隧道超前地質(zhì)預(yù)報之隧道地質(zhì)條件與TSP探測

1、隧道地質(zhì)條件與TSP探測8/10/20221 目錄概述地質(zhì)構(gòu)造及其工程評價地震地質(zhì)解釋的理論根底TSP探測事例結(jié)束語8/10/20222 概述在山區(qū)修建高速公路和鐵路都離不開隧道。隨著環(huán)保和建筑技術(shù)指標(biāo)的高要求，許多穿山越嶺地段采用隧道通過代替了以往的盤山繞路。由于采用隧道方案，不僅保護(hù)了環(huán)境，而且改善了路線技術(shù)指標(biāo)，縮短了里程和行車時間，提高了運(yùn)營效益。山區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜性，表現(xiàn)在巖層的多變性和構(gòu)造運(yùn)動的頻繁性。而劇烈的構(gòu)造運(yùn)動造成巖層發(fā)生變形，巖層會被各種結(jié)構(gòu)面如層面、節(jié)理、斷層等所切割，為地下水的活動提供了有利的條件，造成巖體的不穩(wěn)定性。8/10/20223 概述隧道施工地質(zhì)條件主要包括水

2、文地質(zhì)、工程地質(zhì)條件兩大方面。其中，地層的含水性和地質(zhì)構(gòu)造，是影響隧道施工的主要地質(zhì)因素。隧道掌子面前方和周圍不良地質(zhì)條件極易引起隧道塌方、涌水，導(dǎo)致人身傷害、設(shè)備損壞、工期延誤，從而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。由于隧道圍巖地質(zhì)的復(fù)雜性和不可見性，所以，在施工時有必要采用超前地質(zhì)預(yù)報方法，獲得掌子面前方圍巖的地質(zhì)情況和力學(xué)參數(shù)，對隧道挖掘確保施工質(zhì)量和平安起到至關(guān)重要的作用。 8/10/20224 概述TSP方法是目前隧道施工地質(zhì)預(yù)報中先進(jìn)的方法之一，是一種采用地球物理探測手段來解決隧道施工中的地質(zhì)問題。因此，在TSP探測預(yù)報過程中，必須深入了解隧道的地質(zhì)情況，從數(shù)據(jù)采集、處理和評估各個環(huán)節(jié)做到有的放

3、矢，才能確保地質(zhì)預(yù)報的可靠性、準(zhǔn)確性。8/10/20225 地質(zhì)構(gòu)造及其工程評價所謂地質(zhì)構(gòu)造，是指組成地殼的巖層和巖體在內(nèi)、外動力地質(zhì)作用下發(fā)生的變形，從而形成諸如褶皺、節(jié)理、斷層、劈理以及其他各種面狀和線狀構(gòu)造等。也就是構(gòu)造運(yùn)動在巖層和巖體中遺留下來的各種構(gòu)造形跡。地質(zhì)構(gòu)造分為水平構(gòu)造、傾斜構(gòu)造、褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造等四種根本類型，它們可以構(gòu)成不同規(guī)模、不同類型的復(fù)雜的構(gòu)造體系。不同的地質(zhì)構(gòu)造，其表現(xiàn)形式和特點(diǎn)各不相同，對隧道施工的影響也不同。 8/10/20226 褶皺褶皺是指巖石受力發(fā)生的彎曲變形 8/10/20227 褶皺的工程評價褶皺構(gòu)造對工程建筑的影響：褶皺核部巖層由于受水平擠壓作用

4、，產(chǎn)生張裂隙，直接影響到巖體完整性和強(qiáng)度，在石灰?guī)r地區(qū)還往往使巖溶較為發(fā)育，所以必須注意巖層的坍落、漏水、涌水問題。在褶皺翼部，重點(diǎn)注意巖層的傾向及傾角的大小，因?yàn)樗鼘r體的滑動有一定影響。對于深埋地下工程隧道，背斜的頂部巖層處在張力帶中，易引起塌陷。構(gòu)造盆地向斜核部是儲水較豐富地段。8/10/20228 褶皺的工程評價隧道向斜地質(zhì)縱剖面P2CP2wP1m1號溶洞60m2號溶洞30m3號溶洞8/10/20229 褶皺的工程評價8/10/202210 褶皺的工程評價宜萬鐵路齊岳山隧道8/10/202211 褶皺的工程評價宜萬鐵路齊岳山隧道8/10/202212 褶皺的工程評價宜萬鐵路齊岳山隧道8

5、/10/202213 褶皺的工程評價10.12MPa10.22MPa7.4MPa8/10/202214 節(jié)理構(gòu)成地殼的巖體受力作用后發(fā)生變形，當(dāng)變形到達(dá)一定程度時，巖體的連續(xù)性和完整性遭到破壞，產(chǎn)生各種大小不一樣的斷裂稱為斷裂構(gòu)造。斷裂構(gòu)造主要分為節(jié)理和斷層兩大類。凡巖體沿破裂面沒有明顯位移的稱節(jié)理；巖體沿破裂面兩側(cè)發(fā)生了明顯位移或較大錯動的稱斷層。斷裂構(gòu)造在地殼中廣泛分布，它往往是工程巖體穩(wěn)定性的控制性因素。8/10/202215 節(jié)理的工程地質(zhì)評價節(jié)理對巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性均有不利影響。節(jié)理破壞了巖石的整體性，促使風(fēng)化速度加快。增強(qiáng)了巖體的透水性，使巖體強(qiáng)度和穩(wěn)定性降低。容易發(fā)生崩塌或碎落。

6、8/10/202216 斷層巖體沿破裂面兩側(cè)發(fā)生了明顯位移或較大錯動的稱斷層。破碎帶影響帶8/10/202217 斷層的工程地質(zhì)評價 斷層破壞了巖體的完整性，斷裂面的抗剪強(qiáng)度遠(yuǎn)低于巖體其它部位的抗剪強(qiáng)度。因此，斷層一般從以下幾個方面對工程建筑產(chǎn)生影響。斷層降低了地基巖體的強(qiáng)度及穩(wěn)定性。斷層破碎帶力學(xué)強(qiáng)度低，壓縮性增大，會發(fā)生較大沉陷，易造成建筑物斷裂或傾斜。斷裂面是極不穩(wěn)定的滑移面，對巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定及橋墩穩(wěn)定常有重要影響。斷裂構(gòu)造帶不僅使巖體破碎，而且斷層上、下盤的巖性也可能不同，如果在此處進(jìn)行建筑工程，有可能產(chǎn)生不均勻沉降。8/10/202218 斷層的工程地質(zhì)評價隧道工程通過斷裂破碎帶地段，

7、易發(fā)生坍塌甚至冒頂。沿斷裂破碎帶地段易形成風(fēng)化深槽及巖溶發(fā)育帶。斷裂構(gòu)造破碎帶常為地下水的良好通道，地下熱水的出露也常為斷裂構(gòu)造的控制。另一方面，斷裂擠壓帶也可以成為地下水的隔水墻。構(gòu)造斷裂帶在新的地殼運(yùn)動影響下，可能發(fā)生新的移動。因?yàn)闃?gòu)造斷裂帶是地殼表層薄弱地帶，假設(shè)有新的地殼運(yùn)動發(fā)生時，往往引起附近斷裂產(chǎn)生新的移動，從而影響建筑物的穩(wěn)定。8/10/202219 斷層的工程地質(zhì)評價花崗巖花崗巖8/10/202220 巖漿巖體產(chǎn)狀與構(gòu)造巖盤與巖盆8/10/202221 巖漿巖體產(chǎn)狀與構(gòu)造巖床、巖鞍8/10/202222 巖漿巖體產(chǎn)狀與構(gòu)造巖墻、巖株8/10/202223 巖溶在可溶性巖石地區(qū)，

8、地下水和地表水對可溶巖進(jìn)行化學(xué)溶蝕、機(jī)械侵蝕、遷移、堆積作用，形成各種獨(dú)特地貌形態(tài)的地質(zhì)現(xiàn)象，總稱為巖溶。這種地質(zhì)作用稱為“巖溶作用，所產(chǎn)生的地質(zhì)現(xiàn)象稱為“巖溶現(xiàn)象，巖溶又稱為“喀斯特。8/10/202224 巖溶的形態(tài)特征 形成部位巖溶形態(tài)地表溶溝、石牙、孤峰、干谷、溶蝕洼地、溶蝕平原、巖溶湖、石林地下溶蝕漏斗、落水洞及豎井、溶洞、暗河、地下湖、溶隙、溶孔、石柱、石鐘乳、石筍、殘積土8/10/202225 巖溶的形態(tài)特征8/10/202226 巖溶的形態(tài)特征8/10/202227 巖洞發(fā)育的根本條件與分布規(guī)律 發(fā)育條件巖石的可溶性巖層的透水性水的溶解能力水的運(yùn)動狀態(tài)分布規(guī)律巖性的影響地質(zhì)構(gòu)造的影響地形的影響氣候的影響新構(gòu)造運(yùn)動的影響8/10/202228 地震地質(zhì)解釋的理論根底8/10/202229 TSP探測事例巖漿巖探測巖溶探測8/10/202230 巖漿巖探測侵入巖鉆探設(shè)計240米寬類圍巖隧道底埋深112m8/10/202231 巖漿巖探測8/10/202232 巖漿巖探測預(yù)報巖漿巖分布區(qū)37米8/10/202233 巖溶探測8/10/202234 巖溶探測原始數(shù)據(jù)18/10/202235 巖溶探測8/10/20223