隧道工程地質問題、公路工程地質勘察的階段劃分與內容課件

1、第三節(jié) 隧道工程地質問題 一、隧道位置的選擇與地質條件隧道是整個公路中的組成部分，在一般情況下，隧道的位置應當根據的走向來加以確定。但對于長大隧道，特別是工程地質條件復雜的長大隧道，其位置的選擇往往取決于工程地質條件的優(yōu)劣，即工程地質條件決定隧道位置。在各類地質條件中，地質構造與巖層產狀、巖石類型及風化程度、地下水條件、地質災害等都會對隧道位置的選擇產生影響。這里主要討論在各類地質構造條件下和地質災害地區(qū)隧道位置的選擇。隧道施工過程中塌方這是2010年7月16日拍攝的廣西賓陽新建南黎鐵路那適1號(右)、2號隧道。7月11日15時56分,新建南黎鐵路那適2號隧道NGDK698+382仰拱前方發(fā)生

2、坍塌,10名工人被困。14日上午,發(fā)生事故的2號隧道再次發(fā)生兩次塌方。（一）地質構造與巖層產狀對隧道穩(wěn)定的影響1巖層產狀與隧道穩(wěn)定性的關系水平巖層中，由于洞室開挖失去支撐，常常發(fā)生拱頂坍塌掉塊。穿越水平巖層的隧道，應選擇在堅硬、完整的巖層中。在軟硬相間的情況下，隧道拱部應盡量設置在硬巖中。傾斜巖層中，沿巖層走向布置隧道一般是不利的，易產生偏壓，施工中還易產生順層滑動和塌方。隧道沿巖層走向通過不同巖性的傾斜巖層時，應選在巖性堅硬完整的巖層中，避免將隧道選在不同巖層的交界處或有軟弱夾層的地帶。不利，應分段開挖。不能將洞室選在軟硬巖層的分界線上。（2）軸線垂直正交于巖層走向時；若巖性均一，結構致密，

3、層間連接緊密，節(jié)理不發(fā)育，則開挖最好。 若洞室軸線與巖層夾角小，巖性非均質，垂直或斜交層面節(jié)理發(fā)育，則易發(fā)生洞頂塊石坍落。2地質構造與隧道穩(wěn)定性的關系應當避免將隧道沿褶曲的軸部設置，該處巖層彎曲、裂隙發(fā)育，巖石較為破碎。在向斜軸部常是地下水富集之處，開挖后會造成大量地下水涌出。向斜軸部的巖層下部受拉，上部受壓，裂隙將巖層切割成上小下大的楔形體，隧道拱頂易于產生巖塊坍落。通常盡量將隧道設置在褶曲的翼部或橫穿褶曲軸。垂直穿越背斜的隧道，其兩端的拱頂壓力大，中部壓力小。隧道橫穿向斜時，情況則相反。（3）軸線穿越褶皺地層時；向斜軸部地下涌水和頂部巖石崩落。 較少發(fā)生洞頂坍塌，但頂板破碎巖層易發(fā)生小規(guī)模

4、掉塊。1號位置：相對3號有利，但應注意軸部破碎帶。3號位置：極為不利，易產生地下涌水和坍塌現象。2號位置：相對有利，但應注意傾斜巖層可能滑動。（4）軸線穿過斷層破碎帶時；1號位置：極為有利，易產生滲水，洞室易破壞。2號位置：相對有利，但斷裂破碎帶處巖層壓力增加，且可能遇到高壓地下水。2地質構造與隧道穩(wěn)定性的關系斷層對隧道工程，特別是對隧道施工會產生巨大不利影響。斷層破碎帶內不僅巖層破碎嚴重，還常是地下水的儲水空間或集水通道，在斷層破碎帶內的隧道施工極易產生坍塌和涌水。斷層兩側的巖層中往往存在一定的殘余地應力，因而圍巖壓力較大。在選擇隧道位置時應盡量避開大規(guī)模斷層，若不易避開時，則應采用隧道軸線

5、與斷層線垂直或大角度通過。當隧道通過幾組斷層時，還應考慮圍巖壓力沿隧道軸線可能重新分布，斷層形成上大下小的楔體，可能將自重傳給相鄰巖體，使它們的地層壓力增加。 2、崩塌巖堆地區(qū)隧道位置的選擇（1）在崩塌、落石地區(qū)確定隧道位置時，必須查清巖體中裂隙的產狀，延伸長度，膠結情況及對公路可能構成的危害。一般小型崩塌、落石地區(qū)，可以清除危巖或嵌補裂隙處理。 如果裂隙延伸長度大，張開無膠結，巖體穩(wěn)定性差，有嚴重崩塌、落石隱患地段，應以長隧道通過。（2）隧道通過巖堆地區(qū)時，必須查明巖堆的規(guī)模、范圍，巖堆的物質組成和密實程度及巖堆的穩(wěn)定狀態(tài)和發(fā)展趨勢。一般情況下，應避免在巖堆體內設置隧道。隧道必須通過巖堆體時

6、，必須放在巖堆體下一定深度的基巖內，任何情況下都不可將隧道設在巖堆體與基巖接觸面上。二、地下水、地溫、瓦斯與巖爆問題（一）地下水 1、隧道涌水：隧道涌水是指在富水的巖體中開挖隧道，當遇到互相貫通又含水的裂隙時，大量的地下水就涌入洞內，新開挖的隧道就成為排泄地下水的新通道。 2、隧道浸水與滲水：隧道位于地下特別是水下隧道，隧道圍巖常處于地下水的浸泡中。隧道滲水是指隧道建成后，地下水順洞身施工接縫或裂縫滲出的現象。 （二）地溫： 對于深埋隧道，一般規(guī)定隧道內溫度不應超過25，超過這個溫度就應采取降溫措施。 （三）瓦斯：當隧道通過可能發(fā)生瓦斯的煤層時，必須有安全可靠的措施，如通風、瓦斯檢查、防火防爆

7、等。 （四）巖爆：指在地下巷道工作面上發(fā)生的巖片爆裂、巖塊彈射或崩落掉塊現象。 第九章 公路工程地質勘探公路工程地質勘察的目的 查明工程地質條件，研究各種地質現象的性質、分布和規(guī)律，提出工程地質評價，預測可能出現的工程地質問題，為工程選址、設計和施工提供可靠的地質資料。第一節(jié) 公路工程地質勘察的階段與內容公路工程地質勘察的工作內容按照規(guī)定的設計程序分階段進行，常分為可行性研究，初步勘察和詳細勘察三個階段。公路工程地質勘察必須根據不同的勘察階段，完成各項勘察任務。各勘察階段的工作內容和工作深度應與公路各設計階段的要求相適應。不同勘察階段對工程地質勘察工作有不同的要求。一、公路工程地質勘察階段（一

8、）可行性研究階段根據發(fā)展國民經濟的長遠規(guī)劃和公路網建設規(guī)劃及項目建議書，對建設項目進行可行性研究。公路可行性研究按其工作深度，分為預可行性研究和工程可行性研究。預可行性研究：收集、研究已有文獻地質資料；工程可行性研究：踏勘，對各個可能方案作沿線實地調查，對大橋、隧道、不良地質地段等重要工點進行勘探（如物探），大致探明地質情況。（二）初步工程地質勘察（初勘） 公路工程基本建設項目一般采用兩階段設計，即初步設計和施工圖設計。目的： 根據合同或協議書要求，在工程可行性研究的基礎上，對公路工程建筑場地進一步做好工程地質比選工作，為初步選定工程場地、設計方案和編制初步設計文件提供必需的工程地質依據。初勘

9、工作可按準備工作、工程地質選線、工程地質調繪、勘探、試驗、資料整理等順序進行。（三）詳細工程地質勘察（詳勘） 目的： 根據已批準的初步設計文件中所確定的修建原則、設計方案、技術要求等資料，有針對性地進行工程地質勘察工作，為確定公路路線、工程構造物的位置和編制施工圖設計文件，提供準確、完整的工程地質資料。詳勘工作可按準備工作、沿線工程地質調繪、勘探、試驗、資料整理等順序進行。深度應滿足施工圖設計的需要。詳勘任務：1在初勘的基礎上，根據設計需要進一步查明建筑場地的工程地質條件，最終確定公路路線和構造物的布設位置。2查明構造物地基的地質結構、工程地質及水文地質條件，準確提供工程和基礎設計施工必需的地

10、質參數。3根據初勘擬定的對不良地質、特殊性巖土防治的方案，具體查明其分布范圍、性質，提供防治設計必需的地質資料和地質參數。4對沿線筑路材料料場進行復核和補勘，最后確定施工時所采用的料場。補充知識：公路工程地質勘察成果報告的內容(1)勘察目的、要求和任務；(2)擬建工程概述；(3)勘察方法和勘察任務布置；(4)場地地形、地貌、地層、地質構造、巖土性質、地下水、不良地質現象的描述與評價；(5)場地穩(wěn)定性和適宜性的評價；(6)巖土參數的分析與選用；(7)巖土利用、整治、改造方案；(8)工程施工和使用期間可能發(fā)生的巖土工程問題的預測、監(jiān)控和預防措施的建議；(9)必要的圖件。二、工程地質圖表1綜合工程地質平面圖2勘探點平面布置圖3地層綜合柱狀圖4工程地質剖面圖5土工試驗成果表6現場原位測試圖件7其它專門圖件補充知識：多個鉆孔柱狀圖工程地質剖面圖巖土參數的分析與選擇