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工程地质条件优选九篇

时间:2023-02-28 15:54:41

引言:易发表网凭借丰富的文秘实践,为您精心挑选了九篇工程地质条件范例。如需获取更多原创内容,可随时联系我们的客服老师。

工程地质条件

第1篇

【关键词】 基础建设 稳定性问题 工程地质 分析研究

工程地质条件是工程建筑所处地区的活动的地质环境。工程地质条件一般是包括地层岩土的类型、地形地貌、工程性质、地质构造、水文地质条件、地表地质作用、地下水和建筑材料等。近几年来,随着城市规模的不断扩大,许多复杂的地质条件严重限制工程建设的发展,所以我们需要在一项工程建设之前,应该严格执行地质勘查工作,对建设场地的地质条件进行确切的分析评价,针对不同的地质问题做出相应的工程解决方案,避免工程事故地发生。

1 工程地质条件研究的目的和内容

1.1 通过对工程场地的地质条件进行测试来确定地层岩石情况鉴别和划分、地质构造、地形地貌及地层岩石土体的物理和化学性质情况,根据场地地层不同的岩土工程地质条件,做出改善地层建筑性能的解决措施。通过对工程场地和附近地区自然环境的变化情况,如自然发生的崩塌、滑坡和地震等自然地质作用对工程建筑的危害和造成的影响进行分析预测,以便于提出相应的解决方案。

1.2 通过一系列科学合理地地质勘查方式和技术,对工程建筑的地基稳定性做出评价和分析,对工程建设场地地层和地下水德分布和运动规律和对工程场地建设可能造成的影响进行研究分析,并提出相应的防护措施。

1.3 通过研究建筑施工场地的基坑开挖、支护和排水等施工过程中出现的工程地质问题,根据场区的地质条件和水文条件,提出合理有效地防治措施和施工方案。并通过实验间就,对工程场地建筑物的沉降量和变形量进行计算和预测通过对建筑工程地基的地质分析,提出相应的加固和支护防治措施和施工方案。

2 工程地质条件的分析和评价

2.1 在工程建设中,首先需要进行工程场地的地质勘查,为了根据所处地区的地层岩性、地质构造、地形地貌和不良的地质现象开展地质勘探,并做好工程地质的测绘工作。一般常用的测绘方法是在地形图上分布相应的观测点和观测线,观测点和线应该严格按照要求合理地布置在不同的地貌单元和地层,便于工作人员根据观测点和观测线来观测场地的地质情况。对工程地质条件的勘查和测绘是工程建设场地稳定性的重要保障。通过对工程场地的地质条件测绘和勘查,来初步掌握建设场地的地层岩性、地形地貌、地质构造、水文条件等。工作人员应该根据有关规范和要求,对工程场地进行测绘和调查,为场地的选取和场地地层的勘探做好前期准备工作。

2.2在场地的调查和测绘工作完成后,地质工作人员开始对场地地层进行钻探工作,通过利用钻机向场地地层中钻孔,根据钻探鉴别地层的地质构造和岩层划分,还要进行取样分析,通过地质实验测验工程场地岩石和土层的物理力学的基本性质。在地层钻探中依据不同的土层情况和深度一般选用不同的钻探方式和原状土样的方式。在工程地质勘探过程中,还应遵循不扰动或尽量不扰动地层的原则下,对工程场地层进行测试,来获得地层岩石和土层的物理力学性质和划分情况。目前在工程地质勘查中一般采用土的原位测试技术,与传统的测试方法相比,土的原位测试具有对地质条件的适应能力更强,测试精度和速度更高更快等诸多优点。准确有效地对断层的工程地质和节理的工程地质进行评价,同时为了可以准确分析判断地层砂土密实度和粘性土的塑性情况,并且评价砂类土和粉土的地震液化状态。在勘查中工作人员需要根据不同的地质条件选取相应的实验方法,来确定工程场地地基土的承载力,测定场区地基土的变形状态和计算分析地基土的变形量和建筑基础的沉降量,根据《建筑抗震设计规范》中的相关要求对场区地基土进行地震液化评价。在为工程抗震和基础设计中,地质人员还需要测试弹性波在土层的传播速度,来判断分析建筑场地的类别。

2.3在工程施工建设中,地质人员还需要对地层土体的渗透性进行测试,并分析影响土体渗透性的各种不良因素,为建筑基坑的开挖和支护提供重要的依据。对于建筑物需要进行基坑开挖施工,将基坑土体挖去后,容易造成建筑地基的应力场发生变化,导致建筑物地基出现变形,影响建筑物地基的稳定性。同时地基的应力场发生变化容易引起地下孔隙水的压力出现变化,地基土体中变化的孔隙水压力可能导致地基的抗剪切的能力下降,因此工作人员要严格按照设计要求进行基坑开挖,并在建筑基坑施工中应该对基坑地层的土地进行相应的保护,尽量减少对土体的扰动,同时最大限度提高对基坑铺设垫层和浇注底板的施工速度。通过分析评价建筑基坑支护结构的整体稳定性、坑底土体的稳定性和基坑抗渗流系数,来为基坑的支护结构形式设计和稳定性奠定坚实的基础。通过根据建筑工程场地的地质情况选取合理的评价方式,来准确的对基坑稳定进行评价,保证建筑基坑的稳定性和可靠性。同时子啊基坑开挖过程中由于地下水和降水等不良因素都会导致基坑的稳定性出现失稳现象,为保证基坑工程开挖施工的正常进行和确保基坑地基土的强度要符合设计要求,需要对地下水位较高和开挖深度较大并低于地下水位时,应该采取相应的排水措施来降低地下水位,同时还需要排净建筑基坑内的水,保持基坑干燥,以便于施工顺利进行。同时保持对地下水位和基坑周围建筑物、地下建筑构造物、建筑基坑支护和桩基的压应力变化情况进行监测进行适时监控记录,避免不良因素的影响导致建筑基坑的稳定性下降。

2.4 在工程建设中,不同的地质构造情况对工程建筑的稳定性有不同的影响,地质工作人员必须研究掌握各种复杂的地质构造原理,准确的选取工程施工位置,尽量避免不良的地质构造而导致场区建筑物出现失稳破坏,造成工程事故地发生。

同时地质工作人员还需要对工程场区的地下水进行勘察,由于地下水是导致地层岩石土体稳定性下降的重要因素,地下水还容易对工程建筑物的基础造成一定程度侵蚀,影响了工程建筑地基的稳定性,因此地质勘察中需要详细地对它地下水的成因、分布、运动规律和地下水的性质等诸多因素进行测试和分析,提出相应的解决方案,来尽量减少地下水工程建筑物造成的危害。

总结

对于城市建筑结构的设计,工程场地的地质研究起到了至关重要的作用,通过对建设场地的地质条件勘查、研究、评价,来保证建筑构造物的稳定性,工程建设的安全可靠性。这就需要地质工人员培养良好的专业素质,丰富的地质工作经验,结合国内外经典的地质分析评价模式,对不同地区的工程场地的地质条件做出准确的分析和评价,并且对分析和评价得到不同地区综合的工程地质情况,通过数据资源的共享,来提高对工程地质的分析和评价质量。

参考文献

[1] 赵树德,廖红建,徐林荣等.《高等工程地质学》[M].北京:机械工业出版社,2005,440-474

[2] 常士骤,张苏民.《工程地质手册》[M],北京:中国建筑工业出版社,1995, 89-96

[3] 李福中.《场地综合工程地质定量评价方法》[J].水文地质工程地质,1989 (1)

[4] 张成会,王建珍.《如何依据工程地质勘察选择地基方案》[J].岩土工程界,2000,4(11)

第2篇

关键词:线路 工程地质条件 工程地质问题中图分类号:P62 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2011)004-120-01

1 引言

某线路起于巴东长江大桥北侧引桥,止于神农溪小区北西侧的断垭处,设计路宽18m,全长5940m,线路基本与209国道走向一致,主要为两侧加宽,部分线路段走向有所调整,交通较为便利。本次研究的目的是查明沿线各地段的地形地貌特征,地层、岩性及成因类型,地质构造特征,水文地质条件。对各土层的工程地质特性作出评价。

2 工程地质条件

线路区地形有一定起伏,除太矾头附近地形较缓外,斜坡在高程440m以下地势较陡,坡角15°~25°,高程440m以上至500m地形坡角5°~15°,500m以上为陡坡区,坡角25。~40。。线路区冲沟较发育,部分为深切沟,部分冲沟较宽缓,规模较大的冲沟自西向东依次为:一号沟、陈家沟、二号沟、三号沟、三叉沟、四号沟、五号沟、梁子弯沟、界沟、活水沟、小梁子沟、介子沟等,冲沟自北向南汇入长江,将岸坡切割成间隔50~150m的近南北向展布的长方形条块,冲沟两侧地形相对较陡,坡角一般15°~35°,局部陡立。

线路区第四系松散堆积物分布广泛,基岩为三叠系中统巴东组第二段(T2b2)地层。第四系广泛分布于线路区两侧斜坡上,成因类型和岩性特征简述如下:1)人工堆积(Qr):以碎、块石为主,结构松散,主要为开挖209国道路基时堆积在斜坡上,厚1~8m,土石工程分级为I级。2)残坡积(Qel+d1):广布于山体斜坡上,厚一般1~2m,局部4~11,为碎石土夹块石,呈松散状,部分表层有厚0,5~1的耕植土,土石工程分级为I级。3)崩坡积

线路区位于走向近东西的官渡口向斜北翼,斜坡岩层倾南~南西,总体为顺向坡,地质构造相对简单。线路区地质构造以近东西向褶皱为主,裂隙次之,断层不甚发育。线路区地形为一总体向南倾的斜坡,地表水系较发育,表现形式为冲沟密布,坡体后缘及坡体上大气降水主要沿冲沟向长江排泄,部分下渗补充地下水。区内地下水按赋存条件主要分为松散介质孔隙水和碎屑岩裂隙水。总体而言,水量均不丰沛,地下水在空间分布上具有很大的不均一性。

线路区出露基岩为三叠系中统巴东组第二段(T2b2)碎屑岩,该层岩性软弱、易风化破碎,区内广泛分布。线路区内的不良地质现象主要有滑坡、崩塌(滑)堆积、边坡坐落体(含人工切坡)等不良地质问题。人类工程活动对地质环境的自然平衡状态产生较大的负面影响,诱发了局部岩体浅层的变形破坏,主要表现为边坡失稳及弃渣集中堆放引起的水土流失问题等两方面,部分地段已造成一定的危害。勘探结果显示,场地地面下不存在易液化的饱和砂土、粉土层,因此该工程中不存在地基土地震液化问题。

3 工程地质条件评价

线路区岩层产状略有变化,总体为170°~240°∠18°~40°,次级褶皱发育,线路区第四系有残坡积、崩坡积、崩塌(滑)积和滑坡堆积等。残坡积分布于山体斜坡表层,崩坡积分布于小梁子和介子沟一带,厚2~6m,为碎石土夹块石,结构松散一稍密状,滑坡堆积体中以碎、块石为主,部分夹碎石土,厚度变化大,厚一般10~30m,结构松散一稍密状。

大部分为路堑,少量为路堤。线路上分布有滑坡、崩塌(滑)堆积和边坡坐落体等不良地质现象。线路区大规模的工程建设活动将破坏现存状态,可能带来以下工程地质问题:崩滑堆积体稳定性导致的路基稳定问题、高边(切)坡稳定问题与填方路基的不均匀沉降问题等。

4 结论及建议

线路区冲沟发育,地形较破碎,通过地段分布有多条冲沟,多处滑坡、崩坡积及残坡积堆积体,工程地质特性差异较大,存在滑坡(崩滑堆积)路基稳定与高切坡的稳定问题。建议在施工中开展施工地质工作,对在施工中发现的工程地质问题及时提出处理意见。

参考文献:

[1]周永敏.莆田市区的工程地质情况[J].西部探矿工程,2001.(05).

第3篇

[关键词]大水溪水库工程;面板堆石坝;地质条件

1工程概况

松桃县大水溪水库最大坝高51m,坝型为面板堆石坝,正常蓄水位高程551m,回水长度1.1km,总库容156万m3。该水库主要功能是解决下游邻近乡村生活用水,同时考虑解决涉及灌面的灌溉用水。即水库以人饮为主,灌溉次之,兼防洪功能。规划水库工程规模为小(1)型工程,工程等别为Ⅳ等,主要建筑物大坝级别为4级。为确保工程安全顺利施工,对工程导流兼取水隧洞工程、取水塔、围堰、弃渣场、施工营地等进行地质评价。

2大水溪水库工程水工建筑工程地质条件及评价

2.1导流兼取水隧洞工程地质条件评价

导流兼取水隧洞布置于右岸山体内,出露地层岩性为前震旦系乌叶组第一亚段(Ptbnbw1-a)中厚层至厚层板岩、变余砂岩等。放空、导流洞为同一隧洞,即导流洞同时起到放空作用,内设引水管道,为无压隧洞,长329m,由进口明挖段、进口段、洞身段,出口段、出口明挖段等五部分组成,洞身直径2.0m,分述如下:(1)进口明挖段(进口洞脸):桩号0-062.7~0+000m,全长62.7m,从岸坡至闸门井,该段采用明挖方式,进口底板高程843m。该段地表覆盖层厚5~9m,成份为粘土夹少量碎石,结构稍密实,下伏基岩为前震旦系乌叶组第一亚段(Ptbnbw1-a)中厚层至厚层板岩、变余砂岩等,岩层倾向左岸,倾角10°左右。开挖后将形成13m以上的边坡,建议采取阶梯式削坡,每级阶高15m,开挖坡比1∶0.5~1∶0.75,且需加强永久护坡及坡体排水处理[1]。(2)进口段:桩号0+000~0+023.1m,全长23.1m,洞室埋深9~17m,岩性同进口明挖段,为前震旦系乌叶组第一亚段(Ptbnbw1-a)中厚层至厚层板岩、变余砂岩等,倾角10°左右。岩层走向与洞室轴线走向夹角约41°,围岩类别为Ⅴ类。处在弱风化岩体中,隐节理非常发育,岩体破碎,围岩体为Ⅴ类,成洞条件差,在施工开挖过程中出现严重掉块、垮塌的可能性较大,建议进行有效的支护处理。隧洞处于地下水位附近,开挖时应做好排水工作[2]。(3)洞身段:桩号0+023.1~0+299.2m,全长276.10m,洞轴线方向与洞室走向夹角约87°,洞室埋深32~60m,岩性同进口段,为前震旦系乌叶组第一亚段(Ptbnbw1-a)中厚层至厚层板岩、变余砂岩等,倾角10°左右,埋深17~70m,洞线处在新鲜基岩中,岩体为较坚硬岩,层状结构,局部成洞条件较差,围岩体围为Ⅲ~Ⅳ类,其中Ⅲ类约占70%,在施工开挖过程中局部可能会出现掉块、垮塌现象,建议进行有效的支护处理。隧洞处于地下水位以下,开挖时应做好相应排水工作。(4)出口段:桩号0+299.2~0+317m,全长17.8m,洞室埋深5~17m,围岩岩性同进口段,倾角10°左右。岩层走向与洞室轴线走向夹角约63°,洞线处在弱风化岩体内,隐节理非常发育,岩体破碎,围岩体围为Ⅴ类,成洞条件差,在施工开挖过程中出现严重掉块、垮塌的可能性较大,建议进行有效的支护处理。隧洞处于地下水位附近,开挖时应做好排出工作。(5)出口明挖段(出口洞脸):桩号0+317~0+329m,全长12m,该段采用明挖方式,洞脸部位上部强风化岩体节理裂隙较发育,工程开挖后将形成大于10m的人工边坡;明挖段地表覆盖层厚1~4m,成份为粘土夹少量碎石,结构稍密实,下伏基岩同进口段,为前震旦系乌叶组第一亚段(Ptbnbw1-a)中厚层至厚层板岩、变余砂岩等,岩层倾向左岸,倾角10°左右。建议采取阶梯式削坡,每级阶高15m,开挖坡比1∶0.5~0.75,且需加强永久护坡及坡体排水处理。洞室围岩力学参数如表1所示。

2.2取水塔工程地质条件评价

取水塔布置于大坝右岸取水隧洞进口处,地表覆盖层厚5~9m,成份为粘土夹少量碎石,结构稍密实,下伏基岩为前震旦系乌叶组第一亚段(Ptbnbw1-a)中厚层至厚层板岩、变余砂岩等,岩层倾向左岸,倾角10°左右。建议将取水塔基础置于弱风化岩体上,最大开挖深度约12m,基础承载力建议值fk=1500~2500kPa。

2.3围堰工程地质条件评价

根据工程区总体布置情况,本工程需在大坝上、下游各设置一座围堰。(1)上游围堰:上游围堰位于大坝轴线上游107m处,设计堰顶高程523.5m,堰顶宽3.0m,堰底宽15.25m,最大堰高4.5m,为土石心墙围堰。围堰位置地形平坦,覆盖层厚度10~15m,成分为冲洪积砂卵砾石层,下伏基岩为前震旦系乌叶组第一亚段(Ptbnbw1-a)中厚层至厚层板岩、变余砂岩等。根据建筑物规模,建议将基础置于中部砂卵石层上,但由于砂卵石透水性较强,渗透系数可达100~150m/d,建议对建基面以下覆盖层和强风化岩体作防渗处理,基础承载力建议值fk=300~400kPa。(2)下游围堰:下游围堰位于大坝轴线上游111m处,设计堰顶高程516.2m,堰顶宽4.0m,堰底宽14.5m,最大堰高3.5m,为土石心墙围堰[3]。围堰位置地形平坦,覆盖层厚度10~15m,成分为冲洪积砂卵砾石层,下伏基岩为前震旦系乌叶组第一亚段(Ptbnbw1-a)中厚层至厚层板岩、变余砂岩等。根据建筑物规模,建议将基础置于中部砂卵石层上,但由于砂卵石透水性较强,渗透系数可达100~150m/d,建议对建基面以下覆盖层和强风化岩体作防渗处理,基础承载力建议值fk=300~400kPa。

2.4弃渣场工程地质条件评价

本工程弃渣主要为大坝、溢洪道及取水口等基础土石方开挖和辅助企业、施工便道及输水管线土石方开挖、石料场无用层剥离等弃渣。坝区主体工程开挖量25.51万m3,施工便道及辅助建筑基础等开挖弃渣约为0.15万m3,大坝次堆区回填利用1.93万m3,其他部位弃渣回填利用1.53万m3,主体工程施工区弃渣量合计22.20万m3,折合堆渣量29.97万m3。结合地形条件、施工交通条件,场地选在下坝址下游约700m处右岸冲沟内。覆盖层主要为残坡积粘土层,厚1~5m,下伏基岩为寒武系下统金顶山至明心寺组(∈1m~j):上部为灰绿、黄绿色页岩及砂质页岩,下部为灰黑、黑色薄至中厚层砂岩夹炭质页岩,底部为深灰色薄至厚层灰岩,岩层产状N45°~55°E/SE∠20°~30°。场地内无构造发育,整体稳定性较好,弃渣堆置于覆盖层之上,沿河床岸边设立挡墙,挡墙基础置于基岩上即可,墙身、墙基需防洪水影响,挡墙顶部高程需高于洪水位。挡墙地基综合承载力:fk=400~600kPa;岩/砼抗剪断参数:f’=0.4~0.5,c’=0.1~0.2MPa,摩擦系数f=0.35~0.4。

2.5施工营地工程地质条件评价

施工营地布置于大坝下游约600m右岸坡,分布高程600m~615m,地形较缓。该处地形坡度10°~25°,覆盖层厚0~5m。下伏基岩为前震旦系乌叶组第一亚段(Ptbnbw1-a)板岩、变余砂岩等,岩层产状N60°~75°W/NE∠10°~15°。场地内无构造发育,整体稳定性较好。营地开挖基坑稳定性较好,基础可置于基岩上,建议承载力fk=600~800kPa,摩擦系数f=0.35~0.4。2.6永久上坝公路工程地质条件评价永久上坝公路布置于大坝右岸下游,宽6.5m,沿线覆盖层厚0m~5m,下伏基岩为前震旦系乌叶组第一亚段(Ptbnbw1-a)板岩、变余砂岩等,岩层产状N60°~75°W/NE∠10°~15°。场地内无构造发育,整体稳定性较好。公路最大开挖边坡高度约6m~8m,因岩层产状平缓,岩体强度较高,整体稳定性较好。建议公路开挖坡比:覆盖层,1∶1.25;基岩,0.5~0.75。

3结语

综上所述,该水库工程取水塔工程成份为粘土夹少量碎石,结构稍密实;弃渣场工程场地内无构造发育,整体稳定性较好;施工营地整体稳定性较好;永久上坝公路工程岩体强度较高,整体稳定性较好。但是,导流兼取水隧洞工程出露地层岩性为前震旦系乌叶组第一亚段中厚层至厚层板岩、变余砂岩等,需要做好边坡支护和排水处理;另外,围堰工程地形平坦,成分为冲洪积砂卵砾石层,透水性较强,因此需要做好防渗处理。

作者:朱江 单位:贵州中水建设股份有限公司

参考文献

[1]张少武.三维排水柔性生态边坡工程在水利工程中的应用[J].价值工程,2012,31(10):93-93.

第4篇

[关键词]水文工程 地质条件 渗漏问题

[中图分类号] TV12 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-3-207-1

随着我国经济发展和工业进步,工程的建造水平和建设速度大幅提升,先进科学技术和重型机械的使用,使我们改造自然的能力明显提升,大批工程的水利、陆路工程的兴建,有效的促进了我国的经济建设发展。在工程施工前技术人员需要对施工选址地区进行水文地质条件进行勘察,充分了解当地的地理环境,为施工提供参考意见,而渗漏作为施工中需要防范的重点问题,加强对于渗漏问题的探讨,能够为提高工程质量提供有效的参考。

1水文工程地质条件勘察的概述

1.1水文工程地质条件的勘察的目的

在工程施工之前,对于工程选址的地质条件进行勘察,了解施工地区的地下水位、地下水流向和地下水的物理化学特点;了解选址的地区的水土结构、地质构造、土壤成分及地形地貌等特点。通过对勘测的数据进行综合分析,对于在施工过程中及工程完工后可能出现的渗漏等问题,提出防范的方法建议。为工程制定正确的施工方案提供参考意见。通过前期的仔细勘察可以有效预防工程施工中因水文地质问题造成的破坏,保证工程施工进度,确保工程的质量过硬。

1.2水文工程地质条件勘察的分类

1.2.1综合性的水文工程地质条件勘察

综合性水文工程地质条件勘察主要是针对特定的地区而进行的,主要目的是对这一地区的水文地质条件进行详细的了解和分析,为在这一地域开展各类活动的工程建设提供参考资料。比如一些旅游度假区、专门的农业种植区等等,经过详细的水文地质勘察,确定该地区是否符合特定的生产活动条件。

1.2.2专门性勘察

水文工程地质条件的专门性勘察主要是针对某一特定的问题而进行勘察,主要了解该地区的与生产相关联的地下水、土壤结构及地质活动,比如在农村修建自来水井时要求对这一地区的地下水质进行勘察、检验,看水质是否符合居民的引用标准。

1.2.3建筑工程的地质勘察

这类勘察主要是对某一地区的地质条件进行勘察。对于一些特定的区域,如果要在该地区上面建造特殊工程,事先必须对当地的水文地质条件进行考察,写出评估报告,为施工提供参考资料,以免在施工中因为地质条件造成麻烦,确保工程能够安全合理的实施,如期完工。因为具体工程的功用、建筑结构、建筑材料等等因素都存在差异,所以在进行水文地质勘察的过程中需要勘察的重点信息也不一样,但是无论哪种工程项目要施工,前期的水文工程费地质勘察都是非常有必要的。

2水文工程渗漏与防治措施

2.1渗漏问题的检查方法

工程的水渗漏包含有多种形式,具体可以分成:点漏、缝漏以及面漏。根据渗水量的多少又可以分成慢渗、快渗、漏水以及管涌渗水等形式。对于渗漏必须进行及时、仔细、认真的检查,否则小小的疏忽都有可能造成工程的毁坏。对于工程渗漏的检查办法主要分为以下几种:

(1)宏观方面查找渗漏,即在渗水现象比较明显的区域,通过肉眼进行观察,直接查找到渗漏的区域,在必要的时候可以凿开特别湿润的区域查找真正的渗漏地点。

(2)运用干水泥粉查找渗漏,对于一些渗水量非常小的的部位,可以先把该部位擦干,然后施上一些干水泥粉,如果一段时间后,干水泥粉的表面存在湿点或是湿线,则该区域为漏点。

(3)运用胶浆找漏,如果渗漏的水量非常小,且面积比较大,可以先将该面积擦干,然后在其表面擦上一层水泥浆,在施以干水泥粉。如果表面存在湿点或是湿线,则该区域为漏点。

(4)凿开槽沟找漏,如果工程的转角部位出现了渗漏现象,则需要沿着水路寻找渗漏源头,这种情况用以上办法难以有效,这时就需要在建筑结构中凿开一段凹槽,这样才能真正找到渗漏部位。

2.2工程渗漏问题的处理技术

水文地下工程出现渗漏问题是比较常见的也是必须及时处理的工程问题,对于渗漏水问题的处理一般都是采用以排为主、排堵结合的办法来进行的。也就是疏导排出地下岩石中的渗水、裂缝水以及涌水,堵截并且引走地表水向工程内部渗入的途径。采用封堵的办法,将渗水的源头堵住。具体来讲主要技术包括:

(1)引排法。这种办法是针对渗水量较大,渗水已经成滴漏、线漏或是涌水的现象,此时可以采用引排的方法,将渗漏的水引到排水沟中排出。这种引排的办法可以分成三种:第一,明排引流。当工程的渗漏出现点状、线状的渗漏,或是渗漏面积很小,出现蜂窝状的小空洞,并且渗水量很大时,这种情况可以采用明排法排出渗水,就是在渗水的地方凿开一段,达到渗水层,然后埋设聚水漏斗,在漏斗的下部插入导管,将渗水通过导管排到排水沟中,这种办法通常用于处理一般性的渗漏问题。第二,暗排引流。这种办法就是在渗水处凿开一段Y形的水槽至排水沟部位,在Y形槽的地步设置引水通道(比如铁皮槽、排水板等),通过槽沟将渗水排到排水沟,再在渗水表面施以防水的砂浆或是涂料形成防水层[1]。第三,明排与暗排相结合的办法。这种办法主要是用于工程拱顶或是侧墙出现渗漏问题严重的时候。

(2)封堵法。对于出现渗漏部位的引排处必须进行封堵,以防止渗水源源不断地向建筑内部渗入,具体的办法包括:第一,修补渗漏的部位,如果出现渗漏的部位不大,是比较小的空洞、裂缝,这时可以直接采用促凝的水泥或是防水涂料对漏水部位进行封堵。第二,抹面,对于渗漏面积较大的渗漏问题,可以采用在多层的抹面、防水涂料、防水砂浆等建立刚性的防水层。堵住渗漏进来的水。第三,压降,就是把防水的材料压涂到出现渗漏的空洞、线面上。起到防水的作用。第四,黏贴,当出现活动性的裂缝、开裂缝等问题时,可以采用树脂等粘接材料,把橡胶板、塑料布、玻璃丝布等材料粘结到渗漏处。

3总结

水文工程地质条件的勘测以及工程渗漏问题的处理是在工程建设过程中必须解决的问题,在施工之前必须对工程地点的水文地质条件进行详细的勘测,针对工程的作用、施工特点、工程结构等因素,做好水文数据的整理和总结,为工程施工提供参考资料。在施工中或是完工后要对工程是否有渗漏问题进行仔细的排查,针对渗漏的特点可以采用引排法或是封堵法等办法,对渗漏进行处理。只有充分的前期准备、细致的工程问题检查,才能排除如渗漏等问题对工程的影响,保证工程质量。

第5篇

关键词:主采煤层;顶底板稳定性;地层;构造;安山

中图分类号:P2文献标识码: A

0引言

安山井田是陕西府谷庙哈孤矿区两大井田之一,行政区划隶属府谷县庙沟门镇管辖。由于其地理位置偏僻,处于陕北侏罗纪煤田神府矿区东北角边缘地带,加上煤系遭受冲刷剥蚀及火烧严重等原因造成煤系保存较少、资源前景不被看好,在煤炭资源国家非规划矿区内。目前,安山煤矿1001工作面已经布置到位,开始从基本建设矿井向生产矿井转型。本文充分考虑基岩风化破碎带顶底板条件,通过对井田内岩层的工程地质岩组进行划分,并依据RQD值、M值、z值对主采煤层的顶底板稳定性进行综合评价,提出煤炭开采工程中的工程地质问题。

1 岩石工程地质特征

1.1区域地层特征

井田区域地层区划属华北地层大区鄂尔多斯分区之一,各时代沉积构造特征与华北地台近于一致,主要以中生代陆相沉积为主体,含煤地层归属鄂尔多斯盆地中侏罗世含煤构造一陕北侏罗纪煤田的一部分。

区内地形切割强烈、呈沟壑梁峁地势,山梁、缓坡大部分被第四系黄土及新近系红土覆盖,沟谷、陡坡均为基岩出露区,区内地层分布由老至新有:上三叠统永坪组()、下侏罗统富县组()、中侏罗统延安组(J2y)、新近系(N:)及第四系(Q)。同时,区内不同程度的烧变岩蜿蜒分布于井田各大沟谷两侧,引起的破碎带和裂隙密度带发育充分,张性裂隙纵横交错。另外,基岩风化层厚度大,基岩风化较为严重。

1.2工程地质岩组划分

井田上覆松散层厚,主要由松散冲积层和红色粘土层组成。井田范围5。煤埋深浅,基岩薄,大部分地区基岩为侏罗纪延安组(J2Y)第一段至第二段残存厚度部分,主要有以下几组。

风化岩组:指基岩顶部5―30 m深度范围内具有已风化特点的岩石,颜色为灰黄色、浅灰绿色、灰白色的粉砂岩、细砂岩。一般基岩面愈高处,风化层厚度越大,基岩面低洼处,其风化层厚度较薄。基岩遭受长期风化作用后,物理、水理、化学性质都发生明显改变。风化作用往往破坏岩体结构面,使岩体组织结构发生变化,力学强度降低,破坏了岩体的完整性。风化岩层由上到下风化程度逐渐减弱,强风化带原岩结构破坏,疏松破碎,孔隙率大,含水率高,粘土矿物含量逐渐增加,在岩体的结构面中富集粘土矿物形成软弱泥化夹层,对岩体的强度和破坏具有控制作用。

洛河中细粒砂岩组:岩性单一,是一套砖红色中细粒砂岩,成份以石英为主,长石少量,分选良好,次圆状,铁泥质胶结,大型板状交错层理,质地疏松,易风化。粗砂岩类型:基本顶中局部含有,厚层状,成份以长石砂岩及长石石英砂岩为主,局部地段含砾,含少量菱铁质砂岩、蒙脱质粘土岩,分选中等,孔隙发育。

中砂岩类型:灰白色,成份以长石为主,含石英及岩屑,泥质胶结,岩芯以长柱为主,夹黑色泥质条带,分选中等,较坚硬,抗压强度经测试平均为50.17 MPa。

细砂岩类型:灰白色、浅灰色,成份以石英为主,含长石及岩屑,分选中等,缓波状层理,上部岩芯以长柱状为主,下部岩芯多呈短柱状。岩石坚硬,敲击较难破裂。抗压强度经测试为15.18―82.48 MPa。

平均为57.65 MPa。粉砂岩类型:灰至灰黑色,细碎屑岩以粉砂岩占优势,局部夹蒙脱质粘土,近水平层理。较坚硬,抗压强度经测试为25.10~84.10 MPa,平均为49.25MPa。

泥质粉砂岩类型:灰色,成份以石英长石为主,泥质胶结。岩石坚硬,敲击较难破裂。抗压强度经测试为44.46~74.41 MPa,平均为61.09 MPa。泥岩类型:灰色、深灰色泥岩,泥岩多局限于个别层位,厚度较薄,一般为煤层顶底板;常见泥灰岩透镜体、菱铁质砂泥岩,砂岩多钙质交结,沉积上反映弱碱性水介质环境,近水平层理,岩性较均一,易风化,遇水崩解。饱和抗压强度为43.63 MPa。

1.3主要工程地质问题

区内主要工程地质问题:①属火烧残留区,井巷掘进过沟谷坡地基岩风化,顶板破碎,节理裂隙较为发育时的顶板冒落及支护问题;②井巷穿越风化破碎带时的导水性及稳定性,近风化带水体下采煤留设防水煤柱问题;③顶底板泥岩遇水膨胀顶板弱化底板底臌问题;④暴雨期诱发的地质灾害。

2 主采5‘2煤层顶底板特征及综合评价

2.1 主采煤层5≈煤层顶底板工程地质特征

5 q煤层顶板岩性以粉砂岩、泥质粉砂岩为主,粉砂质泥岩次之,有少量泥岩、细粒砂岩及中粒砂岩。煤层底板以粉砂质泥岩、泥岩粉砂岩、粉砂岩、细粒砂岩为主。

老顶:以粉砂岩为主,全区大部分布。次为细粒砂岩和粗中粒砂岩,主要分散分布在井田北部。局部地区岩体风化,岩体中等完整,顶板中等稳定。

直接顶:以泥岩及粉砂质泥岩为主,粉砂岩次之,有少量细粒砂岩及中粒砂岩。在南部主要以泥岩为主,成片分布,中部在钻孔ZKl8-09、ZKl8―15、ZKl8―17四周呈小片状分布。北部大片区域直接见老顶。

伪顶:零星分布,多为泥岩。在煤层边缘趋于尖灭处当直接顶为泥岩时,泥岩分层厚度变薄时存在,较松散,易风化破碎。

直接底板:岩性以泥岩、粉砂质泥岩和泥质粉砂岩为主,厚度稳定,遇水易膨胀,属不稳定型(I~Ⅱ)较稳定型。

老底:主要为泥岩、粉砂质泥岩和泥质粉砂岩,岩体完整,稳定性较好。局部以中粒砂岩和细粒砂岩为主,钻孔见粗粒砂岩。

5。2煤层:条带状结构、沥青光泽、坚硬、性脆。赋存于延安组第一段中部,煤厚0.40~3.90 m,平均厚度2.26 m,煤厚变化较小。结构较简单,有稳定的一层夹矸,厚度0.08~0.40 m,粉砂质泥岩。总体属于赋存区范围内全部可采的稳定煤层。

2.2主采煤层5’2煤层顶底板的综合评价

RQD值分类:RQO值分类是划分岩块和岩体质量的重要指标,根据国家颁布的GB 12719-91《矿区水文地质工程地质勘探规范》标准,考虑岩组风化及未风化两种状态,对本区的RQD值分类如表1。

根据本区RQD值统计,可以看出RQD值中细砂岩最高,岩体中等完整,5。2煤层上大部分布的粉砂岩次之,粗砂岩少量分布亦次之,泥岩及砂质泥岩最低,尤其是风化状态下泥岩为42.30%,砂质泥岩为41.77%,均属岩体质量劣、岩体完整性差。为了对岩体质量作更进一步的评价,下面分别采用岩体质量系数法(z)和岩体质量指标法(M)对岩体质量进行评价,仍然考虑岩组风化及未风化两种状态,以充分考虑煤层顶板基岩风化破碎带条件。

计算结果见表2及表3。

3 结论

(1)根据RQD值分类及M值、z值评价结果,本区5‘2煤层顶板基本为中等岩体质量,岩体完整性属中等完整,煤层顶板属较稳定~不稳定型顶板及煤层底板属不稳定型一较稳定型底板。

(2)先期开采地段主采煤层埋藏较浅,沟谷地段顶板风化严重,进行采掘活动时应注意顶板和巷道维护,以防止地面塌陷、顶板冒落等地质灾害事故的发生。

(3)根据以上相关分析,在未来井田开采及其他采区采掘过程中,提出以下工程问题予以重视:

①在开采侵蚀基准面以下煤层时,注意老窑积水及丰水期洪水的灌入;②当在地表水体、其它蓄水设施下以及冒落带、导水裂隙带范围内采煤时,顶板一旦冒落,裂隙带极有可能贯通至风化带,导致地表水涌入,影响正常开采;③区内降水主要集中在7―9月份,尤以8月份最多并多以暴雨形式出现,易形成洪水、同时诱发各类地质灾害,应加强区内采掘开采沟谷坡地地段地形变形监测。

参考文献:

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【3】张文永,徐胜平,黄芳友,吴基文。基于资源勘探 资料的煤矿工程地质条件研究【R】安徽省煤田地质局第三勘探队。2007

【4】范立民.陕北地区采煤造成的地下水渗漏及其防治对策分析[J].矿业安全与环保,2007,34(5):62-64.

【5】范立民,王国柱,刘社虎.浅析榆神矿区矿井水及其利用[J].煤炭工程,2008,1:56-59.

作者简介:

第6篇

关键词:矿区;工程地质;环境地质;评价

1工程地质评价

1.1矿区岩土体分类矿区岩土体类型主要有两大类:第四系松散岩类及硬质岩类。1.1.1第四系松散岩类主要为第四系坡洪积和人工堆积软弱碎石土,分布于柴家沟沟谷及两侧山坡处,厚度1-12m。砾石主要以花岗岩及花岗斑岩碎屑为主,一般粒径0.2-3cm,最大10cm,砾石以次棱角状为主。人工堆积软弱碎石土类主要为矿山巷道采掘及开采产生的废石,堆积状态松散-稍密,承载力和稳定性均较差。1.1.2硬质岩类硬质岩类主要为矿区范围内的花岗岩、花岗斑岩及角砾岩,为矿体周围的主要围岩。花岗岩:肉红色,粒状结构,块状构造,出露岩石为强~中等风化。矿物成分主要为石英、长石和云母。花岗斑岩:灰白色,斑状结构,块状构造,出露岩石为强~中等风化。斑晶矿物成分主要为钾长石、石英及少量斜长石等,基质为长英质。角砾岩:灰黑色,砾状结构,斑杂状构造,出露岩石为强~中等风化。主要由花岗岩、斜长石、正长石、石英等晶屑组成。1.2岩体风化及裂隙发育程度岩体上部为强风化带及中等风化带,风化裂隙发育,裂隙宽度1-3mm,把岩体切割成大小不等的块体,块内保持母岩结构,块体多角形。中等风化带下部为弱风化带,属弱风化-微风化带,裂隙发育程度较差,裂隙宽度小于1mm,少量裂隙把岩石切割成较大的块体,岩石不易击碎。1.3矿区工程地质评价1.3.1围岩岩体质量评价矿区主要矿体围岩为花岗岩、花岗斑岩及角砾岩。通过进行统计,花岗岩、花岗斑岩、角砾岩的RQD值平均值为70%、75.1%、80%。矿体顶底板围岩岩体完整性大部分为中等完整~较完整,少部分岩体完整性差~破碎。用岩体质量指标(M)衡量,采用近似公式M=Rc300RQD计算了M值。花岗岩、花岗斑岩、角砾岩岩体质量指标M值分别为0.17、0.23、0.34,岩体质量均为中等,岩体分类为Ⅲ。1.3.2矿区工程地质评价第四系松散岩类分布于沟谷及两侧,堆积状态稳定,岩土体条件较好;其中人工堆积物由采矿弃渣废石组成,承载力和稳定性均较差。硬质岩类广泛分布于矿区全部,岩层表面为强风化~中风化,岩石破碎,节理裂隙发育,岩石完整性一般,局部边坡稳定性差。下部岩石致密完整、压缩性小,工程地质性质良好。

2环境地质评价

2.1区域构造稳定性评价矿区区域构造为东西向承德-平泉和红石砬-大庙-娘娘庙深断裂基础上迭加了北东向平房-桑园大断裂,构成了菱形棋盘格式构造格架。受区域构造的影响,东西、北东及北西向等多组次级断裂发育明显。2.2矿区环境地质评价2.2.1矿区环境水文地质矿山巷道掘进及开采产生的废石虽然堆放量较大,但是废石化学成分基本稳定,不易分解出有害组分,矿体和围岩中亦不含放射性物质和其他有害化学元素,对地下水不会造成污染。目前矿区范围内的矿山工作人员,以当地地下水为饮用水源,水源基本充足。预测矿山开采日涌水量约为600m3/d,矿于地表至地下约600m深处,矿山排水时的含水层主要为基岩裂隙含水层,该层含水量较小,地下水下渗微弱,矿区范围内无常驻居民,矿山开采疏干排水时,其影响半径为1030m,对矿区下游王家营子村居民的生活用水存在一定影响,可能导致王家营子村附近地下水位下降,因此矿床开采对当地居民生活用水可能存在影响。2.2.2矿区环境地质矿区内大部分地段原生环境状态基本未被破坏。巷道掘进开采产生的废石的堆放对地形地貌造成了一定程度的破坏,同时平硐及斜井硐口的开挖形成不稳定边坡,在强降雨时容易发生滑坡地质灾害。矿区内的废石堆内堆积的废石顺山坡沿沟谷堆放,由于坡度较大,废石等的堆放又较松散,且废石堆无挡墙、排水渠等工程措施,因此废石堆为泥石流的形成提供了物源。对矿区内的柴家沟进行泥石流沟谷易发程度量化评分:矿区内柴家沟汇水面积约2.99km2,属泥石流易发沟谷,因此矿山内容易遭受泥石流地质灾害的影响。泥石流危害对象是矿山作业人员、机械设备及下游运矿道路及村庄,地质灾害危害程度较严重。因此,将矿区范围按环境影响程度分为两个区。其中矿山地质环境影响严重区为矿区内的废石堆积区、地下采区的范围,矿山地质环境影响一般区为矿区内除废石堆积区、地下采区外的其他范围。2.2.3矿山开采对环境的影响矿山采用地下开采方式开采,其硐口的开拓占用了部分的土地植被资源,改变了原有地形地貌景观,对土地植被资源破坏严重。矿山开采过程中采矿设备机械会产生一定的噪音和粉尘,应采取相应环保措施。矿床开采产生的废石无序堆积,不仅占用土地,而且破坏植被,会引起严重的水土流失、堵塞排水沟道,引发泥石流地质灾害,造成生态环境失衡。同时矿区开采产生的废石随意堆放可能造成不稳定边坡,引发崩塌、滑坡等地质灾害。

3结论

第7篇

[关键词]隧道工程 地质条件 水文条件 地质评价 围岩类型

[中图分类号] U452.1+1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-3-27-2

现如今,伴随隧道工程施工技术的完善,勘察时期和施工图阶段的勘察均为了解隧道工程的水文、地址条件指明了方向,本文首先分析隧道工程的地质条件,接着通过探究水文地质条件就隧道工程的施工提出若干可行性建议。

1隧道工程的地质条件分析

1.1地层岩性

隧道区域露出上放均为第四系的残破积土,土层厚度偏薄,仅分散地分布在山坡的冲沟及外表内部,下部为青灰色的页岩、白云质的石灰岩及含钙丰富的泥岩等。

1.2地质构造

由于隧道工程常会受到山体物理运动的显著影响,其内部区域的平相挤压力度较大,次级极易发生褶皱弯曲,同时,该区域内的山体发育还带有扭压性的破碎带,然而,其规模相对较小,隧道的扭压性破碎带同隧道轴线条所形成的角度正好为45°,其发育中的方向大都为50°-70°,并朝着东南方向歪斜,这时的歪斜角度大致是60°。隧道工程所在地的地表伸展距离并非固定的,其宽度的平均值为7米,能对20米范围内的地表环境产生较大的影响。

依照相关的地震运动参数划分图,总的来讲,通过对工程进行反复勘测得知,工程所在周边地方的地震峰值的物理加速度约是0.05g,依照隧道工程防震性能的规范标准,在对该工程进行施工作业时,其抗震的设计必须提升一级。

1.3岩体的结构及类型

通常情况下,隧道下部岩体为青灰色的页岩、白云质的石灰岩及含钙丰富的泥岩等。隧道进口区段重点发育两个组的节理,出口区段重点形成为两组节理,这些节理均已发育成熟,并且上方略微张开,下方紧闭,通联度较顺畅,洞身的岩体,其节理缝隙发育相对迟缓,明显不如上述已发育岩体。

因受到物理风化及地质构造作用力的影响,洞体的埋藏深度不尽相同,岩体结构自然各异,主要有破碎型镶嵌构造、碎石态的碾碎构造、破碎状块石构造等。

1.4地形、地貌条件

该隧道工程的在建区由于长年累月受到物理风化及腐蚀作用,加上本身处于丘陵地形区,冲沟发育较为显著,其冲沟的流动方向主要为西北方,隧道工程的施工现场内,山体总体延展角度大致为125°,同时,其相对高度差值为60米,隧道工程现场的地形坡度通常在20°-45°之间。除此以外,隧道工程所在地的山坡表面已广泛地栽培植株,在个别区域范围内会探测到基层岩石。

2隧道工程水文地质条件探究

就当前而言,隧道工程区域内部的地表水尚未彻底发育,在上方缺乏积水补给,地表径流缺失。其中,隧道的进、出口段均发育成为割切程度较高的沟谷地带,在夏季汛期时,往往有较多的地表水汇聚于此。因工程所在区域的上方覆盖层相对偏薄,岩石受到物理风化作用的缝隙出现了一定的发育进度,直接致使地表水易于沿这一系列缝隙渗透到洞内去。

地下水包含风化作用的岩层缝隙潜水,同时也有第四系残余层带中的缝隙潜水,因常年受大气降水的供给,其潜水水位的实际深度同地面的标准高度明显呈现正相关关系,其流动的方向经分水岭汇聚到负地形带,伴随季节的变化发展,该隧道工程现场地下水的动态特征也同时呈现明显的变化。与此同时,因主洞室的缝隙的发育迟滞,微风化岩层的厚度较大,其缝隙伸展性相对低下,直接造成工程内部的地下水总量异常缺乏。经对工程区域内水质的检测,不难发现,本区地下水与地表水均不对混凝土构成侵蚀作用,从这个角度看,隧道工程水文地质条件相对简单。

3隧道工程地质状况的科学评价探析

3.1隧道进、出口区段的地质评价

首先是左线进出洞口,隧道工程进入洞口的洞顶板,其层厚大都在0-4米之间,属二型围岩,构造类型是破碎态的压碎结构,其平稳程度较差,发育成洞的效果不理想。所以,在隧道工程设计阶段,需严密考虑延长隧道,其出口处的洞顶板的厚度通常为0-8米,同进洞口相同,均属二型号的围岩,是块石碎状的构造,其平稳性能相对较差,顶部板厚偏薄,极大地增加了成洞的难度。

其次是右线进出洞口,该洞口的区段长约33米,其地形的坡度十分陡峭,坡度大致在30°-35°之间,洞室的顶部板厚约是0-15米,属典型的三类围岩。而其出洞口坡度歪斜角度是45°,内部具有典型的裂断碎石带,隶属二型号的围岩,其宽大致是7米,能对20米范围内的地质环境产生深刻的影响,发育成洞的难度偏大,整体性能相对低下。

3.2隧道洞身项目工程的地质评价

隧道洞身段的地形落差偏大,洞身山梁区段,埋藏的深度较大,围岩多以生物碎屑灰岩、白云质灰色岩石体构成,节理的缝隙有了一定的发育,从总体来讲,围岩的整体平稳性能相对一般。

洞身具有3条的断层,其中一个断层分布在钙质泥岩周边区,易产生汇聚流水的管道,当开采挖掘洞室时,其地下水会轻易地沿着该管道产生喷涌流动或突泥的现象,这个区段的地下水水位压力及水量均偏大,深受降水影响,疏导有一定的难度。

4隧道工程的施工对策

结合工程项目的地质水文条件,注重分析隧道工程在设计、施工过程中要采取的有效措施:

4.1明确施工规划,合理分配职责任务

众所周知,隧道工程是一项系统、繁杂的任务,牵涉到诸领域的工程施工常识,为此,负责施工建设的企业要忠实地履行职责,引领施工人员积极稳妥地开展好各项施工规划,根据地质地貌特征和区域水文地质条件,编制出一套切实可靠的施工设计方案。定时定期对施工建设者进行施工技能的培训,引领其掌握施工技术方案,特别要正确地结合隧道工程的地质水文现状,依托水文地质条件,有的放矢地搞好各类建设任务。

4.2左线进出洞口的施工要领

经反复分析及调查研究洞口区段的地质特征,可采用浅埋隧道的方式,设定一些明洞,在盖顶推行回填工艺,在洞口的纽带区段运用前沿的导管注浆工艺或锚杆支护,并借助于导坑法予以开挖。除此以外,在施工过程中,还需定期开展喷洒浆液工作,杜绝岩石由于丧失水分出现裂开、干瘪现象而引致洞室掉块或坍塌的情形。

4.3右线进出洞口的办法

因洞口纽带区段的围岩页岩微风化作用所产生的缝隙发育相对成熟,其一旦脱水裂开后,该围岩过完的物化性质便会随之变化,要设置出对应的先进锚杆,进而稳固住洞顶和洞壁较易出现松弛的围岩,并在其个别部位采用加固钢筋有效地支撑,按时执行浇筑混凝土的作业任务。需特别注意,在首次锚喷的过程中,需开展初始化的支护工作,并在其个别部位的围岩连接处,增加一定的钢筋网。

5结语

综上所述,伴随社会经济的跨越式发展和突破,隧道工程项目的数量与日俱增,使社会各界对隧道工程的性能和质量要求愈发提高。由于隧道工程是一项较为复杂、专业化要求较高的项目,因此,必须首先弄清隧道工程的地质及水文地质条件,加大对其调研的分析,在施工前的准备阶段,必须搜集相关资料数据,在精确把握工程所在地的水文地质现状后,科学划分地址类型,进而保障工程建设的顺利开展。

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第8篇

关键词:水库;主坝区;工程地质条件

中图分类号:TV223.4 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)21-0166-02

1 工程概况

该水库位于瑞安市锦湖街道新星村长山溪中,水库集雨面积3.9 km2,主流长度1.0 km,河道坡降7.69%,水库总库容172万m3,正常库容111.7万m3,为小(一)型水库。水库主坝为黏土心墙坝,坝顶高程61.6 m,最大坝高19.1 m,坝顶宽约5.0 m,坝顶长度87.995 m,正常蓄水位58.00 m,迎水坡坡比1:3.85~1:1.67,背水坡坡比1:2.94~1.90。水库副坝分南北二条,均为黏土心墙坝,北副坝坝顶高程61.4 m,最大坝高为9.6 m,坝顶宽约3.2 m,坝顶长度为114.2 m,迎水坡坡比1:1.8~1:2.48,背水坡坡比1:2.91~2.08。南副坝坝顶高程62.6 m,最大坝高为4.4 m,坝顶宽约3.65 m,坝顶长度为39.2 m。溢洪道为宽浅式,进口底高程为57.5 m,进口宽度14 m。放空隧洞为城门洞型,尺寸2×2 m,长度199.79 m,进水口高程46.00 m,出水口高程42.85 m。

2 水库区地质概况

2.1 地形地貌

该水库位于瑞安市境内西北部,区内地形总趋势呈东北高西南低,属低山~丘陵区。水库库岸山体上部陡峻,山坡坡度30~40?,溪谷多呈“V”字型,覆盖层厚度较薄,下部稍平缓,山坡坡度15~25?,溪谷多呈“U”字型,覆盖层厚度较厚,河谷中漫滩、阶地较不发育,表现出以下切为主的侵蚀剥蚀地貌形态。区内植被发育,水土保持较好。

2.2 地质构造与地震

本区属我国东南沿海二等地震带的东北端,接近三等地震带,受远场地震波影响,为少震或弱震区,近代地震的特点是强度弱,震级小,频度低。

根据《浙江省地震目录统计》,近两个世纪,温州市及邻域曾发生三次具破坏烈度的地震,分别是发生于1813年10月17日的温州4.75级地震(震中烈度Ⅵ度),1926年6月29日浙闽交界以东海域5.25级地震和1960年7月21日平阳东海域5.0级地震,但它们对本域均未造成破坏性损失;另外还有3.0~3.9级地震7次,小于3.0级地震>10次。

按1990年全国地震区划图,本区为基本稳定区,未划入震级>5级的危险区。据《中国地震动参数区划图》(GB 18306-2001),本区地震动峰值加速度属0.05 g区,抗震设防烈度为6度,设计地震分组为第二组,拟建场地属抗震不利地段。

2.3 地层岩性

工程区地层岩性较简单,出露的地层主要有:①第四系全新统松散堆积物(Q4):由黏土、粉质黏土、块石、含碎石粉质黏土组成,沿平缓山坡、山麓地段及冲沟、河床、河漫滩分布。厚度一般小于4 m。②侏罗系上统九里坪组酸性凝灰岩(J3j):灰白色,凝灰质结构,块状构造,局部具有流纹状构造。是晚侏罗世火山活动第二旋回晚期的产物,下伏高坞组熔结凝灰岩。③侏罗系上统高坞组凝灰岩(J3g):浅灰色,岩性为流纹质晶屑玻屑熔结凝灰岩,为中酸性、酸性火山碎屑岩,凝灰质结构,假流纹状构造。晶屑多为石英、长石及少量暗色矿物,是晚侏罗世火山喷发第一旋回全盛时期的产物。

2.4 水文地质条件

工程区属亚热带海洋性季风气候区,湿润多雨,地表水系较发育,迳流水活跃。河水流量受降雨影响,季节性变化较大。工程区内地下水主要为第四系松散堆积物中的孔隙潜水和基岩裂隙水,孔隙潜水主要分布于中部山间盆地、平缓山坡、山麓、沟谷,河床及两岸地段,赋存介质为第四系沉积土和坡残积土中,含水层为含黏性土的碎石,埋藏较浅,厚度变化大,水位变化大,季节性变化大,富水性较贫乏~中等,向低洼处以泉的形式、蒸发、植物蒸腾向外排泄。基岩裂隙水分布于低山丘陵区,基岩透水性较差,多属弱透水岩层。赋存介质为凝灰岩的风化裂隙和构造裂隙,含水层厚度变化大,无统一地下水位,富水性变化较大。主要受大气降水补给,沿裂隙向沟谷及平原区以泉的形式排泄。

2.5 库区工程地质条件评价

库区淹、浸没区未发现大片农田、文化古迹及有开采价值的矿产,未见土地沼泽化、盐渍化,不存在淹、浸没问题。由于库区山体下部覆盖层较厚,且修建乡村道路时对山体进行了少量开挖,另库区分布有多个小型采石场,有一定量的固体颗粒在流水冲刷条件下淤入库区,存在一定的淤积问题,库岸坡度较小,地形较为平缓,不会引起大规模的库岸塌滑,库岸基本稳定。

3 主坝工程区工程地质条件及评价

主坝为黏土心墙坝,迎水坡采用干砌块石护坡。坝基为侏罗系上统高坞组浅灰色凝灰岩,左右坝肩为侏罗系上统九里坪组灰白色凝灰岩。

3.1 坝体

坝体填筑土(rQ)自上而下分别描述如下:第Ⅰ层块石:为大坝迎水坡护坡块石,层厚0.3 m,部分为卵石,直径30~40 cm,个别大于50 cm。块石护坡体多呈弱风化状,部分呈强风化状,岩性杂乱,多为凝灰岩,块石间夹有少量黏性土,且块石间结合不紧密,空隙较大,呈松散状。第Ⅱ1层角砾混粉质黏土:黄~黄褐色,稍湿,中密状。碎石含量约15%,砾石含量约占25%,砂粒含量约占15%,粉黏粒含量约占45%。碎石粒径30~40 mm,最大粒径为200 mm,碎石呈棱角状,岩性较单一,为凝灰岩,大部分呈强风化状。粗颗粒分布不均匀,土质不均匀,主要分布坝体高程约46 m以上,为建坝时从附近山挖掘的风化及残坡积土。第Ⅱ2层含角砾粉质黏土:灰黄色~深黄色,稍湿,可塑~硬塑状,中等压缩性。碎石含量约5%,砾石含量约占20%,砂粒含量约占10%,粉黏粒含量约占65%。碎石粒径20~30 mm,最大粒径为80 mm,碎石呈棱角状,岩性较单一,为凝灰岩,大部分呈强风化状。粗颗粒分布不均匀,土质不均匀。主要分布坝体高程约46 m以下,为建坝时从附近山挖掘的风化及残坡积土。

迎水坡高程56 m以下护坡块石在波浪冲蚀下部分已塌落,高程56 m以上部分块石松散,空隙较大,部分已塌落,并生长少量杂草,块石对坝体的防护作用明显减弱,部分块石呈强风化状,强度及抗冲能力一般,由于部分块石有较好的磨圆度,导至块石间隙较大。

背水坡坝体与两岸山体接触带未修建截、排水沟,山体坡面汇水对坝体有一定的冲刷作用,对坝坡稳定不利。

坝体填筑土由Ⅱ1与Ⅱ2组成,填筑土料来源于附近山体表层的风化及残坡积土,Ⅱ1与Ⅱ2层分层界线一般在高在46 m,Ⅱ1层较Ⅱ2层碎石含量高,Ⅱ1层较Ⅱ2层工程特性稍差。

3.2 坝基工程地质条件及评价

坝址所处两岸山体不对称,左岸山体高大、厚实,山坡稍陡,山坡坡度25~30?,山顶高程约80 m。右岸山体略显得单薄。相对左岸山体稍缓,山势低矮,山体坡度在10~15?。两岸山体基岩均有,现状稳定。河床内冲洪积层厚度2~4 m,呈侵蚀剥蚀地貌形态。植被较发育,且水土保持较好。

左右坝肩上部为侏罗系上统九里坪组灰白色凝灰岩,下部为侏罗系上统高坞组浅灰色凝灰岩。库区坝肩左侧山体表层为强风化层,厚1~2 m,下伏弱风化岩体,坡度20~25?,抗冲刷能力较差,存在小规模的坍塌,不会危及坝体安全,右侧山体平缓,坡度10~15?,现状稳定,分析认为不存在近坝库岸稳定问题。

Ⅲ2层强风化凝灰岩:灰黄色,浅灰色,岩体破碎,岩芯呈碎块状,半柱状,节理、裂隙较发育,该层与坝体接带漏水较严重,注水试验中,注水试验渗透系数K=5.2×10-3~8.50×10-3 cm/s,属中等透水性。

Ⅲ3层弱风化凝灰岩:浅灰色,块状构造,局部具有假流纹状构造。河床两岸基岩大部,较完整,表面呈弱风化状态。河床内基岩裂隙较发育,见铁、锰质渲染,岩芯呈短柱状、碎块状、长柱状,节理、裂隙较发育,一般为陡倾角,闭合~微张。

根据地质调绘结合钻探成果,建坝时已进行清基处理,坝址区内未见第四系松散堆积物分布。强风化层在坝轴线坝中地段缺失,左右坝肩及坝轴线上、下游地段均有分布。左坝肩由上游至下游强风化层厚度逐渐变薄,厚度1~2 m,至背水坡与坝体接触带弱风化状基岩,右坝肩强风化层厚约0.5 m。迎水坡侧左右库岸岩体均呈强风化状,岩体破碎,背水坡侧左右山体岩体呈弱风化状,岩体较完整。

据调查,老涵洞2002年采用套井回填法进行封堵,涵洞至坝肩段及右坝肩段进行防渗处理,现老涵洞仍存在渗漏现象,流量3L /min,右坝肩背水坡马道下游侧3 m处存在渗漏,流量0.6 L/min。

综上所述,下游左右山体岩体较完整,未见渗漏点,存在绕渗的可能性小,坝体与坝址接触带(强风化层)渗透系数为坝体填筑土的4~5倍,分析认为左右坝肩均存在不同程度的接触渗漏,由于坝体填筑土渗透系数大,老涵洞封堵左右坝肩防渗处理长度较短,未彻底解决渗漏问题。

4 结论与建议

工程区域构造基本稳定,本区地震动峰值加速度属0.05 g区,抗震设防烈度为6度,设计地震分组为第二组,属抗震不利地段。原有资料及研究结果表明,坝体填筑土体为凝灰岩风化层及残、坡积土,土体中碎砾石含量较高。坝体填筑土不能满足《碾压式土石坝设计规范》中坝体填筑土防渗性能的要求。套井回填土不能满足《碾压式土石坝设计规范》中的防渗体防渗性能的要求。坝体填筑土不能满足现行《碾压式土石坝设计规范》中压实度的要求。该大坝在其安全性能方面存在较多隐患,建议对大坝进行除险加固处理。

参考文献:

[1] 张士辰.土石坝渗透稳定可靠度分析方法研究[D].南京:南京水利科学研究院,2004.

第9篇

关键词: 公路;工程地质;边坡稳定性;路基沉降

中图分类号:U442.2 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)04-0149-03

0 引言

滇东南地区是云南省岩溶发育地区,地貌类型主要为岩溶峰丛谷地[1~2],工程建设过程中,特别是公路工程建设开挖过程中易形成高陡边坡,对公路施工及运营安全产生较大影响。工程区位于云南省麻栗坡县境内,是连接滇东南与越南边贸区的重要交通要道,对云南省经济社会发展具有重要的意义。本文以该公路段建设为例,阐述工程区地质环境条件,分析说明岩溶发育地区修建交通公路可能存在的工程地质问题,并提出相应的处理措施。

1 地质环境条件

1.1 地形地貌 工程区地处滇东南岩溶峰丛谷地,地形标高介于1100~1140m之间,原始地形坡度介于35°~45°,整体地势呈西高东低态势,原始斜坡向东~南东向倾斜,地形地貌条件复杂。

1.2 地层岩性 工程区主要地层为二叠系中统吴家坪组(P2w)以及第四系残坡积层(Q4el+dl),其中吴家坪组地层根据岩性差异条件,可分为上下两段,各岩性段描述如下:

①第四系残坡积层(Q4el+dl):岩性为褐黄色含砾粉质粘土、碎石土,砾石成分为灰岩、砂页岩,全~强风化,少量弱风化,磨圆度差,粒径一般0.2cm~2cm,砾石含量5%~10%,局部含量较高,约为15%,分选性较差,土层结构稍密~中密,稍湿~干燥,厚度一般介于0.2m~2.5m之间,主要分布于工程区西部表层面。②二叠系中统吴家坪组(P2w):下段(P2w2):该段岩性主要为灰白色白云质灰岩,隐晶质结构,呈中~厚层状,岩质较坚硬;岩层产状为123°∠55°,主要发育两组节理裂隙,均为张性节理,有少量泥质填充,节理产状分别为197°∠36°、67°∠78°,节理间距0.5~2m,分布于工程区西部,是路堑边坡的主要组成结构。

上段(P2w1):该段岩性主要为褐黄色泥岩夹泥页岩,呈薄层状,岩质较软;岩层产状为83°∠42°,主要发育一组节理,节理产状为255°∠55°,节理间距为5~7cm,该岩性段广泛分布于整个工程区内,为工程区主要基底岩性。

1.3 地质构造及地震 工程区位于华南褶皱系滇东南褶皱带文山巨型旋钮构造中部,文麻断裂带东侧;区域内新构造运动主要表现为大面积的缓慢抬升,自喜马拉雅运动以来,新构造运动较强烈,地震活动频繁。按GB18306-2001《中国地震动参数规划图》划分,麻栗坡县抗震设防烈度为6度,地震动反应谱特征周期为0.35s,设计基本地震加速度值为0.05g。工程区地处地壳稳定区。

1.4 水文地质 工程区水文地质条件中等,地下水类型主要为基岩裂隙水、岩溶裂隙水及松散孔隙水,富水性强~中等;水文地质结构呈孔隙水~裂隙水双层结构特征;地下水主要接受大气降水补给,其中大部分降雨随地表径流顺地势向地势低洼处排泄,少量降雨下渗补给地下水,其中不同含水层之间存在水力联系,形成相互补给通道。

2 工程地质条件分析

2.1 工程地质岩组 根据岩土体结构类型和岩石物理力学强度等特征,工程区岩土体划分为松散土体(Ⅰ)、较坚硬中~厚层状弱岩溶化白云质灰岩岩组(Ⅱ)、较软弱薄层状泥岩岩组(Ⅲ)。岩组结构特征及可能引发的工程地质问题见表1。

2.2 工程地质问题分析 工程区主要工程地质问题主要表现为路堑边坡稳定性及路基不均匀沉降等。

2.2.1 路堑边坡稳定性分析 根据工程区地质环境条件,工程区施工开挖产生的路堑边坡大部分均为岩质边坡,边坡组成主要为白云质灰岩及泥岩岩体,本文选取工程区两个典型边坡采用地质分析法对边坡稳定性进行评价,分述如下:

①号边坡:如图1所示,边坡坡高15~40m,开挖边坡坡角约为60°,①号边坡坡体为二叠系中统吴家坪组白云质灰岩,属较坚硬中厚层状白云质灰岩岩组(Ⅱ),岩体物理力学性质较好,主要发育两组节理裂隙,均为张性节理;根据赤平投影分析(图2),岩层产状面与边坡坡面呈顺层关系,节理裂隙与岩层层面之间的交点均位于边坡投影弧同侧,因此,①号边坡处于不稳定状态。

②号边坡:边坡坡高为15~20m,开挖边坡坡角约60°,如图3所示,该边坡上部坡体为白云质灰岩,属较坚硬岩体,岩体力学强度较高,岩层产状为123°∠55°;边坡下部为泥岩,为较软弱岩体,岩质较软,岩体物理力学性质较差,岩层产状为83°∠42°;边坡结构面与岩层产状面基本呈顺层关系,且岩层倾角小于边坡坡角,岩体结构面不利于边坡稳定性。

边坡施工过程中,特别是雨季施工过程中,由于边坡下部岩质较软,降雨入渗讲导致下部较软岩体产生软化变形,加之上部较坚硬岩体强烈挤压作用下,边坡易产生坍塌破坏,进而导致边坡失稳导致崩塌、滑坡等地质灾害。

2.2.2 路基沉降分析 路基稳定性问题是公路工程建设过程中常见并较为突出的工程地质问题[3],公路路基不均匀沉降问题,主要受控于路基岩体受力不均以及岩土体的物理力学参数差异或岩溶塌陷问题。如图4所示,公路东侧为泥岩,属较软岩体,岩体物理力学性质较差;公路西侧为白云质灰岩,属较坚硬岩体,岩体物理力学性质较差。工程建设完成后,公路可能由于岩体受力不均等因素影响,路基产生不均匀沉降的可能性大。

降雨条件下,由于降雨易渗入地下,补给区内地下水含水层,处于饱水状态的泥岩岩体物理性质急剧下降,在汽车的震动碾压下,使路基岩体产生破坏,造成道路的损坏。其次,岩溶在公路工程地质问题中占据相当重要的地位[4]。受滇东南地区岩溶发育的影响,岩溶地区修建道路工程可能存在岩溶塌陷问题,导致路基出现不均匀沉降。

3 结论与建议

工程区地处滇东南岩溶发育区,地质环境条件复杂;出露地层岩性为二叠系中统吴家坪组(P2w)白云质灰岩、泥岩以及第四系残坡积层(Q4el+dl)松散土体;工程建设过程中施工开挖形成大量人工开挖边坡且多数为顺层坡,对边坡稳定性不利;受工程区岩性条件差异以及岩溶发育情况限制,工程区修建道路工程引发路基失稳导致不均匀沉降的可能性大。

对边坡稳定性问题:工程区地处山区谷地,施工开挖形成大量挖方边坡,且多为顺层坡,边坡稳定性差,工程施工过程中,应加强对开挖边坡合理设计开挖坡比,对开挖高度较大的边坡,建议采用分台开挖;对顺层高陡边坡建议采用锚固措施予以处理;对岩质较破碎易发生崩塌地段建议使用栏石栅拦。

对路基不均匀沉降问题:应加强对路基的支护,同时做好道路工程疏排水工作,避免由于地表水下渗,导致路基岩体软化产生不均匀沉降,危害道路安全稳定运营;对灰岩地区应重点调查工程区岩溶发育情况,对可能引发路基不均匀沉降的岩溶发育区作重点论证,并设计合理的支护处理措施予以完善补充。通过对工程区地质环境条件的分析,笔者认为,公路工程修建,特别是山地岩溶发育区,修建重要交通工程设施,工程建设前期应重点加强对工程地质勘察工作,重点查明工程区可能存在的不良地质现象及可能引发的工程地质问题,对其中影响较严重的工程地质问题加强论证;工程施工过程中尽可能减少对原始地质环境的滑坡,为施工和运营提高良好的条件。综合考虑,提出更加经济合理的处理措施,并根据公路沿线地质灾害发育情况进行必要的监测。

参考文献:

[1]中华人民共和国区域地质调查报告(马关幅)[R].云南省地质调查局,1976.

[2]中华人民共和国区域水文地质调查报告(马关幅)[R].云南省地质调查局,1976.

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