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1、工程地质在隧道工程中的应用学号：班级：期末论文____________________________________________________________前言工程地质是隧道工程的基础。在隧道勘测设计中,通过各种手段,查明隧道工程地质情况,选出合理的洞位及洞口,乃是多快好省地修建隧道的重要前提。隧道工程就地质而言,可分为一般地质及特殊地质。前者对隧道工程影响较小,后者对隧道工程影响很大。所以,隧道地质工作的重点,应着重于特殊地质。一、河岸阶地在河流中,由于地层隆起,致使河流侵蚀,下切力增大,从而形成了新的峡谷。旧河床高出新河床,旧河床面被碎石或砂砾层所堆积,呈平坦状,称之阶地(图1
2、)。阶地地层松散易坍,当隧道穿过该层时,易引起坍塌或地面沉陷。因此,在洞位选择中,应尽量绕避,当平面移动确有困难时,在立面上,尽量把洞位置于阶地下面的基岩上(图2)。切忌洞位放在堆积层与基岩接触面处。如国外田泽隧道,隧道位置正选在阶地上,开挖后,曾引起数次大坍方,死伤十余人。又如八个口隧道,洞位置于阶地与基岩接触面处,施工时引起连续坍塌,压坏了导坑,给施工带来了困难,被迫把线路改至花岗岩内通过。再如大平隧道,洞位设在接触面处(图3)。由于隧道两端线路控制,只好按原定位置施工。开工后,地面开裂,地表下沉,支撑被压弯。当时采取了环框支撑加固导坑和步步为营的施工方法,才免遭事故。我国包兰线,兰银段
3、xx隧道,洞身穿过阶地下面的花岗岩,洞口在卵石及砂粘土的阶地地层中通过,施工中,遭到了坍方,延长了工期,增大了衬砌厚度。二、风化层地表或地表附近的岩层,受日晒、冻结等影响,使地层遭到急剧的温度变化,造成了矿物膨胀率不同,削弱了粒子间的粘着性而造成颗粒间的分离,这就是物理的分离作用。另外,分离停止后,岩石中的空隙充填着空气中的氧和二氧化碳,雨水侵入空隙后,氧化、盐酸化和氢氧化等作用使岩石分解,这就是化学分解作用。一般地说两者是伴随着进行的。由于物理的分离和化学的分解作用,使岩体原来的完整性遭到破坏,失去其原来的性质,这就是风化作用的结果。不论是物理作用还是化学作用的风化过程都遵循如下方式进行,
4、即:基岩,岩块今砾石、砂、粘土。有的完成全过程,有的完成部分过程。在风化层中修建隧道,常常招致衬砌变形或开裂,重者可使隧道破坏。因此在洞位选择中首先要弄清风化层范围、深度及可能对工程带来的危害,严重风化地层应予绕避。国外关门隧道风化层深竟达45米,施工后被迫加强了衬砌。胁川隧道,是花岗岩地层,表层是已经风化了的表土。开工后,由于地层松弛而引起滑坡,结果,靠近口30米左右,洞身坍塌,地表下沉,已完衬砌,外侧开裂,最后改用偏压断面加强(图4)。内加卷隧道,地表是页岩风化层,施工中坍方,活埋了15人,幸被抢救而脱险(图5)。我国吉舒线xx隧道,全长283.15米。隧道恰好位于分水岭,地层为伟晶花岗
5、岩,风化颇重,风化层厚度约50米,尤其地表5米卜风化更甚。衬砌拱圈及边墙上的裂缝比比皆是,改建后加强了衬砌。图（4）上—平面下—断面图（5）上—平面下—断面三、断层断层就构造来看属于二次构造。地层由于构造作用,破坏了地层的连续性,沿裂面产生显著的相对位移,叫做断层。断层就其历史而言,曾经活动过的叫做活断层,对此,必须避开。对一般断层,也应尽量绕避,如避开确有困难,应使线路中线与断层走向直交或近于直交,以减少对隧道的影响范围。切忌线路中线与断层走向平行或近于平行。断层的出现,常常伴随着地下水涌出,对隧道威胁极大。由此而引起的坍方、坑道变形、衬砌开裂、支撑压坏折断的例子,不胜枚举。如国外的清水隧
6、道上合口,恰好放在断层上,施工中大量地下水涌出,被迫停工,后来开挖了引水导坑,将水引离,断层干涸后才复工继续开挖。又如向山隧道,洞位基本平行于断层走向,招致衬砌到处变形,交付运营后,虽经十余次的加固,均未制止变形的发展,终于被迫改线(图6)。又如谷田隧道,地质为蛇蚊岩。洞位基本平行于断层走向。不少的小断层横穿线路。施工中,连续出现坍方事故。因坍方而死亡的多达13人。坍空高度为6.06米。就地貌来看,属于发达的断层谷(图7)。图（6）图（7）上—平面下—断面上—平面下—断面我国的西北地区略鱼线xx隧道,洞位选在断层上,引起施工坍方及衬砌开裂。西南川黔线火x隧道北口一段线路平行于断层走向,施工中
7、招致较大的山体压力,导坑支撑被压坏,衬砌裂缝多处,给施工带来了极大的困难(图8)。西北区镜铁山支线x号洞铁端洞口线路中线与断层走向成30。夹角,断层上盘为石炭纪的页岩,下盘为古生代的石英质绿泥片岩,断层泥呈煤炭层,被石英岩脉贯穿,断层带内有岩浆岩的侵入体。施工中因停工待料而坍方。长达21米的衬砌被砸坏。处理坍方竟达10万元之多,延长工期达半年之久。西北宝天线xx火隧道约20米长线路平行断层走向,因过大的山体压
