(guān)的痕跡、物品等證據(jù)材料和信息，為科技鑒 定、綜合分析判斷提供服務(wù)。如：現(xiàn)場勘查。 勘察是指根據(jù)建設(shè)工程的要求，查明、分析、評價建設(shè)場 地的地質(zhì)、地理環(huán)境特征和巖土工程條件并提出合理基礎(chǔ)建 議，編制建設(shè)工程勘察文件的活動。在采礦或工程施工前， 對地形、地質(zhì)構(gòu)造、地下資源蘊藏情況等進行實地調(diào)查。 23 隧道勘察的目的： 查明隧道所處位置的工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件 為規(guī)劃、設(shè)計、施工提供資料 對存在的巖土工程問題、環(huán)境問題進行分析評價 提出合理的設(shè)計和施工建議 隧道施工

7、和運營對環(huán)境保護的影響提出意見 24 2.1.1 隧道勘察的三個階段 隧道勘察階段的劃分與公路設(shè)計階段相適應(yīng)，一般 分為：可行性勘察(踏勘)；初步勘察；詳細勘察。 可行性研 究勘察 （踏勘） 預(yù)可行性 研究 工程可行 性研究 側(cè)重于是收集與研究已有的 文獻資料 在分析已有資料的基礎(chǔ)上， 通過踏勘，實地調(diào)查，大致 查明地質(zhì)情況 u可行性勘察(踏勘) 25 初步 勘察 收集資料 工程地質(zhì)選 定隧道線位 初步勘察 資料整理 取得隧道所在位置的初步總平面布置 地形圖及有關(guān)工程性質(zhì)、規(guī)模的文件 初勘工作的任務(wù)是選擇經(jīng)濟合理、技 術(shù)可行的最優(yōu)隧道位置方案 工程地質(zhì)勘察的原始資料，包括調(diào)查、 測繪、勘探、試

8、驗等資料 u初步勘察： 是在批準的工程可行性研究報告推薦建設(shè)方案的基礎(chǔ)上， 在初步選定的路線內(nèi)進行勘察，其任務(wù)是滿足初步設(shè)計對資 料的要求。 26 u詳細勘察： 詳細 勘察 目的 任務(wù) 步驟 為線位布設(shè)和編制施工圖設(shè)計提供完 整的工程地質(zhì)資料 在初勘基礎(chǔ)上，進一步查明隧道沿線 地質(zhì)特征和不良地質(zhì)規(guī)模、大小范圍， 為確定隧道位置的施工圖設(shè)計提供詳 細的工程地質(zhì)資料。 (1)前期的準備工作； (2)沿線地質(zhì)勘察； (3)試驗； (4)資料整理； (5)編寫詳勘報告。 27 28 1、收集研究既有資料 地形地貌：區(qū)域地貌類型及主要特征； 地質(zhì)情況：地層、地質(zhì)構(gòu)造、巖性、土質(zhì)等； 區(qū)域水文情況：地下水

9、的類型、分布、埋深等； 特殊地質(zhì)：膨脹巖土、黃土； 不良地質(zhì)：分布，發(fā)育 與活動特點等； 隧道勘察的方法，主要有收集與研究既有資料，調(diào)查與測繪、 勘探，試驗與長期觀測等幾種。隨著科學技術(shù)的進步，越來越多 的新技術(shù)在隧道勘察工作中得到發(fā)展和應(yīng)用。 2.1.2 隧道勘察的主要方法 29 地震資料：歷史情況，地震烈度、地震破壞情況等 氣象資料：如氣溫、降水、蒸發(fā)、溫度、積雪等 其他資料：相關(guān)的法令、法規(guī)、方針和政策等內(nèi)容 類似工程經(jīng)驗：區(qū)內(nèi)已有公路、鐵路等其它土建工 程的工程地質(zhì)問題及其防治措施等； 30 2、調(diào)查與測繪 調(diào)查與測繪是工程地質(zhì)勘察的主要方法。通過觀察和訪問， 對路線通過地區(qū)的工程地質(zhì)

10、條件，進行綜合性的全面研究，將 查明的地質(zhì)現(xiàn)象和獲得的資料，填繪到有關(guān)的圖表與記錄本中 的工作。隧道工程地質(zhì)測繪，一般可在沿線兩側(cè)帶狀范圍內(nèi)進 行，通常采用沿線調(diào)查的方法，對不良地質(zhì)地段及地質(zhì)條件復(fù) 雜的路段，應(yīng)擴大調(diào)繪范圍，以提出完整可靠的地質(zhì)資料。 調(diào)查與測繪要弄清楚的問題：隧道通過地段的地形狀況、 地質(zhì)條件、自然條件、施工條件。 31 （1）自然概況 以地形地貌特征為主的概況。 32 （2）工程地質(zhì)調(diào)查 * 直接觀測 直接觀察是工程地質(zhì)調(diào)查最 重要最基本的方法。它主要 利用自然跡象和露頭，進行 由此及彼，由表及里的觀察 分析工作，以達到認識路線 隧道通過地帶工程地質(zhì)條件 的目的。 33

11、（2）工程地質(zhì)調(diào)查：了解歷史情況，比如地震、洪水、滑坡、 風沙、雨雪等情況。 * 訪問群眾 為使調(diào)查訪問獲得較好的結(jié)果，一般 應(yīng)注意以下幾點： （a）選擇合適的對象。通常應(yīng)是年 紀老的，對所調(diào)查的問題有切身經(jīng)歷 的人，要多找?guī)讉€，以避免錯誤； （b）進行仔細的詢問，認真聽取各 處意見。需要的應(yīng)到現(xiàn)場邊看邊問； （c）對所提供的情況，應(yīng)進行核對 、分析和判斷。 34 （3）工程地質(zhì)測繪 工程地質(zhì)測繪與工程地質(zhì)調(diào)查的不同之處是：工程測繪的 范圍往往比較大，并且要求把調(diào)查結(jié)果填繪在一定比例尺的 地形圖上，以編制工程地質(zhì)圖。 測繪的比例尺可在以下范圍內(nèi)選用： 可行性研究階段：1:50001:50000

12、； 初勘階段：1:20001:10000； 詳勘階段：1:2001:2000 。 比例尺越大，顯示范圍越小。 35 （4）調(diào)查測繪內(nèi)容 地形、地貌：類型、成因、特征與發(fā)展過程；與巖性、構(gòu) 造、工程地質(zhì)條件等的關(guān)系。 地層、巖性：地層的層序、厚度、時代、成因及分布情況； 巖性、風化程度及風化層厚度； 地質(zhì)構(gòu)造：斷裂、褶曲的位置、構(gòu)造線走向，產(chǎn)狀等形態(tài) 特征和地質(zhì)力學特征；巖層的產(chǎn)狀和接觸關(guān)系，軟弱結(jié)構(gòu)面 的發(fā)育情況及其與路線的關(guān)系，對路基的穩(wěn)定影響等。 36 地表水和地下水：類型、流速、流向 特殊地質(zhì)、不良地層：分布范圍、形成條件、發(fā)育程度、分 布規(guī)律及其對隧道工程的影響。 地震：確定7度的地震

13、烈度界線 （地震烈度共12級，78度房屋受到破壞，地面出現(xiàn)裂縫） 工程經(jīng)驗 施工條件、施工方法 37 在隧道工程勘察中，當需查明巖土的性質(zhì)和分布，從地下 采取巖土樣供室內(nèi)試驗測定巖土的物理力學性質(zhì)。 可采用挖探、鉆探、地球物理勘探等勘探方法進行。 （1 1）、挖探：）、挖探： 2 23 3米米 （2 2）、簡易鉆探：）、簡易鉆探：3 31010米米 （3 3）、鉆探：沖擊鉆、回轉(zhuǎn)鉆等）、鉆探：沖擊鉆、回轉(zhuǎn)鉆等 （4 4）、地球物理勘探）、地球物理勘探 3、勘探、試驗 38 優(yōu)點: 直觀， 取原狀樣 缺點: 一般34m，地下水以下危險 （1 1）、挖探（坑、槽）、挖探（坑、槽） 39 挖挖 探：

14、探： 2 23 3米米 40 優(yōu)點：工具輕、體積小、操作方便，進尺較快，勞動 強度較小。 缺點：不能采取原狀土樣或不能取樣，在密實或堅硬 的地層內(nèi)不易鉆進。 （2 2）、簡易鉆探：）、簡易鉆探：3 31010米米 41 簡易鉆探的取芯簡易鉆探的取芯 42 國家科技部“九五”曾提出8字方針：“ 上天、入地、下海、 登極 ”都與鉆探工程有關(guān)。 （3 3）、鉆探：沖擊鉆、回轉(zhuǎn)鉆等）、鉆探：沖擊鉆、回轉(zhuǎn)鉆等 43 深水鉆探深水鉆探 44 鉆機可以懸掛9150m長的鉆桿延伸到海洋底部8235m深的地方 因為水深大不能錨定系留，必須使用DPS（Dynamic Positioning System - 動態(tài)

15、定位系統(tǒng)）。 45 可鉆至深厚地層 可劃分確定地層 可確定地下水 沖擊鉆不適合取原樣， 回轉(zhuǎn)鉆進可獲得原狀土。 回轉(zhuǎn)式鉆機回轉(zhuǎn)式鉆機 回轉(zhuǎn)式鉆機回轉(zhuǎn)式鉆機 泥漿槽泥漿槽 沉淀槽沉淀槽 46 （4 4）、地球物理勘探物探）、地球物理勘探物探 物探：凡是以各種巖土物理性質(zhì)的差別為基礎(chǔ)，采用專 門的儀器，觀測天然或人工的物理場變化，來判斷地下 地質(zhì)情況的方法。 基本原理：利用巖土體材料的導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性，根據(jù)接 收信號判斷地層缺陷及力學性質(zhì)。 47 方法：電法勘探、電磁法勘探、地震勘探、聲波探 測、重力勘探、磁力勘探與放射性勘探 優(yōu)點：簡單迅速 缺點：間接判斷，范圍較大。 常用方法常用方法 48 物探

16、的現(xiàn)場物探的現(xiàn)場 49 目的：在著手修建該工程以前，要調(diào)查本地區(qū)的環(huán)境 現(xiàn)狀，不因修建工程而使環(huán)境惡化，研究有關(guān)對環(huán)境 影響的內(nèi)容及其程度；提出防止破壞環(huán)境的措施等。 2.1.3 建筑環(huán)境評價 50 1、對現(xiàn)有生態(tài)環(huán)境保護的項目 （1）水資源保護：防止水資源流失，水面下降。 （2）植被保護； （3）特殊區(qū)(名勝古跡、溫泉、風景等)保護； （4）環(huán)境污染的保護(污水、煙塵、噪聲、有害物等) （5）棄碴處理； 1）選擇、規(guī)劃棄碴場地選擇、規(guī)劃棄碴場地； 2）嚴禁向河谷傾倒棄碴嚴禁向河谷傾倒棄碴； 3）對于含有放謝性物質(zhì)的水、棄碴含有放謝性物質(zhì)的水、棄碴，應(yīng)經(jīng)嚴格測定后，依據(jù)含量或濃度 確定處置措施

17、確定處置措施。 4）對于可利用的隧道挖方，應(yīng)盡量就地加工成工料或骨料用于工程可利用的隧道挖方，應(yīng)盡量就地加工成工料或骨料用于工程，或 作為路基填料，以減少堆放數(shù)量和減少占用土地。 5）對棄碴松散堆體設(shè)置排水管、盲溝設(shè)置排水管、盲溝、截排水溝、加固棄碴堆坡腳截排水溝、加固棄碴堆坡腳，以 確保棄碴體的穩(wěn)定。確保棄碴體的穩(wěn)定。 51 2、 隧道工程周圍環(huán)境現(xiàn)狀的調(diào)查 地物地貌調(diào)查：洞口附近居民住宅，單位分布及規(guī)模 地形地質(zhì)調(diào)查：地形特征、地質(zhì)構(gòu)造及不穩(wěn)定地層類型 大氣質(zhì)量調(diào)查：氣象資料，大氣污染現(xiàn)狀 水質(zhì)調(diào)查：水源類型、供水量及方式、水源補給情況 噪聲振動調(diào)查：運輸裝卸及爆破產(chǎn)生的噪聲 生態(tài)資源調(diào)查

18、：森林、草場、水域面積；野生動物 52 3、預(yù)測環(huán)境影響 大氣：預(yù)測隧道運營后，大氣中廢氣對人的影響程度， 預(yù)測方式是擴散模式 水質(zhì)：隧道內(nèi)排出的施工及運營水等 振動與噪聲：根據(jù)地形、植被情況進行預(yù)測 地表沉陷：與地質(zhì)、斷面、施工、支護等有關(guān) 動物與植物：隧道排出的廢氣、噪聲等 自然景觀：隧道洞門與周圍環(huán)境的有機協(xié)調(diào) 53 4、環(huán)境影響的評價 隧道工程的修建對當?shù)丨h(huán)境會造成什么樣的影響，應(yīng)該 根據(jù)掌握情況，對照影響指標進行評價。 環(huán)境保護風險層次分析模型 54 5、環(huán)境保護措施的探討 (1)水資源的保護措施 (2)對污水的防治措施 (3)對粉塵污染防治措施 (4)對有毒有害氣體、物質(zhì)的防治措施

19、 (5)對噪聲控制措施 (6)對振動的防治 55 6、環(huán)境評價報告 環(huán)境工程的必要性 概要及其效果 環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查 環(huán)境預(yù)測、評價、保護措施 56 思考題 簡述隧道勘察的目的? 隧道勘察分為哪幾個階段？各個階段的主要工作是 什么？ 57 解決的問題 強度問題 變形問題 滲流問題 凍融問題 解決隧道建設(shè)和使用中的工程實踐問題，這正是我們學 習隧道工程的目的。 58 59 2.1 隧道的勘察 檢查：為了發(fā)現(xiàn)問題而用心查看。多指核對、查出問題。 檢察：是指國家的法律監(jiān)督機關(guān)為了履行法律監(jiān)督職責 而審查一定法律事實的活動。 多與國家機關(guān)相關(guān)。 u檢查與檢察主要區(qū)別在查與察上，查，是查看，核查； 而察是考

20、察、研究。前者重點在對比上，后者重點在研 究上。 勘查與勘察？ 檢查與檢察？ 2.1.1 隧道勘察的三個階段 隧道勘察階段的劃分與公路設(shè)計階段相適應(yīng)，一般 分為：可行性勘察(踏勘)；初步勘察；詳細勘察。 可行性研 究勘察 （踏勘） 預(yù)可行性 研究 工程可行 性研究 側(cè)重于是收集與研究已有的 文獻資料 在分析已有資料的基礎(chǔ)上， 通過踏勘，實地調(diào)查，大致 查明地質(zhì)情況 u可行性勘察(踏勘) 60 （4）調(diào)查測繪內(nèi)容 地形、地貌：類型、成因、特征與發(fā)展過程；與巖性、構(gòu) 造、工程地質(zhì)條件等的關(guān)系。 地層、巖性：地層的層序、厚度、時代、成因及分布情況； 巖性、風化程度及風化層厚度； 地質(zhì)構(gòu)造：斷裂、褶曲的位置、構(gòu)造線走向，產(chǎn)狀等形態(tài) 特征和地質(zhì)