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[摘要]隧道工程地质勘察是指为隧道工程的设计、施工等进行的专门工程地质调查工作。隧道勘察一般分为初步勘察和定测两阶段,初勘阶段主要是调查选线地段的地形、地质构造等地质地貌条件。定测阶段是解决设计施工中的具体工程地质问题,主要工作是绘制沿隧道轴线的地质纵剖面图;确定围岩不同的稳定性分段以及地下水和有害气体的可能涌出地段等。本文就山岭隧道地质勘察中位置与洞口位置的选择;地下水、地温及有害气体;隧道围岩稳定性进行论述,以期同行能相互交流。
[关键词]隧道 地质勘察 问题
[中图分类号] P621 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-8-187-1
由于隧道需要在山体内部进行施工,其对于山体情况的勘探就显得尤为重要。只要详细的勘探山体情况,对山体地质结构进行详细的分析,了解山体内部水文情况才能在隧道工程设计、施工中避开地质情况复杂、脆弱的地方,避开地下水主航道,提高隧道工程施工安全、行车安全,提高隧道施工年限。
1隧道工程地质勘探及其重要性分析
我国经济的发展加快了对公路的需求,在地形复杂的山岭地区对交通的需求更为迫切。在进行山岭地区交通修建过程中,为了越过山岭或减少深挖高路堑,经常采用隧道的形式进行山岭的交通修建,在山体内部通过隧道穿越达到公路贯通。由于山体地质构造不同,对于不同地质情况的隧道施工技术也不同,这就要求在公路设计初期对山体进行详细的勘探,了解山体内部地质、水文等情况,为公路的施工打下基础。隧道地质勘探工作对于隧道建设的质量、施工安全都有着重要的意義。只有详细的、科学的勘探结构才能知道公路隧道的施工,减少由于地质情况不明造成的施工塌方事故。通过详细的勘探还能够对山体内部的水文情况进行了解,减少工程建成后的隧道渗水情况,延长隧道施工年限,保护隧道质量。因此,加强隧道地质勘探工作是施工建设的重点,对我国公路建设事业有着重要的影响。
2地下水、地温及有害气体
2.1地下水
涌水和浸水是地下水对隧道的主要影响。隧道涌水隧道穿过含水层时,地下水涌进隧道,将会大大增加排水、掘进和衬砌工作的困难。在隧道穿过储水构造、充水洞穴、断层破碎带时,会遇到突发性的大量涌水,危害最大。在土及未胶结的断裂破碎带中,涌水的水压力和冲刷作用,可能导致隧道围岩失去稳定性。隧道涌水量取决于含水层的厚度透水性、富水性、补给来源,以及隧道的长度和断面大小。当预计地下水对隧道的影响较大时,应通过勘探试验,查明上述水文地质要素,并计算隧道涌水量,作为排水设计的依据!隧道浸水地下水的活动会使岩石的物理力学性质发生改变,例如会降低岩体强度,加速岩石风化和破坏。地下水在软弱结构面中活动,可起软化、润滑作用,可能会造成岩块坍塌、例如地层有粘土、无水石膏等,在水的作用下,体积膨胀,地层压力大大增加。
2.2地温
在开挖深埋山岭隧道时地温是一个重要问题一般工人在30°下才能正常工作,而在潮湿的坑道中,当温度达到40°时就不能正常工作,必须采取降温措施,因此对深埋隧道内的温度应进行预测是很有必要的,在常温层以下,地温则随深度增加而增加!地温增加所需下降深度<以米计=称为地温梯度!地温梯度受地形起伏。岩层导热率和含水量、地下水温度及火山活动等因素的影响,各地不完全相同,根据地温梯度,利用下式可近似计算隧道内的温度。
2.3有害气体
在开挖隧道时,常会遇到各种对人体有害、易燃、易爆的气体。在工程地质勘探时应注意查明隧道所通过的地层中含有的各种有害气体,并提出相应的防护措施。常见的有害气体:易燃、易爆炸的气体,如甲烷。易燃的有毒气体溶于水生成淡硫酸液,对隧道初砌的石灰浆、混凝土及金属有腐蚀作用。当隧道通过煤系,含油"碳和沥青地层时,常有碳氢化合物的气体溢出,特别是甲烷,在含碳地层中开挖隧道时,常会遇到二氧化碳气体,在硫化矿床或其他含硫地层中,会遇到硫化氢气体。
3影响隧道围岩稳定性的主要因素
隧道围岩是指隧道周围一定范围内,对隧道稳定性能产生影响的岩体。隧道穿越山岭时,破坏了原有的应力平衡,在隧道围岩中产生新的应力和变形,这种应力及松动岩层作用在初砌层上的压力称为山体压力!山体压力是评定隧道围岩稳定性的主要内容,也是隧道衬砌设计的工要依据。
3.1地质因素
地质因素包括岩层产状、地质构造、地下水地应力,以及地震烈度!地震烈度较高时,地层会出现滑动"断裂等情况,损坏隧道。一般是破碎岩层比完整岩层影响大,软弱岩层比坚硬岩层影响大,表层岩层比深层岩层影响大,非均质岩层比均质岩层影响大,含水岩层比不含水岩层影响大,洞口部位比洞体部位影响大。
3.2工程因素
工程因素包括隧道的埋深、几何形状、跨度和长度,施工方法、围岩暴露时间及衬砌类型等,这些因素影响围岩应力的大小和性质。
4总结
在实际勘探过程中,对每一项勘探数据都要进行双重复核保障勘探数据的真实有效,并通过科学的信息收集、分析、整理,提高勘探效率。山岭地区公路需求的增加也要求我国高校必须提高地质勘探人才培养数量与质量,为我国公路建设事业输送更多的优秀人才。
参考文献
[1]张金昌.隧道勘察技术新进展[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2011,34(增刊):11-18.
[2]张金昌,冉恒谦,刘芳霞.钻探技术面临的新形势、新机遇和新任务[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2009,34(9):13-15.
[3]张伟.地质勘察技术发展有关问题的思考[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2013(1):1-3.
[关键词]隧道 地质勘察 问题
[中图分类号] P621 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-8-187-1
由于隧道需要在山体内部进行施工,其对于山体情况的勘探就显得尤为重要。只要详细的勘探山体情况,对山体地质结构进行详细的分析,了解山体内部水文情况才能在隧道工程设计、施工中避开地质情况复杂、脆弱的地方,避开地下水主航道,提高隧道工程施工安全、行车安全,提高隧道施工年限。
1隧道工程地质勘探及其重要性分析
我国经济的发展加快了对公路的需求,在地形复杂的山岭地区对交通的需求更为迫切。在进行山岭地区交通修建过程中,为了越过山岭或减少深挖高路堑,经常采用隧道的形式进行山岭的交通修建,在山体内部通过隧道穿越达到公路贯通。由于山体地质构造不同,对于不同地质情况的隧道施工技术也不同,这就要求在公路设计初期对山体进行详细的勘探,了解山体内部地质、水文等情况,为公路的施工打下基础。隧道地质勘探工作对于隧道建设的质量、施工安全都有着重要的意義。只有详细的、科学的勘探结构才能知道公路隧道的施工,减少由于地质情况不明造成的施工塌方事故。通过详细的勘探还能够对山体内部的水文情况进行了解,减少工程建成后的隧道渗水情况,延长隧道施工年限,保护隧道质量。因此,加强隧道地质勘探工作是施工建设的重点,对我国公路建设事业有着重要的影响。
2地下水、地温及有害气体
2.1地下水
涌水和浸水是地下水对隧道的主要影响。隧道涌水隧道穿过含水层时,地下水涌进隧道,将会大大增加排水、掘进和衬砌工作的困难。在隧道穿过储水构造、充水洞穴、断层破碎带时,会遇到突发性的大量涌水,危害最大。在土及未胶结的断裂破碎带中,涌水的水压力和冲刷作用,可能导致隧道围岩失去稳定性。隧道涌水量取决于含水层的厚度透水性、富水性、补给来源,以及隧道的长度和断面大小。当预计地下水对隧道的影响较大时,应通过勘探试验,查明上述水文地质要素,并计算隧道涌水量,作为排水设计的依据!隧道浸水地下水的活动会使岩石的物理力学性质发生改变,例如会降低岩体强度,加速岩石风化和破坏。地下水在软弱结构面中活动,可起软化、润滑作用,可能会造成岩块坍塌、例如地层有粘土、无水石膏等,在水的作用下,体积膨胀,地层压力大大增加。
2.2地温
在开挖深埋山岭隧道时地温是一个重要问题一般工人在30°下才能正常工作,而在潮湿的坑道中,当温度达到40°时就不能正常工作,必须采取降温措施,因此对深埋隧道内的温度应进行预测是很有必要的,在常温层以下,地温则随深度增加而增加!地温增加所需下降深度<以米计=称为地温梯度!地温梯度受地形起伏。岩层导热率和含水量、地下水温度及火山活动等因素的影响,各地不完全相同,根据地温梯度,利用下式可近似计算隧道内的温度。
2.3有害气体
在开挖隧道时,常会遇到各种对人体有害、易燃、易爆的气体。在工程地质勘探时应注意查明隧道所通过的地层中含有的各种有害气体,并提出相应的防护措施。常见的有害气体:易燃、易爆炸的气体,如甲烷。易燃的有毒气体溶于水生成淡硫酸液,对隧道初砌的石灰浆、混凝土及金属有腐蚀作用。当隧道通过煤系,含油"碳和沥青地层时,常有碳氢化合物的气体溢出,特别是甲烷,在含碳地层中开挖隧道时,常会遇到二氧化碳气体,在硫化矿床或其他含硫地层中,会遇到硫化氢气体。
3影响隧道围岩稳定性的主要因素
隧道围岩是指隧道周围一定范围内,对隧道稳定性能产生影响的岩体。隧道穿越山岭时,破坏了原有的应力平衡,在隧道围岩中产生新的应力和变形,这种应力及松动岩层作用在初砌层上的压力称为山体压力!山体压力是评定隧道围岩稳定性的主要内容,也是隧道衬砌设计的工要依据。
3.1地质因素
地质因素包括岩层产状、地质构造、地下水地应力,以及地震烈度!地震烈度较高时,地层会出现滑动"断裂等情况,损坏隧道。一般是破碎岩层比完整岩层影响大,软弱岩层比坚硬岩层影响大,表层岩层比深层岩层影响大,非均质岩层比均质岩层影响大,含水岩层比不含水岩层影响大,洞口部位比洞体部位影响大。
3.2工程因素
工程因素包括隧道的埋深、几何形状、跨度和长度,施工方法、围岩暴露时间及衬砌类型等,这些因素影响围岩应力的大小和性质。
4总结
在实际勘探过程中,对每一项勘探数据都要进行双重复核保障勘探数据的真实有效,并通过科学的信息收集、分析、整理,提高勘探效率。山岭地区公路需求的增加也要求我国高校必须提高地质勘探人才培养数量与质量,为我国公路建设事业输送更多的优秀人才。
参考文献
[1]张金昌.隧道勘察技术新进展[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2011,34(增刊):11-18.
[2]张金昌,冉恒谦,刘芳霞.钻探技术面临的新形势、新机遇和新任务[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2009,34(9):13-15.
[3]张伟.地质勘察技术发展有关问题的思考[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2013(1):1-3.