發布時間:2022-04-08 08:50:54
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇地質工程論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
一、地質雷達測試原理
地質雷達一種利用電磁波信號在不同介質中傳播運動特性的寬帶高頻電磁波信號探測方法。地質雷達探測系統發射機將高頻電磁波以短脈沖、寬頻帶的方式,通過發射天線將其定向發射至地下,經過不同特質的地下巖層或目標體反射回地質雷達并由接收天線接收。高頻電磁波在巖層中傳播時,由于巖層所含介質的差異,導致其傳播路徑、電磁場強度及波形呈不同幾何形態,通過對時域波形的采集、數據整理及分析,可確定地下巖層界面或異常巖體的空間結構及其位置。隧道結構地質巖層具有明顯的電性差異,這是地質雷達應用的前提;這些界面可以形成良好的電磁波反射形態,是地質雷達在隧道襯砌質量檢測中應用的主要原理。
二、砼厚度的地質雷達探測試驗
試驗目的是分析地質雷達對鋼筋砼構件的檢測精度。試件尺寸為2m×2m鋼筋砼方柱,強度為C25,配合比(kg/m3)為水∶水泥(標號為325)∶粗骨料∶細砂=195∶464∶551∶1170。其中粗骨料為19~31.5、9.5~19、4.75~9.5mm,經篩分試驗確定3種規格的摻量分別為30%、60%、10%,形成連續級配。經檢驗,碎石為同顏色,不帶雜物,含泥量0.5%,壓碎值10.4%,符合規范要求。鋼筋主筋為直徑16mm二級螺紋鋼,間距93mm;箍筋為直徑10mm一級圓鋼,間距90mm。保護層厚度統一設置為40mm響了檢測精度,實際檢測精度可能更高,地質雷達對于不同介質界面的探測具有較高的精度,檢測結果較為可靠。
三、工程應用案例
工程概況某隧道位于贛南山區,為小凈距短隧道。隧道縱坡為單向坡,左、右線縱坡坡率分別為2.125%、2.1%。洞門均為1∶1.6削竹式。按新奧法原理設計為復合式支護襯砌結構。根據地質勘察揭示的圍巖情況,將洞身(包括緊急停車帶)劃分為FS3b、FS4a、FS4b、FS5a、FS5b、FS5c及明洞FSM等襯砌結構類型。試驗主要采用地質雷達對淺埋一般段FS4a襯砌施工質量進行掃描檢測。FS4a型襯砌的結構如下:初期支護為22藥卷錨桿(單根長3.0m),錨桿環距×縱距為1.0m×1.0m,噴射23cm厚C25砼,6@20×20cm雙層鋼筋網片,工字鋼(拱架)縱距1.0m;二次襯砌結構為40cm厚C30鋼筋砼拱圈,40cm厚C30素砼仰拱。檢測結果分析為地質雷達檢測10榀鋼拱架縱向間距的結果,為地質雷達掃描檢測初期支護砼噴射厚度的結果,為地質雷達掃描檢測二次襯砌砼鋼筋網片保護層厚度的結果。從表2來看,2#、5#、7#鋼架間距超過規范的允許偏差,施工方需在后續施工過程中嚴格控制鋼筋間距,確保鋼筋榀數滿足設計要求。
四、結語
利用地質雷達檢測鋼筋砼結構試件的保護層厚度,檢測結果精度較高,具有較高的可靠性,在工程實體無損檢測中具有較廣闊的應用前景。將地質雷達應用到隧道工程中,可真實反映隧道工程的施工質量缺陷,及時提醒施工單位加以修復或加固處理,為確保隧道施工質量提供技術保障。
作者:余輝王吉慶肖欽單位:江西省高速集團贛州管理中心
一、地質信息管理系統
1.系統功能和特點地質信息管理系統不僅具備傳統數據庫的數據管理、查詢統計、分析和存儲等功能,而且具有為地質三維建模和分析輸出數據格式,實現了數據一次性輸入,多次應用,大大提高日常工作效率。開發過程考慮了地質人員的工作性質實現了離線和在線兩種工作模式進行入庫和管理,實現了數據庫的分布式訪問,其中離線操作方式方便野外地質人員在沒有網絡的情況下對工程現場調查和勘探數據及時入庫,可以正常使用數據庫查詢、統計和成果輸出等基本功能,有效的對地質信息數據進行管理;在線模式下管理員通過用戶管理和角色管理賦予相應的工程和數據庫操作權限來操作,有效的保證了數據的正確性和完整性,滿足前方現場新采集數據向后方服務器數據庫的更新。
2.系統模塊基本操作地質信息管理系統由數據庫、錄入、成果輸出、系統、程序等5個模塊組成,每個模塊內包含數量不等的圖標命令,具體功能設計上既服從實際地質工作流程、也打破了專業分工的制約。數據庫:包括連接、在線/離線兩個圖標命令,前者定義登錄方式,即在線登錄中心數據庫還是離線登錄本機數據庫;后者定義數據傳遞方式,即在線上傳到服務器端、還是離線從其他離線數據庫導入。錄入:包括工程、工程階段、和工程部位三個圖標,分別用于創建新的工程、選擇工程階段、和創建新的工程部位,構成數據管理器的目錄和骨架。成果輸出:該系統可以輸出常用圖件及表格,鉆孔柱狀圖、節理統計圖、鉆孔平硐坑井統計表格等。系統:包括參數定義、角色管理、用戶管理三個圖標,其中的參數定義是對每個工程的相關術語進行統一定義與管理,比如,同一地層的名稱必須唯一,由授權用戶定義,無權限的用戶只能選擇定義的結果。角色管理包括創建新角色、選擇現有角色編輯和刪除角色,根據流程創建或選擇一個角色并授權其應具備的權限;用戶管理包括創建新用戶、選擇一個用戶進行編輯、刪除、鎖定或者解鎖用戶以及修改當前用戶密碼,在編輯一個用戶時,可以分配其角色并賦予相應工程的操作權限,一個用戶也可以擁有多個不同的“角色”。程序:窗口管理和退出系統,前者通過進行界面右側瀏覽器的顯示/隱藏設置,顧名思義,后者是退出數據庫系統。其中系統模塊所包括的角色管理和用戶管理是對不同用戶數據庫操作權限進行管理,該系統在在線工作模式下可以實現角色管理和用戶管理兩項權限管理功能,對不同用戶的操作權限進行控制。
3.角色管理根據實際工程需要由系統管理員創建角色,也可以對已經存在的角色進行編輯或刪除等操作,不同角色具有不同數據庫操作權限,管理員通過配置這個權限,控制其訪問功能菜單的行為。角色管理采用流程式操作,用戶根據需要可以勾選任意一個選項,但允許用戶(管理員)進行的操作方式存在差別。在對話框中可以對已有的角色名稱和描述進行修改,還可以在表單管理界面對訪問權限進行設置。目前該信息管理系統包含基本信息、鉆孔數據、平硐數據、地質點數據、測試數據物探數據、地應力、文件管理和系統設置共九個表單文件,鑒于數據庫涉及到多個專業方向,如物探、地質、測試等,具有角色管理權限的用戶可以通過對用戶設置專業需要的表單并賦予相應的只讀、讀寫和拒絕訪問的權限實現不同專業的不同用戶的數據庫操作權限。用戶管理系統管理員可以在用戶管理中創建一個新用戶、選擇一個用戶編輯、刪除和鎖定/解鎖用戶以及修改當前用戶密碼等操作。在用戶管理中選擇一個用戶賦予相應的角色,給予該用戶可操作的工程。此外,用戶還有一定的工程訪問權限,管理員可以通過配置用戶的工程控制其訪問工程的行為。當用戶需要在線使用中心數據庫,需要對用戶設置一定的權限,程序通過添加和編輯角色等功能實現。
二、結論
1、根據水電工程地質數據的特點和實際工程需要,采用C/S和B/S兩種開發模式,研制開發了地質信息管理系統,形成了規范通用的地質數據分類方法,實現了工程地質資料與地質數據的數字化存儲和計算機信息化管理。支持離線和在線兩種工作方式,離線模式確保地質工作者在斷開網絡的環境下亦能正常使用系統進行業務操作,進而保證了地質工作的高效性;在線模式增強了系統在水電工程地質應用的健壯性和實用性,不僅實現了數據庫信息的資源共享,而且提高了大量地質數據的數字化存儲、管理及分布式訪問效能。系統的角色管理和用戶管理有效的控制了用戶的權限,很好的處理了數據的同步以及不同用戶對數據庫的操作沖突,實現了對水電工程地質數據庫有效的管理,在實際生產任務中提高了工作效率。該系統不僅具備傳統數據庫的功能,而且可以為地質三維建模和分析提供數據來源,能夠很方便快捷地應用于建立三維地質模型,實現了數據一次性輸入,多次應用,為數字水電建設、綜合地質研究、企業信息化建設等提供統一的、標準化的安全數據平臺支持。
作者:張春峰王小兵賈新會單位:西北勘測設計研究院有限公司工程地質勘察院
一、承德市區水文地質狀況分析
武烈河沿岸及山間溝谷地段主要為第四系松散孔隙潛水及基巖表層風化裂隙潛水,孔隙潛水主要賦存于第四系全新統地層下部的砂礫石中。武烈河Ⅰ級階地,地下水水位埋深3.2~5.1m,含水層厚度為6.0~8.0m,地下水水位一般年變幅1.5~2.5m。山間溝谷的含水層主要為圓礫層,地下水穩定水位埋深0.9~8.5m,地下水年變幅1.5~2.0m。水質分析結果表明,該區地下水為HCO3--SO32--Ca2+型弱堿性微硬淡水,pH值為7.1~7.4,屬二類地質狀況,地下的砼結構和鋼砼混合結構可能會受到地下水的微弱腐蝕。該河區的二級階地、緩坡、暴露的山脊部分幾乎沒有地下水,所以區中的地下水大都由降水產生,和武烈河、灤河的水位也有著很大的關系,一般通過地下徑流排出。
二、巖土工程中地下水引起的危害及預防措施
開展巖土工程的施工時,地下水的不良影響主要體現在地下水位的變動和地下水的運動引起的壓力,但這兩者會導致地下的土層結構發生改變,進而使土質疏松、軟化,最終使大量地下水層流失,產生管涌、基坑突涌等事故。
1地下水位變化引起的危害
(1)導致地下水位上升的因素多種多樣
一般有地質狀況、環境狀況和人類活動等,例如:巖土層狀況、巖石性質、降水多少、溫度和具體操作等。這些因素可能都會使地下水位上升。該現象導致的不利后果有:地下土體質量的降低,建筑物所受到的腐蝕作用增大;巖土體可能出現位移、崩塌等情況;一些巖土體的自然結構、硬度等也會被破壞;還可能會使該地區的土壤出現飽和液化、流砂、管涌等現象;由于滲透作用的提高,還可能會影響建筑基礎的穩定性。
(2)地下水位下降多半是人為因素所致
如地下水被大量抽取、修建水庫截流,導致下游地下水補給不足等。地下水位下降趨勢較大時,會引起地裂、地面沉降、地面塌陷等地質災害,還可能產生水源匱乏、水體污染,地表植物無法生長等惡劣影響,這對于巖土結構和建筑物的穩定性都有著非常不利的影響,甚至還會威脅人們的生命財產安全。
(3)若地下水位經常變化則極易使巖土結構發生不均勻脹縮或是不規則的變形
若巖土結構的脹縮變化太大,還可能產生地裂問題,影響附近建筑物的整體穩定性。此外,地下水位的變化必然會使其滲透性受到影響,這可能會使土體硬度降低、含水量提高等,進而影響土體的承載力和強度,嚴重威脅巖土工程的正常施工。
2地下水活動產生的壓力作用引起的危害
自然條件下,地下水的各種運動只會出現很小的壓力,附近建筑、土體等也不會受到不良影響。可是人類在進行巖土工程的施工時,會使地下水的運動平衡遭到破壞,再加之動力壓力的影響,就會導致一系列惡劣的巖土工程問題,流沙、管涌等就是出現頻率最高的。
3巖土工程中地下水引起危害的預防措施
進行工程勘察工作時,要先對基坑挖掘可能對周邊土體的隔水層厚土、性質等造成的影響,并科學的確定含水層隔板的深度和承壓水頭的具體位置。還要以基坑實際的挖掘深度為依據。來預估進行開挖工作時含水層及隔水層受到的影響,是否可能出現突涌和管涌情況。若有出現該現象的可能,則必須事先制定高效應對方案:首先,進行基坑挖掘工作時,一定要把握好實際的深度,并將基坑底部的隔水層厚度控制合理的范圍內,將突涌發生的可能性降到最小。其次,基坑周圍要設置排水孔,降低承壓水頭壓力。施工過程中,要在基坑周邊修建排水溝,強化地面硬化處理,確保基坑內及周邊積水能夠及時排出,避免地表水下滲至基坑周邊土體中,導致基坑周邊水位抬高等影響基坑安全性和穩定性的不利狀況發生。此外,建筑物的四周還要留有補水設備,防止因降水不足而出現干旱或供水不足現象,這也可能引起地裂、地基沉降等問題。
三、結語
開展巖土工程的勘察工作時,就必須嚴謹的進行評估、試驗和分析工作,必須對所有可能導致水文地質問題發生的因素進行深入的探究,減少巖土工程施工中的不利影響。現今的巖土工程業發展迅速,各界群眾也給予了高度的重視,所以相關工作人員更加需要做好水文地質工作,這可以促進勘察技術的發展提高,進而促進巖土工程業的健康可持續發展。
作者:王玉杰孔凡龍單位:河北省地質礦產勘查開發第四地質大隊
1工程勘察中的水文地質的概述
1.1重要性
所謂的水文地質就是自然界中各種地下水的變化和運動現象。由于思想認識的不足,忽視了對這一環節工作的認識,所以導致工程施工中各種安全事故頻發,究其原因就是因為水文地質的因素導致的。嚴重的可能影響到勘察工程的施工進度和工程成本的投入。水文地質在工程地質勘察中十分的重要,但是也是最容易被忽視的一個問題。其在工程勘察中占據著非常重要的地位,作為巖土重要組成部分的地下水對于巖土特性產生著巨大影響,還會對地面建筑的穩定持久性造成一定的破壞。在工程勘察過程中,對于水文地質各種參數的運用并不是直接的,致使絕大多數人存在著一個思維定式,即認為水文地質勘察不重要。在進行水文地質勘察時工程勘察人員僅僅是對水文地質進行簡單的分析和評價,并沒有深入調查水文地質與巖土工程有何種關系,對水文地質如何造成建筑物的腐蝕的情況也沒有科學的評價,這對建筑物的使用壽命以及建筑穩定性都是一種破壞,對于工程產生的社會經濟效益都會大打折扣。在工程勘察過程中,加強對水文地質的勘察研究,就會有效促進工程項目設計的科學合理,保障工程項目的穩定,意義重大。
1.2勘察基本要求
當前社會大環境下,建筑物對地基的要求越來越高,各種綜合因素的影響,導致地下水位發生著巨大的變化,這些變化帶來的后果是十分嚴峻的。面對這樣的形勢,為了有效保障工程的安全可靠性,必須要對工程現場的水文狀況有充分的掌握。水文地質勘察在工程勘察中雖然僅是小小的一部分,但確實非常關鍵的一個部分,優質的水文地質評價工作對于提高工程勘察的施工效率和整體質量是極為關鍵的,同時還能將勘察工作中的不利因素進行消除。一般來說,在水文地質勘察中,對于地下水位、地理地質條件等都會涉及,在進行水文勘測時,對于測試工作方式以及鉆孔的選擇可根據水文地質資料和具體的工程要求來進行,進而分析某一地區具體的水文地質情況。這其中需要考慮多方面的因素,例如地下水位、水質的特性、地理位置、自然地形、地質構造、地質特性等,充分掌握地質條件和地下水之間的密切聯系,同時通過對水文參數的測定,確定施工場地的地質條件。
2水文地質對工程勘察產生的影響分析
2.1地下水對基礎埋深產生的影響
基礎深埋應當根據地表水、地下水以及地下水埋藏的具體要求來進行確定,如果存在地下水問題,基礎底面應當置于地下水之上的;如果基礎底面只能埋藏在地下水下的話,務必做好排水降水的相關措施,以免出現鋼筋水泥的腐蝕。在埋藏有承受水壓、包含地下水層的地方,在進行基礎埋深時對于承壓水的因應當充分考慮,以防在后續挖地基時出現承壓水沖出的狀況。在進行橋梁墩臺埋藏時,對于地表流水的因素需要多加考慮,橋梁墩臺的穩固必須保證在洪水的最大沖刷線以內埋藏。如果采用天然地基會降低不少成本費用,并且施工過程也方便簡單,這在工程施工中通常是首選的。當基地不夠穩固、基礎的承受能力過大時,應當對地基的上部結構進行更改,或者對地基進行加固。
2.2地下水對建筑物產生的影響
萬一建筑物的基礎被破壞,連帶著對其周圍建筑物也會產生影響。如果地下水位過高時,地下結構、地下室都會受潮,結構變得不穩固,土壤進而產生鹽漬變化,對于建筑物產生超強腐蝕;地基周圍的附著物以及整個地基都會出現變形、損毀及塌陷。采取人工手段進行地下水位降低時,需要對地質災害進行考量,例如地表塌陷和地面裂縫等。遇到地下水位出現不定時上升的狀況,膨脹土就會出現脹縮效應,出現地裂,造成建筑物出現倒塌的狀況。
2.3地下水對基坑開挖支護的影響
社會經濟的持續發展,建筑規模以及建筑數量不斷增加,特別是高層建筑施工中,對于基坑多數采用垂直挖掘的方式進行,為了有效降低水位主要采取抽水方式進行。這種方式對土地的壓力是一種有效減輕,然而由于是局部進行抽排水,基礎地面下的水位就會發生驟然降低的現象,周圍的建筑、墻體都會發生形變,嚴重的甚至造成地面塌陷的狀況。所以,在進行地下工程施工時,需要設立水帷幕,并安裝相應的防護體,避免地下水流入地下施工的地方,對工程施工造成不利影響。
3工程勘察中發揮水文地質作用的有效對策
3.1建立健全完善施工管理制度和技術
為了保證工程勘察的順利有序進行,在工程勘察中應當采取相應的對策來對其進行強化。首先應當建立完善的管理制度,熟練掌握工程勘察的具體流程以及施工目的,帶動水位地質勘察工作朝著標準化和規范化的方向邁進;其次,對于工程勘察中運用的施工技術應當高度重視,根據相關規章制度做好勘察準備工作,布置好施工勘察的位置,不斷提升勘察水平,整理好勘察數據和資料,數量掌握信息技術的運用,對結果的準確性有明確的把握,能夠更好地指導施工。
3.2促進工程勘察操作流程的規范性
在工程勘察之初,對于施工人員和各種儀器設備都應進行合理的安排,勘察計劃的編寫應當明晰,保證勘察工程的任務被具體下達。水文地質的勘察應嚴格按照規范流程進行,現場的數據記錄在案。遇到地質條件復雜的狀況,應當多方進行分析研究,綜合運用多種方法,保證結果的準確,指導工程施工的順利開展。
3.3不斷提升工程勘察人員的綜合素質和專業技能
工程勘察技術人員的素質高低和技能專業程度在很大程度上對勘察結果的準確性產生著影響,所以加強勘察隊伍建設意義重大。必須建立一支高素質的勘察隊伍,人員不僅能夠勝任工作,還能滿足每一項的操作規范及要求,盡可能降低違章事故的發生。勘察單位在這方面起著引導作用,所以應當建立完善的人員培訓管理制度,定期或者不定期對技術人員進行技能培訓與考核,將考核結果與其績效相掛鉤,促進員工學習先進的積極主動性,在履行好自身職責的前提下,保障水文地質勘察工作的有序開展。還應當數量掌握計算機的操作,提高工作效率,用計算機對各種數據進行處理,不僅提高工作速度,對于勘測精度也是有效的提升,全而掌握水文地質情況,為巖上工程施工順利進行奠定基礎。
4結束語
總言之,把握好工程勘查中水文地質勘察問題,不僅需要掌握全面的理論知識,還應有科學準確的方法和技術做支撐,保證水文地質中的每一項參數是精確的,避免因為水文地質因素造成施工事故的發生。要求勘察工程技術人員開展工作時,對于水文地質應當進行科學的分析研究,根據勘測的結果制定防御方案和施工方案,不斷發揮工程勘測的作用,確保工程在順利實施的同時,質量也有所保障。
作者:褚長征
1工程地質勘查中的水文地質問題
水文地質與工程地質有著緊密的關系,沿途的主要組成結構就是地下水,所以它對巖土體工程有著重要的影響,同時也會影響基礎工程的建設,從而影響到建筑的安全性和穩定性。工程地質效果在很大程度上是受地下水位影響的,工程地質土質發生轉變的原因是由于水位的升降變化。地下水位對工程地質的影響主要表現在以下四個方面。
1)地下水位上升引起的工程危害。巖土工程所出現土壤沼澤化、鹽漬化等現象及其所導致的成巖土工程質量下降是由水位上升引起的,地下水位上升對于建筑物的腐蝕會造成更加嚴重的影響,建筑物更容易壞掉,不能長久的使用,導致人力,物力,財力的大量浪費,給國家經濟造成不利影響。部分水位上升還是引起巖土結構破壞的主要因素,同時會造成巖土層結構強度降低而出現流砂、管涌等現象。在實際地質工程中,大量降雨、溫度上升、含水層結構及總體巖土性質改變等是導致水位上升的主要因素。
2)地下水位下降引起的工程危害。地下水位降低可以導致地面下降,工程地面出現塌陷,整個建筑物會坍塌,不僅造成財力的浪費,還可能會造成人員傷亡,后果不可想象。地下水位的惡化主要就是地下水的枯竭造成的,會影響到工程地質的穩定性和安全性。導致正常地質地下水位下降的主要的原因包括采礦人員采礦活動、建筑水庫補給、地下水大量抽取等一些人為因素。
3)地下水位頻繁升降造成的工程危害。頻繁升降的現象有時候會在地下水中出現。巖土層膨脹以及巖土出現不均勻脹縮都是由地下水位頻繁升降導致的,巖土層出現變形往復所導致的地下巖土層中的鋁、鐵等物質喪失的主要原因就是膨脹收縮。進而出現上層土層失去膠結物以及巖土層表面出現松動的現象,降低了整體的巖土層效果降低。可見地下水位頻繁升降造成的后果也是十分嚴重的。
4)地下水動壓力作用引起的工程危害。地下水天然動力平衡效果降低導致的移動水壓的改變在很大程度上是由地下水動壓力改變引起的,同時巖土層所出現的流砂、管涌、基坑突涌等導致的水文地質整體狀況大幅降低的現象也是巖土工程地下水動壓力改變引起的。除此之外,地下水動壓力作用還可以導致地下水天然動力平衡的條件發生轉變。
2解決水文地質問題的有效措施
水文地質對于地質勘查越來越重要,采取切實有效的方法對水文地質的各種有關參數進行測定對于提高工程施工的安全性。保證建筑的穩定性以及避免人為誘發水文地質災害的發生有著非常重要的作用,應當對其進行正確客觀的評價。為了充分發揮水文地質在工程地質勘察中的積極作用就要做好水文地質勘察工作,那么,面對以上水文地質問題,我們該采取哪些措施去有效防治呢?
1)詳細的水文地質評價內容。巖土工程勘察報告是展示工程地質勘察的最終成果的主要方式,建筑工程地基基礎設計及施工都是以巖土工程勘察報告為主要科學依據的。全面可靠的報告內容能夠保證后期工程設計施工的安全性,報告內容的錯誤會造成非常嚴重的后果,一點點的差錯就會引發不可想象的后果,因此要求技術人員必須要有耐心與責任心。在水文地質評價的報告中除了要將下水類型,含水層的埋深以及具體的分布狀況、巖土類型、巖土厚度,靜止水位、涌水量、地下水流向以及水力坡度內容包括在內以外,還應該包括各個含水層間的水力聯系以及含水層與地表水體間的水力聯系;地下水的補給和排泄情況等
2)調查準確的工程地質條件。應該將地形地貌、水文地質、巖土的物理力學性質,地質現象等條件作為工程地質勘察中的工程地質條件。在調查這些工程地質條件時,要做到準確詳細。為確保建筑的安全防護措施提供相關科學準確的依據。為了預測工程地質作用會帶來什么樣的影響應當給出正確的客觀的評價,應當查明工程地質條件并結合項目的具體特點,確保對建筑實施具有科學準確性的安全措施。
3結束語
在對水文地質狀況進行全面客觀的研究的前提下可以減少巖土工程存在的風險隱患,人們逐漸開始關注水文地質勘查狀況,因此在對水文地質進行勘察的過程中,對于存在的水文問題相關人員要進行全面的勘察,為了提高工程質量應當從本質上降低水文地質對地質工程的影響。在工程勘察不斷發展的過程中水文地質工作推動了勘察水平的提高,為了有效的減少和消除地下水對巖土工程的危害應當合理的查明與巖土工程有關的水文地質問題。
作者:賀云單位:華剛礦業
一、水文地質評價內容
在做工程地質勘察工作的同時,必須將相應的數據調查信息記錄在有關報告中,在此之前,由于一些工程建設在起步時對所需要進行的地下水質勘察以及評價沒有依照要求進行,以至于在很多地區出現建筑物開裂的現象,這之中絕大部分都是由于地下水引起的。基于此,在工程勘察中著重于對水文地質的勘察就顯得十分有必要,通常情況下要注意對以下問題的考慮。首先是針對地下水方面,考慮其可能對巖土體以及建筑物產生的影響,同時對相應的危害做出應對措施;再者是工程建筑過程中必須將建筑物本身的類型和當地實際地質狀況相結合,尤其是對相關水質的調查;最后,則是工程必須對地下水可能引起的工程變化做以詳細的判斷,以應對各種不同狀況的發生。
二、巖土水理性質當巖土和地下水之間發生相互作用
是一些性質會得以顯現,這邊是巖土水理性質。在工程地質性質中,除了巖土的物理性質以外,便是巖土水理性質最為重要了。這一性質在多方面都有所影響,一方面是對巖土的強度和變形有一定作用,另一方面,建筑的穩定性受到極大影響。在以往的勘察經驗中,大部分的精力都被投入到物理力學性質的測試方面,相對于水理性質關注很少,因此之前的對于巖土工程地質性質的相關評價并不完善。由于在巖土的水理性質中,巖土和水是主要的相互作用力,所以這里對地下水的賦存形式及其對巖土水理性質和幾個較為重要的水理性質(包括其測試方式)做一下簡要介紹。首先是地下水的賦存形式方面,依照其在巖土中的分布,可以直接劃分為結合水、毛細管水和重力水。再者在主要的水理性質方面(包括測試方法),簡要來說可以分為五種,軟化性、透水性、崩解性、給水性以及脹縮性。軟化性,巖土經過水的浸濕,力學強度相對降低的特性,以此可以對巖石的耐風化和耐水浸能力做出合理的判斷,這類特性普遍存在于粘性土層、泥巖、頁巖和泥質砂巖中;透水性,在重力作用下,水可以透過巖土流出,而在判斷透水性的強弱時,可以依據巖土的顆粒粗細以及均勻程度來進行識別,一般來說,顆粒較細、分布不均的最容易發生這一性質的作用,反則相反;崩解性,當巖土被水浸濕后,一些土粒間的連接能力降低,便容易發生解體;給水性,在重力作用下,過于飽和的巖土中的水便會經由孔隙、裂隙中自由流出,通常以給水度進行標示,而一般在對給水度進行測定時需要在實驗室中進行;脹縮性,一般來說,巖土經過吸水作用后會促使體積的不但擴大,反之則體積減小,所以巖土在脹縮性能方面發生的變化主要是由于水膜對水的吸收程度來決定的。
三、地下水引起的巖土工程危害
在巖土工程中,較為主要的危害是地下水的作用,在升降變化的水位以及動水壓力的影響下所造成的。
1.巖土工程受到地下水升降影響后產生的危害對于地下水位方面的變化,引起的因素可能是多方面的,有自然原因以及人為原因,不論緣由為何,結果必須引起重視,因為在地下水位達到一定的標準時,就會對巖土工程造成不同程度的危害。在引起方式方面,主要有以下三種。第一種,水位上升引起巖土工程危害。促使水位上升的因素是有很多,不過最為主要的是地質方面的影響(含水層結構、總體巖性產狀)。除此之外,水文因素、氣溫因素以及人為因素都會對其造成影響,甚至很多時候多種因素結合造成影響。潛水位上升會對地質造成不少影響,比如土壤沼澤化、鹽漬化,斜坡、河岸等巖土體巖產生滑移、崩塌,粉細砂及粉土飽和液化而出現流砂、管涌,以及地下洞室充水等所造成的建筑失衡。第二種,水位下降引起的巖土工程危害。在這一狀況中,大多是由于人為因素所造成的,比如大量抽取對地下水以及大量開采礦物資源,一些地方還利用下游地下水補給大壩,都會造成嚴重的水位下降。由此,會出現地質災害(地裂、地面沉降、地面塌陷)和環境問題(地下水源枯竭、水質惡化),使得建筑遭受很大安全威脅。第三種,地下水頻繁升降所造成的危害。地下水升降會使得巖土本身不斷膨脹收縮,從而導致變形,如果升降水位的現象發生的過于頻繁,則會促使地裂的發生,最容易受到影響的便是輕型建筑物。
2.巖土工程在地下水動壓力影響下產生的危害通常來說,地下水純天然狀態存在時,相應的動水壓力會比較微弱,對安全沒有什么影響,但是加之人為的工程作用,純天然的自然環境遭到破壞,這一情況下回使得巖土工程發生較為危險的事故,對安全造成威脅。
四、結束語
綜上所述,水文地質工作在當今社會的運行和發展中具有重要地位,不論是在選擇建筑物持力層方面,還是基礎設計方面,或者是對工程地質災害的預防上,都發揮了很大作用,隨著社會的重視以及科技的發展,水文地質中的勘察工作必定會更加精準,為工程建設奠定良好的基礎和前提。
作者:羅禾單位:四川省地質礦產勘查開發局一九地質隊
一、礦山采后地質環境預測
1礦山開采影響范圍
1.1放炮影響范圍根據開發方案,采場每次布置3排鉆孔,每排10個孔,排距4.6m,孔距5.6m,共布置30個孔,每孔深16.5m,超深1.5m,以確保爆破后臺階高度達15m。
1.2采礦可能引發的地質災害影響范圍礦山開采過程中采用自上而下臺階式分層開采,高度為15m;開采時工作臺階切向坡和反向坡最終開采的邊坡角不大于55°。由此可確定采礦可能引發的地質災害影響范圍為礦區開采最終邊界外延15m。綜上所述:礦山開采影響范圍為露天采場外延215m。
2地質災害危險性預測根據開發技術方案,礦山開采后四周將形成5段高度為110m的邊坡,邊坡編號分別為AB、BC、CD、DE、EF,邊坡位置詳見福祿鎮周家槽周家槽水泥用石灰巖礦山礦區范圍及開采平面圖
3水文地質預測礦區范圍內開采三疊系下統嘉陵江組三段(T1j3)石灰巖礦層,開采標高均高于當侵蝕基準面;開采范圍內無河流、水庫等地表水體;地下水與地表水沒有必然的水力聯系。礦山開采對巖溶裂隙水的補給條件破壞小,礦山開采后不會對含水層結構破壞,不會造成地下水水位下降、疏干等。對礦山地質環境影響程度較輕。
4地形地貌預測按照開發利用方案,礦山開采后將形成高度0~105m的邊坡,礦山采礦活動對地形地貌景觀影響嚴重。
5土地資源影響預測璧山縣福祿鎮周家槽水泥用石灰巖礦不單獨設置料場及廢渣場,在礦區東側采區50m外設置破碎站及運輸道路,占用耕地資源4.41ha;工業廣場修建占用耕地資源1.59ha;礦區為露天采場,占用耕地資源43ha;石灰巖礦山開采共占用耕地49ha。因此,璧山縣福祿鎮周家槽水泥用石灰巖礦開采后對土地資源影響嚴重。
6建(構)筑物影響預測礦山為露天開采,將會對礦區范圍內的所有建(構)筑物全部破壞。根據計算的爆破地震波安全距離為158.45m,計算的爆破產生飛石最遠飛散距離為200m;對礦區周邊200m范圍內的建(構)筑物造成較嚴重破壞。因此,璧山縣福祿鎮周家槽水泥用石灰巖礦開采后對建(構)筑物影響嚴重。
二、礦山地質環境防治
針對礦山開采影響范圍及采后地質環境因素的影響預測結果,將礦山地質環境保護與治理恢復劃分為重點區、次重點區、一般區,設計以下防治工程:1)礦山開采時應及時清除邊坡上的掉塊,特別是在BC邊坡東段邊坡可能會發生局部掉塊。2)對礦山采坑四周形成的邊坡采用生物工程護坡;對采坑坑底進行綠化或土地復墾。3)對礦區道路、破碎站和工業廣場區域進行環境恢復。4)修建截排水工程。
1邊坡防治工程
1.1邊坡放坡根據開發方案礦山開采的最終邊坡角為55°,自上而下臺階式分層開采,采高15m,臺階寬度約10.5m;AB邊坡長約600m,高2~50m;BC邊坡長約440m,高50~106m;CD邊坡長約360m,高40~96m3;DE邊坡長約526m,高17~42m3;EF邊坡長約210m,高2~17m;放坡處理各段邊坡。
1.2清理危石及時清理采場邊坡上的危石,避免發生危石滾落傷人事故。按照“邊采邊治”的原則,對各邊坡上的危石清理完成后,才能進行下一臺階的開采。
1.3截水溝礦區位于瀝鼻峽背斜軸部,地形呈渾圓狀的小型獨立山包,自然排水條件良好,匯水面積小,在礦區DE、EF邊坡頂部修建截水溝長約300m,以防治地表水進入礦區。在其余每個臺階坡面每隔50m,高差10~20m,設置橫向和豎向的截排水溝,將邊坡頂部的地表水匯入采坑內的排水溝,避免對坡面草籽植物造成沖刷,豎向的排水溝按急流槽設計。迎坡面溝壁需設置泄水孔。
2水文防治工程礦山開采后的采場地面標高高于當地侵蝕基準面,對地下水的影響小。對礦山地質環境影響程度較輕。故本次不對其進行處理。但未解決礦山生產、生活用水,需在工業廣場內修建一個蓄水池。蓄水池尺寸為15m×15m×2m,墻體寬度為0.3m,預計砌筑工程量約為36m3。生產廢水主要為清洗礦車及挖掘機所排除的污水,設計每個污水處理池采用尺寸為2.5m×2.5m×1.6m,容積10m3污水處理池3個,墻體寬度為0.3m。預計開挖工程量30m3;砌筑工程量約為14.4m3,污水經生化處理后由砼管排放。露天采石場的作業點應實行濕式作業和噴霧灑水,對采場及裝載點設2臺灑水器進行了灑水降塵,防止粉塵飛揚。
三、地形地貌景觀防治工程礦山環境恢復治理設計方案圖。
1露天采場采坑地貌景觀恢復根據劃定礦界和開發方案,露天開采結束后采坑的平面面積為302013m2,礦山開采前礦區土地主要為耕地,以種植果樹為主;礦山開采難以恢復原來的地面植物,故礦山環境恢復治理主要以綠化為主。可采取治理方案如下:(1)回填土壤,平均厚度不得小于0.8m,預計回填方量為241610m3;(2)平整場地,場地平整應采坑中間高,四周低,便于地表水排入排水溝中;(3)植樹,行距×株距為5m×5m,預計12080株,建議種植樟樹或果樹等經濟類樹木(4)排水,沿采坑邊坡坡腳圍繞采坑修建截排水溝,保證采坑內地表水排泄通暢,將礦區的地表水有序的排放到礦區東側地形較低地段,用以灌溉耕地。排水溝采用梯形斷面,底寬400mm,頂寬700mm,高800mm,壁厚300mm,預計長度約2350m。排水溝每隔10~15m設置一道伸縮縫,用瀝青麻絲進行有效止水。
2采坑邊坡地貌景觀恢復采坑邊坡采用坡面綠化+截排水的礦山環境恢復設計方案。對于采坑邊坡主要采取分階放坡+綠化處理。每級邊坡分階高度取15m,每階平臺寬度取10.5m,種植蔓藤類植物綠化坡面,在坡頂設置截排水溝。臺階邊緣修砌墻體,墻體嵌入基巖0.1m,墻體截面0.3m×0.5m(寬×高)。墻背回填0.3m厚的土壤,蔓藤種植行距×株距為5m×3m。截排水工程在邊坡防治工程中實施。
3礦區公路及破碎站礦區公路兩側及破碎站區域的空地進行植樹綠化,預計植樹60株。待礦山閉坑后,建筑垃圾清除干凈,將表層1.0m范圍土地掘松,種植樟樹等經濟類樹木。礦區公路和破碎站的平面面積約為4410m2,可采用挖掘機松土,植樹綠化,行距×株距為5m×5m,預計176株。
4土地資源的采后處理礦區主要的土地資源占用和破壞為礦區范圍內的采場、礦區東側的破碎站及工業廣場,礦山閉坑后,采場及破碎站將對其進行地貌景觀恢復,工業廣場建(構)筑物提供給當地使用,不進行處理。
5地表建(構)筑物的處理礦山為露天開采,將會對礦區范圍內的所有建(構)筑物全部破壞,對礦區周邊200m范圍內的建(構)筑物造成較嚴重破壞。為保護村民的人身財產安全,對在影響范圍內的村民實施搬遷。
四、結論
1)分析了礦山地質條件,認為礦山開發技術條件的級別為中等;
2)根據礦山開采方式,采用赤平投影的方法,對礦山采后地質環境進行評估,得出礦山開采影響范圍為露天采場外延215m;水泥用石灰巖礦采礦活動誘發地質災害的可能性大,造成的損失小,危險性中等,影響嚴重;對含水層影響較輕;對地形地貌景觀影響嚴重;對土地資源影響嚴重。因此,預測礦山采礦活動對礦山地質環境影響嚴重。
3)結合露采對石灰石礦區各地質要素的影響程度,提出相應的防治措施,對采后礦區環境的恢復起到指導作用。
作者:尹小波張云鵬邵靜靜任翔單位:河北聯合大學河北省礦業開發與安全技術實驗室四川科技職工大學
1水文地質鉆探的必要性
地質勘探工作一直是煤礦生產有效進行所不可獲取的重要部分。其中水文地質的勘探就是其主要構成環節之一。在礦井的建設生產中,水文地質一直是其主要干擾因素之一,如何有效地對礦井水文地質情況進行勘查一直是管理者所關注的焦點,其中水文地質鉆探作為水文地質勘查中最基本也是最主要的手段,有著諸多其他勘探手段所不具備的優點:首先水文地質鉆探不僅能直接揭露地下含水層的位置,確定相關地質特性,明確所測含水層與地表水及其他含水層的聯系,更能通過抽水實驗,對含水層水文地質參數、水質等進行測定,并對其水位變化實施動態監控。可以說積極開展對相關理論實踐的深入研究,有效促進水文地質鉆探技術的發展是確保礦井長久、高效生產的重要條件和必然要求。
2煤礦水文地質鉆探現狀
2.1礦井水文來源介紹1)地表水及斷層水。礦井地表水通常指自然降水、江河湖泊水以及植物根部的儲水等,不過由于煤炭埋藏深度的問題,地表水雖是礦井水源的來源之一卻非主要因素,影響一般。斷層水是指存儲在地質斷層中的地下水,其對于地下水的排泄、流動方向等均有著顯著影響,是水文地質鉆探的重點之一,在礦井建設前,必須由專業人員對井田范圍內的斷層水分布進行詳細的調查。2)地下水。依據巖性組合的不同和水利性質的不一,礦區內地下水含水層大致可劃分為兩種類型,即含水層與含水帶。以碎石土及粘土為主要構成的散層空隙含水帶,因其儲水能力的地下河含水層厚度不偏小被稱之為弱含水層,對礦井影響較小;以碎石灰巖和硅質層為主要構成的巖溶裂隙含水帶厚度多為數十米且裂隙發育完善呈蜂窩狀,有著較為嚴重水蝕現象,對礦井生產影響較大。
2.2礦井水文地質鉆探現狀鑒于礦井水文地質條件的復雜性和水源來源的多樣性以及相關技術、設備、人員等影響因素,在實際的礦井水文地質鉆探中有著諸多問題,其大致可總結為以下幾點:1)現場施工人員水平不足。目前我國多數煤炭企業中的水文地質鉆探施工與管理人員普遍存在專業水平不足、職業道德修養低下、工作散漫、法律法規意識不足等問題,在實際施工中施工人員不遵守相關規定,隨意施工,技術監管人員不僅未進行有效監管,在后期勘查報告上也多應付了事,例如未進行測井參數的對比就隨意對水文地質的觀測曲線進行繪制,從而使得勘查報告與施工實際存在出入,阻礙施工的有效進行。2)鉆探設備選擇不當。國內多數礦區的水文地質鉆探施工均施行分包制度,將其承包給第三方施工隊伍進行施工。而這些施工隊伍為節約成本,在鉆探設備的選擇上不會依據所在地水文地質狀況進行合理選擇和替換,而是以一概全,選擇一個型號一干到底,從而使得施工中存在許多問題,例如鉆機鉆壓、鉆機速度和旋轉速度等數據之間不匹配,難以滿足實際需求等。此外這些第三方施工隊伍的鉆探設備不僅型號老舊且疏于維護,設備質量問題突出,例如鉆頭磨損嚴重、泥漿泵壓力不足等。3)水文地質條件復雜、施工環境不佳。礦井水文地質鉆探的條件極為復雜多變,鉆探施工時不僅會遭遇斷層、溶洞等自然因素的干擾,還會不時受到老窯等人為生產的地質環境影響。在斷層裂隙等發育良好的巖層中,巖體整體性受到嚴重破壞,巖層內水力聯系復雜難測,嚴重制約了鉆機的工作效率,從而導致鉆頭巖石鉆取的不均勻,易引起泥漿充填裂隙無法順利排出,嚴重的還可能引起卡鉆、掉鉆等嚴重事故。而對于礦井老窯廢水,因其長時間處于密閉環境,內部可能封存有大量的有毒有害氣體,鉆機一旦鉆通,就有可能威脅到施工人員的生命健康。
3促進礦井水文地質鉆探工作質量提升的措施
3.1進行科學、合理的鉆探設備選擇鉆探設備的選擇對于鉆探效率有著直接影響,在實際施工時必須依據當地巖層的鉆探難度對鉆機參數進行科學選型,盡量選用先進的設備,以為施工提供保障,譬如選用新型的正方向一體化鉆頭;此外應注重對鉆探設備的保養維護,一旦發現鉆頭過度磨損應及時更換,以確保鉆機的最佳工作狀態。
3.2對鉆探工藝進行優化鉆探中必須委派專人對鉆機中的水文變化、沖洗液消耗狀況、水溫變化以及鉆頭狀態等進行實時觀測和記錄,以避免事故的發生;委派技術人員對泥漿翻漿速度、顏色變化等進行觀測,以實時、合理的對鉆進措施進行調整和完善,確保事故的最高效;遭遇斷層、溶洞等復雜地質條件時,對其水力聯通情況進行及時準確的判斷,從而選用適宜的短鉆桿和巖芯管及起拔鉆進工藝以避免斷裂處巖塊的掉落而引起卡鉆、掉鉆現象。
3.3對鉆孔布置進行改良水文地質鉆探中鉆孔依據功效的不同可劃分為勘探孔、觀測孔、試驗孔、開采孔等多種類型。在實際施工前施工方首先充分收集相關水文地質資料,依據“先疏后密、點線與深淺”的原則進行科學的布孔規劃;其次鉆孔相關參數的設計上必須充分考慮鉆孔類型、出水量、過濾器等相關因素,避免廢孔出現的同時,盡可能實現一孔的多次利用。
3.4增強對現場施工及管理人員的培訓伴隨科技的不斷發展,各類高新科技產品不斷應用到礦井水文地質鉆探工作中,相關設備的機械自動化水平不斷提升,這也就對現場施工與管理人員的技術水平和職業道德素養提出了更高的要求,除在掌握必要的理論與實踐知識外,還應對相關的技術操作規范有著深入的理解,并能將其貫徹到生產實際中。在企業積極招收青年人才的同時還應增強對原有工人的再培訓,使其可以緊跟時代變遷,養成求真務實工作態度的同時及時掌握各種相關的新型技術與設備操作工藝,確保生產高效高質進行的同時有效避免安全事故的發生。
4水文地質鉆探新技術發展
近年來,科技的進步亦讓水文地質鉆探技術獲得顯著進步。各類新型技術不斷涌現并在實踐中成功應用,在此對當前幾種新型技術加以介紹:1)液動沖擊回轉鉆探。該技術一方面增強對洗井液的驅動,另一方面在液動回轉上增強了潛孔錘的功效,實現了對其潛力的充分挖掘,進而極大的提升了鉆機的鉆探動力和鉆探效率,可以說這一技術的應用是水文地質鉆探技術新時代的顯著標志,目前已在實際中取得良好的使用效果。2)空氣鉆探。這一技術以被充分壓縮后的空氣為介質對鉆探出的孔洞進行二次沖洗,從而大幅提升了鉆機的破巖能力,加快了鉆探工作的整體進度,節約了生產成本。3)繩索取芯鉆探。通過這一技術的運用可大幅提升水文地質鉆探中的巖芯提前效率,避免了鉆機的多次提降,顯著降低了設備的磨損。此外繩索取芯鉆探技術還有著極強的適應性,在各類地質條件下均可使用。
5水文地質鉆探技術發展前景
伴隨著中國現代化建設的不斷進行,國家能源消耗亦在不斷增長,各類能源尤其是煤炭的地表淺層儲量已逐漸消耗殆盡,煤炭礦井水文地質鉆探技術的發展必須開始向深層地下水文探查進行轉變,積極開展適用于地層深部的鉆探理論與相關技術的研究,從而為今后煤炭行業的深部開采的有效進行提供充足的數據參考,為生產的安全、高效提供保障。
作者:楊偉單位:山西省煤炭地質水文勘查研究院
1項目概況
清澗縣位于陜西省北部,榆林東南部與延安交界處及無定河、黃河交匯處。屬陜北黃土高原丘陵溝壑區,是陜西省地質災害多發縣之一。寨溝小學崩塌位于清澗縣寬州鎮東門灣村,寨溝小學崩塌南側坡面人為破壞輕微,坡度較緩,基本保持原地形,北側坡面形成較陡的土坡,在遇連續降雨的情況下,坡面很容易發生滑塌,直接威脅12家住戶36孔窯洞的安全。
2自然地理及地質條件
清澗縣屬暖溫帶大陸性季風氣候區。治理區地下水位埋深大,隱患點范圍內未見地下水出露,工程不考慮其影響。治理區受降雨影響較大,在雨季,降水下滲和產生地面徑流,對坡體的穩定性產生較大危害。治理點位于縣境西北部,屬黃土峁梁狀丘陵溝谷區。擬治理工程滑坡體均為第四系黃土,出露基巖為三疊系上統永坪組。黃土層根據出露情況,依次為:中更新統黃土層(離石黃土Q3eol)、上更新統黃土層(馬蘭黃土Q3eol)、全新統(Q4)。
3地質災害現狀
根據現場踏勘,該滑坡為小型黃土崩塌。在強降雨、凍融及其它外力等條件下,發生再次崩塌的可能性較大,直接威脅道路過往車輛行人、小學45名教師和學生的安危,危險性較大。崩塌形成的原因主要有以下幾點:
3.1地形條件由于本區地處陜北黃土高原丘陵溝壑區,地形破碎、梁峁起伏、下部沖溝常年沖刷坡腳,邊坡高差大。坡面較徒,坡度大于45°,為崩塌形成創造了良好的地形條件。
3.2土體結構條件高陡邊坡的物質主要為第四系中上更新統黃土組成。黃土在干燥情況下,強度較高,壁立性好,遇到連陰雨或暴雨,土體穩定性差。
3.3降水降水是地質災害發生的主導誘發因素。長時間的降雨入滲使土體抗剪強度大幅度降低,易濕陷變形和崩解抗剪強度降低。降水是引起本處崩塌的主要原因。
3.4人類工程活動人類在進行道路改擴建時大量開挖坡腳,使土體的完整性受到破壞而松動。對該地區的穩定性進行分析結果如下:據《建筑抗震設計規范》(GB50011-2001),榆林地區抗震設防烈度Ⅵ度,設計基本地震加速度值為0.05g,本次設計不考慮地震作用。
3.4.1邊坡安全系數根據《巖土工程勘察規范》(GB50021-2001),按次要工程,取邊坡安全系數Fs為1.15。
3.4.2巖土物理力學性質根據我公司在榆林南部黃土地區的工作經驗,參考臨近場地的工程地質資料,設計對場地松散土的物理力學參數取值如下:(1)馬蘭黃土(Q3):天然重度γ=18.2g/cm3粘聚力C=35kpa內摩擦角φ=27°(2)離石黃土(Q2):天然重度γ=19.6g/cm3粘聚力C=50kpa內摩擦角φ=30°
4工程治理方案
4.1工程設計
4.1.1削坡卸載工程由于該邊坡高度大于45°,采用分級開挖的方法,在平臺上削坡卸載。根據坡高,北部坡分3級設2個平臺進行,南部和西部坡分2級設1個平臺進行,平臺寬1.2m,刷方坡面坡比取1:0.85。共開挖土方911m3。
4.1.2護坡工程對坡腳刷漿砌石護坡,刷坡高度為5m,刷坡厚度為0.3m。共需漿砌石26m3。
4.1.3排水方案排水方案分為外圍截水渠、平臺截水渠兩種。外圍截水渠布置在滑坡體的外部,不讓坡體外部雨水進入坡體,同時,收集平臺截水渠的水,排入下部溝道;平臺截水渠布置在削坡平臺上,每個平臺布置一條橫線截水渠,收集削坡坡面水,匯入外圍排水渠中。外圍排水渠:根據實際地形,北面高南面低,在北部坡面一端沿坡體走向設置排水渠,用漿砌石砌筑。外圍截水渠長度為36m,漿砌石20m3。平臺截水渠設置:在削坡平臺的內側,用漿砌石砌筑,坡降取1:100。向兩邊外圍排水渠排水,平臺截水渠長度為26m,漿砌石14m3。截水渠總長度為62m,開挖土方量56m3,漿砌石34m3。
4.1.4植物防護方案在每個削坡坡面上種植檸條、紫穗槐等根系發達、耐旱的灌木,既可起到穩坡固坡的作用,又可美化環境和工程效果。株間距1.5m×1.5m,共約100株,工程驗收前要保證100%的成活率。
4.2施工方法及放線根據場地地形地貌條件,削方按自上而下、自后向前的順序進行,放線時以邊坡坡腳與操場西側水平面為施工定位線,施工放線應保證定位線的施放準確,自定位線向上按設計坡度及臺階刷方并校核上邊界。
5工程實施效果評價
5.1環境影響評價本次治理工作中,其主要的機械設備有混凝土攪拌機、鉆機、挖掘機、發電機等,這些設備在施工過程中,發出聲音的強度較低,不致于達到噪聲污染的程度。本次施工過程中的混凝土制作過程中產生揚塵,對大氣環境不會產生多少影響。施工過程中所排放的廢水不含有任何有毒有害的物質,不含有任何超標因子。
5.2經濟效益評價本工程項目建設區環境質量現狀良好,工程的實施可以完全消除崩塌地質災害對村民及居民安全的威脅,保障人民生命財產安全。
5.3社會效益評價地質災害治理項目的實施,清澗縣下甘里鋪鄉梨家灣村的地質環境將會得到明顯的改善,使得村民能夠安居樂業。
6項目風險分析與控制
6.1項目風險分析按照本項目風險產生的原因及其性質分類如下:(1)管理風險:項目實施單位在管理制度、管理經驗等方面的不足,導致管理不善,成本增加,故存在管理不善的風險。(2)經濟風險:一是資金到位不及時,導致工期延長;二是資金使用不合理,開支與災害治理無關的費用,或專項資金挪作他用;三是受市場因素影響,價格上漲,人工、材料費增加。以上因素均會導致工程造價增加。(3)技術風險:一些新技術條件的不成熟及地質災害治理的復雜性,均會造成技術風險。
6.2項目風險控制為了使項目能更快更好的實施,使項目風險降到最低,對于上述的項目風險就要進行科學合理的控制。(1)管理風險控制:組建地質災害治理領導小組,依法對項目實施組織管理,并聘請項目監理單位對工程進行監理,嚴格按要求執行,確保工程質量。(2)經濟風險控制:資金到位后,設立專門的資金管理賬戶,對項目經費實行專款專用。(3)技術風險控制:參考同類地質災害治理的技術方法,確保設計方案在實際、安全、經濟可靠的情況下進行實施。
7建議
(1)本次治理用時較長,工程施工時應對坡體進行必要的監測工作,并做好安全保障工作,時刻將安全放在第一位。(2)工程設計中邊角部的位置、尺寸與現場有出入時,可按實際情況進行調整,原則上與自然坡面弧形銜接,確保消除隱患,達到根治的目的。(3)工程驗收合格后,建議做好邊坡的日常管理,保障邊坡的完整性。
作者:李瑋娜張旭梅張舜堯單位:西安地質礦產勘查開發院
1我國鐵路工程地質的主要問題
我國鐵路的地質情況直接影響了我國的鐵路建設,因此在進行地質勘查時,應首先了解我國的主要地質情況,為使用何種地質勘查技術提供條件。1)高山峽谷區地質問題。我國高山峽谷區的地質問題主要是斜坡物質的運動,主要包括滑坡、泥石流、坍塌等情況;2)特殊巖土的破壞以及變形問題;3)越分水嶺在深埋隧道時,山體的能量釋放或者物質移動問題,其中主要包括軟巖塑變、涌水、突水、圍巖坍塌等情況;4)地殼運動地質問題。其中主要包括地震災害、斜坡運動、地面變形以及位移破壞對鐵路工程施工的影響。
2我國鐵路工程地質勘測的主要方法
2.1傳統的地質調查測繪方法在鐵路進行地質綜合勘查時,此傳統方法是最基本的勘探方法,其主導了各個勘探階段的地質勘查工作,為勘探點的布置和各種不同技術方法的選擇提供了依據。傳統的地質調查測繪方法貫穿了地質勘測工作的全過程。
2.2遙感技術方法遙感技術在對我國鐵路工程進行勘察時,是利用遙感圖像判釋技術,對鐵路工作的地質進行調繪。此方法是通過遙感圖像獲取信息迅速全面、視域寬闊的特點,在宏觀上,對鐵路工程所處地的地質情況進行初步的查明,避免重大不良地質對我國鐵路工程施工的影響。遙感技術改變了常規的調查方法,使其調查方法由點到線到面的模式變成了由面到線到點的模式,使用判釋成果來對地面調繪進行指導。遙感技術的基本方法是指以遙感圖像的綜合對比分析和判釋方法,從宏觀上調查鐵路工程所處地的工程地質、水溫地質以及區域地質等情況,為鐵路工程通過地的地質條件評判提供依據。在一些特殊的地質段以及資料缺乏的鐵路施工地區,比如出現施工地區地形和地質復雜、有越嶺隧道工程的鐵路項目等情況時,其作用非常明顯。
2.3物探技術方法物探技術方法具有勘探深度相對隨意、方法多的特點,在大面積勘測時,使用點、線、面相結合甚至是三維勘探,是我國鐵路工程地質勘查的重要手段。有效合理的應用物探技術,可以提升地質勘查的宏觀控制水平,有效降低鉆孔布置的盲目性,提高其利用率。另外,物探技術可以勘測地層的磁化率、電阻率、彈性波速度、放射性、地溫等,為鐵路工程施工方案的設計提供多種參數。物探技術方法在使用時的原則是:1)物探是鉆探前的先行工作,通過利用其信息量大和測點密集的優點,可以使用剖面性、全面性或者是透濕性探測技術,分析地下異常點,依據物探的異常、物性分區分段及界面合理經濟的布置來設置鉆孔點。2)使用此方法時,應注意將物探出的異常點與實測資料、地質鉆孔資料和地質調繪資料相結合進行分析。依據物探方法取得勘查對象的物性參數,提升物探技術的解釋精度。3)在遇到使用一種物探方法無法完全解決在勘探時遇到的問題時,應與其他物探方法相結合使用,進行綜合性的地質物探。并且應考慮工程所處地的地形、地貌等干擾因素,進行合理的組合應用,確保地質勘查準確性。4)在選擇合理的綜合物探方法時,不僅要考慮勘查的效果性,也要考察方法的經濟性。
2.4鉆探技術方法鉆探技術為鐵路工程設計施工提供了科學的依據。可勘查工程所處地的基礎地質條件,對所處地的水文地質進行試驗并獲取土工試樣,且對其他勘探技術的推斷和解釋及地質調繪進行驗證。在鐵路工程地質進行綜合勘探時,應注意其勘探原則。第一,關于重點工程較深程度的鉆孔,都應該對其進行相應的孔內測試或者物探測井。第二,在孔位進行布置前,要求對地質進行詳細的地質描繪和物探工作。
2.5土工試驗方法土工試驗方法指在地質勘查時,對所處地的地質進行野外采樣,在室內對樣品進行相應的物理力學和化學等指標的測試,獲得按工程設計與施工時需要的實驗參數指標。為鉆探、物探、原位測試進行土名鑒別及獲取試驗指標提供依據。
2.6原位測試方法原位測試方法指對現場的地基土進行多種參數的測定獲得施工需要的土樣指標,是鐵路工程地質勘測中經常使用的手段。其主要方法包括載荷試驗、靜力觸探、十字板剪切試驗以及預鉆式旁壓試驗。
2.7綜合勘探技術方法綜合勘探技術方法指對鐵路工程的地質實施勘探時,在利用遙感技術進行地質測繪的條件下,充分合理的與物探、原位測試方法、鉆探等各種勘探方法相結合來勘測地質。各種方法通過取長補短來獲得多性狀的地質信息,提高鐵路地質勘探的效益和質量。此方法尤其適合于大型的地質復雜型工程以及前期鐵路選線的地質勘查。
3幾種不同地質條件下的地質勘探方法
3.1關于巖漿巖及深變質巖地區的地質勘探方法1)在基巖覆蓋地區的勘探方法。在基巖覆蓋地區施行地質勘探時,探測較大范圍的覆蓋層厚度以及貫穿覆蓋層對地區地下地質結構進行勘探,可以采取電剖面法和地震折射波法,這些方法精密度比較高而且效果比較好。另外,也可以采用電測探法,此方法在探測覆蓋層與風化層厚度上的效果相對較好。若在探測時覆蓋層下面出現明顯的磁性差異情況時,應利用磁法對其進行勘探,確定隱伏的斷層位置和基巖的巖性。2)在小于500m埋深的基巖裸露地區勘探方法。對此地質進行勘探時,因不明顯的地層對比標志,所以使用地質調繪方法難度系數較大,應使用綜合物探方法。其中物探方法的選擇應根據地質問題和條件來確定,在實施中,可采用彈性波速度法等方法來實施勘探。3)在偏大埋深(200m~2000m)基巖覆蓋或者裸露地區的勘探方法。在對較大深埋基巖覆蓋或者裸露地區采用電法和地震勘探效果不佳時,可以使用大地可控源音頻大地電磁法和高頻大地電磁法對此地區進行勘探。
3.2沉積巖及淺變質巖地區的地質勘探方法1)在平緩褶曲結構區的勘探方法。在此地質中,其地質構造多是以交互的砂頁巖地層、含煤地層、軟硬相間地層以及石膏等級軟地層等一些地層組成的。在平緩產狀的巖層呈現格曲或者單斜狀態時,應該使用電測探技術方法和地震反射波技術方法來獲取三維或者二維地層發射圖,并與控制性鉆孔相互配合,對此地區地質進行準確的勘探。2)在單斜巖層結構區勘探方法。在進行該地區的地質勘探時,如果調查測繪方法獲得的資料可以通過地表各層巖性推判地下設計標高時,此時應采取地震折射波技術方法勘探淺部完整基巖的界面速度。依據地質調繪和航片判釋方法獲取巖層的產狀,從而通過地層波速推測設計標高,且在鉆孔時使用聲波測試對此地區的各地層巖性進行勘察,并比較鉆孔和地表兩種方法的縱波速度。如果基巖地區被土層大面積覆蓋,此時除覆蓋地段以外的地區,可以使用衛片判釋和航判釋方法,在覆蓋地區運用綜合物探技術和地質調繪相配合方法,為鉆探布孔做指導。3)在強磁性地層區的勘探方法。在覆蓋層厚的地區,因覆蓋層下基巖有不一樣的巖層,因此會出現磁性差異現象。可采用磁法勘探技術對隱伏的斷層的位置及基巖的巖性進行勘探,并和電法及彈性波探測法相結合對該區地質進行勘察。
3.3在松散沉積層地區的勘探方法1)地質為細顆粒土時。在此地質上,應該在地質調繪的前提下,應用靜力觸探技術或者動力觸探技術與鉆探方法、物探方法及土工試驗方法相配合,依據不同鐵路工程類型和勘探階段的要求,選擇適合的勘探方法。2)在土石界面層時。在地表是第四系松散地層覆蓋且下伏基巖時,一般在地質調繪的前提下,運用綜合物探方法與動探、靜探鉆探技術相結合的模式,依據彈性波速度和電性的差異性,顯示電剖面法、電測探法和地質折射波法的作用,對此地質進行勘探。
4結語
通過上文可以看出,我國的地質勘探技術有多種方法,應該根據鐵路工程所處地的地質來確定使用何種勘探技術。地質的不同決定了勘探方法的不同。提倡對鐵路的地質進行勘探時,應使用綜合勘探技術對鐵路地質進行勘探,各勘探方法之間揚長避短,提高地質勘探的效益和質量,確保我國鐵路施工的正常進行,避免地質事故的發生。
作者:毛杰單位:山西省地勘局二一四地質隊
1地質工程測量技術常見的問題分析
1.1地質工程測量方案存在著套用的現象,與實現不符
(1)設計人員對作業情況勘察和調查分析較少。由于設計人員不深入作業一線,所以對作業區具體情況缺乏必要的勘察和調查,對于設計方案的正確性不能及時進行檢查,而且發現問題后不能及時進行處理。
(2)編寫依據不科學。部分設計人員對現行的法規和技術標準缺乏深入的了解,對相關的地質工程測量產品的定額管和裝備標準也缺乏重視,這就導致在編寫過程中存在著較多不科學的地方,由于過多的參考過進的教材和規范,則會導致所編輯的測量方案與實際存在較多不符合的地方。
(3)對利用已有資料的情況分析不全。目前在測量方案設計時,由于對所參考的資料缺乏了解,部分資料由于時間較久,或是不是本單位所測,再加之一些資料很難收集到,同時在對這些資料利用時,缺乏必要的調查和科學的分析,盲目的對這些類似資料中的分析結查進行照搬,從而導致設計方案的科學性缺乏。
(4)標準意識差。地質工程測量方案由于缺乏統一的法規和標準,這就導致無論是文字、公式、數據和圖表等都存在著不準確的地方,而且有關的名詞、術語、符號、代號及計量單位等在表述上也存在不一致的地方,由于缺乏一定的標準意識,這就導致在對技術方案、作業方法和設計思想的評價中存在著不客觀性,普遍存在評價偏高的情況。
(5)設計不深入。在設計中,不僅沒有從作業區的實際情況出發,而且在設計過程中對于各種新技術、新材料、新方法等應用的較少,這就導致所選擇的設計方案不是最佳的,同時對于所選擇的措施也缺乏深入的研究,無法實現取期的效果。
1.2地質工程測量項目中的問題
(1)在控制測量與碎部測量中可能難以對后期工作的需求進行認真考慮,造成后期工作的被動,增加整體測量上的工作量。
(2)在控制測量布網中可能使測區精度要求布局不合理。
(3)可能使測區有的地方控制布網漏布。后期補充布網不僅會增加控制測量的工作量。還會使原的統一性受到損害。
(4)在片面追求節省經費、縮短工期的前提下,拋棄分級布網的基本原則,采用缺乏校核條件的一次性布網形式,其結果是缺乏誤差控制方法,造成誤差的過大積累,精度難以滿足工程要求。有時甚至出現地質事故不能及時發現,造成難以挽回的損失。這樣,不僅使節省經費、縮短工期的最初目的沒有達到,反而使測量工作處于極度被動的狀態。
(5)有些測量人員對測量方案設計缺乏認識,甚至還往往錯誤使用概念,以至出現一些不應有的概念與應用錯誤。
2提高地質工程測量成圖質量的具體措施
2.1有效提高地質工程測量人員的技術素養目前從事地質工程測量的人員多為新畢業的大中專畢業生,這些人員對于計算機較為熟悉,但缺乏實際工作經驗,所以在培訓過程中,需要加強對技能和基本功的培訓,通過野外實則并與講授相結合,這樣有利于地質工程測量人員專業技能的提高。
2.2觀測員在工作前應仔細檢查儀器在測量過程中,觀測號不僅需要與跑遲員之間做好配合工作,同時還要在安置好相關測量儀器后,做好儀器的檢查工作,確保儀器安置與輸入高度都沒有差錯時,還需要對后視方向相關站點進行觀測檢查,確保數據的正確性,所以做為一名觀測員需要具有較強的責任心。
3結束語
近年來,地質工程測量項目不斷增加,對測量的要求也不斷提升,這就對地質工程測量工作提出了更高的要求。在地質工程測量工作中,通過技術設計來確保地質工程測量生產的順利進行,加快對新技術和新產品的應用,充分的利用各種高新測量技術,加快傳統測量向電子化、數字化、自動化方向的轉變,加強地質工程測量作業隊伍的建設,努力提高作業人員的綜合技術素質,不斷拓寬地質工程測量的服務領域,為地質工程測量的發展奠定良好的基礎,從而加快我國地質工程測量技術的發展。
作者:李紅張桂蓉曾凡清單位:中國電建集團中南勘測設計研究院有限公司三峽電力職業學院長江三峽勘測研究院有限公司
一、國內相關院校土木工程地質教學內容的設置及其與我校教學內容的對比
通過互聯網以及信函咨詢的方式,對國內同濟大學、清華大學、浙江大學、哈爾濱工業大學、中南大學和湖南大學6所高校的土木工程地質教學課程內容設置進行了調查,通過調查發現,以上學校主要存在以下幾個共同點:
1、強調對工程地質基本概念的學習。在課堂學習過程中,主要課時都集中于學習在工程實踐中經常用到的專業術語,強調概念的厘清。課堂學習的主要內容主要包括以下幾個方面:(a)地質作用與地質構造的基本知識,包括地質年代的識別、地質圖的識圖、常見地質結構的概念(褶皺、節理、斷層等);(b)三大巖石(巖漿巖、沉積巖、變質巖)的成因、歸類和鑒別;(c)第四紀地質的基本知識,包括殘積土、沉積土、沖積土、坡積土等概念、成因及對工程的影響;(d)地下水的基本知識,包括地下水的分類、運動基本規律、補給與排泄方式、對工程的影響等;(e)工程地質勘察與分析在具體工程的應用,包括在隧道工程、邊坡工程等方面的應用。
2、強調室內實驗是課堂書本學習的延伸。室內實驗主要目的是為野外地質實習做準備,學習地質羅盤等地質考察工具的使用,同時亦學習通過巖石標本來鑒別各類巖石,還要學習地質圖的填圖和閱讀等。
3、強調課堂學習與室外地質調查相結合的學習方式。從書本上學習到的知識僅僅停留在理論階段,書本上對地質相關概念的描述仍比較抽象,因此,各所高校皆強調野外地質實習對學習該門課程的重要性,把課堂上學習到的基本概念與現實工程中的真實地質條件一一對應起來,加深對基本知識的理解和掌握。一般而言,野外地質實習內容常包括野外巖石的識別、地質構造和地質年代的識別、巖層、節理等產狀的測定和描述等。各所大學對以上工程地質基本知識的學同小異,其目的是對工程地質這門課程有一個基礎的認識和感知,但是,同時,各所高校之間在這門課程內容設置方面有各有所側重。清華大學、同濟大學增加了現代先進的地質勘查技術的學習內容,介紹了地質超前預報的相關方法、原理及應用,比如介紹了地質雷達、紅外線探水、TSP等先進手段在隧道工程建設的應用。中南大學、湖南大學對野外地質實習極為注重,實習內容包括地質認識實習和工程實踐實習兩個階段,實習實踐時間長達20~30天,考察湖南西部地區在建或已建項目所處較為復雜的地質條件,以一個工程建設者的角度參與到實際項目的建設中去認識地質現象。石家莊鐵道大學地質教研室現有8名教師,教授2名,副教授3名,講師3名,其中具有博士學位的4人,碩士學位的4名。獲得的獎項包括校級講課比賽特等獎1名,二等獎1名,校級優秀教師1人,今年主持或參研的省部級及以上科研項目10余項,并承擔省級精品課程1項。雖然教研室在老師們的努力下取得了不錯的教學和研究成果,但是,和兄弟院校的工程地質教研相比,我們仍然存在諸多不足之處。首先就是教師隊伍建設的不足,工程地質是一門經驗型極強的專業,需要足夠豐富的現場工程經驗,因此需要老中青傳幫帶,讓青年老師盡快熟悉和掌握工程地質教學的技巧和方法。其次,對工程地質教學的重視程度不夠,課時設置偏少。最后,教學內容更新不夠及時,工程地質中先進的技術方法在教學中介紹的內容不夠多。因此,為了跟上國內兄弟院校土木工程地質教學的步伐,教學改革刻不容緩。
二、當前土木工程地質教學存在的問題
通過以上詳細的調查和對比分析,目前土木工程地質教學仍存在以下問題:
1、土木工程地質教材的使用各自為政。目前各個高校使用的教材基本上是各自高校的老師根據自己的講義編排而成,缺乏一個統一的標準,因而導致經典精品教材較少。單從教材的題目上足可看出目前教材缺乏統一性和協調性。例如中南大學所用的教材為《土木工程地質概論》,浙江大學的教材題名為《土力學與工程地質》,石家莊鐵道大學所用教材題名為《工程地質學基礎》等。
2、在教學內容上與其它課程交叉重復,無法突出本門課程的特色。工程地質是一門基礎課程,是巖土工程、隧道工程等課程學習的基礎,因此,由于與其它學科老師交流不夠充分,往往存在重復講授的情況。比如,以有效應力這個概念為例,在工程地質、土力學、基礎工程等課程都涉及到,由于這個概念的重要性,各科老師為了追求各門學科的系統性和完整性,都會著重講解這個概念,雖然在一定程度可以加深學生對這個知識點的理解,但是從側面也可說明知識的重復交叉導致學業內容的累贅。
3、課時安排過少。目前各所高校對土木工程地質這門課的重視程度,課堂課設課時大多是32~48個學時,因此,老師在安排教學進度時顯得極為緊張而緊湊。從實際教學安排來看,基本上講解完三大巖石、地下水、地質構造基本概念后,沒有足夠的時間深入來探討地質條件對工程的影響,往往后面工程應用的章節皆為學生自學。
4、知識學習與工程案例結合程度不夠。由于部分老師本身參與的工程項目不多,同時又由于課時的不夠,這兩部分原因導致學習的主要內容集中在枯燥的理論知識部分,學生容易產生枯燥情緒。
三、土木工程地質教學改革措施
為了很好地解決當前土木工程地質教學中存在的問題,讓學生從這門課程中更多地學習到有助于工程實踐的知識,必須有針對性對當前教學實踐中存在的問題進行改革,具體改革措施如下所述:
1、建立和完善土木工地質程精品課程精品課程建設既是壓力,又是動力。通過精品課程建設,可以找出當前教學中存在的薄弱環節,精簡重復的教學內容,突出本門課程的特色,使土木工程地質這門課的教學目標和任務更加明確。精品課程建設首先就是教材建設,因此,有必要根據新時期土木工程培養目標,并結合當前土木工程建設中出現的新問題、新方法、新技術,編寫一本深入淺出的教材,教材中不僅包含傳統的知識要點和概念,還應包含當前新的地質知識觀點、新的地質勘查手段等,同時還應包含工程實例,讓學生盡可能地更深入地建立起工程地質與工程項目的聯系。精品課程建設中重要的一條就是教師隊伍的建設,因此,有必要加大對教師隊伍的培養力度,引進和培養一批有新視野、新知識的老師,以此給課堂注入新的氣象。
2、注重教學手段和教學方法的革新注意授課的科學性與藝術性,在教學過程中,善于發揮學生的主導地位,采用“討論試”、“啟發式”教學模式。同時,要注重課前的準備,精心備好每一節課,善于總結歸納每節課的重點,以“主線法”講授課程知識。
3、增強對工程地質教學的重視對工程地質教學的重視首先就體現在教學和學習的時間上。盡量安排更多的課時,讓老師有足夠充分的時間去講解基礎概念和工程實例。同時,老師也可以通過其它方式來增加學生們的學習時間,比如規定某個主題,要求學生自主獨立進行文獻調研,完成該主題相關文獻的歸納總結,并加大平時學習報告在總成績中的比例。另外,強化考試試題庫建設,完善考試規范和制度,強化對學生進行專業知識訓練。最后,要重視工程地質實習在教學中的作用,因為該門課程的實踐性很強,需要從大自然中去認識和掌握工程地質現象,使學生鞏固在書本上學到的知識,有感性認識上升到理性認識,同時在野外地質實習過程中,亦可鍛煉學生們的體魄和吃苦耐勞的能力。
4、緊密聯系工程實踐學習的目的最終是為解決實際工程的問題,在教學的過程中融入工程實例有助于學生在正式進入工作崗位之前對其有初步的認識和了解,因此,工程實例教學是一個非常重要的手段。比如,老師可以把自身主持或參與的工程項目作為案例,結合書本知識講解如何解決工程問題,分享在解決工程問題過程中的心得體會,這樣寓教于樂的方式既能激發學生的學習興趣,又能讓他們積累相應的工程經驗知識。
工程地質勘察與研究是土木工程建設中一項重要的內容,因此,加強該門課程的教學改革具有重要的實踐意義。本文針對目前存在的教學問題提出了若干改革措施,以期提高教學質量和效果。但是,教學改革的進程沒有終點,隨著時代的發展,工程地質教學改革理應緊跟時代的步伐,不斷推成出新,與不斷發展的新技術新方法相結合,不斷培養學生的實踐能力和創新意識,為國家的工程建設作出新的貢獻。
作者:王偉袁維劉偉超孟碩溫進芳單位:石家莊鐵道大學土木工程學院
1關于隧道工程地質的勘察方式
為了準確掌握隧道區工程地質特點、水文地質環境、不良地質情況,對圍巖狀況進行級別分段,為隧道工程的建設與設計提供科學的工程地質資料與合理有效的處理方案,地質勘察基于遙感判釋運用了隧道工程地質調繪、地質鉆探、高密度電物探法、地震勘探與鉆孔超聲波檢測、抽水與壓水試驗、瓦斯檢測等多種方式予以綜合勘察。
1.1隧道工程地質調繪地質調繪的方法主要包括追索法與路線穿越法,對工程整個地質單元與隧道區兩部分控制地質體與不良地質。與以往的方法進行比較,打破了調繪范圍的限制,讓調繪內容更細致、更準確。通過調繪方式,能夠查明巖堆、危巖、軟土、瓦斯、地下水等不良地質的分布情況,尤其是在隧道中部發育的巖溶管道水水流方向。隧道工程的地質調繪為下一步工作的實施奠定了堅實的基礎。
1.2地質鉆探由于隧道區域地層與巖性變化的多樣性,進行地質鉆探時需要布置多個鉆孔,加大鉆孔分布范圍。鉆探方式主要是采用金剛石或合金鉆進,一部分煤系地層地帶的巖石粉碎,采用的是無水反循環鉆進工藝。鉆孔的深度除有特殊要求的鉆孔外,都應當深入隧道設計標高2m~3m以下。鉆進巖芯采取率要求破碎巖層與強風化層不小于50%;完整基巖不小于80%;覆蓋層不小于50%。鉆探鉆進過程中,仔細測定地下水位,并及時記錄,記錄內容包括巖土分層、地下水位、鉆進速率、水的顏色等。利用詳細與具有代表性的鉆探方式,隧道洞室圍巖的巖性與整體情況能夠直觀顯示;利用鉆孔實施抽水、鉆孔聲波測試、壓水測試、煤層瓦斯檢測等一系列工作,以定性與定量兩方面為隧道圍巖的分段與分級帶來有效的地質依據。
1.3高密度電物探法若存在鉆探方式難以查證的地質,則能采用高密度電物探法,物探儀器為擁有我國先進水平的重慶奔騰數控技術研究所研究的WGMD-1型高度探測系統,方法是用α排列方式予以高密度數據采集,采用國際水平的Surfer軟件與RES2DINV軟件進行二維電阻率成像反演。能夠準確判斷地質情況,改善隧道工程施工的危險性,降低嚴重社會問題的發生率,有時還能避免路線更改,從而節約建設項目的投資資本。
1.4地震勘探與鉆孔超聲波測井以及探測巖石波速因其隧道區域地層巖性多樣化,地表風化程度嚴重,鉆探取芯能力弱,巖芯大多為碎塊、砂狀以及塊狀。地質人員大都是通過人為因素來判斷巖石風化程度,很少客觀判斷巖體基本質量,未能科學劃分隧道圍巖類型。因而,地震勘探與鉆孔超聲波測井以及探測巖石波速技術逐漸被應用。地震勘探儀器采用的主要方式為折射波法,通過定性劃分結合定量指標的整體分析,確定了巖石風化情況與隧道圍巖類型,該方式更為合理,更具創新特色。
1.5抽水與壓水檢驗方式若隧道區域屬于條帶狀巖層組成的山嶺,其水文地質單元更加復雜,含有較多含水單元與隔水層,其透水性與含水單元具有較大差異。為了能檢驗出準確的洞身段各巖石的裂隙性與透水性,準確預判隧道涌水量,于鉆孔施工結束后分別實施抽水與壓水試驗。抽水及壓水試驗使用的是自制提桶與專業高揚程空氣壓縮機抽水與壓水設施,其中提桶抽水試驗應用于地下水位淺的地段,空氣壓縮機抽水和壓水設施應用于地下水位深或不存在地下水的巖層內。并且還對一些鉆孔實行了將抽水與壓水相整合的試驗,以便同單一試驗進行對比。
1.6瓦斯檢驗對專門施工的ZK11鉆孔,采用一套煤管、一套瓦斯解吸儀、兩個取樣瓦斯灌予以瓦斯檢驗,其具體方法為:在鉆孔鉆遇煤層后,下采煤管采煤同時迅速裝灌后封閉,5min內進行解吸,獲得現場瓦斯解吸量,最后采用圖解法算出瓦斯耗損量,二者相加即為煤層瓦斯逸出量。該方式簡易可行,結果接近實際情況,具有相對開拓性。
2關于工程地質環境對隧道工程的影響
在建設長隧道、深埋隧道以及大隧道過程中,會遇到各種各樣的地質環境問題,不僅會對工程工期與造價造成影響,還會給隧道的施工與運行帶來安全隱患。下述對影響隧道工程的幾種地質環境作了探討。
2.1軟土地基在湖相與濱海相等古地質環境中,軟土大都沉積在相對停滯與相對運動遲緩的水環境內,此類沉積軟土顆粒細軟、土質軟弱、孔隙度大、含水量高、容易形成蠕變、凝聚力小幾乎可以被忽略。在這種地質條件上建設隧道,必須考慮工程的地質問題。
1)該地質土性較軟,受到隧道重負荷時容易發生沉陷,從而厚度發生改變,形成不均勻沉陷,導致隧道內襯砌等結構發生形變;
2)隧道結構會受軟土蠕變的影響,及時進行支護與襯砌有重要作用;
3)軟土一般存在于地下還原環境中,微生物作用容易形成甲烷氣體,聚積在軟土層孔隙內,隧道挖進時工作人員可能會受甲烷氣體的危害,若遇到火源還可能引起爆炸。建設隧道時,對于軟土地基,長度不長的隧道應采用盾構穿越更為簡易;然而長度過長的隧道,因其軟土的蠕變特點,會形成超量切削,導致在隧道盾構掘進的前端會出現蠕變凹槽,如果軟土層厚度不夠,容易使得上方活河水與海水大量潛入隧道。因此,在海域上存在眾多沉積軟土地帶時,借助盾構穿越軟土層,必須充分重視所存在的安全隱患。
2.2砂卵石層地基在多樣化地質條件如平原、河流、濱海、盆地中,會存在不同成因的砂卵石沉積層。各地砂卵石層的結構由于沉積時受到古地質地理環境的影響,各結構間存在差異。砂卵石層的沉積韻律和顆粒級配受到沉積時水動力條件的影響。砂卵石層危害隧道工程的幾個方面主要是:
1)因為隧道施工排水,使得周邊砂層的機械塌陷與管涌;
2)砂層涌入會引發豐富地下水;
3)砂層地質結構的不同,形成不規則沉陷,為隧道帶來安全隱患;
4)砂層內夾雜的大塊卵石,影響盾構施工,嚴重時會卡住刀片。采用沉管法在湍急河流的砂卵石層中建設隧道,容易使沉管下砂層形成沖刷,損害沉管隧道。
在厚砂層上建設隧道時,要注重下述幾點:
1)抽水起始水位降低引發地面沉降、沖刷、潛蝕;
2)進行大量抽水后,水位降低遲緩,產生壓力水頭,極易使得下方的大量砂層潰入;
3)下方存在相對隔水層時,因為上方隧道抽水降低水壓,下方高壓水匯合;4)透水層凸起,形成眾多越流向上補給,影響隧道運行。
2.3碳酸鹽巖地層在分布有可溶碳酸鹽地層地區,受到不同程度的喀斯特化作用,作用結果為在地表上形成奇特山峰,地下形成多個洞穴與通道。活躍在洞穴和通道中的喀斯特水包括孔隙水與裂隙水等,存在不同的特點。喀斯特水有五個對立統一的特點,具體包括:
1)獨存與半獨存的管道水流和擁有統一水力相關的地下水力面與擴散流同時存在;
2)不含水巖體與含水巖體同時存在;
3)非承壓水流同承壓水流之間互相變換;
4)層流運動和紊流運動同時存在;
5)非均質含水性和均質含水性復雜變化。在喀斯特化地層中,具有相當明顯的三相流,即是氣體、固體、液體三相物質混合形成的三相流。三相流具備一個重要特性,泥砂等固體流與水等液體流是不能被壓縮的,而氣體能被壓縮,受壓氣體還會發生多種變化。
3結語
區域地質斷裂與大型滑坡體等區域地質條件嚴重影響鐵路線路的安全。本文通過采用地質勘察方法對隧道區域的地質環境予以全面系統的深入分析研究,監測隧道結構收斂變形情況,對隧道工程進行穩定性分析。通過研究隧道區域地質構造環境、圍巖介質環境,得出了隧道山體開裂原因與圍巖穩定性研究結論,希望能為復雜地質條件的鐵路隧道工程地質勘察提供一些參考依據。
作者:張志遠單位:山西省地勘局二一四地質隊
1關于隧道工程地質的勘察方式
為了準確掌握隧道區工程地質特點、水文地質環境、不良地質情況,對圍巖狀況進行級別分段,為隧道工程的建設與設計提供科學的工程地質資料與合理有效的處理方案,地質勘察基于遙感判釋運用了隧道工程地質調繪、地質鉆探、高密度電物探法、地震勘探與鉆孔超聲波檢測、抽水與壓水試驗、瓦斯檢測等多種方式予以綜合勘察。
1.1隧道工程地質調繪地質調繪的方法主要包括追索法與路線穿越法,對工程整個地質單元與隧道區兩部分控制地質體與不良地質。與以往的方法進行比較,打破了調繪范圍的限制,讓調繪內容更細致、更準確。通過調繪方式,能夠查明巖堆、危巖、軟土、瓦斯、地下水等不良地質的分布情況,尤其是在隧道中部發育的巖溶管道水水流方向。隧道工程的地質調繪為下一步工作的實施奠定了堅實的基礎。
1.2地質鉆探由于隧道區域地層與巖性變化的多樣性,進行地質鉆探時需要布置多個鉆孔,加大鉆孔分布范圍。鉆探方式主要是采用金剛石或合金鉆進,一部分煤系地層地帶的巖石粉碎,采用的是無水反循環鉆進工藝。鉆孔的深度除有特殊要求的鉆孔外,都應當深入隧道設計標高2m~3m以下。鉆進巖芯采取率要求破碎巖層與強風化層不小于50%;完整基巖不小于80%;覆蓋層不小于50%。鉆探鉆進過程中,仔細測定地下水位,并及時記錄,記錄內容包括巖土分層、地下水位、鉆進速率、水的顏色等。利用詳細與具有代表性的鉆探方式,隧道洞室圍巖的巖性與整體情況能夠直觀顯示;利用鉆孔實施抽水、鉆孔聲波測試、壓水測試、煤層瓦斯檢測等一系列工作,以定性與定量兩方面為隧道圍巖的分段與分級帶來有效的地質依據。
1.3高密度電物探法若存在鉆探方式難以查證的地質,則能采用高密度電物探法,物探儀器為擁有我國先進水平的重慶奔騰數控技術研究所研究的WGMD-1型高度探測系統,方法是用α排列方式予以高密度數據采集,采用國際水平的Surfer軟件與RES2DINV軟件進行二維電阻率成像反演。能夠準確判斷地質情況,改善隧道工程施工的危險性,降低嚴重社會問題的發生率,有時還能避免路線更改,從而節約建設項目的投資資本。
1.4地震勘探與鉆孔超聲波測井以及探測巖石波速因其隧道區域地層巖性多樣化,地表風化程度嚴重,鉆探取芯能力弱,巖芯大多為碎塊、砂狀以及塊狀。地質人員大都是通過人為因素來判斷巖石風化程度,很少客觀判斷巖體基本質量,未能科學劃分隧道圍巖類型。因而,地震勘探與鉆孔超聲波測井以及探測巖石波速技術逐漸被應用。地震勘探儀器采用的主要方式為折射波法,通過定性劃分結合定量指標的整體分析,確定了巖石風化情況與隧道圍巖類型,該方式更為合理,更具創新特色。
1.5抽水與壓水檢驗方式若隧道區域屬于條帶狀巖層組成的山嶺,其水文地質單元更加復雜,含有較多含水單元與隔水層,其透水性與含水單元具有較大差異。為了能檢驗出準確的洞身段各巖石的裂隙性與透水性,準確預判隧道涌水量,于鉆孔施工結束后分別實施抽水與壓水試驗。抽水及壓水試驗使用的是自制提桶與專業高揚程空氣壓縮機抽水與壓水設施,其中提桶抽水試驗應用于地下水位淺的地段,空氣壓縮機抽水和壓水設施應用于地下水位深或不存在地下水的巖層內。并且還對一些鉆孔實行了將抽水與壓水相整合的試驗,以便同單一試驗進行對比。
1.6瓦斯檢驗對專門施工的ZK11鉆孔,采用一套煤管、一套瓦斯解吸儀、兩個取樣瓦斯灌予以瓦斯檢驗,其具體方法為:在鉆孔鉆遇煤層后,下采煤管采煤同時迅速裝灌后封閉,5min內進行解吸,獲得現場瓦斯解吸量,最后采用圖解法算出瓦斯耗損量,二者相加即為煤層瓦斯逸出量。該方式簡易可行,結果接近實際情況,具有相對開拓性。
2關于工程地質環境對隧道工程的影響
在建設長隧道、深埋隧道以及大隧道過程中,會遇到各種各樣的地質環境問題,不僅會對工程工期與造價造成影響,還會給隧道的施工與運行帶來安全隱患。下述對影響隧道工程的幾種地質環境作了探討。
2.1軟土地基在湖相與濱海相等古地質環境中,軟土大都沉積在相對停滯與相對運動遲緩的水環境內,此類沉積軟土顆粒細軟、土質軟弱、孔隙度大、含水量高、容易形成蠕變、凝聚力小幾乎可以被忽略。在這種地質條件上建設隧道,必須考慮工程的地質問題。1)該地質土性較軟,受到隧道重負荷時容易發生沉陷,從而厚度發生改變,形成不均勻沉陷,導致隧道內襯砌等結構發生形變;2)隧道結構會受軟土蠕變的影響,及時進行支護與襯砌有重要作用;3)軟土一般存在于地下還原環境中,微生物作用容易形成甲烷氣體,聚積在軟土層孔隙內,隧道挖進時工作人員可能會受甲烷氣體的危害,若遇到火源還可能引起爆炸。建設隧道時,對于軟土地基,長度不長的隧道應采用盾構穿越更為簡易;然而長度過長的隧道,因其軟土的蠕變特點,會形成超量切削,導致在隧道盾構掘進的前端會出現蠕變凹槽,如果軟土層厚度不夠,容易使得上方活河水與海水大量潛入隧道。因此,在海域上存在眾多沉積軟土地帶時,借助盾構穿越軟土層,必須充分重視所存在的安全隱患。
2.2砂卵石層地基在多樣化地質條件如平原、河流、濱海、盆地中,會存在不同成因的砂卵石沉積層。各地砂卵石層的結構由于沉積時受到古地質地理環境的影響,各結構間存在差異。砂卵石層的沉積韻律和顆粒級配受到沉積時水動力條件的影響。砂卵石層危害隧道工程的幾個方面主要是:1)因為隧道施工排水,使得周邊砂層的機械塌陷與管涌;2)砂層涌入會引發豐富地下水;3)砂層地質結構的不同,形成不規則沉陷,為隧道帶來安全隱患;4)砂層內夾雜的大塊卵石,影響盾構施工,嚴重時會卡住刀片。采用沉管法在湍急河流的砂卵石層中建設隧道,容易使沉管下砂層形成沖刷,損害沉管隧道。在厚砂層上建設隧道時,要注重下述幾點:1)抽水起始水位降低引發地面沉降、沖刷、潛蝕;2)進行大量抽水后,水位降低遲緩,產生壓力水頭,極易使得下方的大量砂層潰入;3)下方存在相對隔水層時,因為上方隧道抽水降低水壓,下方高壓水匯合;4)透水層凸起,形成眾多越流向上補給,影響隧道運行。
2.3碳酸鹽巖地層在分布有可溶碳酸鹽地層地區,受到不同程度的喀斯特化作用,作用結果為在地表上形成奇特山峰,地下形成多個洞穴與通道。活躍在洞穴和通道中的喀斯特水包括孔隙水與裂隙水等,存在不同的特點。喀斯特水有五個對立統一的特點,具體包括:1)獨存與半獨存的管道水流和擁有統一水力相關的地下水力面與擴散流同時存在;2)不含水巖體與含水巖體同時存在;3)非承壓水流同承壓水流之間互相變換;4)層流運動和紊流運動同時存在;5)非均質含水性和均質含水性復雜變化。在喀斯特化地層中,具有相當明顯的三相流,即是氣體、固體、液體三相物質混合形成的三相流。三相流具備一個重要特性,泥砂等固體流與水等液體流是不能被壓縮的,而氣體能被壓縮,受壓氣體還會發生多種變化。
3結語
區域地質斷裂與大型滑坡體等區域地質條件嚴重影響鐵路線路的安全。本文通過采用地質勘察方法對隧道區域的地質環境予以全面系統的深入分析研究,監測隧道結構收斂變形情況,對隧道工程進行穩定性分析。通過研究隧道區域地質構造環境、圍巖介質環境,得出了隧道山體開裂原因與圍巖穩定性研究結論,希望能為復雜地質條件的鐵路隧道工程地質勘察提供一些參考依據。
作者:張志遠單位:山西省地勘局二一四地質隊
1概況
1.1工程概況擬建人防工程項目位于貴陽市,除公園路為地下一層外,其余均為地下兩層。工程建成后總建筑面積約42×104m2,將成為目前國內建筑規模較大的單建式平戰結合人防工程;除中山路道路寬度為16m外,其余道路寬度都為26m,工程主體位于道路以下,出入口位于道路兩側人行道上。工程施工采用蓋挖逆作法。
1.2地質概況評估區大地構造單元屬揚子準地臺黔北臺隆貴陽北東向復雜構造變形區之貴陽向斜,區內無斷層通過,受褶皺作用影響,區內地層產狀變化較大,向斜西翼地層傾向94°~118°,傾角24°~36°,向斜東翼地層傾向171°~226°,傾角20°~32°,向斜核部傾向近南,傾角20°。區內主要發育三疊系下統安順組(T1a)白云巖、溶塌角礫巖、中統花溪組(T2h)白云巖、砂屑白云巖及第四系紅粘土、人工填土。
2地質災害危險性預測
建設工程區由于受城市現代化建設影響,建設區內地形平坦,巖石類型主要為碳酸鹽巖,無大斷裂構造通過,屬于區域地殼基本穩定區。因此,評估工作主要從區內地質、褶皺、水文地質、工程地質條件以及氣候條件、工程特征、施工條件等對工程建設可能引發或遭受的地質災害進行預測分析。現將常見的幾種地質災害類型簡述如下。
2.1隱伏巖溶塌陷區內地下人防工程施工過程中所經地層及巖石類型主要為三疊系下統安順組(T1a)及中統花溪組(T2h),其巖性為白云巖。施工區主要處于貴陽向斜軸部,為深部巖溶易發育地段。巖溶發育深度集中在地面以下10~30m、50~70m、80~90m、110~150m等。結合鄒成杰、李茂秋對深部巖溶的劃分方案,區內屬河谷—向斜盆地型深巖溶,但因建設區地下水位分布較淺,所以隱伏巖溶地面塌陷是施工過程中主要災種之一。擬建工程采用9m×8m的柱網,溶洞頂板承受的壓力有人防工程結構自重、水壓力、土壓力等靜荷載以及人防頂板上的車輛輪壓荷載、層間樓板上的使用荷載等活荷載,地震荷載下結構的動力影響,結構頂板處的主應力最大。建設工程處于貴陽向斜軸部,隱伏小斷層較發育,受之影響巖石節理、裂隙發育,這加劇了巖溶的發育,易導致巖溶地面塌陷。以往水文地質資料也顯示,巖溶水鉆孔單位涌水量0.1~3.4L/(s?m)。在自然條件下,由于區內地下水活動的交替變化比較強烈,溶洞頂板較薄,并覆蓋第四系土層,這也進一步增加了塌陷的可能性。在附加壓力(主要為靜荷載和活荷載)的作用下,產生隱伏巖溶塌陷的可能性更大。預測工程建設引發或遭受巖溶地面塌陷的可能性大,地質災害發生后造成的危害程度大,危險性大。
2.2基坑突水及隧道涌水[11]地下人防工程建設過程中經過地段的地下水類型主要為碳酸鹽巖巖溶水,局部為孔隙水、裂隙水。地下水水位埋深較淺,一般小于10m。根據區域水文地質資料分析結果,泉水、地下河流量一般10~20L/s,枯季地下水徑流模數4.42~9.48L/(s?km2)。地下人防工程屬淺埋隧道,且所有路段均為強含水層,地下水涌水將對工程施工造成威脅。預測基坑突水及隧道涌水的可能性較大,危害性中等—大。地下人防工程穿過貫城河(中華路地下人防工程)、市西河(瑞金路地下人防工程)及隱伏斷層帶時,隧道基坑突水及隧道涌水的可能性及危險程度更大。
2.3疏干排水引發地面塌陷已有資料記載,老城區曾發生過多次抽水引起巖溶地面塌陷事件。如1973年,貴州博物館地基塌陷;1973年、1978年湘雅村塌陷;2001年中華北路噴水池塌陷等。地下人防工程頂板無明顯隔水層,全路段均為碳酸鹽巖強含水層,且區內地下水位埋深淺,隧道內大面積的排水,將有可能改變區內地下水徑流場及滲流場,地下水水位以基坑為中心呈漏斗狀向四周擴散,從而導致地下水水位下降,靜態水平衡遭受破壞,水壓力大幅度消減,地基可能因承載力不足而產生不均勻沉降。尤其建設工程區為巖溶發育區,易形成局部地面塌陷。塌陷區范圍可根據抽水影響半徑確定。隧道抽水影響半徑涉及含水層包括第四系人工填土、粘土及白云巖,地表以下0.5~2m基本為鋼筋混凝土,白云巖巖體溶洞、裂隙等發育不均勻,對滲透系數取加權平均值后,可近似認為含水層屬均質各項同性。計算時假設隧道底板標高為0m,采用含水層底板標高為-800m,依上述假設條件,隧道涌水量預測采用抽水影響半徑公式按式(1)進行概算。R=2SHK(1)式中:R——抽水影響半徑,m;S——設計水位降深,m,取坑底至靜止水位標高的距離;H——取含水層底板至靜止水位的距離,m;K——滲透系數,m/d;式中各參數取經驗數值(概數)為:K=0.2m/d,S=10m,H=800m,代入各參數計算得R=253m。另外,可以根據影響半徑的經驗數值及評估路段巖層性質、單位涌水量來確定影響半徑,《貴州省貴陽市城市供水水文地質勘察報告》(1∶5萬)區域地質資料顯示,巖溶水鉆孔單位涌水量一般0.1~3.4L/(s?m),取值約1.7L/(s?m)。對照表1,大概可確定區內抽水影響半徑R=255m,最小可小于10m,最大可大于500m。地下人防工程屬淺埋隧道,預測疏干排水引發影響半徑范圍(R)內地面塌陷的可能性較大,危害性中等。鄰近未采用樁基的老式建筑、道路等遭受工程建設中抽排水引發的巖溶塌陷危害的可能很大。
2.4圍巖失穩人防工程均采用地下開挖,相當于采用隧道通過,所經路段地層巖性主要為三疊系碳酸鹽巖及部分第四系地層。第四系地層厚一般1~8m,巖性主要為白云巖,呈弱—中等風化,屬于脆性圍巖。區內局部可能發育隱伏小斷層,斷層帶及其影響范圍內巖石裂隙發育、穩定性差,加之工程施工破壞巖石的完整性,從而易沿裂面產生應力集中(尤其是產狀較平緩不大于30°的裂隙),導致頂板坍塌、掉塊。因此,認為工程施工中容易發生的災害主要為隧道頂板塌落、掉塊、坍塌及地下人行通道進出口開挖邊坡失穩。其發生的可能性大,危害程度大,危險性大。
2.5小結綜上所述,貴陽市地下人防工程建設引發和遭受地質災害主要為隱伏巖溶地面塌陷,其可能性大,危害程度大,危險性大;其次為基坑突水及隧道涌水,其可能性大,危險性和危害程度中等—大。其最大的威脅除了地下水以外,其次就是土層的坍塌、滑塌和滑坡、地面塌陷問題。其中地面塌陷的形成方式主要有以下2種:①隧道施工直接導致上覆地層失穩破壞形成的地面塌陷;②隧道施工導致地層中不良地質體(以隱伏巖溶、地下水為代表)破壞,進而引發的地面塌陷。
3探討
通過對貴陽市地下人防工程地質災害進行危險預測評估,其主要引發和遭受的災種為隱伏巖溶地面塌陷、基坑突水及隧道涌水、疏干排水引發地面塌陷、隧道圍巖失穩,其中隱伏巖溶地面塌陷的危害性最大。今后在巖溶地區從事地下人防工程建設及地質災害危險性評估工作時,應首先了解和掌握巖溶特性及形成機制,針對不同地區、不同地質構造類型等特征,選取相應的評估方法和對策,以使評估工作更有成效,以避免地質災害的發生,保證人民的人身和財產安全。貴陽市地下人防工程地質災害危險性評估工作及評估對策可為上述工作的有效開展提供重要借鑒。如果在地震易發區、斷裂活動區、構造發育區、沙土液化區、厚層軟土區等,應根據實際的地質、構造、水文地質、工程地質條件以及氣候條件、工程特征、施工條件等進行單獨評估。其中,隧道圍巖失穩、基坑突水及隧道涌水、疏干排水引發地面塌陷這3種災害是地下人防工程最常見的。巖溶塌陷主要是發生在碳酸鹽巖地區。
4總結
上述結論及觀點是筆者在從事貴陽市地下人防工程地質災害預測評估工作過程中的一些認識,不一定具有“普適性”,相信隨著今后地下人防工程的逐步開展,會涌現出大量優秀的地質災害危險性評估工作者、評估報告及相關文章,最終將會形成基本統一的認識和評估方法。
作者:鄭祿林鄭祿璟單位:貴州省地礦局地球物理地球化學勘查院貴州大學資源與環境工程學院,