《隧道工程》課件第2講隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級(jí)

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1、隧道工程地質(zhì)調(diào)查與勘測(cè)施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)巖體的基本工程性質(zhì)圍巖分級(jí)第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級(jí)第一節(jié)隧道工程地質(zhì)調(diào)查與勘測(cè)第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級(jí)一、工程地質(zhì)調(diào)查測(cè)繪1、鐵路工程地質(zhì)技術(shù)規(guī)范的總要求(1)查明隧道通過(guò)地段的地形、地貌、地層、巖性、構(gòu)造。(2)查明隧道明否通過(guò)煤層、膨脹性地層及有害氣體等。(3)查明不良地質(zhì)、特殊地質(zhì)對(duì)隧道的影響，特別是對(duì)洞口位置及邊、仰坡的影響，提出工程措施意見(jiàn)。(4)查明隧道附近井、泉分布情況，分析隧道地區(qū)的水文地質(zhì)條件，判明地下水類型、水質(zhì)及補(bǔ)給來(lái)源，預(yù)測(cè)地下水的侵蝕性和洞身分段涌水量

2、。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級(jí)1、鐵路工程地質(zhì)技術(shù)規(guī)范的總要求(5)對(duì)于深埋隧道，應(yīng)作隧道地溫升溫預(yù)測(cè)，考慮巖爆可能。(6)綜合分析，確定隧道圍巖分級(jí)。(7)對(duì)洞口需接長(zhǎng)明洞地段，應(yīng)查明明洞基底情況。(8)查明輔助坑道的工程地質(zhì)條件。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級(jí)2、地形地貌調(diào)查查明山體形態(tài)和坡度、埡口及分水嶺分布，以及其自然形態(tài)與地質(zhì)構(gòu)造、河流切割的關(guān)系。3、地層、巖性調(diào)查查明地層時(shí)代、巖性及變化，特別注意巖層順序和厚度、巖性特征和物理力學(xué)性質(zhì)以及巖石風(fēng)化程度。4、地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查是地質(zhì)調(diào)查的核心，重點(diǎn)包括褶皺、斷層、節(jié)理、侵

3、入體或巖脈等。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級(jí)5、水文地質(zhì)調(diào)查主要包括井泉分布、泉水類型、主要含水層和隔水層巖性及分布、河流及水庫(kù)的分布，巖溶區(qū)巖溶漏斗、暗河位置。6、滑坡、落石、巖堆、泥石流和巖溶地質(zhì)調(diào)查主要查明這些不良地質(zhì)是否存在及性質(zhì)、位置、范圍，對(duì)隧道的危害程度。7、地溫測(cè)定深埋隧道，深度每增加100m，溫度增加3度，會(huì)對(duì)施工人員造成危害。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級(jí)二、勘探、測(cè)試工作要求1、鐵路工程地質(zhì)技術(shù)規(guī)范對(duì)勘探測(cè)試工作的總要求(1)鉆孔布置(2)鉆探深度(3)遇地下水時(shí)，應(yīng)探明含水層位置及厚度，并作相應(yīng)分析。(

4、4)室內(nèi)及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，掌握巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)。(5)對(duì)有害礦體和氣體，進(jìn)行定性、定量分析。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級(jí)2、勘探階段及工作要求階段分為初測(cè)階段和定測(cè)階段。(1)初測(cè)要求：工程地質(zhì)縱斷面圖、分段圍巖分級(jí)。(2)定測(cè)要求：?jiǎn)为?dú)工點(diǎn)的圖表資料。第二節(jié)施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級(jí)一、地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的內(nèi)容1.地區(qū)地質(zhì)分析與宏觀地質(zhì)預(yù)報(bào)2.不良地質(zhì)及災(zāi)害地質(zhì)超前預(yù)報(bào)3.重大施工地質(zhì)災(zāi)害臨警預(yù)報(bào)第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級(jí)二、地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的方法1.地質(zhì)分析法2.超前平行導(dǎo)坑預(yù)報(bào)法3.超前水平鉆孔法4.物理

5、探測(cè)法利用物體物性差異進(jìn)行地質(zhì)判斷的間接方法。(1)TGP12隧道地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)(2)TSP超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級(jí)第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級(jí)(3)負(fù)視速度法第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級(jí)(4)水平聲波反射法(5)地質(zhì)雷達(dá)法第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級(jí)(6)紅外探水法4.特殊災(zāi)害地質(zhì)的預(yù)測(cè)方法三、地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法的應(yīng)用原則第三節(jié)巖體的基本工程性質(zhì)第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級(jí)一、巖體處于一定的天然應(yīng)力作用之下巖體在天然狀態(tài)下所具有的內(nèi)在應(yīng)力，稱之為巖體的初始應(yīng)力，也有人叫它為地應(yīng)力。巖體的初始應(yīng)力，

6、主要是由于巖體的自重和地質(zhì)構(gòu)造作用和地質(zhì)地溫作用引起的。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級(jí)假定巖體是均一連續(xù)介質(zhì)1.重力應(yīng)力場(chǎng)zyyxσxσzσyλ為側(cè)壓力系數(shù)第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級(jí)由于地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的作用，使得巖體內(nèi)積存了一定的應(yīng)力，稱它為構(gòu)造應(yīng)力。2.構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)指出，巖體的構(gòu)造應(yīng)力往往與埋深密切相關(guān)，它隨著深度的增加而增加。構(gòu)造應(yīng)力一般來(lái)講，其水平應(yīng)力大于垂直應(yīng)力。構(gòu)造應(yīng)力一般采取現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)力量測(cè)的方法來(lái)得到。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級(jí)相同的天然巖體其物理力學(xué)性質(zhì)隨在巖體中所測(cè)點(diǎn)的空間位置不同而有差異，呈現(xiàn)出巖

7、體的不均勻性。二、巖體的物理力學(xué)性質(zhì)的不均勻性第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級(jí)所謂結(jié)構(gòu)面是指巖體中具有一定方向、力學(xué)強(qiáng)度相對(duì)較低的地質(zhì)界面(或帶)。三、巖體是由結(jié)構(gòu)面分割的多裂隙體(1)原生結(jié)構(gòu)面：指巖體形成過(guò)程中形成的結(jié)構(gòu)面和構(gòu)造面。(2)構(gòu)造結(jié)構(gòu)面：巖體形成后，由于地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)在巖體中產(chǎn)生的各種斷裂面。(3)次生結(jié)構(gòu)面：指在外營(yíng)力作用下產(chǎn)生的風(fēng)化裂隙面及卸荷裂隙面等。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級(jí)巖體中由于巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造具有方向性，使巖體強(qiáng)度、變形，甚至滲透等性質(zhì)在不同方向上顯示出差異，稱為巖體的各向異性。四、巖體具有各向

8、異性第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級(jí)風(fēng)化巖石按風(fēng)化劇烈的程度分成若干級(jí)(或帶)：風(fēng)化極嚴(yán)重、風(fēng)化嚴(yán)重、風(fēng)化頗重、風(fēng)化輕微和未經(jīng)風(fēng)化五級(jí)。風(fēng)化系統(tǒng)分為全風(fēng)化帶、強(qiáng)風(fēng)化帶、半風(fēng)化帶、弱風(fēng)化帶和微風(fēng)化帶(新鮮)五帶。五、巖體具有可變性用軟化系數(shù)來(lái)表示巖石