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第三节第三节 隧道工程地质问题隧道工程地质问题 一、隧道位置的选择与地质条件隧道是整个公路中的组成部分，在普通情况下，隧道的位置该当根据的走向来加以确定。但对于长大隧道，特别是工程地质条件复杂的长大隧道，其位置的选择往往取决于工程地质条件的优劣，即工程地质条件决议隧道位置。在各类地质条件中，地质构造与岩层产状、岩石类型及风化程度、地下水条件、地质灾祸等都会对隧道位置的选择产生影响。这里主要讨论在各类地质构造条件下和地质灾祸地域隧道位置的选择。n隧道施工过程中塌方这是2019年7月16日拍摄的广西宾阳新建南黎铁路那适1号(右)、2号隧道。7月11日15时56分,新建南黎铁路那适2号隧道NGDK698+382仰拱前方发生坍塌,10名工人被困。14日上午,发惹事故的2号隧道再次发生两次塌方。一地质构造与岩层产状对隧道稳定的影响一地质构造与岩层产状对隧道稳定的影响n1 1岩层产状与隧道稳定性的关系岩层产状与隧道稳定性的关系n程度岩层中，由于洞室开挖失去支撑，程度岩层中，由于洞室开挖失去支撑，经常发生拱顶坍塌掉块。穿越程度岩层经常发生拱顶坍塌掉块。穿越程度岩层的隧道，应选择在巩固、完好的岩层中。的隧道，应选择在巩固、完好的岩层中。在软硬相间的情况下，隧道拱部应尽量在软硬相间的情况下，隧道拱部应尽量设置在硬岩中。设置在硬岩中。n倾斜岩层中，沿岩层走向布置隧道普倾斜岩层中，沿岩层走向布置隧道普通是不利的，易产生偏压，施工中还易通是不利的，易产生偏压，施工中还易产生顺层滑动和塌方。隧道沿岩层走向产生顺层滑动和塌方。隧道沿岩层走向经过不同岩性的倾斜岩层时，应选在岩经过不同岩性的倾斜岩层时，应选在岩性巩固完好的岩层中，防止将隧道选在性巩固完好的岩层中，防止将隧道选在不同岩层的交界处或有脆弱夹层的地带。不同岩层的交界处或有脆弱夹层的地带。易选择层间衔接严密，厚度大、不透水、裂隙不发育、又无断裂破碎带的位置。普通来说不利。洞室两侧边墙所受侧压力不一致，易呵斥洞室边墙变形。1轴线平行于岩层走向时;不利，应分段开挖。不能将洞室选在软硬岩层的分界限上。2轴线垂直正交于岩层走向时；假设岩性均一，构造致密，层间衔接严密，节理不发育，那么开挖最好。假设洞室轴线与岩层夹角小，岩性非均质，垂直或斜交层面节理发育，那么易发生洞顶块石坍落。n1 1岩层产状与隧道稳定性的关系岩层产状与隧道稳定性的关系n隧道轴向与岩层走向垂直或大角度斜隧道轴向与岩层走向垂直或大角度斜交，是隧道在单斜岩层中的最好布置。交，是隧道在单斜岩层中的最好布置。n在这种情况下岩层受力条件较为有利，在这种情况下岩层受力条件较为有利，开挖后易于成拱，同时围岩压力分布也开挖后易于成拱，同时围岩压力分布也较均匀，且岩层倾角愈大，隧道稳定性较均匀，且岩层倾角愈大，隧道稳定性愈好。愈好。2 2地质构造与隧道稳定性的关系地质构造与隧道稳定性的关系n该当防止将隧道沿褶曲的轴部设置，该处岩层弯曲、裂隙发育，岩石较为破碎。n在向斜轴部常是地下水富集之处，开挖后会呵斥大量地下水涌出。n向斜轴部的岩层下部受拉，上部受压，裂隙将岩层切割成上小下大的楔形体，隧道拱顶易于产生岩块坍落。n通常尽量将隧道设置在褶曲的翼部或横穿褶曲轴。垂直穿越背斜的隧道，其两端的拱顶压力大，中部压力小。隧道横穿向斜时，情况那么相反。3轴线穿越褶皱地层时；向斜轴部地下涌水和顶部岩石崩落。较少发生洞顶坍塌，但顶板破碎岩层易发生小规模掉块。1号位置：相对3号有利，但应留意轴部破碎带。3号位置：极为不利，易产生地下涌水和坍塌景象。2号位置：相对有利，但应留意倾斜岩层能够滑动。4轴线穿过断层破碎带时；1号位置：极为有利，易产生渗水，洞室易破坏。2号位置：相对有利，但断裂破碎带处岩层压力添加，且能够遇到高压地下水。2 2地质构造与隧道稳定性的关系地质构造与隧道稳定性的关系n断层对隧道工程，特别是对隧道施工会产生宏大不利影响。断层破碎带内不仅岩层破碎严重，还常是地下水的储水空间或集水通道，在断层破碎带内的隧道施工极易产生坍塌和涌水。断层两侧的岩层中往往存在一定的剩余地应力，因此围岩压力较大。n在选择隧道位置时应尽量避开大规模断层，假设不易避开时，那么应采用隧道轴线与断层线垂直或大角度经过。当隧道经过几组断层时，还应思索围岩压力沿隧道轴线能够重新分布，断层构成上大下小的楔体，能够将自重传给相邻岩体，使它们的地层压力添加。二不良地质景象发育地域隧道位置的选择二不良地质景象发育地域隧道位置的选择n1 1、滑坡地域隧道位置的选择、滑坡地域隧道位置的选择n小型滑坡普通对隧道洞口产生影响，大型滑坡小型滑坡普通对隧道洞口产生影响，大型滑坡不仅影响洞口还会影响到洞身的稳定性。不仅影响洞口还会影响到洞身的稳定性。n当隧道需求在滑坡地域经过时，必需查清滑坡当隧道需求在滑坡地域经过时，必需查清滑坡地域的岩性、地质构造、水文地质条件，确定地域的岩性、地质构造、水文地质条件，确定滑坡范围、滑动面的位置、滑动方向及滑坡发滑坡范围、滑动面的位置、滑动方向及滑坡发生、开展的缘由，才干判别滑坡的稳定形状，生、开展的缘由，才干判别滑坡的稳定形状，以及未来能够开展的趋势。以及未来能够开展的趋势。n普通情况下应避开滑坡体，必需在滑坡地域经普通情况下应避开滑坡体，必需在滑坡地域经过时，应将隧道设在滑动面以外一定部位处。过时，应将隧道设在滑动面以外一定部位处。假设滑动面有能够继续向深部开展，那么隧道假设滑动面有能够继续向深部开展，那么隧道位置应选在能够构成新滑面以下一定深度。位置应选在能够构成新滑面以下一定深度。n确认古滑坡体不会因隧道施工而复活，才干把确认古滑坡体不会因隧道施工而复活，才干把隧道放在滑坡体内经过。隧道放在滑坡体内经过。2 2、崩塌岩堆地域隧道位置的选择、崩塌岩堆地域隧道位置的选择n1在崩塌、落石地域确定隧道位置时，必需查清岩体中裂隙的产状，延伸长度，胶结情况及对公路能够构成的危害。n普通小型崩塌、落石地域，可以去除危岩或嵌补裂隙处置。n 假设裂隙延伸长度大，张开无胶结，岩体稳定性差，有严重崩塌、落石隐患地段，应以长隧道经过。n2隧道经过岩堆地域时，必需查明岩堆的规模、范围，岩堆的物质组成和密实程度及岩堆的稳定形状和开展趋势。n普通情况下，应防止在岩堆体内设置隧道。n隧道必需经过岩堆体时，必需放在岩堆体下一定深度的基岩内，任何情况下都不可将隧道设在岩堆体与基岩接触面上。图8-14 崩塌落石地段隧道方案图8-15 岩堆地域隧道位置选择二、地下水、地温、瓦斯与岩爆问题二、地下水、地温、瓦斯与岩爆问题n一地下水n 1、隧道涌水：隧道涌水是指在富水的岩体中开挖隧道，当遇到相互贯穿又含水的裂隙时，大量的地下水就涌入洞内，新开挖的隧道就成为排泄地下水的新通道。n 2、隧道浸水与渗水：隧道位于地下特别是水下隧道，隧道围岩常处于地下水的浸泡中。隧道渗水是指隧道建成后，地下水顺洞身施工接缝或裂痕渗出的景象。n 二地温：对于深埋隧道，普通规定隧道内温度不应超越25，超越这个温度就应采取降温措施。n三瓦斯：当隧道经过能够发生瓦斯的煤层时，必需有平安可靠的措施，如通风、瓦斯检查、防火防爆等。n四岩爆：指在地下巷道任务面上发生的岩片爆裂、岩块弹射或崩落掉块景象。第九章第九章 公路工程地质勘探公路工程地质勘探公路工程地质勘察的目的公路工程地质勘察的目的 查明工程地质条件，研讨各种地质景象的性质、分查明工程地质条件，研讨各种地质景象的性质、分布和规律，提出工程地质评价，预测能够出现的工程地质布和规律，提出工程地质评价，预测能够出现的工程地质问题，为工程选址、设计和施工提供可靠的地质资料。问题，为工程选址、设计和施工提供可靠的地质资料。第一节第一节 公路工程地质勘察的阶段与内容公路工程地质勘察的阶段与内容n公路工程地质勘察的任务内容按照规定的设计程公路工程地质勘察的任务内容按照规定的设计程序分阶段进展，常分为可行性研讨，初步勘察和序分阶段进展，常分为可行性研讨，初步勘察和详细勘察三个阶段。详细勘察三个阶段。n公路工程地质勘察必需根据不同的勘察阶段，完公路工程地质勘察必需根据不同的勘察阶段，完成各项勘察义务。各勘察阶段的任务内容和任务成各项勘察义务。各勘察阶段的任务内容和任务深度应与公路各设计阶段的要求相顺应。深度应与公路各设计阶段的要求相顺应。n不同勘察阶段对工程地质勘察任务有不同的要求。不同勘察阶段对工程地质勘察任务有不同的要求。一、公路工程地质勘察阶段n一可行性研讨阶段一可行性研讨阶段n根据开展国民经济的长久规划和公路网根据开展国民经济的长久规划和公路网建立规划及工程建议书，对建立工程进建立规划及工程建议书，对建立工程进展可行性研讨。展可行性研讨。n公路可行性研讨按其任务深度，分为公路可行性研讨按其任务深度，分为预可行性研讨和工程可行性研讨。预可行性研讨和工程可行性研讨。n预可行性研讨：搜集、研讨已有文献预可行性研讨：搜集、研讨已有文献地质资料；地质资料；n工程可行性研讨：踏勘，对各个能够工程可行性研讨：踏勘，对各个能够方案作沿线实地调查，对大桥、隧道、方案作沿线实地调查，对大桥、隧道、不良地质地段等重要工点进展勘探如不良地质地段等重要工点进展勘探如物探，大致探明地质情况。物探，大致探明地质情况。二初步工程地质勘察初勘 n公路工程根本建立工程普通采用两阶段设计，即初步设计和施工图设计。n目的：n 根据合同或协议书要求，在工程可行性研讨的根底上，对公路工程建筑场地进一步做好工程地质比选任务，为初步选定工程场地、设计方案和编制初步设计文件提供必需的工程地质根据。初勘任务可按预备任务、工程地质选线、工程初勘任务可按预备任务、工程地质选线、工程地质调绘、勘探、实验、资料整理等顺序进展。地质调绘、勘探、实验、资料整理等顺序进展。p1查明公路工程建筑场地的区域地质、水文地查明公路工程建筑场地的区域地质、水文地质、工程地质、条件，并作出评价。质、工程地质、条件，并作出评价。p2进展综合地质勘查，初步查明对确定工程场进展综合地质勘查，初步查明对确定工程场地的位置起控制造用的不良地质条件、特殊性岩地的位置起控制造用的不良地质条件、特殊性岩土的类别、范围、性质，评价对工程的危害程度，土的类别、范围、性质，评价对工程的危害程度，提供避绕或治理对策的地质根据。提供避绕或治理对策的地质根据。p3初步查明场地地基的条件，为选择构造物构初步查明场地地基的条件，为选择构造物构造和根底类型提供必要的地质资料。造和根底类型提供必要的地质资料。p4查明沿线筑路资料的类别、料场位置、储量查明沿线筑路资料的类别、料场位置、储量和采运条件。和采运条件。p5查明公路工程建筑场地的地震根本烈度，并查明公路工程建筑场地的地震根本烈度，并对大型公路工程建筑物场地按设计需求进展场地对大型公路工程建筑物场地按设计需求进展场地烈度鉴定或地震平安评价。烈度鉴定或地震平安评价。p6提供编制初步设计文件所需的地质资料。提供编制初步设计文件所需的地质资料。初勘义务：初勘义务：三详细工程地质勘察详勘 n目的：目的：n 根据已同意的初步设计文件中根据已同意的初步设计文件中所确定的建筑原那么、设计方案、所确定的建筑原那么、设计方案、技术要求等资料，有针对性地进展技术要求等资料，有针对性地进展工程地质勘察任务，为确定公路道工程地质勘察任务，为确定公路道路、工程构造物的位置和编制施工路、工程构造物的位置和编制施工图设计文件，提供准确、完好的工图设计文件，提供准确、完好的工程地质资料。程地质资料。详勘任务可按预备任务、沿线工程地质调绘、勘详勘任务可按预备任务、沿线工程地质调绘、勘探、实验、资料整理等顺序进展。深度应满足施工探、实验、资料整理等顺序进展。深度应满足施工图设计的需求。图设计的需求。详勘义务：详勘义务：n1在初勘的根底上，根据设计需求进一步查明建筑场地的工程地质条件，最终确定公路道路和构造物的布设位置。n2查明构造物地基的地质构造、工程地质及水文地质条件，准确提供工程和根底设计施工必需的地质参数。n3根据初勘拟定的对不良地质、特殊性岩土防治的方案，详细查明其分布范围、性质，提供防治设计必需的地质资料和地质参数。n4对沿线筑路资料料场进展复核和补勘，最后确定施工时所采用的料场。二、公路工程地质勘察的内容n1道路工程地质勘察n2特殊地质、不良地质地域地段的工程地质勘察n3路基、路面工程地质勘察n4桥渡工程地质勘察n5天然建筑资料勘察n6隧道工程地质勘察补充知识：公路工程地质勘察成果报告的内容补充知识：公路工程地质勘察成果报告的内容n(1)勘察目的、要求和义务；n(2)拟建工程概述；n(3)勘察方法和勘察义务布置；n(4)场地地形、地貌、地层、地质构造、岩土性质、地下水、不良地质景象的描画与评价；n(5)场地稳定性和适宜性的评价；n(6)岩土参数的分析与选用；n(7)岩土利用、整治、改造方案；n(8)工程施工和运用期间能够发生的岩土工程问题的预测、监控和预防措施的建议；n(9)必要的图件。二、工程地质图表二、工程地质图表1综合工程地质平面图2勘探点平面布置图3地层综合柱状图4工程地质剖面图5土工实验成果表6现场原位测试图件7其它专门图件补充知识：补充知识：多个钻孔柱状图多个钻孔柱状图工程地质剖面图工程地质剖面图岩土参数的分析与选择岩土参数的分析与选择 普通情况下，应提供岩土参数的平均值、规范差均方差、变异系数、数据分布范围和数据数量。平均值 均方差规范差 变异系数nniim1niniiifnn1212)(11mf思索题n1、地质构造与岩层产状对隧道稳定是如何影响的？不良地质景象发育地域隧道位置的如何选择？n2、公路工程地质勘察可分为哪几个阶段，每个阶段的任务要求如何？n3、公路工程地质勘察的内容是什么？各有何特点？
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