工程地质是一门认知工程-地质相互作用规律和过程的科学,它的使命是保障人类工程活动的安全。下面是我为大家整理的工程地质论文,供大家参考。
工程地质论文 范文 一:隧道工程地质雷达检测分析
【摘要】通过实际工程应用,介绍地质雷达的特点、原理和探测解析 方法 ;在隧道工程的超前地质探测预报以及隧道结构检测的应用中,证明了地质雷达的实用性、先进性及其实际应用中的重要作用。
【关键词】公路隧道;地质雷达;检测;超前预报;应用
1、工程概况
小北山二号隧道为长隧道,按左、右线分离布设。左线隧道起讫里程ZK19+571~ZK21+091,长1520m,揭阳端洞口采用削竹式,洞口设计标高30.353m,惠来端洞门采用削竹式,洞口设计标高17.398m,坡高0.5%~-1.317%,隧道最大埋深约209m。右线隧道起讫里程ZK19+599~ZK21+081,长1482m,揭阳端洞口采用削竹式,洞口设计标高30.493m,惠来端洞门采用削竹式,洞口设计标高17.490m,坡度0.5%~-1.321%,隧道最大埋深约212m。隧道位于丘陵地区,山体地形陡峭,山体植被较发育,山体发育花岗岩孤石,大小不一。隧址区基底主要为燕山期花岗岩,局部见辉绿岩岩脉,覆盖层由粘土、全~强风岩组成,基岩由中~微风化岩组成。隧址区地下水类型主要为 潜水 ,含水层主要为第四系松散层的孔隙及中~微风化岩的风化裂隙。
2、地质雷达的发展及其应用
随着社会的高速发展,有很多的方便加上很多的仪器可以在岩土勘察中使用,重要的方法有弹性波法及其电磁波法。在实际工程当中经常使用的电磁波法就是地质雷达,隧道地震探测仪比较适合远距离宏观的地质问题探测;并且地质雷达方法可以结合高频电磁波而进行非常快的无损伤探测,因此频段非常高的话可以在隧道结构当中进行检测。公路的隧道工程埋深、规模以及数量随着时间的增加而不断地变多,而在施工的过程当中也遇到了很多复杂的工程地质条件。虽然说在设计以前都作了非常详细地质勘察,但是在隧道实际的开挖施工当中,还会有非常多的问题发生的。从这些方面就可以很好地说明,在隧道施工过程当中的围岩稳定性状况以及一些掌子面前方的实际情况,并且做出及时地超前预报。当隧道发生一些事故或者竣工以后,应该结合现行的规范上面要求以及隧道本身的结构特性,不但应该在隧道的表面进行观测以及净空断面进行测量,需要的时候还应该采用地质雷达进行一些更深入的检测,例如围岩的密实完整稳定的情况、钢拱架的分布情况、有无离析以及蜂窝麻面、衬砌混凝土的均匀一致性以及相对应的完整性以及衬砌有效厚度等等。经过实际的情况可以证明,地质雷达技术可以在隧道的施工当中作出非常详细的超前地质预报。现在,地质雷达检测技术已经发展到了单点探测以及连续探测的实时自动成图。而国外的国家探地雷达基本上是单脉冲雷达,其工作的频率在50到2G赫兹,最为代表性的国家是美国和加拿大。我们国家所生产的一系列地质雷达,结合地下工程的超前预报的特点,采用的是脉冲调制式,这个的探测距离非常大,而且分辨率也非常高,其工作的频率大约在160到220兆赫兹,其探测的距离可以达到40到60米,可以很好地适应超前地质预报以及部分的工程检测。
3、探测的原理以及方法
结合设计的图纸以及设计的任务书按照规定进行开展地质超前预报的工作,其预测应该是沿着隧道纵向三十米的范围以内对一些不安全的地质问题进行检查,对前面的地层岩性变化以及水文地质特征(软弱岩层的分布、断层发育及其影响带、水的赋存情况等)进行探测,对隧道围岩的级别进行分析,并列出一些施工的建议,确保隧道施工的安全,减少一些不必要的损失,为动态的设计提供所需要的地质参数,从而可以更好地为隧道施工进行服务。本次的地质预报使用的是地质雷达系统,运用了空气耦合型100兆赫兹的天线,结合探测的前方岩石的特点以及现场施工的条件,对距离30米左右进行详细地探测。而这次预报的工作面位于ZK19+735里处的地方,使用一些点测的方式,使用一系列的方法对工作面的正前方进行详细地预测。
4、数据的处理以及得出来的结果
对实际测量出来的资料用一系列的软件进行处理分析,再结合现场的岩性所具体的实际情况,选择一个比较适合的相对介电常数,进而得出来一些成果,在成果的解释当中,开始的时候,假如发现了有非常明显的反相位反射波组出现的话,就应该岩性变坏的一个表现;假如发现了有非常明显的正相位强波反射波组出现的话,就应该是岩层岩性变好的一个表现,结合反射波反射强度的实际大小就可以区分反射界面前方介质的一系列的特征。依据雷达数据处理结果并结合地质资料分析得出以下预报结果:(1)掌子面为强风化花岗岩,上方自稳能力差,中部伴随严重掉块,局部潮湿明显,推断围岩级别为Ⅴ级。(2)掌子面右侧前方4~10m(ZK19+739~ZK19+745)区域反射信号强烈,同相轴紊乱,推测此区域与掌子面情况类似,有明显破碎带,围岩完整性差,推断围岩级别为Ⅴ级。(3)掌子面前方10~15m(ZK19+745~ZK19+750)区域反射信号衰退稳定,同相轴平稳但仍存在断开处,推测此区域岩性略微好转,但依旧破碎且含水,推断围岩级别为IV级。(4)掌子面前方15~30m(ZK19+750~ZK19+765)区域信号较弱,加大增益后发现同相轴较为连续,推测此区域岩性好转,级别应为IV级。依据结果给出的建议:(1)ZK19+735掌子面围岩为强风化花岗岩,自稳能力差,局部潮湿明显,中部掉块严重,应严格控制进尺,加强支护,预防坍塌。(2)掌子面前方10m区域围岩与掌子面情况相似,稳定性差,破碎带明显,容易坍塌。严格控制进尺,及时做好初期支护工作并保证强度,防止掉块与坍塌,同时做好排水工作。(3)掌子面前方20m区域后,岩性有所好转。建议采用上下台阶方法,并严格控制进尺,及时做好初期支护工作并保证强度,防止掉块与坍塌,同时做好排水工作。
5、结束语
地质雷达在隧道工程施工或者是后期的运营过程当中,可以很好地对工程的质量进行详细地检测,可以更严格地控制工程的质量,更好地检查工程的缺陷。假如说天线的频率特性以及工作的方法有一定的影响,而地质雷达在对介质参数的探测当中,还存在很多的争议,那么经过不断地完善以及发展,地质雷达在隧道工程检测当中一定有一个非常重要的角色。综上所述,应用地质雷达在地质超前预报当中可以精准地探测预报隧道施工当中危害的工程施工安全的相关地质灾害。而地质雷达可以探测出来隧道的结构中重要的施工缺陷,可以为有问题的隧道提供一些非常可靠的依据,这样就可以提高工作的效率,并且节省一些资金。
工程地质论文范文二:福仁山隧道工程地质研究
【摘要】福仁山隧道是中国水电十四局承建的西成铁路西安至江油段(陕西境内)站前工程XCZQ-5标段的一座典型隧道工程。该隧道地处秦岭南麓低中山区,位于商丹断裂带和勉略-巴山弧形断裂构造带夹持的南秦岭构造带,内部组成与构造变形十分复杂,工程地质现象较为特殊,具有一定的研究意义。
【关键词】福仁山隧道;工程地质特征;地质构造
1福仁山隧道工程概述
目前在建的西成客运专线按国铁Ⅰ级、双线建设,设计时速250公里每小时,功能以客运为主,从西安出发,穿越秦岭经陕西汉中、翻越米仓山进入四川境内,经四川广元至江油与绵成乐客运专线相接直抵成都,预计线路通车后,将大大缩短西安到成都的直线距离。从西安到汉中仅需1小时、到成都需3小时。该项目由西安至四川江油段和成绵乐城际铁路两段组成,全长660公里,项目投资估算总额约为688亿元。西成客专陕西段全长342.9公里,建设工期5年。中国水电十四局负责西成铁路西安至江油段(陕西境内)站前工程XCZQ-5标段,正线全长31.81Km。该标段主要包括:罗曲隧道进出口路基工程94.7m,隧道工程4座(包括部分得利隧道6330m、福仁山隧道、罗曲隧道、范家咀隧道)总长度30.47Km,桥梁3座(金水河特大桥、酉水河大桥、金龙河大桥)总长度1.2457Km。福仁山隧道地处秦岭南麓低中山区,隧道范围平均海拔1200m,最高海拔为1634.1m,洞身地表起伏较大,地表自然坡度为30°~40°,分布有众多基岩“V”形侵蚀谷,多为南北展布,隧道区域山高坡陡,基岩裸露,沟壑纵横,地形复杂,植被茂密。隧道起讫里程为DK159+625.95~DK172+725.5。进口位于金水河牛角坝,出口位于酉水河宋家堰,最大埋深929m,最小埋深46m,洞身均位于直线以上,隧道以3‰上坡进洞至DK162+900后以8‰下坡出洞。进口位于金水河右岸坡地上,隧道中含有一座斜井,为本标段重点控制隧道。本隧道建筑限界采用《高速铁路设计规范》(TB10621—2009)中规定的限界尺寸,隧道内采用“通隧(2008)0201”中的衬砌内轮廓,轨面有效面积为92m2,隧道内线间距为4.6m.曲线上隧道衬砌内轮廓不加宽,施工针对围岩情况采取短进尺、分部开挖和初期支护,二次衬砌及时跟进,以确保施工安全。
2沿线气候条件
本区域为亚热带湿润季风气候,特点是温暖湿润,四季分明,降水量多集中在夏秋季节,常有暴雨灾害,年平均气温15.2℃,极端最高气温38.4℃,极端最低气温-5.9℃,年平均降水量785.5mm,年平均蒸发量1160.5mm,最大积雪厚度4cm。
3工程地质特征
3.1地层岩性
隧道通过的地层主要有第四系全新统(Q4),志留系下统(S1),元古界中上统(Pt2-3)及太古界(Ar)的构造岩类。(1)第四系全新统(Q4)主要包括:膨胀土(Q4d19)、卵石土(Q4d17)、碎石土(Q4d17、p17)、块石土(Q4d18),多为灰黄色,粒径小于或等于2-60mm的约占10%,大于60-100mm的约占25%,大于200mm的约占55%。(2)志留系下统(S1):片岩夹大理岩(S1Sc+Mb),大理岩(S1Mb)、片岩(S1Sc)、主要为灰黄青灰色变晶结构,片状块状构造。(3)元古界中上统(Pt2-3):变粒岩夹大理岩(Pt2-3Gr+Mb),大理岩夹片麻岩(Pt2-3Mb+Mb)。多为灰褐色,浅灰色,风化厚度约为1-10mm。(4)太古界(Ar):片麻岩夹大理岩(Pt2-3Gr+Mb),灰褐色,浅灰色粒状变晶结构,块状结构,风化厚度2-8mm。(5)构造岩类主要包括:碎裂岩,多为青灰色、灰褐色,宽度约20-65m,工程地质较差。
3.2地质构造
福仁山隧道位于商丹断裂带和勉略-巴山弧形断裂构造带夹持的南秦岭构造带,相当于秦岭造山带的蜂腰部位,隧道主体位于佛坪窟窿的南半部,历经多次地质构造活动的影响,其内部组成与构造变形十分复杂。目前已经发现的主要断层包括:f66、f67、f68、f69、f70、f70-1、f71、f71-1、f71-2,其中f66为逆断层,产状N65°-N80°W(65°-N75°),破碎带宽约为10-30m,断层带物质成分为碎裂岩,局部夹断层角砾岩,断裂带内部岩体较为破碎,隧道洞身通过地段为DK159+856~DK159+878.4。f67为逆断层,产状N60°-N80°W(50°-N65°),断裂带宽30~40m,内部成分为断层角砾,洞身通过地段为DK160+281~DK160+318。另外,隧道段还发育两处背斜及一处向斜,背斜核部洞身中心里程为DK165+543~DK169+062,岩体破碎,节理发育,向斜核部未穿过洞身,富水,岩体破碎,节理发育,由于隧道区各地质体的发育时代,构造运动强烈,区域性大断裂贯穿东西,发育数条低序次断裂,岩石节理裂隙较发育,分布较多节理密节带,岩体较破碎-较完整。
3.3不良地质及特殊岩土
(1)隧道范围内不良地质为隧道进口处左侧分布的大理岩岩溶,岩溶现象主要发育在隧道进口左侧金水河右岸的大理岩中,以溶洞形式发育,溶洞直径约1-3m,可见延伸深度大于10m,不完全填充,充填物为角砾及杂砂土。(2)隧道范围内的特殊岩土为膨胀土,具弱-中等膨胀性。
4工程设计情况
针对福仁山隧道地层岩性多样、地质构造复杂、不良地质现象多发的工程地质特点,施工单位在详细的实地勘察和室内研究的基础上,制定了较为科学合理的设计方案:(1)洞口工程采用斜切式洞门,并设置明洞段,出口采用倒斜切式洞口边仰坡设置截水天沟,边坡采用锚网喷支护。(2)洞身工程隧道内部采用“通隧(2008)0201”中的衬砌内轮廓,轨面有效面积为92m2,隧道采用复合式衬砌,初期支护采用喷锚支护设置喷混凝土,锚杆,钢筋网,钢架,二次衬砌等,各衬砌类型预留变形量,特殊地形地质地段对支护 措施 采用管棚,小导管等措施进行了加强。
参考文献:
[1]王毅才.隧道工程[M].北京:人民交通出版社,2013.
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“列车超速防护系统”,1996年10月获“国家‘八五’科技攻关重大科技成果”奖,第10完成人;1996年11月两篇论文同时获“北方交大优秀科技论文奖”;1998年5月“列车测速测距系统研究”获“第四届北京青年优秀科技论文二等奖”;产品“机车轴承温度监测报警装置”,2000年10月通过铁道部技术鉴定并成为指定生产厂家,第1完成人;“铁路信息化总体规划的研究”,2000年10月通过铁道部技术评审,2001年9月28日,获“教育部科技成果完成者证书”,成果登记号:360-10-10091124-06,第6完成人;2001和2002年两度获得“任课教师德育津贴”;2002年1月,北方交通大学九五优秀科技工作者;“SJC-1型隧道限界检测车”,2003年获“中国铁道学会科学技术三等奖”,第5完成人;2003年获得“第六届詹天佑铁道科技奖---青年奖”;二○一二年三月十三日经中华人民共和国教育部研究决定,任命余祖俊为北京交通大学副校长(试用期一年)。
《铁路技术管理规程》规定,一切建( 筑物、设备,均不得侵入铁路建筑限界,铁路建筑限界必须满足《铁路技术管理规程》附图 之客货共线铁路建筑限界、客运专线铁路建筑限界规定。设计、施工、验收、 全面准确理解《铁路技术管理规程》对建筑限界的要求,准确掌握建筑限界规定和适用范围。 准确掌握曲线站台、雨棚限界加宽方法。不论客货共线还是客运专线,不论站台还是雨棚,不论是在曲线内侧还是在曲线外侧 都必须考虑加宽。站台、雨棚等构筑物限界实测值须不小于限界加宽 后数值( 限界加宽后数值= 限界标准值+ 加宽值) ,否则定为侵限。 加宽公式、加宽范围,严格按《铁路技术管理规程》执行,玉扳手 网为建筑企业和从业者服 务。特别注意 加宽范围包括全部圆曲线、缓和曲线和部分直线。站台、雨棚对应线 路直缓点往直线方向22 房建专业与线路专业必须紧密配合,线路专业提供准确的线路技术参数,提供有关站台的线路特征点位置及数值,房建专业准 确掌握线路的曲线半径、外轨超高、直缓点、缓和曲线中点、缓圆点 等数值或位置,并在站台墙( 包括设计图、竣工图) 上精确标记。 计算各加宽范围内加宽后的理论标准值,并标记,以此作为限界控制的依据,各单位严格执行和以此为基础进行复核。在限界 控制时,各单位( 线路与房建专业间,建设、设计、施工、监理、运 营单位间) 要集体会商、共同确认,符合标准后,方可进一步推进。 严控限界允许偏差,不得突破底线。TB10423-2003,J 293-2004 铁路站场工程施工质量验收标准中的强制性条文 条规定:“站台墙边缘距线路中心线的距离和站台墙顶面高程应符 合设计要求,施工允许偏差分别为0 mm 15mm 10mm 10mm,并不得侵入限界。”施工单位每20 处,旅客高站台直线部分每10 抽查1处,曲线部分每5 包括直缓点、缓和曲线中点、缓圆点) 。抽查点要固定,不得随意变动。监 理单位要全部见证检测。介入人员逐点盯控复核。 加强填筑质量控制。站台填筑所用填料的种类质量以及填筑压实度必须符合设计要求,施工单位按规定的检验数量进行检查, 监理单位按抽检次数的 10% 分别进行平行检验和见证检验,整个车 站至少一组。站台填筑应分层进行,机械压实,对靠近站台墙边不宜 用机械碾压的部分,应进行夯实。 规范站台墙沉降缝。站台墙沉降缝设置位置、宽度以及填缝材料应符合设计要求,填缝密实饱满。防止出现站台墙沉降缝不贯 通、有防水要求的沉降缝处防水密封差等缺陷。 严控站台帽石砖(也包括安全线、盲道砖等面砖) 量。垫层、结合层必须符合设计要求,对于站台墙边缘部位的结合层强度、饱满度要高度重视,超厚的采取设计认可的加强方案,站台帽 石砖与站台面砖、站台墙三者沉降缝设置位置要保持一致,塞缝质量、 缝宽均应符合设计要求,施工、监理单位要全部检查。站台帽石砖, 冬季尽量不施工,否则必须保证冬季施工措施到位。 出现缺陷,整改方案必须保证安全运营。凡对开通运营安全有负面影响的须重新考虑整改方案。 加强隐蔽部位的监管。隐蔽部位发现困难,整治更加困难。施工、建设、监理、介入有关单位要对隐蔽部位惯性问题加强卡控, 不给后期运营留隐患。 建设单位和运营维护单位要按规定搭建介入工作平台,工作机制,选拔熟练掌握限界管理知识的人员参加,扎根在现场,卡控可 能引起侵限的各个环节,认真负责地检查和发现问题,积极主动、详 实、有理有据地向有关单位反映建议。 铁路房建单位成立段、车间两级限界管理领导小组,指定专人负责限界管理工作,加强对相关作业人员限界知识的培训教育, 熟练掌握限界测量方法和要求,熟悉曲线地段的站台限界加宽计算方 法。定期组织对管内站台、雨棚限界进行测量,分股道对每座站台、 雨棚建立技术卡片,及时、准确上报限界数据和有关资料; 及时处理 站台、雨棚侵限问题; 日常对站台、雨棚等进行巡视检查,发现松动、 破损等问题及时处置,对不安全使用( 改动) 行为,特别是可能影响 限界的行为进行监察并及时制止。 房建单位应与工务、车务站段等部门密切配合,共同维护、保持站台设备良好状态。 任何单位在开挖站台、邻近站台进行线路起拨道等作业时,要写论文来中国论文网须制定防止侵限的措施。造成站台、雨棚等房建设备侵限的原因很多,既要从设计、施工、验收各个阶段予以考虑,也要从介入、运营维护来进行分析。 专业配合不够密切,限界设计不明确。 相邻线间距、站台限界、雨棚限界综合考虑不周,出现不能同时满足的现象; 线路、站台、雨棚排水统筹协调不密切,雨排水渗灌站台基础,站台墙下沉倾斜; 雨棚二次结构(吊顶板、 设计不明确,导致施工随意,易发生脱落,潜藏侵限隐患;d.曲线段站台、雨棚,建筑限界设计不明确,限界加宽范围考虑不周; 咨询等设计单位审查不严格,没有及时发现设计不明确或错误之处并加以指正。中国论文网各种论文代写施工质量差。这是导致站台、雨棚等房建设备侵限的主要原因。 限界尺寸施工控制不到位。一是线路与站台(雨棚) 定位控制出 现偏差,常表现为整体侵限; 二是站台、雨棚自身尺寸控制出现偏差, 常表现为局部侵限; 出现限界施工质量缺陷后,处置不科学,埋下侵限后患; 设置温度变形缝,填缝材料质量不合格,在频繁振动、热胀冷缩的作用下,站台帽石砖及 其垫层发生凸起和挤出; 一些站台所处地区以前为河沟、地势低洼,地下水位较高,土的含水量大,冬季发生冻胀,站台墙向线路倾 斜侵限、站台面顶起; 到春融季节,病害大幅减轻。 暗埋于站台回填土中的雨排水管断裂,雨水冲刷填土,造成站台墙、站台面下沉、站台墙倾斜。 施工前,施工、监理单位没有全面掌握设计意图和有关行业规范要求,对控制测点结果未经有关专业或相关单位共同确认; 施工过程中,施工单位、监理单位对站台、雨棚等分部分项工程检查验收把关不严,检查中没有做好工序之间的交接验收;c. 竣工验收阶 段,建设、设计、施工、监理和有关运营单位对限界复测不细致、不 准确,对存在问题,督办整改不到位。 工务部门抬道、拨道,造成站台、雨棚等房建设备侵限,限界互控制度流于形式; 房建单位日常巡视检查、周期限界检测制度未认真落实,限界资料管理不规范,未能及时发现和向有关部门 报告限界问题; 必须高度重视房建设备建筑限界工作。