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中寨隧道巖土工程勘察與評價分析論文_課件教案

時間:2021-09-26 19:03:42 論文 我要投稿

中寨隧道巖土工程勘察與評價分析論文_課件教案

  在個人成長的多個環(huán)節(jié)中,大家都嘗試過寫論文吧,借助論文可以有效提高我們的寫作水平。你所見過的論文是什么樣的呢?下面是小編整理的中寨隧道巖土工程勘察與評價分析論文_課件教案,希望對大家有所幫助。

中寨隧道巖土工程勘察與評價分析論文_課件教案

  摘要:

  為初步查明中寨隧道所處場地的工程地質條件,對場地穩(wěn)定性作出評價。采用了工程地質調繪、鉆探、物探、瓦斯測試、取樣試驗等綜合勘察方法,對中寨隧道存在的工程地質問題進行分析和評價,指出隧址區(qū)的不良地質為采空區(qū)、瓦斯、巖溶等,分析了不良地質對隧道建設的影響,初步對隧道圍巖級別進行劃分,提出相關工程措施建議,為隧道的初步設計提供了工程地質資料。

  關鍵詞:中寨隧道,采空區(qū),瓦斯測試,巖溶,物探

  1、區(qū)域地質特征

  1.1地形地貌。擬建中寨隧道地處貴州高原向湘西丘陵過渡地帶的北部邊緣一帶,場區(qū)屬溶蝕-侵蝕低山地貌。進口端為斜坡地形,自然坡度20°~30°;洞身段穿越山脊,最高點海拔919.6m;出口端為斜坡地形,自然坡度10°~30°。場區(qū)海拔介于716.3~950.0m,相對高差233.7m;隧道軸線通過段海拔為751.3~919.6m之間,相對高差168.3m。

  1.2地層巖性及地質構造。隧址區(qū)地層巖性復雜,上覆第四系殘坡積粘土,下伏基巖為二疊系灰?guī)r、煤系,和志留系泥巖等。場區(qū)位于揚子準地臺-黔北臺。窳x斷拱-貴陽復雜構造變形區(qū),無斷層通過,巖層單斜,巖層產狀8°~30°∠16°~45°,擬建場區(qū)節(jié)理發(fā)育,主要發(fā)育的節(jié)理產狀有J1:80°∠65°,J2:220°∠33°兩組。根據《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2015)查得場區(qū)地震動反應頻譜特征周期為0.35s,地震動峰值加速度值為0.05g,對應地震基本烈度為Ⅵ度。

  2、隧址區(qū)工程地質問題分析

  2.1采空區(qū)。隧址區(qū)出露有煤系地層,因此,勘察的第一步便是確定是否存在采空區(qū)及煤層瓦斯。位于ZK94+990~ZK95+035處的陡崖及陡崖左右一帶分布有集中采空區(qū)(含硫磺礦開采及小煤窯開采),系當?shù)卮迕袼讲蔀E挖所為。采空區(qū)的存在對高速公路建設的影響是嚴重的。因此,查明隧址區(qū)的采空區(qū)分布范圍是本隧道勘察的重要任務之一。

  2.2煤層瓦斯。瓦斯在煤系地層的隧道中始終存在,它是與煤層相生相伴的,煤層瓦斯的存在嚴重影響隧道施工安全。其濃度的不同造成的影響大小也不同。瓦斯勘察是目前隧道勘察中的一個難點。

  2.3巖溶。貴州省每條高速公路建設均會遇到不同程度的巖溶地質問題,本隧道穿越可溶巖區(qū),地層露頭中發(fā)育有溶洞、巖溶洼地,且地表溶溝溶槽發(fā)育。施工中揭露隱伏巖溶(溶洞、巖溶裂隙及巖溶管道等)的可能性較大。查明隧址區(qū)的巖溶發(fā)育情況也是本隧道勘察的重要任務之一。

  3、隧址區(qū)工程地質問題評價

  3.1采空區(qū)。根據調訪,開采年限為1950年至1960年左右,大部分井口已垮塌掩埋。洞寬1~3m,高1~1.5m,進深20~120m不等,開采方向多為15°~20°,采空區(qū)沿K95+000陡崖下方呈帶狀開采,形成了平面長約40~120m,寬約700m的煤窯群采空區(qū)。硫磺礦廠開采規(guī)模較小,開采進深約20~50m,該處采空區(qū)離隧道較遠,對隧道建設無影響。其余小煤窯的開采規(guī)模也較小,開采進深最大處約為100m。該區(qū)的采空區(qū)位于隧道上方78~100m處,對隧道無直接影響。但隧道施工爆破震動,可能導致采空區(qū)上部積水老煤窯底板巖層的垂向裂隙、節(jié)理與下部隧道連通,也可能沿巖性接觸帶貫通進入隧道,帶來高能涌水的重大安全風險。

  3.2煤層瓦斯。采集了深孔揭露的代表性巖樣,進行了隧道瓦斯測試。

 。1)瓦斯含量本次采集了隧道深孔揭露的代表性煤樣,進行了室內瓦斯含氣量測試,總含氣量為17.37mlg-1。測試結果見表1。

 。2)瓦斯壓力根據隧道S-ZK3深孔煤層瓦斯壓力測試,瓦斯壓力為0.08MPa,測試結果見表2。

  (3)煤的瓦斯放散初速度及堅固性系數(shù)根據代表性煤樣進行室內檢測,煤的瓦斯放散初速度及堅固性系數(shù)見表3。

  (4)煤與瓦斯突出性危險根據瓦斯壓力、瓦斯放散初速度、煤的破壞類型等,對煤與瓦斯突出危險性進行判定,結果見表4。

  通過瓦斯測試報告和類似工程經驗,隧道穿煤段瓦斯含量0.05mlg-1、瓦斯壓力0.08MPa,煤與瓦斯無突出危險性。本次瓦斯壓力測試段落鉆孔深度50~61.2m,隧道穿煤段的最大埋深為120.6m,要大于測試段落深度,其瓦斯壓力隨煤層埋深的增加有增高的趨勢,在隧道埋深范圍內的瓦斯壓力要高于此次測試結果。

  3.3巖溶。針對巖溶問題,布設了一條可控源音頻大地電磁法勘探測線,總長1.2km,該方法具有信號穩(wěn)定、信噪比高、穿透力強等特點。使用的儀器為美國EMI與Geometrics兩家公司聯(lián)合生產的.EH-4。異常出現(xiàn)在在可溶巖地層中,其視電阻率與圍巖呈明顯低阻變化,推測為溶蝕節(jié)理裂隙發(fā)育,不排除存在溶洞發(fā)育的可能;其中幾個異常區(qū)域與隧道區(qū)域相交,隧道開挖過程中,可能出現(xiàn)涌泥、涌水或空洞現(xiàn)象,需加強防護;ZK95+023附近,兩側巖體視電阻率呈明顯變化,結合地調資料分析,推測為巖體變化,巖性界面在ZK94+760附近與隧道相交。存在的問題:因本階段施工鉆孔數(shù)量有限,鉆孔位置未揭露溶洞發(fā)育,但不排除鉆孔外其他位置存在隱伏巖溶發(fā)育的可能。

  4、結論與建議

  對隧道建設有影響的不良地質為煤層瓦斯、巖溶,須對不良地質處治后,方可建設。結合以上初步勘察存在的問題及施工圖階段對勘察精度的要求,建議詳細工程地質勘察階段采取有針對性的勘察對策如下。

  (1)隧道局部穿越煤系地層,存在小煤窯采區(qū),由于煤層瓦斯的復雜性和不確定性,對隧道安全有較大影響,下階段需進一步查明煤層與隧道的平面及空間關系,并加強現(xiàn)場瓦斯測試及附近煤礦瓦斯資料的收集,便于設計進行瓦斯隧道的專項設計。

 。2)加強深部鉆探勘察,對代表性的物探異常進行鉆探工作,一方面可對物探成果進行驗證,同時可進行聲波測井和水文地質試驗,以對隧道穿越可溶巖地層段圍巖完整性和富水性進行定量評價,并獲取隧道洞身段不同含水層的水文地質參數(shù),對隧道涌水量進行精確預測。

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