地质灾害毕业论文

深埋隧道工程的灾害地质问题论文

摘要 ：在进行深埋隧道工程施工过程中，由于洞程较长，洞深埋设较大，地质条件较复杂，在施工时，如果处理措施不当会出现高地温、岩爆、高压涌水等问题。鉴于此，以实际工程为例，对深埋隧道工程主要存在的灾害地质问题进行了分析和探讨，保证了施工的顺利进行，以期为类似工程提供参考与借鉴。

关键词 ：深埋隧道工程；灾害地质；高压涌水

1工程概况

太行山高速公路邯郸东坡隧道位于武安市岭底村南、七水岭村东、涉县东坡村东北处。隧道为分离式特长隧道，隧道工程总施工长度为3134m。左幅为ZK38+624~ZK41+740，长3116；右幅为K38+642~K41+776。最大埋深为176m。本文以此工程为例，对深埋隧道工程主要灾害地质问题进行分析和探讨。

2深埋隧道中的高地温难题

深埋地下隧道的工程中，地质问题是需要进行探索和研究的关键领域，最先要通过预测天然地温，一旦地温超过30℃一般将其称之为高地温。高地温不仅会恶化深埋隧道作业的环境，还会严重降低工人的劳动生产率，甚至会对现场施工人员的生命造成极大危害。此外，对深埋隧道施工材料选取的难度也相应增加[1]。然而，地温值是随着地下工程埋深在不断变化的，但地下工程的最大埋深和地温值的增加关系不是呈线性的，因为造成这种深埋隧道中的高地温问题的原因主要是地下水活动以及近期岩浆活动中放射性生热元素含量较高等。

3深埋隧道与岩爆的高地应力问题

在深埋地下隧道的工程中，其中一个突出的地质难题就是岩爆问题。地下隧道工程埋得越深，其地应力就会越高。深埋隧道工程和近地表工程的不同之处除了具有较高的水平构造应力外，最主要取决于围岩出现的高地应力。它不仅在硐侧壁引起高压应力，还导致硐顶部出现高拉应力，这样会导致硐室围岩不稳定，埋下隐患。由于高地应力的存在，一些黏性土含量较高，而硬岩含量较低的围岩就会产生被塑性挤出的可能。高地应力不断释放，地下隧洞就会发生变形，往往会出现隧洞短时间内突然变小的异常现象。就好比从掌子面距离正洞30m开始，洞身变形的长度有40m，起初的支架保护结构破坏就会非常严重，通过测量计算，隧洞拱顶的下沉在10~20cm之间，隧洞的拱脚和边墙也出现不同程度的挤压和移位，甚至还有混凝土开裂的情况[2]。这时就需设计一套科学有效、刚柔结合、综合治理的施工方案。为克制高地应力，考虑使用约1万根超长锚杆，要求总长超过11×104m，把地下隧洞中的断面改成环形成拱，做到先柔后刚、先放后抗的设计要求。岩爆受影响的原因有地震爆破，也有相邻岩爆或机械等外因动力的振动，但其中影响岩爆的最基本原因是岩石的结构特征。经过大量的数据分析发现，岩石颗粒排列呈定向排列还是随机排列，岩石是胶结连接还是结晶连接，是钙质胶结还是硅质胶结，这最终关系着岩爆烈度的强弱。例如：（1）随机排列的花岗岩、闪长岩等岩石的岩爆烈度，会比片麻岩、花岗片麻岩、糜棱岩等具有定向排列的围岩颗粒更强一些；（2）结晶连接的深层岩浆岩石中的岩爆烈度比胶结连接的沉积岩强；（3）具有硅质胶结岩石的天生桥二级水电站引水隧洞比关村坝的隧道中钙质胶结岩石的爆烈度强。

4深埋隧道中的高压涌水难题

深埋地下隧道的施工过程中，除了高地温以外，涌水问题也成为隧道运营中亟待解决的又一难题。由于地质条件复杂，隧道通过的地段会挖掘出很多水流量大的地质单元，一般就会出现涌水量大或水头压力高的情况。地下水水压在深部岩体中极高时，就会导致岩体水力劈裂。这就说明在高水头压力的作用下，在岩体的突水点附近，岩体断续裂隙、裂缝是朝着某个方向的，受网状交织的构造裂隙影响，经过融合后发生扩展的裂隙、空隙最终张裂开来。随着隧道深部岩体涌水量越来越大，地下水水压越来越高，会导致深埋隧道工程围岩水力劈裂。一旦出现水力劈裂的情况，就会迅速连通裂隙，空隙的张裂程度就会越来越大，涌水的渗透力会越来越强。再加上动水压力的影响，裂隙会再扩展，而使在裂隙面上的充填物发生剪切变形和位移。不论是在深埋隧道工程中还是在浅埋隧道中，容易发生的地质灾害主要表现为断层破碎带，岩体不整合接触面和结构不利组合段造成的塌方、地震，还有瓦斯爆炸、有害气体以及溶岩塌陷、泥屑流等[3]。其中，瓦斯爆炸主要指甲烷CH4在相对封闭的煤系构造地层中，由冲击波的产生、剧烈的氧化作用而导致的爆破，其灾害性极强。

5基岩裂隙水

基岩裂隙水的含义

只有储存在坚硬岩石裂隙中的非可溶性地下水，才被统一归纳在基岩裂隙水的`传统范畴中，根据含水介质的基础特征，可以将地下水分为空隙、裂隙、岩溶3种，但并非在地下水、岩石以及岩石中的空隙这3者之中产生对应关系。贮水空隙系统具有双重空隙介质，在地下水勘探中，关于贮水空隙类型还探索到了新的领域。基岩裂隙水主要存在于受符合地质构造条件的属坚硬或半坚硬的岩石所控制的以裂隙为主的贮水空间，是具有运动、富集规律的地下水。不管是溶蚀裂隙地下水在可溶性岩石中的部分，还是孔隙裂隙水中的半坚硬岩石，都属于基岩裂隙水，而它与其他类型地下水的基本区别，关键在于是不是受地质构造因素的严格控制。岩石含水的裂隙有成岩裂、构造裂和风化裂，主要是依照它的成因来划分的。如果非要与风化裂隙水和成岩裂隙水作比较，那么水源集中、水量较大的必定是构造裂隙。

基岩裂隙水的特点

由于主控因素作用，不同的蓄水构造中分布、富集基岩裂隙水的基本规律和决定主控的因素也基本相同，具有独特的分布和运动规律。我国基岩裂隙水富集的基本特色理论就是蓄水构造系统，其主要特点如下。（1）基岩裂隙水具有复杂多样的埋藏和分布形态。将储存、运移基岩裂隙水的空间和通道，叫做岩石裂隙。基岩裂隙的大小和基岩裂隙的形状，以及控制埋藏和分布裂隙发育带的产状，都是受地质构造、地层岩性、地貌条件等影响的。埋藏、分布不均匀的基岩裂隙水，大多具有不规则的含水层、多种多样形态、分布呈带状的特点[4]。比如用脆性和塑性这两种地层做比较，会产生较强的赋水性。若裂隙发育在褶皱构造中，像褶皱轴、转折、背斜倾伏等处，富水段的形成就会比较容易，而压性断裂破碎带中的赋水性是比较差的。（2）复杂的基岩裂隙水中，由于储存空间中不均匀的介质，埋深程度不同的同一含水层，其地下水的运动状态也各有不同。对于岩石中所要形成和分布的空隙，最基础的因素是地质构造，主要表现在：岩石裂隙的发育和裂隙水的储存都是受地质构造和地层岩性所影响，其中，基岩裂隙水的运动规律也被地质构造所牵制。由于地下水面的不同，即便是在基岩相同的裂缝水中，也是有时而出现无压水，时而出现承压水的情况[5]。层流、管道流、紊流、明渠流水是在岩石裂隙、溶洞的特殊形态作用下形成水运动的不同状态，因此，基岩裂隙水的不均一性以及强烈的方向感，是导致裂隙岩体的透水复杂多样、不具有规律性的根本原因。

6结论

在深埋地下隧道的工程中，比较突出的几大地质难题包括高地应力及岩爆问题、高压涌水突水问题、高地温问题等。此外，还有像地震震害、瓦斯有害气体爆炸以及涌水突泥、围岩塌方、岩溶塌陷、泥屑流等。于是，在这个复杂的、系统的深埋隧道工程中，关于灾害地质的研究，对隧道工程能否顺利开展是关键的一步，在隧道工程施工前应按照隧道工程的各方面具体情况，采取有效、有针对性的防御措施。

参考文献：

[1]重庆交通科研设计院.公路隧道设计规范：JTGD70—2004[S].北京：人民交通出版社，2004.

[2]上海市隧道工程轨道交通设计研究院，清华大学.隧道工程防水技术规范：CECS370—2014[S].北京：中国计划出版社，2014

[3]孙赤.锦屏二级深埋隧道大理岩段突水破坏机理研究[D].成都：成都理工大学，2014.

[4]王洪新.土压平衡盾构刀盘开口率选型及其对地层适应性研究[J].土木工程学报，2010（3）：88-92．

[5]武力，屈福政，孙伟，等.基于离散元的土压平衡盾构密封舱压力分析[J].岩土工程学报，2010，32（1）：18-23．

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摘要:近年来，随着铁路、公路的不断扩建、增建和城市旅游开发等建设，在某种程度上破坏了原生地质、地貌，尤其是乱伐森林、乱开采地下矿产资源，导致水土大量流失，地质灾害频繁发生，泥石流、高边坡滑坡事件屡见不鲜。为遏止此类现象的发生，开展地质高边坡滑坡治理工作，就显得尤为迫切和重要，笔者拟就地质高边坡滑坡(灾害)治理施工及其安全管理作一简述。 精心勘测,合理布局,高速公路、铁路、城市、旅游开发的工程建设和施工设计是按照国家（当地政府）审批的统一规范进行的。为了避免地质灾害和浪费土地，高速公路、铁路、城市、旅游开发的选择和定向，都要以达到全新发展效果为目的。在实施各项内容的开发建设中，一些基础性开发容易产生新的高边坡滑坡和泥石流。 第一，在地质灾害治理工作中，应首先做好施工前期的准备工作，由领导、专业技术骨干组成前勘小分队，前往易于发生地质灾害、高边坡滑坡治理区域范围进行实地踏勘，获取施工进场的第一手资料，根据滑坡的地形地貌，拟定出进场后施工的可行性方案。 第二，做好施工前期的安全教育工作。根据高边坡滑坡治理的难度和存在的安全问题，拟订《生产安全事故应急预案》，在施工场地张贴公告。与此同时，还要对进场施工的所有从业人员进行岗位安全技术交底，说明危险程度和具体防范(护)要求。 第三，做好后勤保障工作。严格执行建设部颁布的《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）的要求，建立健全“临时用电设计”，在现场勘察用电内容中的计划需用设备与该项目工程施工组织设计中的设备数量(容量)必须相匹配，提高用电效率，确保施工现场用电质量与用电安全。 因地制宜 防止坍塌 高边坡滑坡是地质、地貌受到严重破坏，原生地质、地貌结构产生变化，新鲜土壤裸露后造成整个山体滑坡或坡面岩块脱落的现象。实施地质高边坡滑坡的治理，是消除高边坡滑坡危害、动态治理的最佳途径。为避免施工从业人员在治理过程中发生事故，在施工过程中应采取以下具体措施。 （1）进入高边坡滑坡治理前，首先应在被治理的山顶设计开挖一个宽12m的呈“∩”字型的沟，作为坡顶排水系统（注:可以是明沟，也可以是暗沟），使自然降雨不渗透到整治区域内，防止雨水通过滑坡间隙的渗透导致危岩和风化带的再次坍塌。 （2）高边坡滑坡治理，属高处作业，一般的高边坡滑坡治理项目，少则高15m，多则高几十米甚至几百米，坡面大都在65°～75°，施工难度大、工期短、技术要求高。为了减少从业人员在高架施工过程中动作重复，在锚杆、锚钉和加固作业期间，钻探设备方面建议使用反巡回潜孔锤“全孔钻进、不取岩心”工艺，既可以保证对孔进度，又可以保证中孔质量，达到事半功倍的效果，减少施工从业人员在高架作业重复搬运各种钻具而导致的危险。 （3）监控手段要实行科技与传统相结合的办法。在对高边坡滑坡治理期间，可利用现代安全报警传感器对施工治理区域实施24h监控和测试，做到预警在前，掌握高边坡滑坡体的运动规律，从而采取有效监控；同时，也可以采取传统的监测手段进行监控，及时有效地掌握高边坡滑坡体的静动变化。具体做法是，利用废旧玻璃、麻线等易于断裂的物品（注:旧玻璃和麻线可根据裂隙的间距定长短），将其搁放在岩体断面口之间，用水泥将两端粘接固定，作为静态观察。当玻璃、麻线出现断裂或脱落，则说明正在治理中的山体滑坡仍在运动之中；反之，危岩体处于静态之中。由此，可有效确定施工人员是否处于安全作业区域内。 保证安措费的投入 加强领导和保证资金投入，是地质高边坡滑坡治理安全施工的重要前提和条件。各级领导应依法落实施工项目与安措资金的比配，确保安措资金的投入。有计划、定专款、按比例，逐项落实。严格按照工程货币总量3‰～5‰的比例安排使用安措费资金，保证资金及时到位。对施工从业人员所需防护用品要具体落实到个人，做到“安全防护保障有力、防护产品合格优良”。地质高边坡滑坡治理是一项危险的高处作业，除依法为施工从业人员进行意外和工伤保险外，务必配置相应的防护用品和必须的安全设备，例如锚固卷扬机、钢绳、缆绳、管架、扣件、大小滑轮盘、防尘过滤面罩、安全网、安全带、安全帽、防滑鞋、手套、防尘镜、各类安全标志牌，以及交叉立体施工作业所需的隔离木板和跳板等。还要随时收听、收看当地的天气预报，禁止在雷电和大风、大雨天气进行高架作业。雷阵雨后，务必先检查、后施工。 高架敷设科学化 设备移位规范化 地质高边坡滑坡治理工程中的基础工作就是管架敷设，然而管架敷设的好坏直接影响到施工从业人员的人身安全。因此，必须严格执行建设部颁布的《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJI30-2001)的规定。 （1）高边坡管架敷设，务必实施“满堂架”，必须由持有钢管架上岗证的从业人员进行敷设，横竖宽窄、支撑、方向绳、避雷设施等各环节都要规范实施，保证管架敷设质量的牢固性、可靠性、稳定性、安全性。 （2）保证钢管质量，拒绝假冒伪劣产品。地质高边坡滑坡治理的管架具有特殊性，它不仅要负载施工从业人员，而且还要负载钻探设备和机械附属配件的重量。所以，在购买（租赁）钢管、扣件时要认准钢管、扣件的有效期限、厂名、产品质量合格证、新旧程度、有无破损等质量问题，实行钢管、扣件（购买）租赁验收责任制，保证钢管、扣件的质量。 （3）架设好每一根管，敷设好每一块板，是施工从业人员安全的保障。地质高边坡滑坡治理过程中，多数为立体交叉作业施工，所以，在搭架跳板和施工平台时，务必做到管扣要牢，平台要宽，跳板有边就要有栏，有路就有安全通道。铺板必须要实，切忌虚实不一，有效圈定出危险区域和安全通道，管架上下不留隐患。 （4）设备移位务必规范化。地质高边坡滑坡治理中全部所需要的设备都搁放于高架平台上，为了尽量减少高架的载重负荷和人为的施重，要求做到管架上所有钻探设备操作务必规范，移动设备务必坚持分零移动标准化、运输设备程序化，切忌钻机冒险自掉移动和蛮干拖拉各类钻探附件设备。 严格执行操作规范和技术指标 地质高边坡滑坡治理施工涉及各类规范较广，如钢管、扣件质量、管架敷设规范；建筑施工规范；钻机、钻探操作规范；空压机操作规范；电缆、电线敷设、配电输出输入规范；焊工操作规范；塔吊施工规范；高处作业规范以及灌浆、混凝土搅拌的各类国家及行业标准参数等，都要严格执行，把好安全生产环节关，营造“安全重于效益、质量重于数量”的安全管理氛围。要树立实事求是的思想，在履行和签订地质高边坡滑坡施工合同时，务必做到安全生产实施和工程质量及工作数量的正确评估，避免签约后给施工从业人员带来心理压力，留有宽松的余地，抓好安全管理与安全生产各个环节，切忌签工程时间和工作数量与安全管理相悖的供需矛盾的合同，如出现时间紧、工期短、任务重、技术要求高、无安全措施费等与实际工作脱节等问题，从源头上消除安全隐患。要切实加强地质高边坡滑坡治理安全工作，定岗、定员和落实制度。有效地发挥各类技术人员的管理能力和聪明才智，强化由静态管理变动态管理。只有通过人 科技改造 岗位制度 督促检查 隐患整改 宣传教育等综合手段，才能有效遏制在地质高边坡滑坡治理施工中各类事故的发生，把事故隐患消除在萌芽状态。 参考文献:<中国滑坡防治> 王恭先 2008-8-6

范文一:甘肃省城市建设地质灾害防治研究甘肃省境内泥石流、滑坡发育的基础主要是其特殊的自然条件。陡峭的地形、充足的松散土石和突发性水源是泥石流、滑坡形成的三大条件,另外地震作用也是造成滑坡的因素。甘肃地处黄土高原区,境内主要以黄土为主,而黄土由于结构疏松,孔隙大,渗透性强,具强压缩性和自重湿陷性,垂直节理发育,特别是极为发育的顺坡向卸荷节理,使边坡稳定性降低,易发生滑坡和造成严重的水土流失,大量滑坡、崩塌等重力堆积物受暴雨形成的坡面流及洪水的冲刷,源源不断地为泥石流提供固体物质。 通过计算泥石流、滑坡作用强度和危险度,将城市分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级四个危险等级。经过对甘肃省灾害防治历史和治理现状的研究,提出存在问题,得到泥石流、滑坡灾害的发展趋势,强调防治的可能性和必要性。 根据对城市的分级,危险度高的Ⅰ级和Ⅱ级的城市应采取治理体系为主,预防体系和管理体系为辅的综合控制对策;危险度不高或较低的Ⅲ级和Ⅳ级的城市应采取预防体系与管理体系为主,治理体系为辅的控制对策;对于威胁城市安全的巨型滑坡和规模巨大的泥石流沟则采用躲避对策。 城市泥石流、滑坡防治规划的最基本原则是预防为主,重点治理。对于不同类型的泥石流、滑坡建立不同的治理模...范文二:分析地理信息系统的开发工具及其在地质灾难探究中的应用进展地理信息系统在地质灾难探究中的应用进展 目前，国内外利用地理信息系统，主要用于探究国土和城市规划、地籍测量、农作物估产、森林动态监测、水土流失、地下水资源管理〔4〕和矿产资源勘查〔10〕、潜力评价及开发〔11〕等众多领域。GIS在地质灾难探究中的应用大致有以下几个方面摘要：(1) 地质灾难评价和管理利用地理信息系统的各种功能，建立地质灾难空间信息管理系统[12，13，14，管理地质灾难调查资料，显示并查询地质灾难的空间分布特征信息，评价地质灾难的危害程度，分析地质灾难和影响因素之间的关系，提出减轻和防治地质灾难的办法，对将来可能发生的地质灾难进行猜测〔15，16〕。戴福初等利用GIS对香港地区的滑坡灾难进行历史滑坡编录，分析滑坡的时空分布特征和动态和静态环境因素之间的相关关系，对滑坡灾难风险进行评价和危险区域划分〔17〕。(2) 地质灾难的危险度区划评价由于各种地质因素本身的不确定性，以及地质因素之间相互功能的复杂性，在收集大量的基础地质环境资料前提下，利用GIS对这些基础资料进行有效地处理来提高数据的可靠性，通过选取合适的评价猜测指标〔18〕，运用恰当的数学分析模型〔19，20，21〕，对探究区进行地质灾难危险性等级的划分，从而为地质灾难的管理及防治和预警决策提供依据。(3) GIS和专家系统的集成应用GIS和专家系统的集成应用中，GIS所起的功能主要是管理时空数据，进行空间分析；专家系统所起的主要功能是利用专家知识和空间目标的事实推理判定灾难的危险度〔22〕。二者的结合将使专家经验得到推广，减少野外和室内手工作业工作量，使区域地质灾难的动态管理成为可能。4 结语（1）地理信息系统技术已经广泛渗透到了多种学科领域，从比较简单的、单一功能的、分散的系统发展到多功能的、共享的综合性信息系统，并向多媒体GIS、智能化、三维、虚拟现实及网络方向发展，新兴的地理信息系统将运用专家系统知识，进行分析、预告和辅助决策。（2）地理信息系统的开发工具，从专业开发工具的组成结构上，可以归纳为集成式GIS、模块化GIS、组件式GIS和网络GIS等几个主要类别。其中组件式GIS在系统的无缝集成和灵活方面具有优势，代表了GIS系统的发展方向。（3）地理信息系统在地质灾难探究中的应用方兴未艾，尤其在地质灾难评价和管理、地质灾难的危险度区划评价和GIS和专家系统的集成应用方面进展很快。以上希望对您有帮助!另外这有个地质灾害论文的网址,可参阅: