地下工程的基础技术

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1、第四章地下工程的基础技术第一节规划和调查技术一、规划技术（一）地下设施规划的特征地下空间利用规划的特点有：公共利用性：土木设施共有的，与个人及集团生活的便利等相联系。空间固定性：土木设施共有的，意味着巨额投资，及物理上的寿命长。空间闭锁性：地下工程所特有的，充分地考虑其安全性是极为重要的。（二）、规划的构成规划的构成要素有：“主体、对象、目的、手段”四个静态要素和一个动态要素“构成”。规划包含两层含义：一是形成一个怎样的规划：即规划应达到怎样的目的、要求二是进行规划的过程，形成方案--初步设计--施工设计--施工--运营管理-

2、-工程废弃。（三）、规划中的调查1、规划阶段中的调查目的为了编制规划的方针、决定方法提供依据；为了获得对正确判断有用的情报资料；是要正确地认识规划所涉及的环境，并预测对规划的影响等。2、调查的内容自然环境的调查经济条件的调查社会条件的调查（四）、规划的评价评价的目的：是提供用于解释、判断规划方案优劣的数据，以便选择最优方案。评价基准：技术价值基准、经济价值基准和社会价值基准。（五）、城市地下空间利用规划的编制原则和方法（六）、评价表的构成及分析二、调查技术（一）、概述地层的调查流程，一般分为下述几个阶段。规划阶段的调查（概略调

3、查）；主要以收集地形、地质资料，判读航空照片，进行地表勘察为主。必要时还可进行弹性波测定和少数的钻孔调查。设计阶段的调查（精密调查）；使用机具进行详细的调查，获取力学性能参数施工阶段的调查（施工中调查）；岩体和地下水位、水质等变化的长期观察。维修、管理阶段的调查（施工后的调查）。主要实施岩体和地下水位、水质等变化的长期观测，结构的安全性和损伤。（二）、现状地层分为土体和岩体两大类，其调查是为了收集从规划到设计、施工、维修管理各阶段所需的情报，（三）、铁路隧道调查1、调查目的：隧道位置、工期、工程费用、施工方法，运营和维修提供基

4、础资料2、调查内容：自然概况：地形、地貌特征；地质条件：工程地质特征和水文地质特征；影响隧道洞口安全或洞身稳定的不良地质和特殊地质现象,判明其对隧道影响程度；有害气体和矿体：应查明其分布范围、成份和含量；地震：查明基本烈度等级；气象资料：气温、气压、风向、风速以及雨量、雪量、寒冷和严寒地区的冻结深度等；施工条件：建筑材料、水电可资供应情况，交通运输现状，施工场地及弃碴条件等。3、调查重点：地质调查——规划阶段、设计阶段、施工阶段和维修管理阶段的地质调查。（1）    规划阶段调查：地质图（1/50000~1/10000）手段：

5、地质踏勘地质踏勘——根据露头的情况获取地质学情报和土木工程地质。地质学情报：岩质、层理走向、倾斜、断层、褶皱构造等土木工程地质：岩石的软硬、裂隙状态、风化程度、变质程度、破碎程度。（2）设计阶段调查：围岩的物性指标，手段：精密地质调查、弹性波勘探、钻孔调查弹性波勘探——调查地下结构和物性（围岩的级别）。弹性波速度与地层的物理强度成正比分析地下构造，地层的固结度、裂隙程度、风化程度、变质程度分主测线和副测线（洞口附近或预计有断层、破碎带地区，与主测平行或斜交）钻孔调查——采集岩心观察，物理实验和化学试验和钻进记录分析。（岩体的物

6、理力学指标）强度、硬度、矿物组成，含水状态，空隙率等，每一地点做2~3个以上的实验。（3）施工阶段调查：手段：开挖工作面直接观察，或利用超前钻孔、辅助导坑、试验坑道方法进行；根据对围岩性质的直接观察和量测、试验结果、核定岩层构造、岩性、地下水等情况；及时预测和解决施工中遇到的工程地质和水文地质问题；为验证或修改设计提供依据。（4）  维修管理阶段调查主要实施岩体和地下水位、水质等变化的长期观测。结构的安全性和损伤4、铁路隧道围岩分级（1）  基本概念1）围岩地壳中受开挖影响的岩体。范围：从力学角度分析，围岩边界应划在因开挖应力

7、变化可以忽略不记的地方。从变形角度分析，围岩边界上因开挖而产生的位移为零的地方。经验上，围岩边界在横断面上约为6-10倍洞径。2）隧道围岩分级隧道围岩分级（隧道围岩稳定性分级）：根据一个或几个主要指标将无限的岩体序列划分为具有不同稳定程度的有限个类别。（2）、影响围岩稳定性的因素地质因素：岩体结构类型、结构面性质和空间的组合、岩石的力学性质、围岩的初始应力场、地下水状况人为因素：如隧道的形状、跨度、施工方法、隧道轴线与岩层产状的关系等等。分级的本身则主要从地质因素考虑。（3）、围岩分级的指标作为隧道围岩分级的指标，大体上有以下

8、几种：单一的岩性指标单一的综合岩性指标多因素定性和定量的指标相结合多因素组合的复合指标（4）、铁路隧道围岩分级分级思路：铁道隧道围岩分级方法是根据地质勘察资料，对岩石坚硬程度和围岩完整程度两个因素应采用定性划分和定量指标两种方法确定。在此基础上确定围岩的基本分级，再结合隧道工