隧道工程课程论文-隧道工程中的常见的地质问题与防治.docx
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1、西南大学地下结构与隧道工程课程论文 论文题目:隧道工程中的常见的地质问题与防治 学 院: 工程技术学院 专 业: 土木工程 年 级: 2013 级 姓 名: 孙志鸿 2016年 6月 15日目录摘要:1前言1一、隧道工程主要灾害地质问题1 1、塌方1 2、滑坡2 3、涌水和突水2 4、岩爆2 5、其它地质灾害3二、隧道工程主要灾害地质问题的防治3 1、塌方的防治措施3 2、滑坡的防治措施4 3、突水与涌水的防治措施4 4、岩爆的防治措施5 5、有害气体的防治措施5结语6主要参考文献6隧道工程中常见的地质问题与防治孙志鸿西南大学 工程技术学院 土木工程01班 学号:222013322220149
2、摘要:隧道工程在施工过程中,随时都受到地质灾害问题的影响。如何防治这些问题,是隧道工程设计和施工的重要课题。本文介绍了隧道工程中常见的地质灾害问题及其防治对策。关键词:隧道工程;地质问题;防治;前言为了提高线路质量满足环保和城市用地要求,国内外隧道工程的数量及规模发展十分迅速。但隧道工程受到长度和深度等多方面的影响,施工的地质环境越来越复杂,施工时遇到地质灾害问题愈加严重。而隧道施工中的地质灾害问题常常是影响隧道施工的关键问题。结合工程实践,本文讨论了隧道工程施工中常见地质灾害问题,并提出了具体的防治措施。一、隧道工程主要灾害地质问题 1、塌方塌方是隧道施工中最常见的灾害现象之一,由于围岩失稳
3、所造成的突发性坍塌、堆塌和崩塌,常会造成严重的安全事故。塌方产生的原因最主要是地质条件。地质条件直接影响隧道塌方发生的概率。设计的不足和人为施工的失误也会引起塌方。塌方往往发生在如下的情况中:地壳在构造运动的作用下,薄层岩体形成小褶曲,错动发育地段,隧道施工从此处通过,常发生塌方。隧道穿过断层及其破碎带,一经开挖,潜在应力释放,承压快,围岩失稳而塌方。通过各种堆积体时,由于结构松散,颗粒间无胶结或胶结差,开挖后引起塌方。隧道穿过浅埋或隧道进出口附近,围岩自稳能力差或受偏压影响,开挖中引起坍塌。岩层软硬相间或有软弱夹层的岩体,在地下水的作用下,软弱面的强度大大降低,因而发生塌方。地下水的软化、浸
4、泡、冲蚀、溶解等作用,加剧岩体的失稳和塌方。围岩比较差、断层或节理面呈楔型状态,构成不利组合,在内应力或地下水的作用下,产生突然塌方,这种塌方是最不易观察和发现的,也是比较危险的。 2、滑坡滑坡是指斜坡上的土体或者岩体,受河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响,在重力作用下,沿着一定的软弱面或者软弱带,整体地或者分散地顺坡向下滑动的地质灾害问题。产生滑坡的基本条件是斜坡体前有滑动空间,两侧有切割面。从斜坡的物质组成来看,具有松散土层、碎石土、风化壳和半成岩土层的斜坡抗剪强度低,容易产生变形面下滑;坚硬岩石中由于岩石的抗剪强度较大,能够经受较大的剪切力而不变形滑动。但是如果岩体
5、中存在着滑动面,特别是在暴雨之后,由于水在滑动面上的浸泡,使其抗剪强度大幅度下降而易滑动。降雨对滑坡的影响很大。降雨对滑坡的作用主要表现在,雨水的大量下渗,导致斜坡上的土石层饱和,甚至在斜坡下部的隔水层上积水,从而增加了滑体的重量,降低土石层的抗剪强度,导致滑坡产生。不少滑坡具有“大雨大滑、小雨小滑、无雨不滑”的特点。地震对滑坡的影响很大。究其原因,首先是地震的强烈作用使斜坡土石的内部结构发生破坏和变化,原有的结构面张裂、松弛,加上地下水也有较大变化,特别是地下水位的突然升高或降低对斜坡稳定是很不利的。另外,一次强烈地震的发生往往伴随着许多余震,在地震力的反复振动冲击下,斜坡土石体就更容易发生
6、变形,最后就会发展成滑坡。 3、涌水和突水涌水和突水问题是隧道工程中的又一常见地质灾害,其中尤以突水和携带大量碎屑物质的涌水危害性最大。矿体信围岩空隙中的地下水、地表水水源,在压力作用下涌出,称为涌水。量大、势猛,突发的涌水,称为突水。涌水和突水多发于节理裂隙密集带、构造形成的风化破碎带;突水灾害多发于岩溶洞穴、溶隙发育地段、含水层与隔水层交界面。隧道岩体的突水、涌水是影响施工进度和安全的一个重要因素,适时处理涌水对施工是非常重要的。目前国内外对岩体裂隙涌水预测预报的研究有一定发展,但准确性有待进一步提高。 4、岩爆岩爆是岩石工程中围岩体的突然破坏,并伴随着岩体中应变能的突然释放,是一种动力失
7、稳地质灾害。岩爆是深埋地下工程在施工过程中常见的动力破坏现象,当岩体中聚积的高弹性应变能大于岩石破坏所消耗的能量时,破坏了岩体结构的平衡,多余的能量导致岩石爆裂,使岩石碎片从岩体中剥离、崩出。岩爆往往造成开挖工作面的严重破坏、设备损坏和人员伤亡,已成为岩石地下工程和岩石力学领域的世界性难题。发生岩爆的原因是岩体中有较高的地应力,并且超过了岩石本身的强度,同时岩石具有较高的脆性度和弹性。这时一旦地下工程破坏了岩体的平衡,强大的能量把岩石破坏,并将破碎岩石抛出。其直接威胁人员、设备安全,影响工程进度,已成为地下工程世界性难题之一。岩爆一般岩石砂岩为主,岩石坚硬干燥,在未发生前,无明显的征兆。岩爆时
8、围岩破坏的规模,小者几厘米厚,大者可达数吨重。小者形状常呈中间厚、周边薄、不规则的鱼鳞片状脱落,脱落面多与岩壁平行。岩爆围岩的破坏过程,一般新鲜坚硬岩体均先产生声响,伴随片状剥落的裂隙出现,裂隙一旦贯通就产生剥落或弹出,属于表部岩爆。由于爆破振动影响,造成开挖洞段应力重新分布,造成碛头较大面积岩爆、爆落出的小块鱼鳞片状碎屑甚至堵塞整个巷道。 5、其它地质灾害对于隧道工程而言,除了岩爆,塌方以及涌水突水等地质灾害问题外,在施工中还可能存在地面沉陷和塌陷,有害气体的存在引发的瓦斯爆炸等不同类型的灾害问题,对隧道的施工和人员设备的安全造成严重的威胁。二、隧道工程主要灾害地质问题的防治 1、塌方的防治
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