隧道工程第2章勘察.ppt

隧道工程隧道及岩土工程系2012年9月主讲：王成第二章隧道勘查 第二章隧道勘查隧道勘察的三个阶段隧道勘察的主要方法隧道勘察的主要手段地质勘察水文勘察建筑环境评价 隧道勘察的目的：查明隧道所处位置的工程地质条件和水文地质条件为规划、设计、施工提供资料对存在的岩土工程问题、环境问题进行分析评价提出合理的设计和施工建议隧道施工和运营对环境保护的影响提出意见 张在明中国工程院院士中国地质勘察大师王思敬中国工程院院士中国地质勘察大师 2.1隧道勘察的三个阶段隧道勘察阶段的划分与公路设计阶段相适应，一般分为：可行性勘察；初步勘察；详细勘察。可行性研究勘察预可行性研究工程可行性研究桥隧可行性研究现状侧重于是收集与研究已有的文献资料在分析已有资料的基础上，通过踏勘，实地调查，大致查明地质情况人民盼望已久，居于形式偏多 初步勘察收集资料工程地质选定隧道线位初步勘察资料整理取得隧道所在位置的初步总平面布置地形图及有关工程性质，规模的文件初勘工作的任务是选择经济合理、技术可行的最优隧道位置方案工程地质勘察的原始资料，包括调查、测绘、勘探、试验等资料初步勘察： 详细勘察：详细勘察目的任务步骤为线位布设和编制施工图设计提供完整的工程地质资料在初勘基础上，进一步查明隧道沿线地质特征和不良地质规模、大小范围(1)前期的准备工作；(2)沿线地质勘察；(3)试验；(4)资料整理；(5)编写详勘报告 第二章隧道勘查隧道勘察的三个阶段隧道勘察的主要方法隧道勘察的主要手段地质勘察水文勘察建筑环境评价 2.2隧道勘察的主要方法2.2.1收集研究既有资料地形地貌:区域地貌类型及主要特征地质情况:地层、地质构造、岩性、土质等区域水文情况：地下水的类型、分布、埋深等特殊地质：膨胀岩土、黄土不良地质：分布，发育与活动特点等植被及环境:如气候、水文、植被、土壤等；需要收集哪些资料？ 2.2.1收集研究既有资料地震资料:历史情况，地震烈度、地震破坏情况等气象资料：如气温、降水、蒸发、温度、积雪等其他资料：相关的法令、法规、方针和政策等内容类似工程经验:区内已有公路、铁路等其它土建工程的工程地质问题及其防治措施等；需要收集哪些资料？ 2.2.2调查与测绘充分说明隧道通过地段的地形状况充分说明隧道通过地段地质条件充分说明隧道通过地段自然条件充分说明隧道通过地段施工条件调查与测绘要弄清楚什么问题？ 2.2.2调查与测绘（1）自然概况以地形地貌特征为主的概况。调查与测绘要弄清楚什么问题？ 2.2.2调查与测绘（2）工程地质调查*直接观测*访问群众调查与测绘要弄清楚什么问题？ 2.2.2调查与测绘（3）工程地质测绘1)野外测绘方法（a）标测方法（b）工程地质测绘的基本方法（c）隧道工程地质测绘的路线法，反应调查结果调查与测绘要弄清楚什么问题？ 2.2.2调查与测绘（3）工程地质测绘2）有航摄资料的方法遥感技术是根据电磁波辐射（发射、吸收、反射）的理论，应用各种光学、电子探测器，对远距离目标进行探测和识别综合技术，可用于工程地质调查测绘。（a）立体镜判释（b）实地调查测绘（实地验证）（c）绘制工程地质图调查与测绘要弄清楚什么问题？ 航摄资料调查与测绘要弄清楚什么问题？ 航摄资料调查与测绘要弄清楚什么问题？ 航摄资料调查与测绘要弄清楚什么问题？ （4）调查测绘内容地形、地貌；地层、岩性；地质构造地表水和地下水；特殊地质、不良地层；地震工程经验；施工条件；施工方法 泉州地形图 第二章隧道勘查隧道勘察的三个阶段隧道勘察的主要方法隧道勘察的主要手段地质勘察水文勘察建筑环境评价 2.3隧道勘察的主要手段一、挖探：2～3米二、简易钻探：3～10米三、钻探：冲击钻、回转钻等四、地球物理勘探 一、挖探trialpits优点:直观,取原状样缺点:一般3~4m,地下水以下危险 挖探：2～3米 二、简易钻探：3～10米 简易钻探：3～10米 钻探的取芯 钻探的取芯 钻探的取芯 2.3隧道勘察的主要手段一、挖探：2～3米二、简易钻探：3～10米三、钻探：冲击钻、回转钻等四、地球物理勘探 三、钻探：冲击钻、回转钻等 常用的办法,可达100m以下划分地层确定地下水取样可以结合原位试验钻探ExplorationDrilling回转式钻机回转式钻机泥浆槽沉淀槽 三、钻探：冲击钻、回转钻等 钻机可以悬挂9150m长的钻杆延伸到海洋底部8235m深的地方因为水深大不能锚定系留，必须使用DPS（DynamicPositioningSystem-动态定位系统）。JOIDESResolution 深水钻探 国家科技部“九五”曾提出8字方针：“上天、入地、下海、登极”都与钻探工程有关。 2.3隧道勘察的主要手段一、挖探：2～3米二、简易钻探：3～10米三、钻探：冲击钻、回转钻等四、地球物理勘探（物探） 四、地球物理勘探－物探基本原理：利用岩土体材料的导电性和导磁性，根据接收信号判断地层缺陷及力学性质。 1地球物理勘探(物探GeophysicalExploration)物探:根据密度、导电性等物理性质的差别，勘测地层分布、地质构造和地下水位置方法:重力场,磁电场,声,弹性波,放射性勘探,地震勘探(规范,剪切波速)优点:简单迅速缺点:间接判断,范围较大. 物探根据岩土物理性质不同的分类：电法勘探－隧道常用电磁法勘探（地质雷达）－隧道常用地震勘探－隧道常用声波探测重力勘探磁力勘探放射性勘探 是利用高频电磁脉冲波的反射探测地层结构和地下埋葬物体的电磁装置；SIR-300型地质雷达电磁法勘探通过发射天线向地下辐射宽带的脉冲波，在地下传播遇到不同介质介电参数和导电率存在差异时在界面上发生反射。 物探的现场 物探的曲线 第二章隧道勘查隧道勘察的三个阶段隧道勘察的主要方法隧道勘察的主要手段地质勘察水文勘察建筑环境评价 地质勘察地质初勘地质详勘为隧道位置选择提供工程地质条件为隧道施工图设计提供地质条件地质勘察： 地质初勘目的任务基本内容主要手段选定隧道位置查明控制隧道方案的工程地质问题以调查与测绘为主，配合物探地质初勘： 地质详勘目的任务基本内容主要手段根据批准的初步设计，对选定隧道位置详勘，为施工图设计服务对主要的重大工程地质问题作出可靠结论坑探、钻探、物探地质详勘： 槽探挖探 地质断面图地质钻孔图 地质钻孔柱状图 第二章隧道勘查隧道勘察的三个阶段隧道勘察的主要方法隧道勘察的主要手段地质勘察水文勘察建筑环境评价 2.5水文勘察恶化围岩稳定状态导致施工困难增大工程造价造成工业用水和饮用水困难隧道内涌水地表枯水必须进行调查预测 涌水调查内容：调查地下水的类型及其与地表水的相互补给关；调查地下水的流量、流向及水质等预测地下水的涌水量利用钻探成果判断涌水情况地下水涌水调查：查明涌向隧道的地下水的范围 枯水调查目的：明确由于修建隧道工程而使地下水及供水受到影响，造成工业用水及居民饮水困难等主要内容：地下水的利用状况、地下水季节性变化以及雨后变化、植被情况等枯水调查：与隧道涌水有关联的物探调查 第二章隧道勘查隧道勘察的三个阶段隧道勘察的主要方法隧道勘察的主要手段地质勘察水文勘察建筑环境评价 2.6建筑环境评价目的：明确环境现状，不因修建工程而使环境恶化，研究有关对环境影响的内容及其程度；提出防止破坏环境的措施等。 2.6.1对现有生态环境保护的项目（1）水资源保护；（2）植被保护；（3）特殊区(名胜古迹、温泉、风景等)保护；（4）环境污染的保护(污水、烟尘、噪声、有害物等)（5）弃碴处理； 2.6.2隧道工程周围环境现状的调查地物地貌调查：洞口附近居民住宅，单位分布及规模地形地质调查：地形特征、地质构造及不稳定地层类型大气质量调查：气象资料，大气污染现状水质调查：水源类型、供水量及方式、水源补给情况噪声振动调查：运输装卸及爆破产生的噪声生态资源调查：森林、草场、水域面积；野生动物 打浦路隧道复线工程环境影响 2.6.3预测环境影响大气：预测隧道运营后，大气中废气对人的影响程度，预测方式是扩散模式水质：隧道内排出的施工及运营水等振动与噪声：根据地形、植被情况进行预测地表沉陷：与地质、断面、施工、支护等有关动物与植物：隧道排出的废气、噪声等自然景观：隧道洞门与周围环境的有机协调 2.6.4环境影响的评价隧道工程的修建对当地环境会造成什么样的影响？根据掌握情况，对照影响指标进行评价。 2.6.5环境保护措施的探讨(1)水资源的保护措施(2)对污水的防治措施(3)对粉尘污染防治措施(4)对有毒有害气体、物质的防治措施(5)对噪声控制措施(6)对振动的防治 2.6.6环境保护措施的探讨(1)环境必要性及其效果(2)环境现状调查(3)环境预测(5)环境保护 如何构建隧道建筑环境？ 第二章思考题1、隧道勘察的目的和意义是什么？2、初步勘察和详细勘察有何异同？3、隧道勘察方法除了收集资料、调查测绘、勘探外，据你所知还有哪些高科技手段和方法可用于隧道勘察？4、地下涌水和枯水调查的意义是什么？5、隧道建筑环境评价的目的是什么？对生态环境有何意义？