前言：中文期刊網精心挑選了隧道工程地質問題范文供你參考和學習，希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感，歡迎閱讀。
隧道工程地質問題范文1
【關鍵詞】鐵路隧道；地質勘探；巖溶；地質狀況
中圖分類號：U45 文獻標識碼： A
引言
隨著我國國民經濟發展迅速，高速鐵路、高速公路、城市軌道交通等工程大規模地建設，長大隧道數量也越來越多。作為隱蔽工程的公路隧道、鐵路隧道、礦山隧道、輸水隧道等在施工過程中，由于前方地質情況不明，經常會因遇到斷層、破碎帶、暗河、高地應力等不良地質體而導致塌方、泥石流、涌水、巖爆冒頂等地質災害發生。這些災害的出現往往會影響施工進度，造成人員傷亡，給施工單位、國家和人民帶來嚴重的經濟損失。有些隧道不僅延伸很長，而且深埋于山體中。對于這些埋藏很深的長隧道，由于其前期的地勘工作受到技術水平和經費的限制，因而在施工前不可能查清隧道圍巖的地質情況。隨著隧道工程施工的逐步深入，其安全隱患會一一暴露出來。這時需要在施工過程中采取有效方法，對前方不良地質災害進行準確的預報，以便及時地修正開挖和支護設計方案，避免施工事故發生。
綜合地球物理測井技術在其它勘探領域(炭、石油、礦產等)應用較為廣泛，在鐵路勘探中近年來才開始應用。當今新建鐵路中長大隧道越來越多，隧道勘察也越發的重要，隧道勘察包括鉆探、物探等勘探方法。綜合測井技術和孔中電視物探方法能夠在鉆探的基礎上提供更多的地質信息，為地質隧道圍巖的分級、地下水的活動提供有力的數據支持，提高綜合勘察的精度。
2、本研究對象的工程概況
本工程對象以成昆線的某隧道為例，該隧道與大渡河大橋首尾相連。在確定標高時，出現互相矛盾的情況。該隧道希望在地質較好的地層中穿過，工程容易，造價低。但大渡河水深流急，水下施工困難，工期十分緊迫。經過認真分析權衡，認為大橋工程艱巨，是控制工期的重點，是困難的主要方面，因而最后決定把高程放在對大橋有利的高程上，而該隧道只好從一層沙卵石層中穿過。如此，雖然隧道施工增加了一些困難，但是，以后的實踐證明，從整體利益考慮，這樣的安排是合理的。
3.1 隧道平面位置的選擇
埡口是選定越嶺隧道線路方案的控制點。因此，應根據線路走向及地形條件選擇可供越嶺的埡口。選擇越嶺埡口時，可由面到線，由線到點，由近而遠，由低而高，尋找可能穿越的各個埡口進行研究。一般利用小比例尺的航測照片或地形圖根據線路的方向和克服高程的不同要求及條件，進行大面積紙上選線，而后對這些方案進行同等的調查研究，特別是區域工程地質的調查、測繪，查清區域性構造與線路的關系，地質條件與隧道的關系。除了考慮平面位置以外，還要考慮埡口兩端溝谷的分布情況和臺地的開敞程度，主溝高程是否相差不大和溝谷是否靠近，以便設計必要的展線。
隨著我國隧道設計與施工技術水平和施工機械化程度的逐步提高，為使鐵路運量滿足和適應國民經濟發展的需要，在技術可行，經濟合理的條件下，應充分認識越嶺長隧道方案的優越性，并可通過慎重比選確定。
3.2 地質斷層情況
在一般情況下，隧道進洞以前，總要有一段引線路塹。當路塹深度達到一定程度時就開始進洞。因此，決定洞口位置實質上就是決定從引線路塹轉為隧道最適宜的轉換點。隧道洞口位置選得恰當，隧道和路塹的安全穩定程度就高，總的造價也最合理。反之，選擇得不恰當，就會產生路塹邊坡坍塌、崩解，隧道上方的仰坡滾石掉塊，危及行車安全。必要時，還得花較多的費用接修明洞。所以，洞口的位置應審慎比較而決定。
隧道平面是指隧道中心線在水平面上的投影，顯然是越直越好。因此，在可能的情況下，隧道平面線形應盡量采用直線或大半徑曲線，避免小半徑曲線。這是因為曲線隧道建筑限界需加寬，凈空尺寸相應加大，增加了開挖和襯砌的工程量；列車在曲線隧道內運行，空氣阻力加大，抵消了部分機車牽引力，并使洞內通風條件惡化；列車在曲線隧道行駛，產生的離心力使鋼軌磨耗嚴重，增加了線路維修工作量。在此帶中分布的地層為奧陶系安山巖、志留系千枚巖夾板巖、三疊系砂巖夾頁巖及薄層煤、加里東期侵人閃長巖及各斷層帶中的構造碎裂巖、泥礫巖等。主斷層帶有斷層泥、斷層角礫巖、強烈壓碎石英巖、泥質砂巖、泥質細砂巖組成。
3.3 巖溶狀況
(1)巖溶地區鐵路隧道的主要水文地質工程地質問題有：巖溶水的侵襲；位于隧道頂部的洞穴充填物坍塌和位于隧道底部充填物基礎松軟或洞穴頂、底板的穩定性，巨大巖溶空洞使隧道懸空。至于尺寸小于隧道斷面的一般小洞穴，雖然經常碰到，但較易處理，不是主要問題。
(2)鐵道工程特別是隧道工程最迫切需要了解和解決的是地下巖溶的位置和規模，以便選擇線路和建筑物的合理位置。巖溶發育是有一定規律的。通過地質、地貌方法，在巖溶地區的鐵路選線中，是可能避開那些巖溶發育較強、危害較大的地段，而選擇巖溶發育相對較弱、危害較小的地段通過，以確保工程的穩固。這就是避重就輕，繞避與整治相結合的選線原則。
3.4 巖爆性質
巖石破碎及巖石中的縱向裂隙所引起的視電阻率異常比聲波速度異常更明顯；但在低阻背景下，巖石破碎及巖石中的橫向裂隙所引起的聲波速度異常比視電阻率異常明顯。二種方法綜合應用可從不同的物性角度解釋異常，再結合其它方法，可提高了異常解釋的可靠性。巖爆頻繁，先是響聲，并伴有薄片狀，在硬質巖中隨著時間的延續，將產生大塊剝離。爆破后2h內，掌子面巖爆頻繁，多為薄片，有脆裂響聲，在致密巖層中，有悶雷響聲。
4、隧道施工水文地質狀況分析
鐵路隧道或地下結構位于地層之中，使它在設計、施工以及使用的諸多方面有著和地面結構很不相同的特點。一類如光照、通風差，溫度、濕度比較穩定，少受地面自然、人為因素的影響等，這些是顯而易見的，而且和所處怎么樣的地層關系不大。另一類所呈現的特點則和地層的地質性狀密切相關，稱之為地質環境。地質環境對建筑物的重大影響表現于多方面，其中最為普遍、最為顯著的是地層在開挖過程中的穩定性。地層穩定性程度的差異將直接決定地下建筑不同的支護結構設計和施工方法。正因此，如何把握地層(也稱巖體，包括土體在內)的性狀及對工程的影響，一直是地下工程學科內容的重要組成。由于淺埋，巖溶發育、斷裂及裂隙交錯，地表水與地下水相互串通，地下水極為豐富。根據巖性、構造對富水程度區劃分為弱富水區、中富水區與強富水區。
巖體或地層被挖開以前，一般說總是穩定的，但在開挖過程中及開挖以后，由于原有平衡被打破，巖體性狀發生變化，人們直接觀察到的即是大部分巖體或遲或早將出現或大或小的坍落，有的洞壁還會發生明顯的內擠位移，這是修筑隧道經常會遇到的問題。
隧道工程地質問題范文2
關鍵詞：隧道勘測；圍巖穩定性；水文地質；
中圖分類號：F407.1 文獻標識碼：A 文章編號：
引言
在工程地質勘查以及建筑設計施工過程中，人們往往會忽視水文地質條件對工程的影響，但是它確是影響工程質量的一項重要因素。由于巖土體的一項重要組成部分就是地下水，地下水直接決定著它的工程特性，而巖土體又是整個工程的基礎部分，所以，水文地質條件接影響著隧道工程的質量。
1、 隧道水文地質勘探重點
通常在隧道地質勘查中，往往缺少必要的對水文地質條件的勘查結果，更談不上根據工程對水文地質進行評價的過程，正是因為這一過程的缺失導致很多地方都發生了因為水文地質原因而造成的建筑工程下沉、開裂等質量問題。在總結以往經驗的基礎上，在以后的隧道勘察中應該從以下幾個方面對水文地質進行評價。
（1） 對地下水進行評價，得到其對巖土層和工程的影響，并對可能帶來的危害進行估計，找到相應的預防方法。
（2） 盡量詳細的了解水文地質資料，并根據工程地基的需要結合水文地質資料做好地基類型的選取工作。
（3） 充分了解地下水文特征，結合工程施工方式方法，分析可能對水文地質造成的影響，進一步分析水文改變對工程的影響。
（4） 從工程施工角度出發，在不同的條件下，地下水可能對工程造成的影響和作用，需要重點進行評價的一些水文地質問題。
2、水文地質對隧道勘測的重要性
含水量的大小對圍巖穩定性的影響很大，這也就增加了隧道施工的難度。含水量過大可使巖質軟化，使軟巖山體松弛、降低強度；促使圍巖中軟弱夾層泥化；減少層間阻力，易于造成巖體滑動；使某些巖類溶解和膨脹，使山體出現附加應力；當出現大量涌水時，將產生動水壓力，出現流沙及滲透壓力。枯水可能影響隧道上方和使四周的井和泉干涸，造成巖體內部含水量不均勻而導致應力重分布，這樣對隧道整體穩定性造成不良影響。
某些水底隧道或是海底隧道在水文地質方面將會遇到更大的難題。河床、海床在受到長年累月的浸泡后地質發生了巨大的變化，勘測人員很難直接進行水文地質勘測，往往都是采用以往的資料或是依靠經驗來進行設計。這種類型的隧道對水文地質資料的要求更細致，更全面。地下水對隧道的穩定性影響很大，主要是從以下幾個方面：
2.2.1 地下水升降變化引起的隧道工程危害
（1)由于水位上升引起的隧道工程危害
水位的上升通常情況下是由于很多原因造成的，在眾多的原因中地質因素是一項主要的影響因素，如地下水文結構、巖土構造，此外地區性降雨、人為灌溉等因素也會對其造成影響。 水位的上升可能會使土壤沼澤化，鹽分含量升高從而使得水體的腐蝕性增大，對工程的施工以及質量有著重要的影響，此外還可能帶來一些滑坡、崩塌等現象。水位上升還會使得巖土體的結構造成破壞，從而可能產生流砂、管涌等現象。
（2） 由于地下水位下降引起的隧道工程危害
造成地下水位降低的因素也是多種多樣，較為常見的是由于人為的因素造成，比方說地下水的過度開采、河流筑壩等人為因素，造成地下水的大量缺失，而這也會使得工程產生地裂、地面下沉等現象影響工程質量，地下水的過度開采還會給環境帶來一定的影響，對人們的正常居住以及原有建筑物的穩定帶來影響。
（3） 地下水頻繁升降對隧道工程造成的危害
地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產生不均勻的脹縮變形，當地下水升降頻繁時，不僅使巖上的膨脹收縮變形往復，而且會導致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大，進而形成地裂引起建筑物特別是輕型建筑物的破壞。地下水升降變動帶內由于地下水的積極交替，會將土層中的膠結物中的鐵、鋁等成分淋失，由于土層失去了膠結物，這就會使得土質變得較為松動。由于含水量的孔隙比逐漸增大，就會造成壓縮的模量和承載力逐漸降低，這就會給隧道工程在處理和選擇上帶來極大的麻煩。
2.2.2 地下水動壓力作用引起隧道工程危害
由于地下水在天然的情況下，動水壓力的作用較為薄弱，在一般情況下基本是不會造成什么危害的。但是如果在人為的狀態下進行工程活動，就會改變了地下水的天然動力平衡條件，在一些較為嚴重的移動動水壓力作用下，就會引起嚴重的隧道工程危害，例如流砂、管涌、基坑突涌等。總之，水文地質工作在建筑物持力層選擇、基礎設計、工程地質災害防治等方面都起著重要的作用，隨著工程勘察的發展，其必將受到越來越廣泛的重視，切實做好水文地質工作將對勘察水平的提高起著極大的推動作用。
2.2.3 水文地質變化對生態環境的影響
隧道和礦山坑道等長期大量涌水或大量排放地下水，造成工程地區含水層被疏干，是生態環境惡化，主要表現為：地表水枯竭、生活、工農業用水缺失、地表沉降、土壤沙化、建筑物受到損害。而且對工程造成的危害主要表現為：對襯砌結構、上部結構的腐蝕、沖蝕；長期浸泡引起的道路翻漿；拱部嚴重漏水對隧道內部設施的損壞等等。
一旦隧道水文地質調查疏忽或是缺少細節，在隧道施工階段就會遇到各種各樣的問題，很多突發的涌水、漏水不僅增加的建設成本，而且大大降低了施工安全性。若是在水底隧道出現漏水現象，嚴重的會造成巨額的經濟損失和人員傷亡。每年花費在防排水修復，養護方面的資金巨大，有的隧道甚至因為水文條件過于惡劣而在運營之后幾年便停止運營了，所以從上述可以得到水文地質對于隧道勘測設計重要性很大。
結語
水文地質工作在建筑物持力層選擇、基礎設計、工程地質災害防治等方面都起著重要的作用，隨著工程勘察的發展，其必將受到越來越廣泛的重視，切實做好水文地質工作將對勘察水平的提高起著極大的推動作用。隧道工程對環境水文地質條件及周圍的生態環境會帶來程度不同的影響。因此,我們認為,今后在新建隧道等地下工程時要認真開展隧道水文地質環境變化規律及其對生態環境影響的評估這一重要工作。
參考文獻
[1] 徐偉軍．工程地質勘察與水文地質．城市建設，2010(18)
[2] 鞠建英．實用地下工程防水手冊[M] ．北京．中國計劃出版社，2002．
[3] 楊忠摧．《環晚水文地質學》原子能出版社，1990．12．
隧道工程地質問題范文3
關鍵詞：工程地質 工作過程 教學方法 實踐能力
隨著國家經濟的迅猛發展，使得公路、鐵路、城市地鐵交通事業發展迅速，帶動地下工程與隧道工程技術專業、道路橋梁工程技術專業快速發展，該專業學生的需求不斷擴大。地下工程、隧道工程和道路橋梁在勘察階段、施工階段以及后期運營過程中，遇到的復雜的工程地質條件，以及由此帶來的復雜工程地質問題，為高職《工程地質》課程的發展與改革注入新的動力。結合學院特色，在分析本課程先存教學問題的基礎上，探討課程改革的思路與方法。
《工程地質》是地下工程與隧道工程技術專業、道路橋梁工程技術專業的專業基本技能課，為必修專業課。本門課程具有概念多，實踐性強等特點。學生們自學也容易看懂大部分的內容，但難以記住，不易真正掌握。
現階段所采用的教學方法和手段一般是遵循理論—實踐的路線，以課堂多媒體、理論講授為主，缺少對工程實踐問題的引入，授課抽象，不易理解。這與高等職業教育培養一線崗位應用型人才的目標也不一致，加上選用的教材，理論性偏強，與專業工程實踐的聯系不夠緊密，造成學生學完該門課程后，仍不知道本課程與所學專業的聯系。
基于上述問題，在《工程地質》的教學過程中，筆者始終貫徹以下兩個思路：一是對于教學內容，盡量秉承高職教育“理論知識實用為主，夠用為度”的原則，多講述與專業有關的工程地質問題，把工程地質密切地與專業聯系起來，以引起學生對該課程的重視，提高其學習的積極性；二是采用多種形式的教學方法，充分利用多媒體教學的優勢，來吸引學生，發揮他們的主觀能動性，使他們學習從“被動的聽”變為“主動的學”，從“抽象的概念”變為“具體的實物”。為此，筆者在教學過程中進行了以下“改革”，達到了預期的效果，也得到學生們的好評。
一、教學內容適當整合，做到理論與專業實踐相結合
對于教材的內容編排，根據專業特色的不同，有的放矢的進行適當整合，尤其是理論性太強的部分，適當作取舍。由于學生對今后所從事的專業工作、其與工程地質現象引起的典型工程事故，以及分析各種事故產生原因的關系缺乏了解，所以在上緒論部分內容時，筆者用了較多的時間結合工程實際，向學生們介紹本課程與所學專業的關系，在以后的教學中結合書本上的內容穿插介紹工程實例，如隧道地質環境調查、超前地質預報、隧道施工監控、高等級公路地質勘察、軟土地基處理、公路邊坡滑坡治理、橋基選址等內容。這些工程實例增長了學生的見識，豐富了教學內容。使學生們真正認識到工程地質與他們所學的專業有著密切的聯系，體會到該課程的重要性。
二、改變傳統教學方式，調動學習積極性，變“被動聽”為“主動學”
（一）打破傳統的“教師講，學生聽”的傳統模式，強調教學過程以學生“學”為主。以提高綜合能力為目的，圍繞某個主題安排學生通過查找相關資料、結合實例，進行討論交流。例如與工程實踐結合緊密的章節（如地質構造、地質災害防治措施等部分內容），在講授完知識點之后，采用學習小組的形式，讓學生們分組探討不同的主題，然后以PPT講解的形式，上臺進行答辯匯報。對于文字較多的一般掌握層次的章節，也可以采取類似的方式，教師先給出學習提綱，預先安排同學，要求其自學查閱資料備課，然后上臺講解。講解之后，臺下同學對其進行評價，最后老師總結，分析其優缺點，補充其遺漏之處。這種方式，打破課堂上老師“一人言”的局面，活躍了課堂氣氛，在一定程度上也調動了學生的學習積極性，也增強了學生的團隊合作意識。
（二）是多采用直觀教學。將某些抽象的概念通過錄像、圖片、標本、模型向學生解釋清楚。電化教學的形式有著不可比擬的優勢，它可以演示復雜的地質過程，重演人類無法重演的地質災害等。因此，在講授地質構造、常見地質災害時，可多結合圖片、模型，以及視頻等教學形式。
（三）是重視地質實習。地質實習是過程地質教學的最后一個環節，也是“畫龍點睛”的重要環節，它對學生加深所學知識的理解極有幫助。一方面是安排4課時的讀圖實訓，加強學生對基本地形圖、工程地質圖的讀圖能力。另一方面是選擇合適的實習地點，讓學生多接觸工程實際。例如在安排不良地質現象這部分內容時，注意選擇與隧道、路橋建設有關的地質問題。充分利用學院巖石與土壤專修室、工程圖紙庫，強化實訓環節。
最后，應加強教師與學生之間的交流。課下多于學生溝通，以詢問、網絡交流或是匿名書信等形式收集學生意見，找到教學方法中存在的不足，加以改善。另外，在網絡發達的今天，應為學生多提供課程相關的專業網站，為學生自主學習，擴展視野，添磚加瓦。
我國高職院校的交通工程技術類畢業生正將成為未來高職發展的中流砥柱，因此進行工程地質課程建設與改革，通過培養學生職業能力為目標組織教學內容、加強實踐教學環節等方式，充分發揮教師在教學中的主導作用，提高學生的自主學習能力，結合社會實際需要，認真組織落實教學工作，培養出更多更好的交通工程建設需要的應用型、技能型人才。
參考文獻：
[1]胡慶國.路橋專業工程地質學課程教學改革探索[J].交通高教研究，1997.2.
[2]熊文林.高職《工程地質》課程教學改革的實踐與思考[J].職業教育研究，2012.9.
隧道工程地質問題范文4
【關鍵詞】地質環境問題；地下水疏干；地表水滲漏；巖溶塌陷；斷層破碎帶
前言
南山隧道工程位于重慶市南岸區，全長2820m，軸線方向107°，為單向雙洞隧道。隧道進口位于上新街，路面高程280.66m；出口位于瓦房子社，路面高程322.96m。該隧道橫穿南山山脈，山脈由南溫泉背斜構造構成，背斜軸呈北北東，南南西向展布，背斜兩翼巖層傾角較陡，軸部巖層傾角較平緩，隧道區涉及地層主要有三疊系上統須家河組（T3xj）砂、泥巖夾炭質頁巖、煤線地層，中統雷口坡組（T2l）泥灰巖、白云質灰巖夾鈣質頁巖、泥巖及下統嘉陵江組（T1j）灰巖、白云質灰巖夾巖溶角礫巖地層。南山山脈頂部形成巖溶槽谷，分布于背斜的軸部，谷內巖溶洼地，漏斗、漏水洞發育，地表分布有涂山湖等地表水體。據區域地質、水文地質資料，在背斜翼部為須家河組的碎屑巖孔隙裂隙層間水及軸部雷口坡組、嘉陵江組碳酸鹽巖巖溶水，含水較豐富。南山隧道工程建設到K0+868m（隧道中段還有235m未開挖），已產生對地下水疏干問題，初始地下水涌水量達10000余T/d，至目前涌水量仍有3000余T/d，并與部分地表連通（涂山湖），地表水體已產生滲漏，據初步分析，還可能產生地表巖溶塌陷等重大地質環境問題。為防止這些地質環境問題的進一步產生和擴大，對其地質環境問題形成條件、成因進行研究，提出切實可行防治方案建議。
一、地質背景
南山隧道橫穿條狀低山山脈，山脈走向呈北北東（N20°E）向展布，山脈頂部形成巖溶槽谷地貌，槽谷高程420-450m發育于南溫泉背斜的軸部，槽谷走向順背斜構造軸線延伸，槽谷內被第四系全新統殘坡積層覆蓋，谷內匯水條件較好，有水塘及人工湖分布，如涂山湖等。隧道工程橫穿南溫泉背斜（圖1），背斜翼部涉及地層巖性主要有侏羅系下統自流井組 （J1-2Z）紫紅、黃綠色泥巖、頁巖夾長石石英砂巖；三疊系上統須家河組（T3xj）地層，該地層按巖性段劃分為六段，其中2、4、6段巖性為青灰色、灰白色巨厚層狀長石石英砂巖夾灰黑色頁巖；1、3、5段巖性為淺灰、青灰、深灰色、黃綠、灰綠色、灰黑色頁巖、砂質頁巖、砂質泥巖夾薄層煤層、煤線及少量細、粉粒石英砂巖，總厚600-800m。在背斜軸部出露地層有三疊系中統雷口坡組（T2l）及下統嘉陵江組（T1j）地層，巖性為一套碳酸鹽巖地層。其中雷口坡組地層厚度50-100m，嘉陵江組地層厚420-440m[1]。
南溫泉背斜為一不對稱背斜，東南翼巖層產狀105°-120°∠36-59°北西翼巖層產狀295-310°∠48-73°，在背斜軸部巖層傾角3-15°。因構造擠壓，裂隙及小的斷裂發育，特別是在背斜軸部地段，縱張裂隙及橫張裂隙發育，且貫通性好，構造裂隙主要表現二組，裂隙：①140-160°∠67-80°，裂隙：②95°∠82°，張開寬度10-40cm，粘土及亞粘土充填。兩組裂隙相互切割、連通，另外順背斜構造軸線發育兩條逆斷層，分布于背斜構造軸線的西側雷口坡組及嘉陵江組地層之中，斷層產狀100°∠60°，破碎帶厚度20-30m[2]據隧道勘察的物探測試結果：在里程K0+745-K0+765、K0+885-K0+905、K1+190-K1+265段地下巖溶（溶洞、溶隙）發育，其中K1+145-K1+265段巖溶發育由淺部（高程435m）向下至高程280m，巖溶段已超過隧道底板高程290m以下。由于這些地質構造及巖溶的存在，為地下水賦存提供了良好的空間。隧道區內主要涉及三疊系上統須家河組碎屑巖孔隙裂隙層間水及三疊系中統雷口坡組以及下統嘉陵江組碳酸鹽巖溶水，地下水較豐富，尤其是處于背斜軸部區碳酸鹽巖溶水。據1/20萬區域水文地質資料及南山隧道勘察資料表明，三疊系上統須家河組巨厚層長石石英砂巖夾炭質頁巖、砂質頁巖及薄煤層地層中鉆孔涌水量一般200-500T/d，部分鉆孔涌水量大于1000T/d；雷口坡組碳酸鹽巖地層中鉆孔涌水量100-300T/d，嘉陵江組碳酸鹽巖地層中鉆孔涌水量一般400-1000T/d，地下暗河流量10-500L/s（雨后流量可大于500L/s）[1]。從隧洞勘察報告中采用地下水動力學水平坑道疏干法計算，在T2l、T1j地層中隧道涌水量達6230-6434m3/d。從含水巖組富水性來看，處于背斜軸部區的碳酸巖含水巖組的富水性較其兩翼碎屑巖含水巖組地層富水性強。
二、引起隧道突水、地表滲漏問題成因分析
南山隧道自施工以來到目前為止，隧道左洞進口段已施工868m長，從穿越的地質條件和施工方法分析，南山隧道產生的地質環境問題的原因主要有兩個方面：第一是地質因素，第二是施工因素。
1、地質因素：從前面談到的南山隧道橫穿南溫泉背斜，該背斜為高隆起背斜，其兩翼巖層傾角較陡，背斜軸部巖層傾角較平緩，從背斜翼部到軸部，巖層產狀變化大，且有斷層分布，構造裂隙十分發育。在背斜軸部區分布的碳酸鹽巖形成巖溶槽谷、軸部張性構造裂隙發育，且貫通性較好，為地下水的賦存提供了良好的場所，巖溶水十分豐富，為隧道產生涌水、突水提供了有力條件，由于地下水的突然大量排放，致使水動力條件急劇改變，其具體表現：一是地下水位迅速降低；二是在降落漏斗范圍內水力坡度突然增大，流速加快，其后果，一方面減少了對上部巖土體的浮托力；另一方面增強了地下水流對原有洞穴、溶隙、裂隙中堆積充填土層、巖屑、碎塊石等的潛蝕、沖蝕，以及液化作用，并將其帶走[3]。另外，由于地下水位變化，造成地下水位以上含水介質空間內氣體壓力的變化產生的，由于地下水位以上巖土體去浮托力，空間內形成了較大的氣體壓力差，使上部巖土體向下逐漸坍塌，最終與地面連通，隧道頂部涂山湖地表水發生滲漏就是這樣產生的。
2、人為因素：隧道施工開挖方式采用放炮開挖，由于超藥量放炮震動，導致巖體進一步破碎，構造裂隙擴展，上部巖土體受震動塌陷，為地下水徑流增加了新的通道，為地表水（涂山湖）滲漏提供了下滲通道，在隧道施工建設中由于超前預報工作存在一定的誤差，以致施工過程中出現的斷層破碎帶、地下水涌水排泄等問題，未得到及時有效的防治，特別是由于地下水大量排放（最大突水量10000余T/d），導致含水介質空間擴大至地面涂山湖，涂山湖水產生大量滲漏，湖水位下降達0.7m（有人工給水補給湖水）。
三、防治對策
重慶南山隧道工程建設已引起地下水大量疏干，地表涂山湖水發生滲漏，應引起有關方面重視，并采用相應防治措施和對策
1、邀請水文地質工程地質專業單位，及時開展在研究區域水文地質、工程地質條件，特別是地下水動力條件的基礎上，作出隧道工程建設對地下水疏干和對涂山湖水滲漏的影響評價，要在隧道工程建設影響區圈出或劃分出嚴重影響區、中等影響區和一般影響區，以便分別采取相應的對策。
2、應加強隧道工程建設過程中的超前預報工作，提高對地質異常區位置、類型、規模預測預報精度；應加強對涂山湖水滲漏、水位下降和可能產生滲漏通道等環境地質問題的監測工作，以便及時為隧道工程建設中防治災害提供科學依據。
3、及時對隧道內發生突發穿水進行有效治理，可采取對隧道周圍巖體空隙進行高壓灌漿填充固結的堵塞封閉措施，減少地下水排放。
4、隧道施工中，特別是進入背斜軸部段，因構造裂隙發育，貫通性好，巖溶發育，地下水豐富，易產生新的突水、漏水及巖溶塌陷等地質環境問題。隧道建設宜采取弱爆破、短進尺、強支護的工程措施。
參考文獻：
[1]陳學敏、陳厚林等，重慶幅1：20萬區域水文地質調查報告【R】.1977，7-9，32-33.
隧道工程地質問題范文5
1.1地層巖性及物性參數
隧道工程涉及地層主要有第四系全新統坡殘積粉質黏土，沖、洪積細圓礫土，卵石土;泥盆系中統大楓溝組及公館組灰巖、千枚巖、千枚巖夾灰巖、灰巖夾千枚巖;志留系下統梅子埡組千枚巖，含泥炭質片巖夾云母片巖、片巖。此外，局部有長英質巖脈及巖株侵入。本區經歷了多次構造變動，巖層不同程度發生變質。
1.2地質構造
受本區構造影響，隧道區褶皺構造和斷裂構造相對發育，隧道洞身穿越4個褶皺構造，其中兩個向斜構造、兩個背斜構造。杜家山隧道穿越斷裂總共10條(854m)，占隧道群全長的8.07%，其中洞身穿越主要斷裂7條(累計長度834m)，洞身穿越3條一般斷層(累計長度20m)，對隧道有較大影響。隧址區地表基巖露頭節理較發育－發育，全隧道巖體受2～3組節理切割、控制，其中正洞洞身發育兩組近似平行洞軸節理，為不良節理，影響范圍2892m/2段，占隧道全長的27.33%。麻坪河橫洞發育一組近似平行洞軸節理，為不良節理，貫穿整個橫洞，對隧道圍巖影響較大，巖體完整性較差。
1.3不良地質
(1)巖溶隧道灰巖區屬弱巖溶化巖層，溶洞密度小、個體小，隧道區巖溶的發育多與構造破碎帶關系密切。巖溶裂隙水主要接受大氣降水和地表水補給，富水性好，斷層及構造發育區巖溶突水的可能性很大。
(2)高地應力條件下硬質巖巖爆和軟質巖變形最大水平主應力值為10.31～27.33MPa，最小水平主應力值為8.31～16.83MPa，隧道最大埋深約773m，隧道通過硬質巖長度約2936m，占隧道總長的27.74%，隧道通過軟質巖長度約6756m，占隧道總長的63.84%，在高地應力條件下易發生硬質巖的巖爆和軟質巖的大變形問題。
(3)邊坡穩定性工點區域麻坪河、二郎溝內第四系覆蓋層較厚，分布有較多滑坡、錯落，多為堆積層滑坡、錯落，不良地質體物質主要為碎石土及粉質黏土，規模較大。隧道進口及出口巖體節理、裂隙較發育，巖體較破碎，風化層厚約10m，邊坡穩定性差。丁家河橫洞進口為云母片巖和炭質片巖，巖體節理、裂隙發育，巖體完整性、層間結合差，風化層厚，邊坡穩定性差。麻坪河橫洞及丁家河斜井進口巖體節理、裂隙較發育，巖體較破碎，風化層厚約16m，邊坡穩定性差。目前對隧道洞身無影響，但施工不當會對洞口和施工便道造成一定影響。
(4)偏幫及掉塊全隧道巖體受2～3組節理切割、控制，其中正洞洞身發育兩組近似平行洞軸節理，為不良節理，影響范圍2892m/2段，占隧道全長的27.33%。麻坪河橫洞發育一組近似平行洞軸節理，為不良節理，貫穿整個橫洞，對隧道圍巖影響較大，巖體完整性較差，易偏幫、掉塊。
(5)有害氣體隧道洞身在穿越志留系下統含泥炭質片巖夾云母片巖，襄渝二線財神廟隧道通過同組地層時，有低濃度H2S、瓦斯等有毒有害氣體逸出。施工中應提前按規定采取合理的安全措施，加強有毒有害氣體監測，消除可能出現的安全風險。
2水文地質條件
根據隧道通過區的地層巖性、地質構造特征，并結合含水巖組的不同，地下水分為第四系孔隙水、基巖裂隙水和巖溶水三大類。基巖裂隙水又可細分為六個含水巖組，而發育于巖溶中的巖溶水，水量不穩定，隨季節變化大，對施工影響大。根據水文地質調查、地表泉水流量大小、巖性和構造及水文地質計算，將隧道部位地下富水性分為強富水、中等富水、弱富水三個區(其中中等富水分為2個亞區)。隧道通過強富水區3000m/2段，占總隧道總長的28.35%;通過中等富水區5169m/3段，占總隧道的48.84%;通過弱富水區2413m/2段，占總隧道的22.8%。采用降水入滲法計算和地下水動力學法計算隧道涌水量預測結果:正常涌水量為40487m3/d，最大涌水量為120096m3/d。麻坪河橫洞涌水量預測結果:正常涌水量為11829m3/d，最大涌水量為35487m3/d。丁家河橫洞涌水量預測結果:正常涌水量為4772m3/d，最大涌水量為14316m3/d。丁家河斜井涌水量預測結果:正常涌水量為636m3/d，最大涌水量為1907m3/d。
3工程地質條件復雜程度分級及評價
3.1隧道地質復雜程度分級
根據對隧道工程地質、水文地質條件的綜合分析，預測隧道施工中可能會出現巖爆、大變形、突涌水(泥)、圍巖失穩、放射性異常、有害氣體及不良節理等地質災害:洞身穿越斷層破碎帶10條及影響帶(進出斷層20個部位)，高－極高地應力段1段，褶曲帶4段，巖溶發育段、泥炭質片巖夾云母片巖帶1段，物探異常帶10段，可溶巖與非可溶巖接觸帶、隧道進出口和洞身河溝淺埋段3處及不良節理影響帶3段等高風險部位。
3.2隧道工程地質條件評價
杜家山特長隧道全長10582m，穿越秦嶺南麓低中山區，地形崎嶇，地勢險要，山高溝深，植被茂密，地質構造復雜，地層巖性軟硬不均，地下水豐富，隧道埋深大，施工中可能存在突然涌水(泥)、坍塌、冒頂、高地應力條件下的巖爆及軟巖變形、巖溶及有害氣體逸出等地質問題，隧道不確定因素多，工程難度大。隧道洞身兩端為志留系下統梅子埡組千枚巖、含泥炭質石英片巖、云母片巖、云母石英片巖，中部巖性為泥盆系中統公館組和大楓溝組千枚巖、千枚巖夾灰巖、灰巖、灰巖夾千枚巖等。其中梅子埡組云母石英片巖，公館組和大楓溝組灰巖、灰巖夾千枚巖，含鈣質、石英質較多的千枚巖以及巖株、巖脈狀長英巖屬硬質巖，隧道通過硬質巖長度約2936m，約占隧道總長的27.74%;梅子埡組云母片巖、含泥炭質石英片巖、千枚巖、大楓溝組絹云母千枚巖屬軟質巖，隧道通過軟質巖長度約6756m，約占隧道總長的63.84%;洞身通過10條斷層，斷層破碎帶以斷層泥礫、擠壓片巖、擠壓千枚巖、壓碎巖等極軟巖為主，長度約為890m，占隧道總長的8.41%。隧址區經歷多期構造作用，褶皺、斷裂構造極為發育，隧道穿越的重要斷層有7條，一般斷層有3條(累計通過斷帶長度為854m)，大型褶皺4個。通過主要斷裂有:F12宋家埡斷層(280m)、F13－2麻坪河斷裂(24m)、F13－4界嶺村斷層(100m)、F13－12紙房溝斷層(60m)、F13杜家山斷層(90m)、F13－18丁家河斷層(235m)、F13－19東鎮斷層(45m)，推測在DK222+000附近穿越界嶺村斜臥背斜核部，在DK223+280附近穿越紙房溝斜臥向斜核部，在DK224+660附近穿越二郎溝斜臥背斜核部，在DK226+000附近穿越丁家河斜臥向斜核部。隧道洞身通過兩段強富水帶(總長3.55km，約占隧道總長33.54%)、2段中等富水帶(總長5.319km，約占隧道總長50.26%)、2段弱富水帶(總長1.767km，約占隧道總長16.7%)。隧道洞身在DK227+260～DK228+150(890m)段通過含泥炭質片巖夾云母片巖帶。隧道洞身在DK220+340～DK224+470(4130m)段埋深350～773m，存在高－極高地應力。隧道在斷層破碎帶、可溶巖與非可溶巖接觸帶、褶皺帶核部、含泥炭質片巖帶工程地質條件較差，容易產生突然涌水、坍塌、冒頂、變形量過大等地質問題;隧道在軟質巖區及軟硬巖交互段可能出現坍塌、掉塊及局部段落的圍巖變形量過大等地質問題;硬質巖區一般巖體較完整，但受多組節理、裂隙切割，存在掉塊、高地應力下的巖爆以及強富水性問題;隧道在含泥炭質片巖可能出現低濃度H2S、瓦斯等有毒有害氣體逸出;該隧道還存在巖溶等地質問題。綜合評價:隧道地質條件一般，局部段落較差。
4結束語
隧道工程地質問題范文6
關鍵詞 ：水利工程；工程地質；水文地質；
中圖分類號：F407.9 文獻標識碼：A
1 引言
我國面積廣闊，地形復雜多樣，氣候條件地區差異明顯，與之對應的工程地質和水文地質情況亦是復雜多變，水利工程一般投資較大，稍不注意就將影響工程質量，造成巨大的經濟損失。工程地質勘察為工程建設的質量以及運行期的安全提供了重要基礎資料，水利工程地質勘察基本上保證了水利工程建設的順利進行。實踐證明，我國目前的病險水庫產生的主要原因除了施工質量外，最主要的原因就是前期工程地質和水文地質勘查不到位。可見，做好工程地質和水文地質勘查工作對水利工程的建設和順利運行至關重要。
2 常見水利工程的工程地質和水文地質條件
工程地質和水文地質條件，可理解為與水利工程建筑物有關的各種地質因素的綜合，主要包括：① 土石類型及其性質；② 地質結構；③ 地形地貌；④ 水文地質；⑤ 天然建筑材料等方面。
2．1 土石類型及其性質
土和巖石是水利工程建筑物的地基、建筑材料或建筑介質。它們的類型和性質對建筑物的穩定性、安全性、技術上的可行性、經濟上的合理性都有著極為重要的影響。
2．2 地質結構
地質結構包括地質構造和巖體結構。地質構造按構造形態可分為傾斜構造、褶皺構造和斷裂構造三種類型。巖體結構是指未固結成巖的第四級土層的結構，包括各種成因類型土層的成層特征、巖相變化和空間分布規律。
2.3 地形地貌
地形一般指地表形態、高程、山勢高低、山脈水系、自然景物、森林植被，以及建筑物分布等，常以地形圖的形式予以綜合反映。地貌主要指地表形態的成因、類型，以及發育程度等。
2．4 水文地質
水文地質條件一般包括：① 地下水類型，如上層滯水、潛水、承壓水等；②含水層與隔水層的埋藏深度、厚度、組合關系、空間分布規律及特征；③ 巖層的水理性質，包括溶水性、給水性、透水性等；④地下水的運動特征，包括流向、流速、流量、補給關系等；⑤ 地下水的動態特征，包括水位、水溫、水質隨時間的變化規律；⑥ 地下水的水質，包括水的物理性質、化學性質、水質評價標準等。水文地質條件的好壞直接關系到水庫是否漏水，壩基是否穩定，地下水資源評價是否可靠等一系列工程建設問題。
2．5 天然建筑材料
天然建筑材料勘查應查明工程所需的各類天然建筑材料料場的分布、位置、儲量、質量、開采和運輸條件等，為工程設計和施工提供依據。
3 水利工程地質問題分析
3．1 壩基巖體的工程地質分析
不同的壩型，其工作特點不同，所以對地質條件的要求也就不同。因此，除了對各類壩型的工作特點應有所了解外，特別要了解不同壩型對地質條件的適應性和對工程地質條件的要求。由于壩區巖體中存在的某些地質缺陷，可能導致產生的工程地質問題主要有壩基穩定問題和壩區滲漏問題。
3．2 邊坡的工程地質分析
常見的邊坡變形破壞主要有松弛張裂、蠕動變形、崩塌、滑坡四種類型。此外尚有塌滑、錯落、傾倒等過渡類型，另外泥石流也是常見的邊坡破壞的類型。影響邊坡穩定的因素有：地形地貌條件的影響；巖土類型和性質的影響；地質構造和巖體結構的影響；水的影響；其他因素如風化因素、人工挖掘、振動、地震等。
3．3 地下洞室圍巖穩定性的工程地質分析
理想的建洞山體應具備的條件：建洞區地質構造簡單，巖層厚，節理組數少，間距大，無影響整個山體穩定的斷裂帶；巖體堅硬完整；地形完整，沒有滑坡、塌方等早期埋藏和近期破壞的地形；無巖溶或巖溶很不發育；地下水影響小；無有害氣體和異常地熱。
圍巖變形破壞的幾種類型：脆性破裂；塊體滑動和塌方；層狀彎折和拱曲；塑性變形和膨脹。
3．4 水庫工程地質問題分析
水庫有兩類：一類是在河流上筑壩攔水所形成的人工湖泊，即地面水庫；另一類是利用地下蓄水構造，經人工控制形成的地下水庫。水庫蓄水后，水文條件、庫周的水文地質條件都會發生比較劇烈的變化，以致影響庫區及鄰近地段的地質環境。例如庫水升高浸潤庫岸，風浪作用沖蝕庫岸，地下水位上升浸沒洼地等。因此產生了各種工程地質問題，諸如水庫滲漏、水庫浸沒、水庫塌岸、水庫淤積、水庫誘發地震等問題。
3．5 軟土基坑工程地質問題分析
軟土基坑工程地質問題主要包括兩個方面：土質邊 坡穩定和基坑降排水。在軟土基坑施工中，為防止邊坡失穩，保證施工安全，采取的措施有：設置合理坡度、設置邊坡護面、基坑支護、降低地下水位等。
軟土基坑降排水的目的主要有：增加邊坡的穩定性；對于細砂和粉砂土層的邊坡，防止流砂和管涌的發生；對下臥承壓含水層的黏性土基坑，防止基坑底部隆起；保持基坑土體干燥，方便施工。軟土基坑開挖的降排水一般有兩種途徑：明排法和人工降水。其中，人工降水經常采用輕型井點或管井井點降水方式。
4 西北地區的工程地質及水文地質問題
西北地區面積廣闊，含昆侖山和秦嶺以北、賀蘭山以西的大面積區域，涉及新疆、寧夏、甘肅、青海、陜西以及內蒙古六省區。該區域地形十分復雜，地貌多樣，山地、高原、沙漠、盆地均有分布。從水利工程的分布看，該區域集中了我國相當一部分大中型的水利工程。但是該區域地質環境較差，地質災害頻發，水文氣象條件變化較大，工程地質和水文地質問題較為復雜，能否對該地區的工程地質及水文地質問題進行透徹的分析研究，已經成為能否保證該區域水利工程順利運行及興建的關鍵。
4．1 山區泥石流、滑坡、崩塌災害
西北地區地處印度板塊和西伯利亞板塊活動區，該區域發育了大量的斷裂帶，這對水利工程的實施帶來很多不利因素。由于構造活動頻繁，西北地區也是我國的五個地震多發區之一，地震引發的活動斷裂為山區泥石流、滑坡、崩塌等地質災害創造了條件。舟曲泥石流災害、玉樹地震災害，無一不是例證。
4．2 地面沉降及地裂縫災害
地面沉降和地裂縫的成因機理和沿途破壞機制比較復雜，但產生這些災害的重要原因是過分開采地下水。西部地區社會經濟的飛速發展，使得城市膨脹、人口增長，丁礦企業迅速發展，當地表水資源已遠遠跟不上社會經濟的發展腳步時，只能通過過量抽取地下水的方法彌補。過量開采地下水直接導致地下水位快速下降，進而地面沉降、地裂縫災害不斷加劇。如西北地區的古城西安，地面沉降、地裂縫問題已經比較嚴重，好在近年來已經引起重視，各種如地下水回灌等措施正在實施，情況有所好轉。
4．3 水土流失問題
水土流失問題是困擾西北地區經濟社會發展的一個大問題。西北地區屬大陸性季風氣候區，降水時間比較集中，雨季多發暴雨，再加上該地區稀薄的植被，這直接導致了水土流失問題的發生。除了該地區的自然氣象因素外，由于濫砍濫伐、超載放牧、過渡開墾等歷史原因，西北地區水土流失問題相當嚴峻，自然條件十分惡劣。個別地區為了眼前利益，置大局于不顧，不僅不嚴格執行治理保護政策，反而大搞開發，破壞了大量的地貌和植被，更加加劇了水土流失問題。另外，近年來西北地區大量煤、油、氣資源的開發，過多生產道路的修建，也對環境帶來了很多不利的影響，導致了新的人為原因的水土流失。
4．4 隧道工程勘測問題
西北地區山區面積較大，各級水利工程、公路、鐵路的修建難免需要遇到隧道工程。例如我國的南水北調工程的西線工程位于地質構造上青藏高原東部巴顏喀拉地塊內，塊體的四周邊界以巨型走滑斷裂和逆斷裂為特征，構造運動非常強烈，是塊體運動引發應力集中和釋放能量的主要場所，在這一地區南水北調西線工程基本都以隧洞的形式穿越這一臺地。水利、鐵路和公路各項工程的前期勘測工作主要通過地面勘測的方法進行，勘測儀器設備的優劣、勘測人員素質的高低、勘測方法的選擇無疑成為形象工程的重要因素。
4．5 高邊坡問題
隨著我國大規模建設向西部推進，西北地區高山峽谷區的一系列重大的水電建設和交通干線都涉及眾多的巖質高陡邊坡變形穩定問題，以及黃土高原的高陡黃土邊坡穩定問題，露天開礦區也涉及高陡邊坡的穩定性問題，還有邊坡巖土體的動力穩定性問題。邊坡的高度已經遠遠打破我國的歷史記錄和世界紀錄，邊坡規模的增大，邊坡工程地質條件更加復雜，使高邊坡變形與穩定性成為一個突出的工程地質問題。其中高陡邊坡的工程適宜性問題、形成的地質一力學機制、變形與破壞的方式、工程荷載作用下的性狀及控制措施與途徑是高邊坡研究中必須解決的關鍵問題。
結語
有什么樣的區域背景，就決定了什么樣的工程地質和水文地質條件。實踐證明，作為一個優秀的水利工程勘測人員，不僅要了解工程地質和水文地質方面的專業知識，還要了解工程設計的原理和方法，因為工程地質問題的提出與解決均須與設計、施工單位共同協作才能完成。因此，需要不斷總結經驗，交流推廣、提高水利工程地質勘察的技術水平。
