工程地質(zhì)論文
工程地質(zhì)論文
工程地質(zhì)是一門認(rèn)知工程-地質(zhì)相互作用規(guī)律和過程的科學(xué),它的使命是保障人類工程活動的安全。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的工程地質(zhì)論文，供大家參考。
工程地質(zhì)論文范文一：隧道工程地質(zhì)雷達(dá)檢測分析
【摘要】通過實(shí)際工程應(yīng)用，介紹地質(zhì)雷達(dá)的特點(diǎn)、原理和探測解析方法;在隧道工程的超前地質(zhì)探測預(yù)報(bào)以及隧道結(jié)構(gòu)檢測的應(yīng)用中，證明了地質(zhì)雷達(dá)的實(shí)用性、先進(jìn)性及其實(shí)際應(yīng)用中的重要作用。
【關(guān)鍵詞】公路隧道;地質(zhì)雷達(dá);檢測;超前預(yù)報(bào);應(yīng)用
1、工程概況
小北山二號隧道為長隧道，按左、右線分離布設(shè)。左線隧道起訖里程ZK19+571～ZK21+091，長1520m，揭陽端洞口采用削竹式，洞口設(shè)計(jì)標(biāo)高30.353m，惠來端洞門采用削竹式，洞口設(shè)計(jì)標(biāo)高17.398m，坡高0.5%～-1.317%，隧道最大埋深約209m。右線隧道起訖里程ZK19+599～ZK21+081，長1482m，揭陽端洞口采用削竹式，洞口設(shè)計(jì)標(biāo)高30.493m，惠來端洞門采用削竹式，洞口設(shè)計(jì)標(biāo)高17.490m，坡度0.5%～-1.321%，隧道最大埋深約212m。隧道位于丘陵地區(qū)，山體地形陡峭，山體植被較發(fā)育，山體發(fā)育花崗巖孤石，大小不一。隧址區(qū)基底主要為燕山期花崗巖，局部見輝綠巖巖脈，覆蓋層由粘土、全～強(qiáng)風(fēng)巖組成，基巖由中~微風(fēng)化巖組成。隧址區(qū)地下水類型主要為潛水，含水層主要為第四系松散層的孔隙及中～微風(fēng)化巖的風(fēng)化裂隙。
2、地質(zhì)雷達(dá)的發(fā)展及其應(yīng)用
隨著社會的高速發(fā)展，有很多的方便加上很多的儀器可以在巖土勘察中使用，重要的方法有彈性波法及其電磁波法。在實(shí)際工程當(dāng)中經(jīng)常使用的電磁波法就是地質(zhì)雷達(dá)，隧道地震探測儀比較適合遠(yuǎn)距離宏觀的地質(zhì)問題探測;并且地質(zhì)雷達(dá)方法可以結(jié)合高頻電磁波而進(jìn)行非常快的無損傷探測，因此頻段非常高的話可以在隧道結(jié)構(gòu)當(dāng)中進(jìn)行檢測。公路的隧道工程埋深、規(guī)模以及數(shù)量隨著時(shí)間的增加而不斷地變多，而在施工的過程當(dāng)中也遇到了很多復(fù)雜的工程地質(zhì)條件。雖然說在設(shè)計(jì)以前都作了非常詳細(xì)地質(zhì)勘察，但是在隧道實(shí)際的開挖施工當(dāng)中，還會有非常多的問題發(fā)生的。從這些方面就可以很好地說明，在隧道施工過程當(dāng)中的圍巖穩(wěn)定性狀況以及一些掌子面前方的實(shí)際情況，并且做出及時(shí)地超前預(yù)報(bào)。當(dāng)隧道發(fā)生一些事故或者竣工以后，應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)行的規(guī)范上面要求以及隧道本身的結(jié)構(gòu)特性，不但應(yīng)該在隧道的表面進(jìn)行觀測以及凈空斷面進(jìn)行測量，需要的時(shí)候還應(yīng)該采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行一些更深入的檢測，例如圍巖的密實(shí)完整穩(wěn)定的情況、鋼拱架的分布情況、有無離析以及蜂窩麻面、襯砌混凝土的均勻一致性以及相對應(yīng)的完整性以及襯砌有效厚度等等。經(jīng)過實(shí)際的情況可以證明，地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)可以在隧道的施工當(dāng)中作出非常詳細(xì)的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)?，F(xiàn)在，地質(zhì)雷達(dá)檢測技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了單點(diǎn)探測以及連續(xù)探測的實(shí)時(shí)自動成圖。而國外的國家探地雷達(dá)基本上是單脈沖雷達(dá)，其工作的頻率在50到2G赫茲，最為代表性的國家是美國和加拿大。我們國家所生產(chǎn)的一系列地質(zhì)雷達(dá)，結(jié)合地下工程的超前預(yù)報(bào)的特點(diǎn)，采用的是脈沖調(diào)制式，這個(gè)的探測距離非常大，而且分辨率也非常高，其工作的頻率大約在160到220兆赫茲，其探測的距離可以達(dá)到40到60米，可以很好地適應(yīng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)以及部分的工程檢測。
3、探測的原理以及方法
結(jié)合設(shè)計(jì)的圖紙以及設(shè)計(jì)的任務(wù)書按照規(guī)定進(jìn)行開展地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的工作，其預(yù)測應(yīng)該是沿著隧道縱向三十米的范圍以內(nèi)對一些不安全的地質(zhì)問題進(jìn)行檢查，對前面的地層巖性變化以及水文地質(zhì)特征(軟弱巖層的分布、斷層發(fā)育及其影響帶、水的賦存情況等)進(jìn)行探測，對隧道圍巖的級別進(jìn)行分析，并列出一些施工的建議，確保隧道施工的安全，減少一些不必要的損失，為動態(tài)的設(shè)計(jì)提供所需要的地質(zhì)參數(shù)，從而可以更好地為隧道施工進(jìn)行服務(wù)。本次的地質(zhì)預(yù)報(bào)使用的是地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)，運(yùn)用了空氣耦合型100兆赫茲的天線，結(jié)合探測的前方巖石的特點(diǎn)以及現(xiàn)場施工的條件，對距離30米左右進(jìn)行詳細(xì)地探測。而這次預(yù)報(bào)的工作面位于ZK19+735里處的地方，使用一些點(diǎn)測的方式，使用一系列的方法對工作面的正前方進(jìn)行詳細(xì)地預(yù)測。
4、數(shù)據(jù)的處理以及得出來的結(jié)果
對實(shí)際測量出來的資料用一系列的軟件進(jìn)行處理分析，再結(jié)合現(xiàn)場的巖性所具體的實(shí)際情況，選擇一個(gè)比較適合的相對介電常數(shù)，進(jìn)而得出來一些成果，在成果的解釋當(dāng)中，開始的時(shí)候，假如發(fā)現(xiàn)了有非常明顯的反相位反射波組出現(xiàn)的話，就應(yīng)該巖性變壞的一個(gè)表現(xiàn);假如發(fā)現(xiàn)了有非常明顯的正相位強(qiáng)波反射波組出現(xiàn)的話，就應(yīng)該是巖層巖性變好的一個(gè)表現(xiàn)，結(jié)合反射波反射強(qiáng)度的實(shí)際大小就可以區(qū)分反射界面前方介質(zhì)的一系列的特征。依據(jù)雷達(dá)數(shù)據(jù)處理結(jié)果并結(jié)合地質(zhì)資料分析得出以下預(yù)報(bào)結(jié)果：(1)掌子面為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，上方自穩(wěn)能力差，中部伴隨嚴(yán)重掉塊，局部潮濕明顯，推斷圍巖級別為Ⅴ級。(2)掌子面右側(cè)前方4~10m(ZK19+739~ZK19+745)區(qū)域反射信號強(qiáng)烈，同相軸紊亂，推測此區(qū)域與掌子面情況類似，有明顯破碎帶，圍巖完整性差，推斷圍巖級別為Ⅴ級。(3)掌子面前方10~15m(ZK19+745~ZK19+750)區(qū)域反射信號衰退穩(wěn)定，同相軸平穩(wěn)但仍存在斷開處，推測此區(qū)域巖性略微好轉(zhuǎn)，但依舊破碎且含水，推斷圍巖級別為IV級。(4)掌子面前方15~30m(ZK19+750~ZK19+765)區(qū)域信號較弱，加大增益后發(fā)現(xiàn)同相軸較為連續(xù)，推測此區(qū)域巖性好轉(zhuǎn)，級別應(yīng)為IV級。依據(jù)結(jié)果給出的建議：(1)ZK19+735掌子面圍巖為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，自穩(wěn)能力差，局部潮濕明顯，中部掉塊嚴(yán)重，應(yīng)嚴(yán)格控制進(jìn)尺，加強(qiáng)支護(hù)，預(yù)防坍塌。(2)掌子面前方10m區(qū)域圍巖與掌子面情況相似，穩(wěn)定性差，破碎帶明顯，容易坍塌。嚴(yán)格控制進(jìn)尺，及時(shí)做好初期支護(hù)工作并保證強(qiáng)度，防止掉塊與坍塌，同時(shí)做好排水工作。(3)掌子面前方20m區(qū)域后，巖性有所好轉(zhuǎn)。建議采用上下臺階方法，并嚴(yán)格控制進(jìn)尺，及時(shí)做好初期支護(hù)工作并保證強(qiáng)度，防止掉塊與坍塌，同時(shí)做好排水工作。
5、結(jié)束語
地質(zhì)雷達(dá)在隧道工程施工或者是后期的運(yùn)營過程當(dāng)中，可以很好地對工程的質(zhì)量進(jìn)行詳細(xì)地檢測，可以更嚴(yán)格地控制工程的質(zhì)量，更好地檢查工程的缺陷。假如說天線的頻率特性以及工作的方法有一定的影響，而地質(zhì)雷達(dá)在對介質(zhì)參數(shù)的探測當(dāng)中，還存在很多的爭議，那么經(jīng)過不斷地完善以及發(fā)展，地質(zhì)雷達(dá)在隧道工程檢測當(dāng)中一定有一個(gè)非常重要的角色。綜上所述，應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)在地質(zhì)超前預(yù)報(bào)當(dāng)中可以精準(zhǔn)地探測預(yù)報(bào)隧道施工當(dāng)中危害的工程施工安全的相關(guān)地質(zhì)災(zāi)害。而地質(zhì)雷達(dá)可以探測出來隧道的結(jié)構(gòu)中重要的施工缺陷，可以為有問題的隧道提供一些非常可靠的依據(jù)，這樣就可以提高工作的效率，并且節(jié)省一些資金。
工程地質(zhì)論文范文二：福仁山隧道工程地質(zhì)研究
【摘要】福仁山隧道是中國水電十四局承建的西成鐵路西安至江油段(陜西境內(nèi))站前工程XCZQ-5標(biāo)段的一座典型隧道工程。該隧道地處秦嶺南麓低中山區(qū)，位于商丹斷裂帶和勉略-巴山弧形斷裂構(gòu)造帶夾持的南秦嶺構(gòu)造帶，內(nèi)部組成與構(gòu)造變形十分復(fù)雜，工程地質(zhì)現(xiàn)象較為特殊，具有一定的研究意義。
【關(guān)鍵詞】福仁山隧道;工程地質(zhì)特征;地質(zhì)構(gòu)造
1福仁山隧道工程概述
目前在建的西成客運(yùn)專線按國鐵Ⅰ級、雙線建設(shè)，設(shè)計(jì)時(shí)速250公里每小時(shí)，功能以客運(yùn)為主，從西安出發(fā)，穿越秦嶺經(jīng)陜西漢中、翻越米倉山進(jìn)入四川境內(nèi)，經(jīng)四川廣元至江油與綿成樂客運(yùn)專線相接直抵成都，預(yù)計(jì)線路通車后，將大大縮短西安到成都的直線距離。從西安到漢中僅需1小時(shí)、到成都需3小時(shí)。該項(xiàng)目由西安至四川江油段和成綿樂城際鐵路兩段組成，全長660公里，項(xiàng)目投資估算總額約為688億元。西成客專陜西段全長342.9公里，建設(shè)工期5年。中國水電十四局負(fù)責(zé)西成鐵路西安至江油段(陜西境內(nèi))站前工程XCZQ-5標(biāo)段，正線全長31.81Km。該標(biāo)段主要包括：羅曲隧道進(jìn)出口路基工程94.7m，隧道工程4座(包括部分得利隧道6330m、福仁山隧道、羅曲隧道、范家咀隧道)總長度30.47Km，橋梁3座(金水河特大橋、酉水河大橋、金龍河大橋)總長度1.2457Km。福仁山隧道地處秦嶺南麓低中山區(qū)，隧道范圍平均海拔1200m，最高海拔為1634.1m，洞身地表起伏較大，地表自然坡度為30°~40°，分布有眾多基巖“V”形侵蝕谷，多為南北展布，隧道區(qū)域山高坡陡，基巖裸露，溝壑縱橫，地形復(fù)雜，植被茂密。隧道起訖里程為DK159+625.95~DK172+725.5。進(jìn)口位于金水河牛角壩，出口位于酉水河宋家堰，最大埋深929m，最小埋深46m，洞身均位于直線以上，隧道以3‰上坡進(jìn)洞至DK162+900后以8‰下坡出洞。進(jìn)口位于金水河右岸坡地上，隧道中含有一座斜井，為本標(biāo)段重點(diǎn)控制隧道。本隧道建筑限界采用《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB10621—2009)中規(guī)定的限界尺寸，隧道內(nèi)采用“通隧(2008)0201”中的襯砌內(nèi)輪廓，軌面有效面積為92m2，隧道內(nèi)線間距為4.6m.曲線上隧道襯砌內(nèi)輪廓不加寬，施工針對圍巖情況采取短進(jìn)尺、分部開挖和初期支護(hù)，二次襯砌及時(shí)跟進(jìn)，以確保施工安全。
2沿線氣候條件
本區(qū)域?yàn)閬啛釒駶櫦撅L(fēng)氣候，特點(diǎn)是溫暖濕潤，四季分明，降水量多集中在夏秋季節(jié)，常有暴雨災(zāi)害，年平均氣溫15.2℃，極端最高氣溫38.4℃，極端最低氣溫-5.9℃，年平均降水量785.5mm，年平均蒸發(fā)量1160.5mm，最大積雪厚度4cm。
3工程地質(zhì)特征
3.1地層巖性
隧道通過的地層主要有第四系全新統(tǒng)(Q4)，志留系下統(tǒng)(S1)，元古界中上統(tǒng)(Pt2-3)及太古界(Ar)的構(gòu)造巖類。(1)第四系全新統(tǒng)(Q4)主要包括：膨脹土(Q4d19)、卵石土(Q4d17)、碎石土(Q4d17、p17)、塊石土(Q4d18)，多為灰黃色，粒徑小于或等于2-60mm的約占10%，大于60-100mm的約占25%，大于200mm的約占55%。(2)志留系下統(tǒng)(S1)：片巖夾大理巖(S1Sc+Mb)，大理巖(S1Mb)、片巖(S1Sc)、主要為灰黃青灰色變晶結(jié)構(gòu)，片狀塊狀構(gòu)造。(3)元古界中上統(tǒng)(Pt2-3)：變粒巖夾大理巖(Pt2-3Gr+Mb)，大理巖夾片麻巖(Pt2-3Mb+Mb)。多為灰褐色，淺灰色，風(fēng)化厚度約為1-10mm。(4)太古界(Ar)：片麻巖夾大理巖(Pt2-3Gr+Mb)，灰褐色，淺灰色粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀結(jié)構(gòu)，風(fēng)化厚度2-8mm。(5)構(gòu)造巖類主要包括：碎裂巖，多為青灰色、灰褐色，寬度約20-65m，工程地質(zhì)較差。
3.2地質(zhì)構(gòu)造
福仁山隧道位于商丹斷裂帶和勉略-巴山弧形斷裂構(gòu)造帶夾持的南秦嶺構(gòu)造帶，相當(dāng)于秦嶺造山帶的蜂腰部位，隧道主體位于佛坪窟窿的南半部，歷經(jīng)多次地質(zhì)構(gòu)造活動的影響，其內(nèi)部組成與構(gòu)造變形十分復(fù)雜。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的主要斷層包括：f66、f67、f68、f69、f70、f70-1、f71、f71-1、f71-2，其中f66為逆斷層，產(chǎn)狀N65°-N80°W(65°-N75°)，破碎帶寬約為10-30m，斷層帶物質(zhì)成分為碎裂巖，局部夾斷層角礫巖，斷裂帶內(nèi)部巖體較為破碎，隧道洞身通過地段為DK159+856~DK159+878.4。f67為逆斷層，產(chǎn)狀N60°-N80°W(50°-N65°)，斷裂帶寬30~40m，內(nèi)部成分為斷層角礫，洞身通過地段為DK160+281~DK160+318。另外，隧道段還發(fā)育兩處背斜及一處向斜，背斜核部洞身中心里程為DK165+543~DK169+062，巖體破碎，節(jié)理發(fā)育，向斜核部未穿過洞身，富水，巖體破碎，節(jié)理發(fā)育，由于隧道區(qū)各地質(zhì)體的發(fā)育時(shí)代，構(gòu)造運(yùn)動強(qiáng)烈，區(qū)域性大斷裂貫穿東西，發(fā)育數(shù)條低序次斷裂，巖石節(jié)理裂隙較發(fā)育，分布較多節(jié)理密節(jié)帶，巖體較破碎-較完整。
3.3不良地質(zhì)及特殊巖土
(1)隧道范圍內(nèi)不良地質(zhì)為隧道進(jìn)口處左側(cè)分布的大理巖巖溶，巖溶現(xiàn)象主要發(fā)育在隧道進(jìn)口左側(cè)金水河右岸的大理巖中，以溶洞形式發(fā)育，溶洞直徑約1-3m，可見延伸深度大于10m，不完全填充，充填物為角礫及雜砂土。(2)隧道范圍內(nèi)的特殊巖土為膨脹土，具弱-中等膨脹性。
4工程設(shè)計(jì)情況
針對福仁山隧道地層巖性多樣、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、不良地質(zhì)現(xiàn)象多發(fā)的工程地質(zhì)特點(diǎn)，施工單位在詳細(xì)的實(shí)地勘察和室內(nèi)研究的基礎(chǔ)上，制定了較為科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案：(1)洞口工程采用斜切式洞門，并設(shè)置明洞段，出口采用倒斜切式洞口邊仰坡設(shè)置截水天溝，邊坡采用錨網(wǎng)噴支護(hù)。(2)洞身工程隧道內(nèi)部采用“通隧(2008)0201”中的襯砌內(nèi)輪廓，軌面有效面積為92m2，隧道采用復(fù)合式襯砌，初期支護(hù)采用噴錨支護(hù)設(shè)置噴混凝土，錨桿，鋼筋網(wǎng)，鋼架，二次襯砌等，各襯砌類型預(yù)留變形量，特殊地形地質(zhì)地段對支護(hù)措施采用管棚，小導(dǎo)管等措施進(jìn)行了加強(qiáng)。
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