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工程地質論文

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工程地質論文

工程地質論文:工程地質學論文:地質學綜攝教育模式運用

本文作者:孫強 朱術云 曹麗文 單位:中國礦業大學資源與地球科學學院

工程地質教學的主體內涵

為了順利完成工程地質教學活動,有必要使學生明確工程地質學習的主要對象、基本任務和主體內容。首先,工程地質學是評價、預測和改造與工程建筑等有關的地質問題的一門科學,以工程建筑及建設項目為服務對象,以地質學為研究基礎;以數學力學為計算工具的學科。因此,工程地質的教學與學習都是在研究和討論人類在工程活動中行為與地質環境的相互作用與相互適應性,其次,工程地質學習的基本任務就是掌握工程地質條件與工程活動的地質環境特點,明確人類工程活動與地質環境(工程地質條件)之間的相互作用,以便正確評價、合理利用、有效改造和完善保護地質環境。,學生通過工程地質課程學習需要重點掌握的內容包括:巖石和土體的物理-力學性質及其工程性質,如巖石與土的礦物組成及其排列形成的微觀結構等對建筑工程穩定性的影響,弄清巖土體的不同的分類要求和指標,了解不良地質條件下的巖土體的改良方法;建立起人與環境和諧發展的工程地質觀念,形成關于自然環境對工程活動的制約與人類工程活動對自然環境的影響的雙向作用機制的基本認識,在此基礎上,掌握崩塌、滑坡、泥石流及地震等物理地質作用對工程建筑的危害及其預測、評價和防治措施;熟悉工程常見的地基、硐室等工程地質問題,以及地下水運動規律及其對工程活動的影響;掌握主要勘察程序、方法和手段。通過上面的對工程地質教學主體內涵的論述可以看出,在教學活動中學生需要領悟和掌握的內容很多,如果沒有好的教學思路,往往會導致教學活動成為就事論事,事倍而功半,很難使學生把握這門學科的精髓。同時,工程地質會涉及眾多的相關學科知識,如與地球科學相關的巖石學、構造地質學、地層學、地貌學等,與工程學和基礎學科相關的物理力學、數學等。

綜攝教學法的運用

綜攝法又稱類比思考法,其源自在我們對外部事物的學習和認識過程中,常常是在某些帶有啟發暗示的“指揮下”進行的,而這種“指揮”與我們的思考方法和意識關系不大,卻是我們日常生活中的所見所聞密切相關[11]。因此,可以利用外物來啟發思考、激發靈感解決問題。工程地質教學中,我們可以借助于學生已有的相關學科知識和日常生活經歷,在此基礎上開綜攝法教學。在教學中鍛煉學生對所面對事物的異質同化和同質異化兩種思維方式。當我們面臨未知的或者不熟悉的事物時,常常會采取拿性質不同的現有事物的分析和模擬方式去與之相對比,在此基礎上提出設想。這種方式稱之為異質同化,即根據已有的經驗和知識來分析比較所面對的問題。例如,當開展某項工程的地質問題調查時,可以與醫生診斷病人一樣,先逐項檢查,然后根據檢查結果分析存在的病癥,這樣會使得技術(研究)路線明晰,而且有很強的可操作性與指導性。如何擺脫固有的思維方式和問題分析方法的桎梏,進行創造性分析和解決問題是我們需要面對的難題。因此,如何運用新的知識或從新視角進行審視、分析、研究和處理原有的資料和技術手段顯得十分必要,在此基礎上使得認識有新的突破,這過程即為同質異化思考方法。例如,在狹窄的海邊場地進行海底隧道掘進時,一方面需要的很大的場地存放施工材料(如做襯砌),另一方面又需要相關場地堆放掘進所產生的大量巖屑廢渣,那么可以通過同質異化思維,我們可以考慮在不影響地質環境的情況下,用掘進產生的廢料進行人為營造陸地,同時解決了材料堆放和廢料處理的問題。

為了在教學中可以使學生的創造力的潛能得到進一步鍛煉,可以進行以下4種模式的訓練。人格性的模擬,充分調動和發揮學生主體感官認識。例如,在邊坡相關知識的講授中,可以讓學生假設自己是邊坡,針對坡腳、坡肩、坡體等不同位置的特點與自己身體做對比,如果邊坡發生失穩可以采取什么手段,如何去處理,然后再尋找解決問題的方案,最終歸結為削肩、捆腰、壓腳三個主體內容。直接性的模擬,根據所要關注的對象與模擬事物之間的關聯性,將模擬對象視為范本,在此基礎上進行論證思考,提出處理問題的方案。例如,邊坡災害的問題,很多學生的家鄉或學校周邊有生活的例子,可以直接作為例子講授,既直接,又有生活氣息。象征性的模擬,通過把問題構想成為直接的物質對象,使學生形成形象化的物質對象,進而激勵其腦力活動,開發其創造潛力。例如,在學習巖石風化時,可以將植物的根劈破壞直接視為巖石的拉裂破壞。想象性的模擬,利用人大腦的自由想象能力,引導學生通過幻想和聯想等為工程地質問題的分析和解決尋找靈感,提出創造性方案。例如,在某處發生地震,可以讓學生發揮主觀能動性,分析可能出現的次生災害問題,進而擴展成地質災害鏈和立體防災減災教學。總之,綜攝教學法在工程地質中的應用就是以生活中的實例或學生已有知識為媒介,將學習內容分成若干要素,針對具體的要素進行分析討論,并組織構建各要素之間的綜合關聯性,在此基礎上激發學生的潛在靈感,形成系統的認識學習,進而掌握工程地質的內涵要素。

結語

在應用綜攝教學法時要注意充分調動學生的積極性,使能夠集中注意力。同時,要貫徹同質異化和異質同化兩個原則,引導學生分析對比事物異同,建立形象而豐富的思考空間,通過新思考方式的訓練,激發創造性設想,提出創造性解決方案。綜攝教學法的運用對于學生認知能力會有很大幫助,體現為對問題的洞察、思考和解決能力的綜合提高。通過綜合訓練、發展、擴展思維,加強交流,達到教書育人的目的。

工程地質論文:巖土工程地質災害論文

1巖土工程地質災害主要類型特征及成因分析

1.1巖土工程地質災害主要類型特征分析

從上世紀80年代開始,地質工程學就在我國誕生了,地質工程學主要就是對地質災害的防治所進行研究的。地質災害工程涵蓋著對地質災害的防治以及巖土兩個重要的層面,其中的巖土工程則是施工間所設計到的開挖巖土體的加固處理。從巖土工程地質災害的主要類型特征層面,不同的地質災害類型就有著不同的特征,巖土工程中的泥石流地質災害類型是降水作用下,溝谷以及山坡等出現的攜帶大量石塊及泥沙物體的洪流,主要是表現為固體流動和液體流動相結合的混合物,這一地質災害類型受到棄土棄渣的防護不合理所致,再有就是在開挖過程中沒有科學化進行。再者,巖土工程地質災害中的滑坡類型也比較常見,主要是地下水以及河流的沖刷等使得斜坡的巖體或者土地的軟弱地帶發生的下滑情況。滑坡地質災害主要的由于強降雨或者強降雪所致,還有就是受到地表水沖刷、浸泡等也比較容易發生滑坡地質災害。巖土工程地質災害類型中的崩塌也是比較常見的災害類型,這一地質災害主要就是由于根部的虛空使得陡坡裂縫分割巖體而發生局部的折斷等狀況,這樣就失去了原有的穩定性鞥發生翻滾。崩塌地質災害主要是受到礦產資源開采及道路邊坡開挖影響比較嚴重。另外,巖土工程地質災害中的地面變形也是常見災害之一,這一類型的地質災害主要有地面的沉降額塌陷,或者是出現裂縫等。地面變形的地質災害受到區域內地表水的大量抽取以及表面的熔巖和對礦產的不合理開采的影響比較嚴重,所以在對巖土工程中地質災害的防治過程中就要能夠結合實際進行處理。

1.2巖土工程地質災害的成因分析

巖土工程地質災害的成因根據類型的不同也會有著多種成因,主要體現在受到地形地貌的影響比較顯著,我國是地質災害最為嚴重的國家之一,每年由于地質災害所造成的損失比較巨大,這對多個地區的經濟發展有了限制。從巖土工程地質災害的主要成因層面來看,分為自然因素及人為活動因素,其中的人為活動因素是造成地質災害比較重要的影響因素,由于在一些建設和開發開采等活動的實施下,就對原有的地質自然形態造成了破壞,從而引發了一些列的災害,其發生和地質本身的關系并不大,主要就是由于人為破壞的。對于巖土工程的地質災害的發生是在自然地質演變和氣候的變化下逐漸形成的不穩定狀況,經過人為活動對這一不穩定活動的破壞,加快了地質災害的發生。地質災害的發生對人們的經濟財產以及生命等都有著很大的危害,這也是災難性的事故。另外就是巖土工程地質災害的自然因素,這一影響因素也被稱為是及時環境問題,不會因為歷史變遷而發生變化。地形地貌的影響以及水文氣候的特點和地質環境的特點等都會對巖土工程地質災害的發生起到促進作用。

2巖土工程地質災害的有效防治措施探究

及時,對巖土工程地質災害的防治要從多方面進行考慮分析,采取多樣化的防治措施,由于地質災害的發生需要一定的條件促進才能形成,所以為能夠將巖土工程地質災害得到有效防治,就要從源頭上進行消除。首先是對巖土工程的實施過程中,要能對地質災害的勘察得到充分重視,地質災害額發生和地質狀況有著緊密的聯系,這就要對地質的實際狀態加強勘察,進而保障巖土工程施工中的安全性。具體的措施就是先成立地質勘察小組,對巖土工程施工的地區進行實際的勘察,對施工場地的地質特征以及形成原因加以詳細化分析,然后對地質災害發生可能程度進行評估,并要定期的到現場實施觀察。第二,當前我國的科學技術有了很大程度的發展,將其在巖土工程施工的有效應用對地質災害的防治就有著積極作用。從我國地質災害監測預警體系的發展過程中來看,有的是通過先進儀器設備誒等進行的專業監測,還有的是通過群眾參與的群測群防。總體而言,對巖土工程施工過程中的地質災害防治要能將“感”、“傳”、“知”、“用”這幾個層面得到的掌握,其中的感就是對監測數據進行采集,再通過移動終端對所采集的信息加以傳遞,這樣就能通過衛星傳回監測的數據,然后再對這些數據加以處理分析并建立模型,對地質災害的狀態以及發展趨勢加以判斷,就是采取輔助性的決策對地質災害監測預警以及搬遷轉移等措施提出。第三,對巖土工程地質災害的防治還需要開展相應的防治工程設計,結合實際巖土工程所受到的災害情況進行對防治的途徑加以確定,然后再按照災害的發生程度以及對防治目標的確定等對防治的實際強度和工作量詳細的制定,例如采取支擋或者排水以及加固等方面的措施進行實施。從工程層面來看采取工程型防治是地質災害最為主要的防治措施,工程開展過程中要進行實施削方減載,并把緣地表排水及開展前緣支擋的方法對實際的施工要求加以滿足,在工程防治方面要能結合實際來采取相關措施。第四,而采用生物防治的措施,則主要是通過植樹造林以及草坡護理等方式實施防治,這在環境保護以及防治的時間上都有著較好效果的呈現。還可再用地質災害的避讓措施的實施,巖土工程施工過程中通過避讓措施能夠對地質災害的損失降到低。對于災害隱患點及變形斜坡在雨天所采取避讓措施比較有效,如在下雨天可讓比較容易發生地質災害的群眾及時的搬遷,在對這一措施實施過程中要能有效遵循就近以及不受災害威脅的原則。對于有著較大危害的采取避讓措施是比較有效的。

3結語

總而言之,結合我國地質災害多這一特點,在巖土工程的施工過程中要能夠考慮多方面的原因,對可能發生的地質災害及時的進行防治,防止災害的加重。通過當前的一些先進技術的應用,對巖土工程施工中地質災害的防治有著重要的作用,所以作為施工人員也要能對地質災害防治的長期性及艱巨性有一個充分的認識,在日常當中也要能夠加強這一層面額研究。

作者:徐詩婷 單位:東北農業大學

工程地質論文:工程地質勘察水文地質論文

1.水文地質的重要意義

從特點上來看,工程地質與水文地質兩者是相互影響,相互聯系的,彼此間相互作用,兩者之間并不是獨立存在。眾所周知,巖土上的一種重要組成結構是地下水,地下水不僅會影響到巖土體工程的特性,更會對基礎工程造成一定影響,進而對建筑工程的耐久性和穩定性造成干擾。做好水文地質勘察工作,避免水文地質危害的影響,不僅能夠保障勘察結果的質量,能夠促進建筑質量的提升與強化,對于建筑行業的發展具有重要現實意義。通常情況下,對于那些具有較為復雜的水文地質地區而言,由于受到客觀因素的影響和制約,使得我們不能夠對水文地質進行深入研究和分析,如果在設計階段沒有做好充分的準備工作,那么就會出現各種問題,巖土工程也有可能受到地下水危害的影響。這就在一定程度上體現出了我們在進行工程地質的勘察過程中,必須做好水文地質的研究工作,在條件受限的情況下應當做好意外情況的預防和應對措施,保障工程勘查的質量和工程的穩定性。與此同時,我們在進行工程地質勘查的過程中不僅要將水文地質情況清除,還要將建筑物受到地下水的影響作為探討的重點內容,根據勘查的實際情況來提出相應的預防和整治措施,較大限度上降低地下水對工程的危害和影響,保障工程建設的順利進行,強化工程的質量和穩定性。

2.工程地質勘察中水文地質危害

工程地質勘察中水文地質的危害對工程建設來說具有重要的不良影響,無論是地下水位的升降變化,還是動力水壓都有可能對巖土工程產生危害。通常情況下,造成地下水位變化的原因主要有兩點,分別是自然因素和人為因素。一旦地下水位產生較大波動,超過了規定限值,將會促使巖土工程質量問題的產生。一般來說,水文地質的災害主要分為三類:潛水位上升形成的危害。通常情況下,河流、湖泊等水位的上升,都會造成潛水位的升高,灌溉工程的滲漏問題也會影響到潛水位的變化。相關的調查統計顯示,潛水位升高將會對建筑物的質量造成重要不良影響,一方面潛水位上升將會促使建筑物地基硬度的弱化,含水量增加,土壤的強度也將會得到不同程度上的下降,在這樣的環境下建筑物極易產生沉降變形問題,影響到工程質量。地下水位下降造成的危害。一般來說,造成地下水位下降的主要原因在于人為因素,人們為了獲取水源大多會采用開取地下水的方式來滿足自身對于水源的需求,大量的地下取水造成了地下水位的下降。地下水位突然下降將會對地面造成重要的破壞,地面沉降、地裂等問題都是由于地下水位下降產生的,這些問題為人們的正常生產、生活帶來了重要的干擾,也在一定程度上破壞了自然環境,造成了生態環境的惡化。地下水位波動所帶來的危害。地下水位的波動對于巖土工程來說具有很大的影響,一般來說造成地下水位波動的因素有很多,自然因素中季節氣候的變化、河流水位的變化等都會造成地下水位產生不同的變化和反應。具體來說,地下水位帶來的危害主要有如下幾點,地下水位的變化將會壓密土地,增加土體的密度;建筑物的基礎建筑材料的腐蝕程度也將會有所加劇;地下水位的波動還會促使巖土產生漲縮現象,在多次漲縮變化后,將會造成地裂問題的產生。對于地下水來說,如果其水位一直保持在較為平穩的狀態,其動水壓力也將極為有限,其破壞程度基本上可以忽略不計,很難影響到工程的質量。但如果地下水位在人為因素或自然因素的影響下出現了失衡變化,將會為巖土工程帶來較大的干擾,甚至產生相應的災害。

3.地質勘察中水文地質危害的預防措施

針對水文地質的危害對巖土工程的建設具有直接的影響,為了能夠保障工程的建設質量,我們就要在工程地質勘察過程中處理好水位地質的危害,較大限度上避免水文地質危害的產生。為此,我們在現實的工程地質勘察過程中應當加大對水文地質的研究力度,將與巖土工程相關的水文地質因素查找出來,對這些因素的影響進行分析和探究,并對有可能形成的危害作出提前的預防和應對,將水文地質信息交給后期工程的施工單位,在這樣的環境下工程的建設質量就能夠得到很大的保障,使水文地質的危害處于一種可控狀態。經過對水文地質危害的分析后,我們已經了解到其對巖土工程的重要影響,因此在未來的工程建設中,相關部門應當加大對地下給水管道和引水管道的巡視力度,如果發現滲漏現象要予以及時修復。對于地下取水行為也要予以嚴格規范,避免出現地下水位突然降低或大幅度降低現象的發生。

4、結束語

工程地質勘察中的水文地質危害不僅會影響到工程建設的正常進行,更會對自然環境造成破壞和影響,因此我們要在未來的發展中加大對水文地質的考察和研究力度,根據勘察結果來采取相應的預防和控制措施,確保建筑物的質量與安全。

作者:魏廷忠 單位:山東省魯南地質工程勘察院

工程地質論文:工程地質災害論文

1昆鋼54萬噸/年鋼渣綜合利用項目的地質勘察

1.1區域地質構造

安寧市境內構造復雜,東西兩面為兩條南北向大斷裂,被普渡河大斷裂和易門大斷裂夾持。規模較小的褶皺構造較為發育。較大的褶皺構造位于中南部的黑風洞背斜,軸線成東西向經鳴矣河鄉延伸到昆陽。軸部出露上元古震旦系地層,兩翼為古生界地層,構成寬緩舒展背斜。受斷裂活動影響,區域內溫泉、崩塌、滑坡較為發育。工程區附近有兩條大型斷裂帶,受斷裂帶影響,區域內出露巖體較為破碎。區域內主要發育有2條裂隙。勘察區從地質構造上看,位于普渡河大斷裂和易門大斷裂之間,區內地質結構較為復雜,存在多個小型斷裂層。據歷史地震資料,自1500年至今,安寧地區發生5級以上地震21次。

1.2變形破壞機理

該滑坡原始地形坡度按照工程地質測繪和鉆探揭露為5°~12°,處于一種穩定的狀態中。為了對昆鋼54萬噸/年鋼渣綜合利用廠區進行修建,前緣位置形成了陡坡(高10.0m、坡度為31°),因此應力在坡腳處集中分布。同時,含碎塊石粉質粘土層在坡腳初露,局部地段的石含量較高,存在較為嚴重的架空現象,地表水下滲,而下伏粉砂質泥巖具有相對較好的隔水性,容易在基覆界面處形成一條活躍地帶,便于地下水運移。因此,在降雨等因素的影響下,在8日下午5點出現了整體滑動現象,最終就形成了現在我們所看到的這種地貌特征

1.3工程地質災害防治

本次設計選用2—2'剖面對各個該滑坡的整體和局部穩定性進行計算和分析。對該滑坡的整體穩定性選用勘察確定的滑動面計算其穩定性。根據分析顯示,邊坡穩定性系數降低的主要原因是:由于降雨作用,邊坡土體含水量增加,引起的抗剪強度降低,說明水對邊坡穩定性起著主要控制作用。因此,在工程建設中應做好邊坡區及周邊環境中的地表水的排水過程。同時,在邊坡坡腳處應設置支擋結構,支擋結構形式應根據計算合理確定,以確保邊坡的穩定性。

2工程地質災害治理設計

2.1指導思想

在充分掌握滑坡和邊坡的活動規律、影響因素等的基礎上,充分利用合理的、科學的手段,堅持因地制宜、實事求是,對防治工程進行合理布設。將現階段的災害治理作為重點工作,尋找災害治理與環境保護二者之間的結合點,這樣才能利用最小的代價得到較大的收益。

2.2設計目標與原則

從變形機制的角度來看,因為受到于前緣開挖和地表水入等作用的影響,在前緣開挖過程中形成臨空面,在其作用下使得原有坡體內部的應力狀態將要發生變化,從而出現應力重分布等效應,最終出現斜坡變形。隨著地表降水入滲,斜坡土體長時間受地下水的浸泡,特別是土體抗剪強度(基覆接觸面)降低,直接導致變形體穩定性下降,因此防治工程治理應嚴格按照“根治變形”的原則,將防治前緣繼續強烈變形作為基本目標。工程布局以防止滑坡繼續發展,導致發生災難性地質災害為目標,在設置抗滑樁進行治理,確保變形區內設施和人員生命財產安全。在災害防治過程中,應采用有效的治理措施對滑坡的繼續發展進行限制,對其形成的誘發因素進行有效的控制;同時盡量減少治理工程對植被造成的破壞,并注意利用合理措施對坡面進行綠化,應按照地質單元的不同采用不同的處理措施。

2.3治理工程總體設計

根據滑坡的破壞特征、變形情況、影響因素及發展趨勢,采用前緣設置支擋措施和坡面截排水的處理方式進行治理:(1)在滑坡體前緣的擬建公路內側設置一排抗滑樁,樁長和截面根據計算剩余下滑力和邊坡高度設置;(2)在滑坡后緣1.0m處設置截水溝。截水溝截面為0.4m×0.5m,采用M7.5砂漿砌筑MU30片石,砌筑厚度為0.3m;(3)在滑坡體上設置截水溝。截水溝截面為0.3m×0.4m,排水溝截面為0.4m×0.5m,采用M7.5砂漿砌筑MU30片石,砌筑厚度為0.3m;(4)根據邊坡的整體穩定性和地形特征,對4-4剖面對應的邊坡在其前緣設置抗滑樁進行整體支護并采用鋼筋混凝土菱形格構進行坡面防護,對5-5剖面對應的邊坡擬在坡腳設置護腳墻并采用鋼筋混凝土菱形格構進行坡面防護,在邊坡外設置截排水溝,截水溝截面為0.4m×0.5m;(5)對公路外側的邊坡擬采用局部放坡+樁板墻(或漿砌塊石路肩墻)的治理措施進行治理,樁板墻設計樁長為12.0m,截面為1.0×1.5m,擋土板厚度為0.3m,設計墻高為6.4m;(6)對滑坡區道路,首先應將表層松散的土層開挖后,然后分層回填碾壓。

3結語

綜上所述,工程地質災害防治對整個社會的穩定存在重要影響,因此工程地質災害防治勘察與規劃等相關問題一直以來都受到人們的重視和關注,尤其是近年來隨著社會經濟的不斷發展,我國已經具有較高的技術水平和裝備水平對工程地質災害進行勘察,相信未來工程危害會得到逐漸的改善。

作者:申萬江 王強軍 單位:核工業西南勘察設計研究院有限公司,

工程地質論文:水電工程地質信息管理論文

一、地質信息管理系統

1.系統功能和特點地質信息管理系統不僅具備傳統數據庫的數據管理、查詢統計、分析和存儲等功能,而且具有為地質三維建模和分析輸出數據格式,實現了數據一次性輸入,多次應用,大大提高日常工作效率。開發過程考慮了地質人員的工作性質實現了離線和在線兩種工作模式進行入庫和管理,實現了數據庫的分布式訪問,其中離線操作方式方便野外地質人員在沒有網絡的情況下對工程現場調查和勘探數據及時入庫,可以正常使用數據庫查詢、統計和成果輸出等基本功能,有效的對地質信息數據進行管理;在線模式下管理員通過用戶管理和角色管理賦予相應的工程和數據庫操作權限來操作,有效的保障了數據的正確性和完整性,滿足前方現場新采集數據向后方服務器數據庫的更新。

2.系統模塊基本操作地質信息管理系統由數據庫、錄入、成果輸出、系統、程序等5個模塊組成,每個模塊內包含數量不等的圖標命令,具體功能設計上既服從實際地質工作流程、也打破了專業分工的制約。數據庫:包括連接、在線/離線兩個圖標命令,前者定義登錄方式,即在線登錄中心數據庫還是離線登錄本機數據庫;后者定義數據傳遞方式,即在線上傳到服務器端、還是離線從其他離線數據庫導入。錄入:包括工程、工程階段、和工程部位三個圖標,分別用于創建新的工程、選擇工程階段、和創建新的工程部位,構成數據管理器的目錄和骨架。成果輸出:該系統可以輸出常用圖件及表格,鉆孔柱狀圖、節理統計圖、鉆孔平硐坑井統計表格等。系統:包括參數定義、角色管理、用戶管理三個圖標,其中的參數定義是對每個工程的相關術語進行統一定義與管理,比如,同一地層的名稱必須,由授權用戶定義,無權限的用戶只能選擇定義的結果。角色管理包括創建新角色、選擇現有角色編輯和刪除角色,根據流程創建或選擇一個角色并授權其應具備的權限;用戶管理包括創建新用戶、選擇一個用戶進行編輯、刪除、鎖定或者解鎖用戶以及修改當前用戶密碼,在編輯一個用戶時,可以分配其角色并賦予相應工程的操作權限,一個用戶也可以擁有多個不同的“角色”。程序:窗口管理和退出系統,前者通過進行界面右側瀏覽器的顯示/隱藏設置,顧名思義,后者是退出數據庫系統。其中系統模塊所包括的角色管理和用戶管理是對不同用戶數據庫操作權限進行管理,該系統在在線工作模式下可以實現角色管理和用戶管理兩項權限管理功能,對不同用戶的操作權限進行控制。

3.角色管理根據實際工程需要由系統管理員創建角色,也可以對已經存在的角色進行編輯或刪除等操作,不同角色具有不同數據庫操作權限,管理員通過配置這個權限,控制其訪問功能菜單的行為。角色管理采用流程式操作,用戶根據需要可以勾選任意一個選項,但允許用戶(管理員)進行的操作方式存在差別。在對話框中可以對已有的角色名稱和描述進行修改,還可以在表單管理界面對訪問權限進行設置。目前該信息管理系統包含基本信息、鉆孔數據、平硐數據、地質點數據、測試數據物探數據、地應力、文件管理和系統設置共九個表單文件,鑒于數據庫涉及到多個專業方向,如物探、地質、測試等,具有角色管理權限的用戶可以通過對用戶設置專業需要的表單并賦予相應的只讀、讀寫和拒絕訪問的權限實現不同專業的不同用戶的數據庫操作權限。用戶管理系統管理員可以在用戶管理中創建一個新用戶、選擇一個用戶編輯、刪除和鎖定/解鎖用戶以及修改當前用戶密碼等操作。在用戶管理中選擇一個用戶賦予相應的角色,給予該用戶可操作的工程。此外,用戶還有一定的工程訪問權限,管理員可以通過配置用戶的工程控制其訪問工程的行為。當用戶需要在線使用中心數據庫,需要對用戶設置一定的權限,程序通過添加和編輯角色等功能實現。

二、結論

1、根據水電工程地質數據的特點和實際工程需要,采用C/S和B/S兩種開發模式,研制開發了地質信息管理系統,形成了規范通用的地質數據分類方法,實現了工程地質資料與地質數據的數字化存儲和計算機信息化管理。支持離線和在線兩種工作方式,離線模式確保地質工作者在斷開網絡的環境下亦能正常使用系統進行業務操作,進而保障了地質工作的高效性;在線模式增強了系統在水電工程地質應用的健壯性和實用性,不僅實現了數據庫信息的資源共享,而且提高了大量地質數據的數字化存儲、管理及分布式訪問效能。系統的角色管理和用戶管理有效的控制了用戶的權限,很好的處理了數據的同步以及不同用戶對數據庫的操作沖突,實現了對水電工程地質數據庫有效的管理,在實際生產任務中提高了工作效率。該系統不僅具備傳統數據庫的功能,而且可以為地質三維建模和分析提供數據來源,能夠很方便快捷地應用于建立三維地質模型,實現了數據一次性輸入,多次應用,為數字水電建設、綜合地質研究、企業信息化建設等提供統一的、標準化的安全數據平臺支持。

作者:張春峰王小兵賈新會單位:西北勘測設計研究院有限公司工程地質勘察院

工程地質論文:防治工程地質環境論文

一、礦山采后地質環境預測

1礦山開采影響范圍

1.1放炮影響范圍根據開發方案,采場每次布置3排鉆孔,每排10個孔,排距4.6m,孔距5.6m,共布置30個孔,每孔深16.5m,超深1.5m,以確保爆破后臺階高度達15m。

1.2采礦可能引發的地質災害影響范圍礦山開采過程中采用自上而下臺階式分層開采,高度為15m;開采時工作臺階切向坡和反向坡最終開采的邊坡角不大于55°。由此可確定采礦可能引發的地質災害影響范圍為礦區開采最終邊界外延15m。綜上所述:礦山開采影響范圍為露天采場外延215m。

2地質災害危險性預測根據開發技術方案,礦山開采后四周將形成5段高度為110m的邊坡,邊坡編號分別為AB、BC、CD、DE、EF,邊坡位置詳見福祿鎮周家槽周家槽水泥用石灰巖礦山礦區范圍及開采平面圖

3水文地質預測礦區范圍內開采三疊系下統嘉陵江組三段(T1j3)石灰巖礦層,開采標高均高于當侵蝕基準面;開采范圍內無河流、水庫等地表水體;地下水與地表水沒有必然的水力聯系。礦山開采對巖溶裂隙水的補給條件破壞小,礦山開采后不會對含水層結構破壞,不會造成地下水水位下降、疏干等。對礦山地質環境影響程度較輕。

4地形地貌預測按照開發利用方案,礦山開采后將形成高度0~105m的邊坡,礦山采礦活動對地形地貌景觀影響嚴重。

5土地資源影響預測璧山縣福祿鎮周家槽水泥用石灰巖礦不單獨設置料場及廢渣場,在礦區東側采區50m外設置破碎站及運輸道路,占用耕地資源4.41ha;工業廣場修建占用耕地資源1.59ha;礦區為露天采場,占用耕地資源43ha;石灰巖礦山開采共占用耕地49ha。因此,璧山縣福祿鎮周家槽水泥用石灰巖礦開采后對土地資源影響嚴重。

6建(構)筑物影響預測礦山為露天開采,將會對礦區范圍內的所有建(構)筑物全部破壞。根據計算的爆破地震波安全距離為158.45m,計算的爆破產生飛石最遠飛散距離為200m;對礦區周邊200m范圍內的建(構)筑物造成較嚴重破壞。因此,璧山縣福祿鎮周家槽水泥用石灰巖礦開采后對建(構)筑物影響嚴重。

二、礦山地質環境防治

針對礦山開采影響范圍及采后地質環境因素的影響預測結果,將礦山地質環境保護與治理恢復劃分為重點區、次重點區、一般區,設計以下防治工程:1)礦山開采時應及時清除邊坡上的掉塊,特別是在BC邊坡東段邊坡可能會發生局部掉塊。2)對礦山采坑四周形成的邊坡采用生物工程護坡;對采坑坑底進行綠化或土地復墾。3)對礦區道路、破碎站和工業廣場區域進行環境恢復。4)修建截排水工程。

1邊坡防治工程

1.1邊坡放坡根據開發方案礦山開采的最終邊坡角為55°,自上而下臺階式分層開采,采高15m,臺階寬度約10.5m;AB邊坡長約600m,高2~50m;BC邊坡長約440m,高50~106m;CD邊坡長約360m,高40~96m3;DE邊坡長約526m,高17~42m3;EF邊坡長約210m,高2~17m;放坡處理各段邊坡。

1.2清理危石及時清理采場邊坡上的危石,避免發生危石滾落傷人事故。按照“邊采邊治”的原則,對各邊坡上的危石清理完成后,才能進行下一臺階的開采。

1.3截水溝礦區位于瀝鼻峽背斜軸部,地形呈渾圓狀的小型獨立山包,自然排水條件良好,匯水面積小,在礦區DE、EF邊坡頂部修建截水溝長約300m,以防治地表水進入礦區。在其余每個臺階坡面每隔50m,高差10~20m,設置橫向和豎向的截排水溝,將邊坡頂部的地表水匯入采坑內的排水溝,避免對坡面草籽植物造成沖刷,豎向的排水溝按急流槽設計。迎坡面溝壁需設置泄水孔。

2水文防治工程礦山開采后的采場地面標高高于當地侵蝕基準面,對地下水的影響小。對礦山地質環境影響程度較輕。故本次不對其進行處理。但未解決礦山生產、生活用水,需在工業廣場內修建一個蓄水池。蓄水池尺寸為15m×15m×2m,墻體寬度為0.3m,預計砌筑工程量約為36m3。生產廢水主要為清洗礦車及挖掘機所排除的污水,設計每個污水處理池采用尺寸為2.5m×2.5m×1.6m,容積10m3污水處理池3個,墻體寬度為0.3m。預計開挖工程量30m3;砌筑工程量約為14.4m3,污水經生化處理后由砼管排放。露天采石場的作業點應實行濕式作業和噴霧灑水,對采場及裝載點設2臺灑水器進行了灑水降塵,防止粉塵飛揚。

三、地形地貌景觀防治工程礦山環境恢復治理設計方案圖。

1露天采場采坑地貌景觀恢復根據劃定礦界和開發方案,露天開采結束后采坑的平面面積為302013m2,礦山開采前礦區土地主要為耕地,以種植果樹為主;礦山開采難以恢復原來的地面植物,故礦山環境恢復治理主要以綠化為主。可采取治理方案如下:(1)回填土壤,平均厚度不得小于0.8m,預計回填方量為241610m3;(2)平整場地,場地平整應采坑中間高,四周低,便于地表水排入排水溝中;(3)植樹,行距×株距為5m×5m,預計12080株,建議種植樟樹或果樹等經濟類樹木(4)排水,沿采坑邊坡坡腳圍繞采坑修建截排水溝,保障采坑內地表水排泄通暢,將礦區的地表水有序的排放到礦區東側地形較低地段,用以灌溉耕地。排水溝采用梯形斷面,底寬400mm,頂寬700mm,高800mm,壁厚300mm,預計長度約2350m。排水溝每隔10~15m設置一道伸縮縫,用瀝青麻絲進行有效止水。

2采坑邊坡地貌景觀恢復采坑邊坡采用坡面綠化+截排水的礦山環境恢復設計方案。對于采坑邊坡主要采取分階放坡+綠化處理。每級邊坡分階高度取15m,每階平臺寬度取10.5m,種植蔓藤類植物綠化坡面,在坡頂設置截排水溝。臺階邊緣修砌墻體,墻體嵌入基巖0.1m,墻體截面0.3m×0.5m(寬×高)。墻背回填0.3m厚的土壤,蔓藤種植行距×株距為5m×3m。截排水工程在邊坡防治工程中實施。

3礦區公路及破碎站礦區公路兩側及破碎站區域的空地進行植樹綠化,預計植樹60株。待礦山閉坑后,建筑垃圾清除干凈,將表層1.0m范圍土地掘松,種植樟樹等經濟類樹木。礦區公路和破碎站的平面面積約為4410m2,可采用挖掘機松土,植樹綠化,行距×株距為5m×5m,預計176株。

4土地資源的采后處理礦區主要的土地資源占用和破壞為礦區范圍內的采場、礦區東側的破碎站及工業廣場,礦山閉坑后,采場及破碎站將對其進行地貌景觀恢復,工業廣場建(構)筑物提供給當地使用,不進行處理。

5地表建(構)筑物的處理礦山為露天開采,將會對礦區范圍內的所有建(構)筑物全部破壞,對礦區周邊200m范圍內的建(構)筑物造成較嚴重破壞。為保護村民的人身財產安全,對在影響范圍內的村民實施搬遷。

四、結論

1)分析了礦山地質條件,認為礦山開發技術條件的級別為中等;

2)根據礦山開采方式,采用赤平投影的方法,對礦山采后地質環境進行評估,得出礦山開采影響范圍為露天采場外延215m;水泥用石灰巖礦采礦活動誘發地質災害的可能性大,造成的損失小,危險性中等,影響嚴重;對含水層影響較輕;對地形地貌景觀影響嚴重;對土地資源影響嚴重。因此,預測礦山采礦活動對礦山地質環境影響嚴重。

3)結合露采對石灰石礦區各地質要素的影響程度,提出相應的防治措施,對采后礦區環境的恢復起到指導作用。

作者:尹小波張云鵬邵靜靜任翔單位:河北聯合大學河北省礦業開發與安全技術實驗室四川科技職工大學

工程地質論文:工程地質教學改革下的土木工程論文

一、國內相關院校土木工程地質教學內容的設置及其與我校教學內容的對比

通過互聯網以及信函咨詢的方式,對國內同濟大學、清華大學、浙江大學、哈爾濱工業大學、中南大學和湖南大學6所高校的土木工程地質教學課程內容設置進行了調查,通過調查發現,以上學校主要存在以下幾個共同點:

1、強調對工程地質基本概念的學習。在課堂學習過程中,主要課時都集中于學習在工程實踐中經常用到的專業術語,強調概念的厘清。課堂學習的主要內容主要包括以下幾個方面:(a)地質作用與地質構造的基本知識,包括地質年代的識別、地質圖的識圖、常見地質結構的概念(褶皺、節理、斷層等);(b)三大巖石(巖漿巖、沉積巖、變質巖)的成因、歸類和鑒別;(c)第四紀地質的基本知識,包括殘積土、沉積土、沖積土、坡積土等概念、成因及對工程的影響;(d)地下水的基本知識,包括地下水的分類、運動基本規律、補給與排泄方式、對工程的影響等;(e)工程地質勘察與分析在具體工程的應用,包括在隧道工程、邊坡工程等方面的應用。

2、強調室內實驗是課堂書本學習的延伸。室內實驗主要目的是為野外地質實習做準備,學習地質羅盤等地質考察工具的使用,同時亦學習通過巖石標本來鑒別各類巖石,還要學習地質圖的填圖和閱讀等。

3、強調課堂學習與室外地質調查相結合的學習方式。從書本上學習到的知識僅僅停留在理論階段,書本上對地質相關概念的描述仍比較抽象,因此,各所高校皆強調野外地質實習對學習該門課程的重要性,把課堂上學習到的基本概念與現實工程中的真實地質條件一一對應起來,加深對基本知識的理解和掌握。一般而言,野外地質實習內容常包括野外巖石的識別、地質構造和地質年代的識別、巖層、節理等產狀的測定和描述等。各所大學對以上工程地質基本知識的學同小異,其目的是對工程地質這門課程有一個基礎的認識和感知,但是,同時,各所高校之間在這門課程內容設置方面有各有所側重。清華大學、同濟大學增加了現代先進的地質勘查技術的學習內容,介紹了地質超前預報的相關方法、原理及應用,比如介紹了地質雷達、紅外線探水、TSP等先進手段在隧道工程建設的應用。中南大學、湖南大學對野外地質實習極為注重,實習內容包括地質認識實習和工程實踐實習兩個階段,實習實踐時間長達20~30天,考察湖南西部地區在建或已建項目所處較為復雜的地質條件,以一個工程建設者的角度參與到實際項目的建設中去認識地質現象。石家莊鐵道大學地質教研室現有8名教師,教授2名,副教授3名,講師3名,其中具有博士學位的4人,碩士學位的4名。獲得的獎項包括校級講課比賽特等獎1名,二等獎1名,校級教師1人,今年主持或參研的省部級及以上科研項目10余項,并承擔省級精品課程1項。雖然教研室在老師們的努力下取得了不錯的教學和研究成果,但是,和兄弟院校的工程地質教研相比,我們仍然存在諸多不足之處。首先就是教師隊伍建設的不足,工程地質是一門經驗型極強的專業,需要足夠豐富的現場工程經驗,因此需要老中青傳幫帶,讓青年老師盡快熟悉和掌握工程地質教學的技巧和方法。其次,對工程地質教學的重視程度不夠,課時設置偏少。,教學內容更新不夠及時,工程地質中先進的技術方法在教學中介紹的內容不夠多。因此,為了跟上國內兄弟院校土木工程地質教學的步伐,教學改革刻不容緩。

二、當前土木工程地質教學存在的問題

通過以上詳細的調查和對比分析,目前土木工程地質教學仍存在以下問題:

1、土木工程地質教材的使用各自為政。目前各個高校使用的教材基本上是各自高校的老師根據自己的講義編排而成,缺乏一個統一的標準,因而導致經典精品教材較少。單從教材的題目上足可看出目前教材缺乏統一性和協調性。例如中南大學所用的教材為《土木工程地質概論》,浙江大學的教材題名為《土力學與工程地質》,石家莊鐵道大學所用教材題名為《工程地質學基礎》等。

2、在教學內容上與其它課程交叉重復,無法突出本門課程的特色。工程地質是一門基礎課程,是巖土工程、隧道工程等課程學習的基礎,因此,由于與其它學科老師交流不夠充分,往往存在重復講授的情況。比如,以有效應力這個概念為例,在工程地質、土力學、基礎工程等課程都涉及到,由于這個概念的重要性,各科老師為了追求各門學科的系統性和完整性,都會著重講解這個概念,雖然在一定程度可以加深學生對這個知識點的理解,但是從側面也可說明知識的重復交叉導致學業內容的累贅。

3、課時安排過少。目前各所高校對土木工程地質這門課的重視程度,課堂課設課時大多是32~48個學時,因此,老師在安排教學進度時顯得極為緊張而緊湊。從實際教學安排來看,基本上講解完三大巖石、地下水、地質構造基本概念后,沒有足夠的時間深入來探討地質條件對工程的影響,往往后面工程應用的章節皆為學生自學。

4、知識學習與工程案例結合程度不夠。由于部分老師本身參與的工程項目不多,同時又由于課時的不夠,這兩部分原因導致學習的主要內容集中在枯燥的理論知識部分,學生容易產生枯燥情緒。

三、土木工程地質教學改革措施

為了很好地解決當前土木工程地質教學中存在的問題,讓學生從這門課程中更多地學習到有助于工程實踐的知識,必須有針對性對當前教學實踐中存在的問題進行改革,具體改革措施如下所述:

1、建立和完善土木工地質程精品課程精品課程建設既是壓力,又是動力。通過精品課程建設,可以找出當前教學中存在的薄弱環節,精簡重復的教學內容,突出本門課程的特色,使土木工程地質這門課的教學目標和任務更加明確。精品課程建設首先就是教材建設,因此,有必要根據新時期土木工程培養目標,并結合當前土木工程建設中出現的新問題、新方法、新技術,編寫一本深入淺出的教材,教材中不僅包含傳統的知識要點和概念,還應包含當前新的地質知識觀點、新的地質勘查手段等,同時還應包含工程實例,讓學生盡可能地更深入地建立起工程地質與工程項目的聯系。精品課程建設中重要的一條就是教師隊伍的建設,因此,有必要加大對教師隊伍的培養力度,引進和培養一批有新視野、新知識的老師,以此給課堂注入新的氣象。

2、注重教學手段和教學方法的革新注意授課的科學性與藝術性,在教學過程中,善于發揮學生的主導地位,采用“討論試”、“啟發式”教學模式。同時,要注重課前的準備,精心備好每一節課,善于總結歸納每節課的重點,以“主線法”講授課程知識。

3、增強對工程地質教學的重視對工程地質教學的重視首先就體現在教學和學習的時間上。盡量安排更多的課時,讓老師有足夠充分的時間去講解基礎概念和工程實例。同時,老師也可以通過其它方式來增加學生們的學習時間,比如規定某個主題,要求學生自主獨立進行文獻調研,完成該主題相關文獻的歸納總結,并加大平時學習報告在總成績中的比例。另外,強化考試試題庫建設,完善考試規范和制度,強化對學生進行專業知識訓練。,要重視工程地質實習在教學中的作用,因為該門課程的實踐性很強,需要從大自然中去認識和掌握工程地質現象,使學生鞏固在書本上學到的知識,有感性認識上升到理性認識,同時在野外地質實習過程中,亦可鍛煉學生們的體魄和吃苦耐勞的能力。

4、緊密聯系工程實踐學習的目的最終是為解決實際工程的問題,在教學的過程中融入工程實例有助于學生在正式進入工作崗位之前對其有初步的認識和了解,因此,工程實例教學是一個非常重要的手段。比如,老師可以把自身主持或參與的工程項目作為案例,結合書本知識講解如何解決工程問題,分享在解決工程問題過程中的心得體會,這樣寓教于樂的方式既能激發學生的學習興趣,又能讓他們積累相應的工程經驗知識。

工程地質勘察與研究是土木工程建設中一項重要的內容,因此,加強該門課程的教學改革具有重要的實踐意義。本文針對目前存在的教學問題提出了若干改革措施,以期提高教學質量和效果。但是,教學改革的進程沒有終點,隨著時代的發展,工程地質教學改革理應緊跟時代的步伐,不斷推成出新,與不斷發展的新技術新方法相結合,不斷培養學生的實踐能力和創新意識,為國家的工程建設作出新的貢獻。

作者:王偉袁維劉偉超孟碩溫進芳單位:石家莊鐵道大學土木工程學院

工程地質論文:鐵路隧道工程地質環境論文

1關于隧道工程地質的勘察方式

為了掌握隧道區工程地質特點、水文地質環境、不良地質情況,對圍巖狀況進行級別分段,為隧道工程的建設與設計提供科學的工程地質資料與合理有效的處理方案,地質勘察基于遙感判釋運用了隧道工程地質調繪、地質鉆探、高密度電物探法、地震勘探與鉆孔超聲波檢測、抽水與壓水試驗、瓦斯檢測等多種方式予以綜合勘察。

1.1隧道工程地質調繪地質調繪的方法主要包括追索法與路線穿越法,對工程整個地質單元與隧道區兩部分控制地質體與不良地質。與以往的方法進行比較,打破了調繪范圍的限制,讓調繪內容更細致、更。通過調繪方式,能夠查明巖堆、危巖、軟土、瓦斯、地下水等不良地質的分布情況,尤其是在隧道中部發育的巖溶管道水水流方向。隧道工程的地質調繪為下一步工作的實施奠定了堅實的基礎。

1.2地質鉆探由于隧道區域地層與巖性變化的多樣性,進行地質鉆探時需要布置多個鉆孔,加大鉆孔分布范圍。鉆探方式主要是采用金剛石或合金鉆進,一部分煤系地層地帶的巖石粉碎,采用的是無水反循環鉆進工藝。鉆孔的深度除有特殊要求的鉆孔外,都應當深入隧道設計標高2m~3m以下。鉆進巖芯采取率要求破碎巖層與強風化層不小于50%;完整基巖不小于80%;覆蓋層不小于50%。鉆探鉆進過程中,仔細測定地下水位,并及時記錄,記錄內容包括巖土分層、地下水位、鉆進速率、水的顏色等。利用詳細與具有代表性的鉆探方式,隧道洞室圍巖的巖性與整體情況能夠直觀顯示;利用鉆孔實施抽水、鉆孔聲波測試、壓水測試、煤層瓦斯檢測等一系列工作,以定性與定量兩方面為隧道圍巖的分段與分級帶來有效的地質依據。

1.3高密度電物探法若存在鉆探方式難以查證的地質,則能采用高密度電物探法,物探儀器為擁有我國先進水平的重慶奔騰數控技術研究所研究的WGMD-1型高度探測系統,方法是用α排列方式予以高密度數據采集,采用國際水平的Surfer軟件與RES2DINV軟件進行二維電阻率成像反演。能夠判斷地質情況,改善隧道工程施工的危險性,降低嚴重社會問題的發生率,有時還能避免路線更改,從而節約建設項目的投資資本。

1.4地震勘探與鉆孔超聲波測井以及探測巖石波速因其隧道區域地層巖性多樣化,地表風化程度嚴重,鉆探取芯能力弱,巖芯大多為碎塊、砂狀以及塊狀。地質人員大都是通過人為因素來判斷巖石風化程度,很少客觀判斷巖體基本質量,未能科學劃分隧道圍巖類型。因而,地震勘探與鉆孔超聲波測井以及探測巖石波速技術逐漸被應用。地震勘探儀器采用的主要方式為折射波法,通過定性劃分結合定量指標的整體分析,確定了巖石風化情況與隧道圍巖類型,該方式更為合理,更具創新特色。

1.5抽水與壓水檢驗方式若隧道區域屬于條帶狀巖層組成的山嶺,其水文地質單元更加復雜,含有較多含水單元與隔水層,其透水性與含水單元具有較大差異。為了能檢驗出的洞身段各巖石的裂隙性與透水性,預判隧道涌水量,于鉆孔施工結束后分別實施抽水與壓水試驗。抽水及壓水試驗使用的是自制提桶與專業高揚程空氣壓縮機抽水與壓水設施,其中提桶抽水試驗應用于地下水位淺的地段,空氣壓縮機抽水和壓水設施應用于地下水位深或不存在地下水的巖層內。并且還對一些鉆孔實行了將抽水與壓水相整合的試驗,以便同單一試驗進行對比。

1.6瓦斯檢驗對專門施工的ZK11鉆孔,采用一套煤管、一套瓦斯解吸儀、兩個取樣瓦斯灌予以瓦斯檢驗,其具體方法為:在鉆孔鉆遇煤層后,下采煤管采煤同時迅速裝灌后封閉,5min內進行解吸,獲得現場瓦斯解吸量,采用圖解法算出瓦斯耗損量,二者相加即為煤層瓦斯逸出量。該方式簡易可行,結果接近實際情況,具有相對開拓性。

2關于工程地質環境對隧道工程的影響

在建設長隧道、深埋隧道以及大隧道過程中,會遇到各種各樣的地質環境問題,不僅會對工程工期與造價造成影響,還會給隧道的施工與運行帶來安全隱患。下述對影響隧道工程的幾種地質環境作了探討。

2.1軟土地基在湖相與濱海相等古地質環境中,軟土大都沉積在相對停滯與相對運動遲緩的水環境內,此類沉積軟土顆粒細軟、土質軟弱、孔隙度大、含水量高、容易形成蠕變、凝聚力小幾乎可以被忽略。在這種地質條件上建設隧道,必須考慮工程的地質問題。1)該地質土性較軟,受到隧道重負荷時容易發生沉陷,從而厚度發生改變,形成不均勻沉陷,導致隧道內襯砌等結構發生形變;2)隧道結構會受軟土蠕變的影響,及時進行支護與襯砌有重要作用;3)軟土一般存在于地下還原環境中,微生物作用容易形成甲烷氣體,聚積在軟土層孔隙內,隧道挖進時工作人員可能會受甲烷氣體的危害,若遇到火源還可能引起爆炸。建設隧道時,對于軟土地基,長度不長的隧道應采用盾構穿越更為簡易;然而長度過長的隧道,因其軟土的蠕變特點,會形成超量切削,導致在隧道盾構掘進的前端會出現蠕變凹槽,如果軟土層厚度不夠,容易使得上方活河水與海水大量潛入隧道。因此,在海域上存在眾多沉積軟土地帶時,借助盾構穿越軟土層,必須充分重視所存在的安全隱患。

2.2砂卵石層地基在多樣化地質條件如平原、河流、濱海、盆地中,會存在不同成因的砂卵石沉積層。各地砂卵石層的結構由于沉積時受到古地質地理環境的影響,各結構間存在差異。砂卵石層的沉積韻律和顆粒級配受到沉積時水動力條件的影響。砂卵石層危害隧道工程的幾個方面主要是:1)因為隧道施工排水,使得周邊砂層的機械塌陷與管涌;2)砂層涌入會引發豐富地下水;3)砂層地質結構的不同,形成不規則沉陷,為隧道帶來安全隱患;4)砂層內夾雜的大塊卵石,影響盾構施工,嚴重時會卡住刀片。采用沉管法在湍急河流的砂卵石層中建設隧道,容易使沉管下砂層形成沖刷,損害沉管隧道。在厚砂層上建設隧道時,要注重下述幾點:1)抽水起始水位降低引發地面沉降、沖刷、潛蝕;2)進行大量抽水后,水位降低遲緩,產生壓力水頭,極易使得下方的大量砂層潰入;3)下方存在相對隔水層時,因為上方隧道抽水降低水壓,下方高壓水匯合;4)透水層凸起,形成眾多越流向上補給,影響隧道運行。

2.3碳酸鹽巖地層在分布有可溶碳酸鹽地層地區,受到不同程度的喀斯特化作用,作用結果為在地表上形成奇特山峰,地下形成多個洞穴與通道。活躍在洞穴和通道中的喀斯特水包括孔隙水與裂隙水等,存在不同的特點。喀斯特水有五個對立統一的特點,具體包括:1)獨存與半獨存的管道水流和擁有統一水力相關的地下水力面與擴散流同時存在;2)不含水巖體與含水巖體同時存在;3)非承壓水流同承壓水流之間互相變換;4)層流運動和紊流運動同時存在;5)非均質含水性和均質含水性復雜變化。在喀斯特化地層中,具有相當明顯的三相流,即是氣體、固體、液體三相物質混合形成的三相流。三相流具備一個重要特性,泥砂等固體流與水等液體流是不能被壓縮的,而氣體能被壓縮,受壓氣體還會發生多種變化。

3結語

區域地質斷裂與大型滑坡體等區域地質條件嚴重影響鐵路線路的安全。本文通過采用地質勘察方法對隧道區域的地質環境予以系統的深入分析研究,監測隧道結構收斂變形情況,對隧道工程進行穩定性分析。通過研究隧道區域地質構造環境、圍巖介質環境,得出了隧道山體開裂原因與圍巖穩定性研究結論,希望能為復雜地質條件的鐵路隧道工程地質勘察提供一些參考依據。

作者:張志遠單位:山西省地勘局二一四地質隊

工程地質論文:巖溶地區人防工程地質災害論文

1概況

1.1工程概況擬建人防工程項目位于貴陽市,除公園路為地下一層外,其余均為地下兩層。工程建成后總建筑面積約42×104m2,將成為目前國內建筑規模較大的單建式平戰結合人防工程;除中山路道路寬度為16m外,其余道路寬度都為26m,工程主體位于道路以下,出入口位于道路兩側人行道上。工程施工采用蓋挖逆作法。

1.2地質概況評估區大地構造單元屬揚子準地臺黔北臺隆貴陽北東向復雜構造變形區之貴陽向斜,區內無斷層通過,受褶皺作用影響,區內地層產狀變化較大,向斜西翼地層傾向94°~118°,傾角24°~36°,向斜東翼地層傾向171°~226°,傾角20°~32°,向斜核部傾向近南,傾角20°。區內主要發育三疊系下統安順組(T1a)白云巖、溶塌角礫巖、中統花溪組(T2h)白云巖、砂屑白云巖及第四系紅粘土、人工填土。

2地質災害危險性預測

建設工程區由于受城市現代化建設影響,建設區內地形平坦,巖石類型主要為碳酸鹽巖,無大斷裂構造通過,屬于區域地殼基本穩定區。因此,評估工作主要從區內地質、褶皺、水文地質、工程地質條件以及氣候條件、工程特征、施工條件等對工程建設可能引發或遭受的地質災害進行預測分析。現將常見的幾種地質災害類型簡述如下。

2.1隱伏巖溶塌陷區內地下人防工程施工過程中所經地層及巖石類型主要為三疊系下統安順組(T1a)及中統花溪組(T2h),其巖性為白云巖。施工區主要處于貴陽向斜軸部,為深部巖溶易發育地段。巖溶發育深度集中在地面以下10~30m、50~70m、80~90m、110~150m等。結合鄒成杰、李茂秋對深部巖溶的劃分方案,區內屬河谷—向斜盆地型深巖溶,但因建設區地下水位分布較淺,所以隱伏巖溶地面塌陷是施工過程中主要災種之一。擬建工程采用9m×8m的柱網,溶洞頂板承受的壓力有人防工程結構自重、水壓力、土壓力等靜荷載以及人防頂板上的車輛輪壓荷載、層間樓板上的使用荷載等活荷載,地震荷載下結構的動力影響,結構頂板處的主應力較大。建設工程處于貴陽向斜軸部,隱伏小斷層較發育,受之影響巖石節理、裂隙發育,這加劇了巖溶的發育,易導致巖溶地面塌陷。以往水文地質資料也顯示,巖溶水鉆孔單位涌水量0.1~3.4L/(s?m)。在自然條件下,由于區內地下水活動的交替變化比較強烈,溶洞頂板較薄,并覆蓋第四系土層,這也進一步增加了塌陷的可能性。在附加壓力(主要為靜荷載和活荷載)的作用下,產生隱伏巖溶塌陷的可能性更大。預測工程建設引發或遭受巖溶地面塌陷的可能性大,地質災害發生后造成的危害程度大,危險性大。

2.2基坑突水及隧道涌水[11]地下人防工程建設過程中經過地段的地下水類型主要為碳酸鹽巖巖溶水,局部為孔隙水、裂隙水。地下水水位埋深較淺,一般小于10m。根據區域水文地質資料分析結果,泉水、地下河流量一般10~20L/s,枯季地下水徑流模數4.42~9.48L/(s?km2)。地下人防工程屬淺埋隧道,且所有路段均為強含水層,地下水涌水將對工程施工造成威脅。預測基坑突水及隧道涌水的可能性較大,危害性中等—大。地下人防工程穿過貫城河(中華路地下人防工程)、市西河(瑞金路地下人防工程)及隱伏斷層帶時,隧道基坑突水及隧道涌水的可能性及危險程度更大。

2.3疏干排水引發地面塌陷已有資料記載,老城區曾發生過多次抽水引起巖溶地面塌陷事件。如1973年,貴州博物館地基塌陷;1973年、1978年湘雅村塌陷;2001年中華北路噴水池塌陷等。地下人防工程頂板無明顯隔水層,全路段均為碳酸鹽巖強含水層,且區內地下水位埋深淺,隧道內大面積的排水,將有可能改變區內地下水徑流場及滲流場,地下水水位以基坑為中心呈漏斗狀向四周擴散,從而導致地下水水位下降,靜態水平衡遭受破壞,水壓力大幅度消減,地基可能因承載力不足而產生不均勻沉降。尤其建設工程區為巖溶發育區,易形成局部地面塌陷。塌陷區范圍可根據抽水影響半徑確定。隧道抽水影響半徑涉及含水層包括第四系人工填土、粘土及白云巖,地表以下0.5~2m基本為鋼筋混凝土,白云巖巖體溶洞、裂隙等發育不均勻,對滲透系數取加權平均值后,可近似認為含水層屬均質各項同性。計算時假設隧道底板標高為0m,采用含水層底板標高為-800m,依上述假設條件,隧道涌水量預測采用抽水影響半徑公式按式(1)進行概算。R=2SHK(1)式中:R——抽水影響半徑,m;S——設計水位降深,m,取坑底至靜止水位標高的距離;H——取含水層底板至靜止水位的距離,m;K——滲透系數,m/d;式中各參數取經驗數值(概數)為:K=0.2m/d,S=10m,H=800m,代入各參數計算得R=253m。另外,可以根據影響半徑的經驗數值及評估路段巖層性質、單位涌水量來確定影響半徑,《貴州省貴陽市城市供水水文地質勘察報告》(1∶5萬)區域地質資料顯示,巖溶水鉆孔單位涌水量一般0.1~3.4L/(s?m),取值約1.7L/(s?m)。對照表1,大概可確定區內抽水影響半徑R=255m,最小可小于10m,較大可大于500m。地下人防工程屬淺埋隧道,預測疏干排水引發影響半徑范圍(R)內地面塌陷的可能性較大,危害性中等。鄰近未采用樁基的老式建筑、道路等遭受工程建設中抽排水引發的巖溶塌陷危害的可能很大。

2.4圍巖失穩人防工程均采用地下開挖,相當于采用隧道通過,所經路段地層巖性主要為三疊系碳酸鹽巖及部分第四系地層。第四系地層厚一般1~8m,巖性主要為白云巖,呈弱—中等風化,屬于脆性圍巖。區內局部可能發育隱伏小斷層,斷層帶及其影響范圍內巖石裂隙發育、穩定性差,加之工程施工破壞巖石的完整性,從而易沿裂面產生應力集中(尤其是產狀較平緩不大于30°的裂隙),導致頂板坍塌、掉塊。因此,認為工程施工中容易發生的災害主要為隧道頂板塌落、掉塊、坍塌及地下人行通道進出口開挖邊坡失穩。其發生的可能性大,危害程度大,危險性大。

2.5小結綜上所述,貴陽市地下人防工程建設引發和遭受地質災害主要為隱伏巖溶地面塌陷,其可能性大,危害程度大,危險性大;其次為基坑突水及隧道涌水,其可能性大,危險性和危害程度中等—大。其較大的威脅除了地下水以外,其次就是土層的坍塌、滑塌和滑坡、地面塌陷問題。其中地面塌陷的形成方式主要有以下2種:①隧道施工直接導致上覆地層失穩破壞形成的地面塌陷;②隧道施工導致地層中不良地質體(以隱伏巖溶、地下水為代表)破壞,進而引發的地面塌陷。

3探討

通過對貴陽市地下人防工程地質災害進行危險預測評估,其主要引發和遭受的災種為隱伏巖溶地面塌陷、基坑突水及隧道涌水、疏干排水引發地面塌陷、隧道圍巖失穩,其中隱伏巖溶地面塌陷的危害性較大。今后在巖溶地區從事地下人防工程建設及地質災害危險性評估工作時,應首先了解和掌握巖溶特性及形成機制,針對不同地區、不同地質構造類型等特征,選取相應的評估方法和對策,以使評估工作更有成效,以避免地質災害的發生,保障人民的人身和財產安全。貴陽市地下人防工程地質災害危險性評估工作及評估對策可為上述工作的有效開展提供重要借鑒。如果在地震易發區、斷裂活動區、構造發育區、沙土液化區、厚層軟土區等,應根據實際的地質、構造、水文地質、工程地質條件以及氣候條件、工程特征、施工條件等進行單獨評估。其中,隧道圍巖失穩、基坑突水及隧道涌水、疏干排水引發地面塌陷這3種災害是地下人防工程最常見的。巖溶塌陷主要是發生在碳酸鹽巖地區。

4總結

上述結論及觀點是筆者在從事貴陽市地下人防工程地質災害預測評估工作過程中的一些認識,不一定具有“普適性”,相信隨著今后地下人防工程的逐步開展,會涌現出大量的地質災害危險性評估工作者、評估報告及相關文章,最終將會形成基本統一的認識和評估方法。

作者:鄭祿林鄭祿璟單位:貴州省地礦局地球物理地球化學勘查院貴州大學資源與環境工程學院,

工程地質論文:隧道工程地質環境論文

1當前隧道施工的現狀

目前的隧道施工技術,普遍都是采用的全斷面開挖法,臺階開挖法,分布開挖法。

1.1全斷面開挖法全斷面開挖法又被叫做全斷面掘進法。在隧道設計中開挖斷面,從而可以在一次施工中完成開挖斷面的方法。一共有三種方式開挖:新奧地利全斷面開挖法、護板全斷面開挖法和掘進機護板全斷面開挖法。這種施工方法的操作相對簡單,一般常規的工作順序有:使用移動式鉆井臺車,先全斷面一次鉆探并進行裝藥,然后鉆進小車返回到50m安全位置外,然后引爆,一次爆破成型,將鉆孔車開往開挖面推入到位,開始鉆探及爆破作業的下一個步驟。與此同時,在施工前的防水隔離層作為初期的支護,進行第二次的堆砌。這個步驟主要有兩個點比較重要:一是增加了機械施工用具進行二次噴作業,通過兩次的噴,可以穩定地基并且可以加速隧道施工的進度;第二是必須提前進行混凝土的鋪設,并且不滯后200m。這是確保安全質量的一個重要的方法。全斷面開挖法主要使用在Ⅰ~Ⅲ級圍巖。全斷面開挖法的工作特點:優點在于,在一個開放的地點施工,可以相對多一點的使用大型機械;只需要一次開挖,就可以進行工作,加快了工作速度,降低了工作中產生的不必要的干擾。缺點在于,施工連續性很強,需要高度的機械化用具的支持,若某部分出現問題,整體進度都會被影響。

1.2臺階法臺階法又分為正臺階和反臺階法。施工在穩定性差的巖石,整個隧道斷面分為若干層,由上到下段開挖,前后各從一個小一些積極步驟形成開挖面。上部臺階的鉆研作業和下部臺階的出渣可以同時進行,而使效率可以改善。之后,整個斷面開挖出來后,然后由邊墻到拱頂襯砌。在隧道的及時層頂部的及時個挖掘是一個彎曲的導坑,需要鉆更多的井眼,以防止倒塌。導坑超前距離很短,使石碴爆破直接拋落到范圍以外的坑,以減少扒碴的工作量,提高施工速度。如果巖石隧道頂部松動,應立即用臨時支撐螺栓或鋼拱坑,以防止倒塌。臺階法作為目前的最廣泛的應用方法,缺點在于上部作業和下部作業有相互的干擾,這時候技術人員和施工人員就應該注意下部作業對上部結構的穩定性的影響。

1.3分部開挖法較為軟弱的圍巖不能大斷面的開挖,應該采取分部開挖的方法。當前的分部開挖法有三個主要形式:預留核心土法,雙側壁導坑法,交叉中隔壁法和中隔壁法。預留核心土法主要用于五到六級的圍巖隧道的施工。施工順序主要分為:初期的人力和機械相結合的施工,在開挖拱部土體的支撐;在初期的支撐保護下,進行第二次的挖掘,這次主要是挖核心土體和下半部的土體,并且進行封底;根據現場的實際情況,再次進行二次襯砌。這類方法的施工穩定性好,施工安全。雙側壁坑導法也稱為“眼鏡工法”,此方法現在兩遍進行挖掘,再挖掘剩下的部分。這種方法大多用在第四到五級的圍巖,也是能夠在大斷面土質隧道的施工方法。由于這方法先是在兩邊施工,初期的支護由下到上,很好的解決了土體承載力的不足,這樣也保護了施工的安全,控制可能到來的危險,避免出現地表下稱的問題。但是這種方法實施起來很復雜,因為在這種方法的應用過程中有太多的工序,讓技術人員和管理人員的工作變的復雜,會拖慢施工的進度,也會讓隧道施工的成本有不必要的增加。交叉中隔壁及中隔壁法,一般都是沿著一邊從上到下分兩到三步完成,每當完成一部分工作時,都要進行專門的保護措施,例如安裝腳手架,中隔墻的建立,支護的搭建,中隔墻需要分布完成,然后再進行另一邊的隔墻的挖掘,他們的分步次數和支護形成與開挖的次數是相同的。交叉中隔壁及中隔壁法先進行開挖的那一邊要及時的受到保護,完成相應的幾步之后,可以開始另一邊的施工,這樣兩邊的交叉工作可以同時進行并且減少工作時間。

2復雜環境下隧道開挖施工原則

我們所知道的隧道施工,是將山體內的巖石進行挖除,與此同時,也要保持在施工過程中巖石的穩定性。在隧道施工的過程中,最最關鍵的一步是及時步,開挖。因為在開始施工的過程中,對于圍巖的判斷很重要,不僅需要因地制宜,還要擁有正確的開挖方法和過硬的技術支持。這對接下來的工作有著重要的影響。在進行隧道開挖的過程的工作中,我們遵循的基本原則就是:我們要保障首要前提是圍巖一定要穩定,并且不能對圍巖進行進行大規模的擾動。在這種情況下,我們才能進一步的選擇挖掘方法,也能從速度方面得到突破。再考慮如何進行施工的時候,技術人員需要考慮圍巖的地質條件還有變化的情況,這樣的選擇能夠適應地質條件的變化,能夠保障安全,也要考慮威嚴的穩定性;另一點需要考慮的就是在我們挖掘的過程中出現的意想不到的情況,要能夠及時的應付,并保障部隊施工進度產生影響,不會降低施工的安全性。隧道施工中,影響圍巖穩定的最重要的一個因素是施工人員選擇的開挖方法。所以,技術人員一般在選擇前,都會進行專業性的分析,施工是否安全,是否有難度,穩定性怎么樣,施工時間是多少,經濟問題都會被考慮進去,這樣字選擇出來的開挖方法才是最恰當的。橋隧工程1922014年7期(總第115期)只有有原則的分析和綜合選擇的相結合,才能在如何進行隧道施工的方法上選出方案,而這也是每次隧道施工都要遵守的,也是方案選擇和正確解決問題的正確方向。

3結語

本文在對隧道施工方法的選擇上進行了優化的選擇,并且文章從多方面進行分析,通過模擬現場可能出現的情況,施工檢測相結合,重點探索了在隧道施工時,圍巖和支護結構的關系,應力場可能會產生的變化的規律的研究,驗證了選擇隧道施工方法的可行性:隧道施工過程中,相關人員測量出的數據都是對施工的一種反射,他們之間是有著相互聯系的,并且他們的變化也是有規律的。對于測量的結果,我們做要做的分析就是聯系實際,通過當地的時間,空間的變化的發展來分析,只有將我們所收集到的不同的數據進行一定的分析,不考慮偶然因素,就能在隧道的施工和建設中取得更好的進步。

在進行復雜地質條件下的隧道施工過程中,利用不同的分析方法,對施工所要選擇的方法進行優化,這樣就可以確定施工的最合適,最安全的方案。復雜的地形的存在,是施工道路上的一個很大的阻礙。通過立體的分析和研究,能夠研究出所要開挖的隧道的實際情況和特點,也可以更加客觀的,真實的還原施工過程中可能遇見的問題。在對施工方法進行取舍的過程中,可以通過方案的結合來優化我們的選擇。死板永遠不可能取得好的結果。通過層次分析和綜合模糊評判評價隧道施工,是現在和未來在選擇隧道施工方法的一個很好的發展的大方向。

在復雜的隧道環境下,我國的隧道施工技術已經在最近幾年隨著科學技術的發展取得了很大的進步。隧道施工會遇到各種不同的情況,而我們的技術人員也會找到最合適的解決方法。比如,在面對各種不同的巖石層時,甚至是面對極為復雜的地形,技術人員總會找到科學的方法來應付。無論是何種技術,都已經處于一種成熟的時期。在從事此方面的專業人員,也需要找到方法減少危險的發生,同時降低成本。通過合理分析開挖方法,超前想到可能遇到的問題,大力投入人力和物力,加強施工現場的管理,保障預期的工程質量。方法加應變能力才是在復雜隧道環境下隧道施工的重中之重。

作者:童高友單位:貴州陸通公路工程監理有限責任公司

工程地質論文:地質災難論文:管道工程地質災難預防透析

作者:方浩 單位:中國石油化工股份有限公司

筆者在野外調查期間仔細研究了崩塌19處,其中HB082+511右16m倒龍崩塌、HB107+234左49m吉心場崩塌、HB242+224左10m長陽堡鎮崩塌三處崩塌離設計管道線路最近,威脅較大(表略)滑坡滑坡主要發生在川東、渝中及鄂西中低山區,集中在宣漢、石柱、利川、恩施、巴東、長陽一帶,土質、巖質滑坡均有發育,多集中分布于地形坡度大于25°,尤其是順向結構邊坡地段。降雨是誘發滑坡發生的主要因素,雨水入滲滑體后軟化滑帶,增大滑體容重,導致坡體失穩產生滑動,對管道工程安全構成威脅。本次共調查滑坡52處,其中對管道工程危險較大的滑坡為四川境內的峨城山古滑坡,該滑坡平面形態呈舌狀,由崩坡積塊碎石土組成,厚5~10m,下伏自流井組砂、泥巖,滑體長約300m,寬約50~100m,滑體平均厚度7m。屬古滑坡,該滑坡前、后緣現狀不明顯,僅在滑坡體右側見滑體中小規模次級滑塌。不穩定斜坡川東、渝中及鄂西山區管線附近存在有相當數量的潛在不穩定斜坡,筆者共調查74處。一類屬自然斜坡,即地殼長期的抬升和地表水侵蝕下切作用下形成的天然斜坡;另一類為人工邊坡,為人類工程活動開挖形成。其中自然不穩定斜坡由于自身結構的特點,當外界條件具備時,易發生變形破壞。具備易匯水的松散堆積體斜坡、松弛破碎巖體斜坡、切腳的順層巖質斜坡常以滑坡形式產生變形破壞;具備外傾結構面的高陡斜坡、受多組裂隙切割的外傾楔形巖體懸崖陡壁則常以崩塌形式產生變形破壞。前者多在管道順坡穿越的“V”型溝,后者多在管道跨越的“U”型谷。人工不穩定邊坡主要表現為公路邊坡及居民建房形成的局部切坡,土質邊坡多以局部小范圍的坍塌為主,巖質邊坡多以零星崩塌掉塊為主。在管道沿線已建和在建的交通線路上多處見有人工不穩定邊坡,一般高3~20m,長10~200m不等,均存在不同程度的變形。管線工程經常從這些不穩定斜坡體上方或下方經過或橫穿,施工時極易造成該邊坡體失穩破壞,給自身帶來損失。2.4泥石流泥石流主要發育分布于川東、渝中及鄂西山區,以溝谷型稀性小型泥石流為主。區內溝谷深切、匯水條件良好、地形坡降大,為泥石流發生提供了地形條件;大量的松散堆積物及人工棄渣為泥石流發生提供了充足的物質來源;區內豐沛集中的強降雨則為泥石流提供了水動力來源。

地質災害危險性評估

筆者對研究區內地質災害危險性評估方法采用“危險性積分法”,即列出與地質災害危險性最密切的評分項目,按100分制逐段、逐項進行考核打分,分高為危險性大,分低為危險性小[5-6]。根據評分結果,結合實際情況給出危險性不同級別的標準分值,并按這個標準綜合評估每一地段地質災害危險性等級(表略)。綜合評估原則與量化指標,對管道工程和附屬站場逐段逐場進行綜合評估。據管道沿線各段地質環境條件、地質災害發育程度、施工和營運過程中可能發生的地質災害、管道施工方法、管線附近人類工程活動、地質災害對管道和周邊的危害程度等方面的依據,將整個天然氣管道工程1967.05km長管線(含支線工程)劃分為162個段進行地質災害危險性綜合評估。全路段及分省段地質災害危險性綜合評估結果統計。

地質災害防治對策

滑坡、不穩定斜坡研究區的滑坡、不穩定斜坡主要集中在川東、渝中及鄂西中低山區的宣漢、石柱、利川、恩施、巴東、長陽一帶。從地形坡度上分析滑坡和不穩定斜坡多發生在坡度大于25°的邊坡,尤其是順向結構邊坡地段。調查顯示,降雨是誘發此類災害的主要因素,因此要防止雨水侵入對滑坡、不穩定斜坡的影響,同時根據滑坡、不穩定斜坡發育的位置與管道之間的距離,亦分別采取不同的防治措施。管線距滑坡、不穩定斜坡距離在50m以上管線距滑坡(不穩定斜坡)距離在50m以上,滑坡(不穩定斜坡)變形破壞不會直接影響到輸氣管線的正常建設和運行,因此對待這類滑坡和不穩定斜坡主要采取加強監測、及時評估的處置措施,在沿線的52處滑坡中,這類滑坡共有37個,占滑坡數量的71.2%;在沿線74處不穩定斜坡中,這類斜坡共57處,占不穩定斜坡總數的77%。管道位于滑坡、不穩定斜坡影響范圍內滑坡和不穩定斜坡在管道影響范圍內但滑坡失穩不直接威脅管道,但可能影響管道安全運營,此類滑坡、不穩定斜坡的防治主要是加強變形監測,適當支擋,穩定坡腳。這樣的滑坡有5處,占總數的9.6%,不穩定斜坡有7處,占總數的9.5%。滑坡、不穩定斜坡變形破壞直接威脅管道管道從滑坡體(不穩定斜坡)前緣或中穿過,這種條件下有兩種防治方式,一是對滑坡、不穩定斜坡進行工程治理,通過設置擋墻、坡面護坡、排水,并在管道施工時,采取一定的工程措施,如分段敷設,避免連續不間斷大開挖,保障滑坡體穩定,并加強監測,確保管線運行的長治久安;二是改線處理,通過調整線路,使管線處于滑坡變形影響范圍以外。這類滑坡共有11處,占總數的21.1%,其中3處通過滑坡治理后通過,另8處根據滑坡發育情況,進行了線路調整,使滑坡不直接威脅管道;不穩定斜坡有10處,占總數的13.5%,均進行了工程治理。崩塌災害崩塌災害點主要分布在川東、渝中及鄂西南山區一帶的地勢高陡的陡坡地段,沿線88處崩塌災害點中筆者重點調查了其中19處,認為崩塌災害防治主要有兩種情況。崩塌直接威脅管道安全全線19處崩塌中,3處崩塌直接威脅管道工程,這類崩塌穩定性較差,上部危巖體積大,直接威脅到管道、設備和施工人員的生命財產安全,危險性極大,其防治方式一是合理避讓,適當調整線路,使管道遠離崩塌區,管道沿線有三個崩塌(倒龍崩塌、吉心場崩塌、長陽堡鎮崩塌)采用這種方法處置;二是管道施工前采取措施,清理可能產生崩塌的危巖體,并加強工程監測,管道重慶、鄂西的7處崩塌采用了這種治理方式。崩塌位于管道影響范圍內不直接威脅管道工程的崩塌體共有9處,這些地段施工前仔細調查工作場地及其周圍是否有可能產生崩落、滾動的松動巖塊、浮石等,少量危巖提前予以清除,并控制爆破藥量,避免產生崩落;加強監測,發現問題及時處置。泥石流管道工程沿線泥石流主要發育川東、渝中及鄂西山區,以溝谷型稀性小型泥石流為主,共發育大型泥石流溝10條,管道經過泥石流溝時,主要通過加大埋置深度(一般進入基巖)并做適當加強防護,將剩余棄渣堆放于開闊的溝底或寬緩的洼地,并視地形情況修筑擋土墻,做好沿線地表植樹造林工作,避免水土流失導致的泥石流災害。同時在低洼地帶加強防護,對潛在不穩定斜坡地段加強支擋,建議跨河處埋設河底,并加設防沖措施地面沉降地面沉降主要由過量開采地下水引起,管道沿線地面沉降主要涉及江蘇、浙江、上海等區段,此類災害多表現為緩變,其防治主要是考慮不均勻沉降帶來的管道變形,為此,管道設計中,采用能夠承受一定變形的彎(接)頭,并在管道下加厚墊層,降低不均勻沉降。地面沉降分為巖溶地面沉降和采空地面沉降兩類,防治方法分述:巖溶地面沉降巖溶地面沉降主要分布在鄂西山區、鄂東平原丘崗區,主要有三個地段發生塌陷,即恩施崔壩巖溶塌陷群、建始百步梯巖溶塌陷及大冶市大箕鋪鎮-金湖街辦巖溶塌陷區。管道經過巖溶塌陷區時,首先要加大巖土工程地質勘察力度,查明巖溶分布情況,在產生塌陷的地段,若塌陷坑范圍不大,且周邊地質條件穩定,可適當調整線路,若管道穿過塌陷區,要采用回填、坑口鋪蓋、采用灌漿、地基土加固等工程處理措施,或者提前架設基礎梁跨越陷坑。采空地面沉降管道沿線采空區共發現有11處,主要分布在湖北段大冶大箕鋪鎮銅礦開采區內,細垴灣、馮家山、三角橋村、黃皮山四個采空塌陷距管線較近,塌陷呈趨強勢頭,嚴重影響管道安全,管道經過此類采空區時,通過詳細勘察,對其中8個采空區進行避讓,對3處無法避讓的采空區,利用樁基礎設支點跨越。

結語

川氣東送管道跨越地形、地貌類型多、地質構造復雜、人類工程活動強烈,地質災害的分布表現出一定的地域性,川東~鄂西段滑坡、崩塌、泥石流、巖溶塌陷災害較多,采空塌陷災害以采礦最為嚴重的湖北段為主,地面沉降則主要在長江中下游地區,設計和施工過程中,本著管道工程安全的原則,以上述地質災害防治措施為基礎,并考慮具體的地質、地形、構造特點,確定每一處災害的防治措施,保障川氣東送管道工程的設計、施工及運行的地質環境安全,本文的地質災害防治措施對長輸管道地質災害的防治具有一定的代表性和示范意義。

工程地質論文:水利水電工程地質勘測論文

1(地理信息系統)在水利水電工程地質勘測中的應用

GIS(地理信息系統)是近些年開發與發展的一種空間信息分析方法與技術,具有處理圖形、圖像、空間數據、空間分析等的功能,廣泛應用在資源與環境領域。將GIS方法與計算機技術相結合,從而能夠提供相關的工程地質圖件(如平面圖、剖面圖、等值線圖等),伴隨GIS方法與技術的不斷成熟,其在水利水電工程地質勘測領域得到了廣泛的應用,水利水電工程師可以利用GIS方法來獲取一定的工程地質信息,以及相關的制圖輸出等信息,解決一些空間分析問題,這些對于水利水電工程師有效把握地形地質條件、提出相應工程建筑決策具有很大的幫助。其能為我國水利水電工程建設的土地利用與開發規劃等提供科學參考依據,利于提高我國水利水電工程地質勘測的效率與水平。

2水利水電工程地質勘測的技術

2.1GPS技術在水利水電工程地質勘測中的應用

GPS(GlobalPositioningSystem)即全球定位系統,其作為一種測量技術可以為人們提供詳細且精準的包含點、線、面內容的三維坐標及相關信息,快速、高效、精準、自動化、全天候等是該測量技術的主要優勢。此外,GPS技術在結合了現代通信技術之后,其功能性更為強大,能夠滿足實時定位與導航,因而GPS技術被廣泛應用于眾多領域。水利水電工程的地質勘測工作屬于大地測量領域范疇,常常需要對山區、林區等區域進行地質勘測,但由于地下形勢復雜多變,為水利水電工程地質勘測帶來一定的難度與挑戰。將GPS技術應用在水利工程地質勘測中,水利水電工程師們可以利用GPS測量技術對目標地質進行勘測,采集與儲存精準的觀測點三維坐標、幾何圖形、觀測數據等相關信息,并允許將相關信息導入計算機。如此,方便水利水電工程師對地質勘測的信息進行科學分析與處理。

2.2RS(遙感)在水利水電工程地質勘測中的應用

在對外動力地質現象勘測的過程中,RS(遙感)技術發揮著重要的作用。其原理是利用傳感器裝置獲取被研究對象的特征信息,不需要直接接觸被研究對象即可接收其電磁波反射與發射輻射,提取、加工這些輻射信息,并表達出可讀取的相關信息。航天遙感、航空遙感、地面遙感是RS技術中的三個不同類型,將這三個RS技術應用于水利水電工程的地質勘測中,能夠收獲豐富的勘測信息。航天遙感技術與航空遙感技術可利用衛星來獲取一些所需信息,如自然景觀綜合立體影像圖、陸地攝影照片;而地面遙感技術則可以提供一定的地貌形態、地層巖性、地質構造等信息,并勘測如崩塌、泥石流、巖溶、滑坡等動態的地質現象。遙感技術還提供圖像與影像,因而水利水電工程師們可以利用RS技術觀察到區域的地質特征、水系分布特征、巖溶水文地質等,從而為水利水電工程地質勘測提供更為完善的相關信息,利于水利水電工程師做出正確的判斷。

3結語

近些年來,我國在科學技術方面取得了快速的發展進步,而在新科技發展背景下我國的水利水電工程地質勘測也不斷研究出相應的新方法與新技術,并將其應用在具體的水利水電工程地質勘測實踐中,其取得了有目共睹的成果。在新方法與新技術的支持下,我國水利水電工程建設的地質勘測水平得到了很大的提高,這在一定程度上也在激勵我國水利水電工作者以及技術研究者積極進取,以推動我國水利水電工程地質勘測的可持續發展。

作者:鄧水根單位:新余市水利電力建筑工程有限公司

工程地質論文:水文地質工程地質勘測論文

一、水文地質評價內容

水文地質評價對于水文地質勘測工作的順利進行,有著重要作用。為了能夠更好的進行水文地質勘測工作,保障勘測數據的性,掌握水文地質評價內容,是十分必要的。1.工程勘測是每一個建筑工程施工前都必須要進行的環節,勘測人員要依據工程的實際要求、地質類型等方面,有針對性的展開勘測,從而為建筑施工提供最為科學的水文地質資料。2.進行水文地質評價的最主要內容就是地下水對建筑物以及巖土結構的影響。工作人員會將最又可能出現的問題進行預測和分析,從而做好防預與治理措施,進而降低問題出現的幾率。3.以地下水對工程的影響作用為基礎,從不同條件下水文地質評價的問題出發,進行預測,是保障工程質量的有效途徑。3.1對于部分基坑在地下水位以下進行開挖的情況,就需要做富水試驗與滲透試驗,進而有效的評價可能會對建筑物的邊坡失穩與建筑物的的土體沉降造成一定影響的因素。3.2在建筑基礎下部,如果有承壓含水層,就需要對基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的概率進行相應的評價與計算。3.3地下水位的變化,非常容易引發腐蝕作用以及流砂管涌現象的,針對這個問題應該首先做好預測工作,制定完善的預防處理措施,從而有效避免松散飽和的粉細砂在地基基礎壓縮層中出現的幾率。3.4進行建筑物基礎建設的過程中,巖土選擇非常重要,如果選擇的是膨脹土、強風化巖等,那么就需要針對地下水對巖土層的作用影響進行分析。

二、工程地質勘測中水文地質問題及其危害性

1.上文對水文勘測重要性進行了分析,通過這些分析能夠更加透徹的了解到水文勘測對于巖土工程整體結構以及穩定性的影響,進行工程地質勘測的時候,正確對待水文地質勘測,分析存在于水文地質中的問題,針對這些問題,積極進行勘測,具體分析如下:1.1關于取土樣做腐蝕性分析的問題在實際勘測中,一般都是取的水樣,取土樣做腐蝕性測試的較少,土試樣的腐蝕性測試是將土試樣放在純凈水中制備浸出液,對浸出液測定的結果作為土的腐蝕性。地下水的腐蝕性一般高于土的腐蝕性,因為地下水位以下的土長期浸在地下水中,顯然地下水的腐蝕性高于土的腐蝕性,因此只要測定水的腐蝕性就可以了。1.2地下水的腐蝕問題地下水有很多種類型,其水位變化也非常大,同時季節不同,降水量不同,都會對地下水水位造成影響。與地表水一樣,地下水也具有很大的腐蝕作用,其主要的原因就是因為內其中的礦物成分比較多,這個時候,一旦收到污染,其礦物質成份還會繼續增加,所以說在進行巖土工程勘測的時候,工作人員必須要對地下水的腐蝕性進行嚴密的勘測。通過對其中礦物質成份的測量和分析,來確定其腐蝕性的高低,在地下水中的某一種化學成分含量超過一定標準時,其還會對建筑材料產生一定的腐蝕。2.巖土工程整體穩定性和性與地下水的活動變化有著密切聯系,地下水位不同程度的變化,必然會對巖土工程造成危害,為了能夠較大限度的降低這些危害,穩定巖土工程結構,分析地下水變化引起的巖土工程危害,才能夠有針對性的采取治理以及預防措施,下面就對一些常見危害進行分析:2.1水位上升問題引起的巖土工程危害地下水位上升必然會對巖土工程造成一定程度的危害,而導致其水位上升的原因有很多中,例如:總體巖性產狀以及含水層結構,水文、氣象以及溫度等等都會導致地下水位上升,甚至有的時候是幾種因素綜合作用,從而導致水位上升。另外,還有一些比較特殊的巖土機構強度以及濕度不符合施工要求,并導致其出現粉土以及管涌現象發生,這些都是由于水位上升而引起的巖土工程危害。2.2地下水位下降引起的巖土工程危害無論是地下水位上升,還是下降,對于巖土工程都會造成帶來巨大危害,上文對地下水位上升的危害性進行了研究,下面來具體分析地下水位下降的危害,通常來講地下水位下降的大部分都是由于人為因素導致的,比如:大量抽取地下水、采礦、以及修改水庫等等。這些行為會導致地下水位大幅度下降,從而造成地面沉降、塌陷以及開裂等現象。這些都對建筑物的穩定性造成巨大影響,并危及到人們的生命財產安全。2.3地下水頻繁升降對巖土工程造成的危害針對地下水位的沉降現象,我國地質勘測技術人員經過多年的研究,已經取得了一些成績,但是與實際的要求相比,還是遠遠不夠的,由于地下水位的變化會導致膨脹性巖石發生一定程度的膨脹形變,因此,如果這種顯現反復出現,必然會使巖土的膨脹收縮幅度更大,最終必然導致地面開裂,引發建筑物結構的破壞,這種破壞在輕型建筑結構中更加明顯。另外,地下水的升降變動帶,由于地下水的不斷侵入,還會帶走土層中的鋁鐵成份,土層失去膠結物,會變得松動、含水空隙變大、其承載力以及強度就會降低,從而對巖土工程基礎處理帶來巨大阻礙。

三、水文地質勘測的任務

在充分了解地下水變化所帶來的危害性后,強化水文勘測力度,做好鉆探以及物探工作,是提供情況評價與判斷結果的前提。1.鉆探的任務鉆探工作是水文地質勘測中的重要環節,其最主要的任務就是沖擊鑿碎巖石,工作人員會借助專業的工具和設備進行,鉆探的較大優點就是適應性強,能夠在多種復雜的環境下進行,并能夠深入到巖體內部,勘測結果度高。2.物探的任務電法勘測與彈性勘測是目前工程地質勘測中最為常見的兩種方法,前者會受到地形條件的影響較大,并且要更具巖石的電學特性為基礎,分析巖石縫隙,巖石程度強弱等情況對電法勘測效果的影響,專業的技術人員適用專業的勘測儀器,對目標巖層進行物理參數的測定,從而確定地下深層的地質狀況。3.野外測驗在水文地質勘測的過程中,還有一種測驗方式也十分常見,那就是野外測驗。這種勘察方法是能夠獲取多方位的水文地質資料,為日后的工程設計、測評、施工提供最為科學的參數依據。綜上所述,我國的地質勘測工作人員,要不斷提高自身的勘測技能,將以上三種勘測方法掌握,將水文地質勘察工作作為共組重點,積極進行創新和研究,做到具體問題,具體分析,科學采用檢測方法,從而較大限度的提高勘測數據的性。

四、結束語

地質勘測是工程施工中的必然要進行的工作,在地質勘測中水文勘測非常關鍵,地質結構與地下水壓力以及水位變化有著非常密切的練習,因此必須要細致的做好地質水文勘測,才能夠為巖土工程施工提供必要依據,從而提高其施工質量,保障建筑物的整體穩定性。然而,從目前我國工程水文地質勘測的情況來看,形勢并不十分樂觀,一些施工單位和工作人員對于水文地質勘測的重要性了解不夠透徹,從而都是勘測結果不,這就增加了日后巖土工程的施工隱患,為了有效改善這樣的現象,從工程實際情況出發,做好野外測驗以及鉆探和物探工作,應該得到地質勘測者的高度重視,這樣才能夠為人們提供更加安全的生活環境,促進社會的和諧、穩定。

作者:孟慶艷單位:山西省及時水文地質工程地質隊

工程地質論文:鐵路工程地質信息管理論文

1鐵路工程地質勘察流程

實現集成化,首先要了解鐵路行業工程地質勘察特點和工作程序。圖1比較客觀地反映了鐵路工程地質勘察所要經過的工作流程。它包含了外業調查和內業整理兩部分工作,兩者有時需要交叉進行。圖1中顯示,鐵路工程地質勘察涉及的工序較多,過程較為復雜,服務的專業較多,滿足的要求也不一樣。

2工程地質勘察信息

集成化的前提應是信息化。實現系統集成化的途徑就是要以信息為紐帶,通過信息的傳遞和作用,貫穿勘察整個周期。因此,信息的組織和管理在集成化中起著關鍵作用。一般工程地質信息包含的內容是多方面的。就鐵路工程地質勘察而言,按工序可分為前期信息、中期信息和后期信息。前期信息多為指定性和任務性信息,包括勘察大綱、各種勘探點事前指導書(任務書)、巖土水試樣試驗委托書等;中期信息一般為中間成果信息和過程信息,有勘探點成果圖表、野外調查的觀測點表、巖土水試驗報告、物探報告等;后期信息以成果文件為主,含工程地質平面圖、工程地質縱斷面圖、各種類型的匯總表、計算表單、各類工程勘察報告或說明、工程地質勘察總說明等。總之,信息十分龐雜也十分多樣化。集成化的目的就是為了信息的有效利用、有效管理。為了達到集成化,就必須實現鐵路工程地質勘察過程信息化,信息化的前提顯然就是信息必須存儲。因此,首先著重考慮了各期信息存儲的方式和內容、信息傳遞途徑以及信息作用的方式。

2.1信息存儲

工程地質勘察有關信息類型無外乎有3種:文本型信息、數值型信息和圖形信息。不同信息存儲的格式和目的有所不同。而且實際工作中,需要將不同類型信息整合在一張表上,如勘探事前指導書,既含文本型信息,如技術要求,又有數值型信息,如孔深、里程、坐標;觀測點表和巖心鑒定表中既含文本信息,如地層描述,又含圖形信息,如素描圖和巖心柱狀圖。

2.1.1文本型信息

文本型信息包括word、excel及txt格式文件,多是一些描述性和說明性的信息,它必須與其他數值型和圖形信息一起使用才有意義。存儲的目的主要是便于以后查詢、瀏覽以及與其他信息合并組成一種規定的格式,以便整體輸出。

2.1.2數值型信息

數值型信息主要包括數字、術語、符號和excel格式文件,這類信息用途最廣。存儲的目的是為了后期查詢、核對、糾錯、調用、匯總、統計、計算時方便調用。哪些信息需要按數值型信息存儲是根據后期需要來確定的。

2.1.3圖形信息

圖形信息包括照片、CAD圖等。存儲的目的是為了后期調用、修改,同時也為了與數值型信息和文本型信息有關聯性,如一張照片的里程位置,CAD圖中所涉及的勘探信息、計算結果等。

2.2信息傳遞

各部分相互間的聯系就是通過信息傳遞來完成的。信息傳遞既有單向的,又有雙向的。需要信息傳遞的內容均設為單獨字段。單向傳遞的多為文本信息,如描述性的內容;雙向傳遞的多為數值型信息,如里程、坐標、試驗數據等。圖形信息既有單向的,如平面圖中的符號、小柱狀圖等;也有雙向的,斷面圖中的靜探分層等。單向信息傳遞按工作流程設計,其目的就是為了簡化人工干預、提高工作效率和性,為此,可以設置信息字段的繼承性、遞增性,避免重復輸入。雙向傳遞是根據后期信息結果反饋給前期信息庫進行核對和修改,然后再返回到后期信息。如砂土的定名、黏性土的稠度、粉土的密實程度和潮濕程度等,野外定名和試驗室定名有時不一致,就需要根據試驗室定名來修改野外定名,即根據試驗室定名自動修改前期相應字段內容。平面圖勘察點的里程、坐標換算、順號、換號等也是信息雙向傳遞的典型例子。

2.3信息作用

信息作用和信息傳遞是分不開的。大部分字段都是根據信息作用設置的,如鉆探事前指導書中設定孔深、是否取樣等為單獨字段,就是為了實際完成后進行核對是否按指導書要求的孔深進行,是否進行了取樣。信息的主要作用反映在后期信息處理上,如統計、匯總、滑坡計算、沉降計算、濕陷計算、節理統計、赤平投影等。

3系統介紹

3.1系統概述

系統建設的目標是建立和鐵路勘察工作業務流程相符合的工程地質信息管理與應用系統,以數據管理為核心,包含野外勘察、資料整理、資料提交等內容,實現項目內數據庫管理、平面圖編輯、斷面圖編輯、統計分析、計算評價、專業接口等功能,使系統實現集成化、信息化和智能化,提高工作效率和工作質量。

3.2系統功能架構

本系統包括了工程地質勘察所需的大部分功能,從數據錄入到提交相關專業的數據接口,都在本系統內完成。為保障與項目有關的內容都能方便管理和查詢利用,系統設計時就按上節討論的信息內容依據不同的目的和用途放入數據庫中進行管理。基于集成化的考慮,本系統主要包含了項目管理、數據錄入、數據管理、平面圖編輯、斷面圖編輯、計算分析、統計匯總、輔助工具、出圖管理、接口管理等模塊組成(圖2)。其中的計算分析工具也將大部分常用的工程地質計算方法,如赤平投影圖,納入到系統中,以便充分利用數據庫進行有關分析計算(圖3)。

3.3系統集成特點

3.3.1勘察管理功能的集成

(1)項目管理系統實現對項目內的信息按勘察設計階段、勘察起始時間、勘察分段、方案勘察進行分類管理,具體的應用都是在方案下進行的。同時考慮了其他項目資料、其他段落資料、其他方案資料的引用管理。也考慮了不同段落、不同人員、不同方案下資料的歸并管理。通過各種項目管理方式,可以實現一條鐵路線的工程地質勘察信息一體化,方便勘察信息的歸檔管理。該系統的項目管理方式也是類似軟件中首次使用。(2)數據管理系統基本將整個勘察過程中發生的所有資料進入數據庫并進行有效的管理,數據庫包括了現場信息數據庫、勘察點數據庫、土工試驗數據庫、設計文件數據庫、工點資料數據庫、平面圖和斷面圖數據庫等。值得一提的是,系統首次將現場管理、內業資料整理、分析計算、統計匯總、出圖管理、數據接口等進行了集成。實現了對野外勘察工作中有關工序文件的管理,包括鉆探事前指導書、試坑事前指導書、原位測試事前指導書、物探事前指導書、土巖水試驗委托書等;實現了各種圖的圖紙選擇、自動分頁、批量出圖的管理。

系統中設計圖形編輯的內容很多,包括巖芯鑒定表、原位測試成果表、觀測點表、平面圖、斷面圖、剖面圖等。前兩種在自主平臺上實現圖形編輯和生成,徹底避免了過去在AutoCAD下出圖順序難調、批量出圖困難的缺點,也方便了資料的順序歸檔。觀測點因編輯量較大,主要依托AutoCAD進行編輯,然后依靠系統生成pdf圖,實現批量生成和出圖。平面圖和斷面圖編輯主要是利用AutoCAD功能,充分利用勘察點數據庫,實現圖形的部分內容自動填繪,圖上查詢數據庫,智能連層,并到達斷面圖接口數據生成的目的。總之,圖形編輯的集成是信息化的基礎上進行的,是靠信息的傳遞實現了圖與數據庫的有效串通。

3.3.3分析工具的集成

分析工具由計算、統計、匯總、分析四部分組成。計算包括滑坡計算、地基沉降計算、樁基計算、黃土濕陷計算、液化判定、鹽漬土計算等功能,后三種能實現成批計算,并將計算結果放入相應勘探點數據庫,以便后期統計、匯總。統計有工作量統計、節理統計、地基土的物理力學參數統計等。分析主要為赤平投影圖。

3.3.4專業協作功能的集成

(1)與勘探和土工試驗的協作勘探包括鉆探、試坑、原位測試等內容。勘探作業人員可以只錄入最原始的數據,后期由地質人員根據需要進行整理,這樣就保障了數據的真實性,也方便了在此基礎上的二次分析整理。更重要的是提供了各種勘探成果圖表的生成和輸出功能。地質人員可根據實際需要,調整靜探分層位置,重新計算各層參數等。系統明確了土工試驗數據的接口標準,依據試驗結果,自動對勘探數據進行校核。依據事前指導書和試驗委托書,對勘探取樣數量和質量進行比對,以方便地質人員監控勘探質量。(2)與上、下游專業的協作系統提供了對其他專業提供圖紙的一系列數字化處理功能,從而使地質專業在同一張圖紙上進行本專業的工作,并確保空間上的統一。同時,隨著上游專業圖形的變動而變動,如線路方案的調整引起的各種地質內容里程的變化。地質專業產生的成果提交給其他專業時,同時提交標準格式的數據接口文件。

3.3.5行業標準的集成

鐵路工程地質勘察不僅要執行鐵路行業制定的規范標準,而且還要針對改移公路、房屋建筑執行公路行業和工民建地基勘察相應的規范和標準。因此,本系統在基礎數據錄入、圖形的生成也一并進行了考慮,用戶使用時根據需要選擇即可,無需再用其他軟件完成。最重要的是實現了數據的共用。

3.3.6系統設置的模板化

模板化也是系統集成化的一種體現。本系統秉承系統設置模板化的先進做法,把一些通用的圖表、符號設置為標準模板,集成在系統中,使整個系統圖表輸出和符號標注保持統一,也為用戶個性修改提供了條件。如巖芯鑒定表,試坑鑒定表,原位測試成果表,各種統計匯總表,地層時代符號標注、各種計算表單等,用戶可以根據自己的需要設置編輯,而不用再修改程序代碼。

3.3.7功能實現的靈活性

長大鐵路線的工程地質勘察,會遇到各種各樣的問題,即使同一類問題因條件不一樣也會出現不同的情況,要求采取不同的解決方式。如果有線路的中線數據和斷鏈數據,在圖下即可完成坐標里程換算;如果沒有中線數據,則可利用CAD圖進行。平面圖上的地質小柱狀圖填繪既可人機交互完成,也可利用既有勘探資料自動生成。地質產狀既能人機交互標注,也能讀數據庫自動解決。具特色的就是在系統的任何位置都可很方便地查詢到勘察數據中的內容。

3.3.8輔助工具的集成自然界地層種類繁多,因工程目的,命名和表示方式也不盡相同,系統不可能開發出所有地層花紋、地層時代成因符號、巖性符號、地質線型、不良地質和特殊巖土符號等。本系統以集成輔助工具的方式有效地解決了系統符號、線型、花紋不足的問題。這也是同類軟件中的首創。

3.3.9對BIM技術的支持隨著BIM技術在各個領域的持續走紅,近年來鐵路行業也在大力推廣BIM技術的應用。作為最重要的基礎信息,鐵路工程地質信息模型的建立也勢在必行。本系統為實現鐵路工程地質信息模型建立已經打下了堅實的基礎,其龐大的數據庫為模型建立提供了強有力的支撐,信息化的二維斷面圖為模型信息的傳遞提供了有力的幫助。一旦三維地質建模技術成熟,將具備快速建立地質BIM模型的能力。

4應用實例

本系統不僅已在多個鐵路項目中得到應用,而且還在公路項目勘察中發揮了巨大作用,尤其是系統中的里程、坐標換算,自動順號、統計匯總、計算等使地質人員從繁瑣的數字處理中解脫出來,極大地提高了工作效率。下面以西安至銅川城際鐵路可研勘察為主,介紹系統使用效果。西安至銅川城際鐵路長110km左右,可研階段的項目管理結構如圖4所示。由圖4中可以看出,項目管理是以設計階段為一個完整周期考慮的。這樣考慮的原因是鐵路工程地質勘察涉及的數據量非常巨大,如果將各個勘察階段放在一個庫里管理,會影響計算機處理速度,甚至無法啟動。可研(初測)階段就劃分為一個段落,主要有3個方案,每個方案下包括從任務下達到資料提交整個周期內的各種勘察內容。所以,勘察數據是以方案為依托進行管理的,所有勘察信息都是基于線路方案進行存儲和管理的。圖4項目管理結構西銅城際鐵路從西安北客站引出,與鄭西、大西客運專線鐵路并行幾公里后跨渭河北上。所以,需要大量引用鄭西、大西客運專線的勘察資料。本系統導入其他線路勘察資料功能就提供了很大的方便,使我們順利地將鄭西、大西客運專線勘察資料導入到西銅城際鐵路勘察數據庫中。大量的鉆孔、靜力觸探、試坑等勘探任務都是通過該系統直接生成下達,基本是一氣呵成,并存入系統,后期很方便地查閱。觀測點、鉆探、試坑、靜力觸探等輸入基本符合規范要求和單位工作習慣,重復內容的繼承性和遞增性極大地減少了操作人員的工作量,尤其是自主平臺的成果圖表輸出更是克服了過去不能成批完成的缺點,最重要的是可以人為控制排列順序,使輸出按用戶要求的順序完成,大大降低了工作強度,提高了工作質量。此外,分離出來的一些內容,如黏性土的塑性狀態、粉土的密實程度和潮濕程度、砂土及碎石類的潮濕程度和密實程度、巖石的層理產狀和節理產狀,以及濕陷性、液化判定結果等都為后期信息的分析、計算提供了必要條件。西安至銅川城際鐵路主要走行于黃土塬上,黃土濕陷是其遇到的主要工程地質問題,所以,針對大批量的濕陷計算,該系統只一鍵完成鐵路工程地質勘察最為繁瑣的是各種勘察點和地質產狀的標注。本系統充分發揮了集成化的優勢,一鍵完成從數據庫調用勘察點、地質產狀,并自動按坐標標注到平圖上。同時完成順號、里程計算等回饋到數據庫。僅此一項,提高工作效率達70%以上。此外,本系統在廣西資興高速公路詳勘項目的應用也集中體現了標準集成的好處。資興高速公路全長82km,詳勘加上利用的初勘資料共計有1200多個鉆探、500余個觀測點、100多個試坑、千余張照片,涉及的工程有500多個橋、隧道、路基工點等。系統對此都進行了有效管理,實現了里程坐標換算、編號順號、紙上布孔、平面圖勘察點及產狀標注、斷面圖勘探點標注、工作量統計等自動化。實現了各種地質符號標注、斷面圖地層連層及標注等的智能化。節理統計和赤平投影的功能為地質人員分析巖體穩定性提供了有力的幫助,極大地提高了工作效率和質量。在此公路上的應用也充分說明了該系統標準集成的成功。

5結語

(1)集成化使信息管理和應用有機地結合在一起,避免了信息的重復輸入,提高了信息的利用效率,保障了信息的通暢交流,減輕了地質人員的工作量。(2)信息的集成化有助于對鐵路工程地質巨大信息量的有效管理,使不同段落、不同人員的工作得到合理的歸并成為一個整體,為單位勘察信息的有效管理提供了有利的條件。(3)工程地質勘察信息的分門別類管理特別適合于鐵路行業線長、分段實施、參加的人員眾多、勘探種類繁雜的特點。(4)圖形信息化和數據接口的形成,都為工程地質BIM應用提供了堅實的基礎。

作者:于國新單位:中鐵及時勘察設計院集團有限公司

工程地質論文:當代工程地質勘查論文

一、劃分工程地質勘查階段

(一)可行性研究勘查階段

可行性研究勘查階段科學的評價了擬建場地的穩定性以及適宜性。這一階段對工程地質工作的要求如下:1、考察當地的地質、地形地貌以及附近地區的工程地質資料等;2、在搜集資料的基礎上對場地的地層以及構造等工程地質條件進行了解;3、對于那些工程地質條件較為復雜的情況,要根據實際情況來測繪工程地質,開展勘探工作。

(二)初步勘查階段

在初步勘查這一階段,合理的評價建筑場地內建筑地段的地質狀況。這一階段的工程地質勘查工作如下:1、搜集一些可行性研究報告、建設規模等相關資料;2、對地層、構造、水質以及物理地質現象的成因、分部進行詳細的了解;3、對建筑材料的場地以及儲量進行合理的確定。

(三)詳細勘查階段

詳細勘查這一階段要與技術設計充分結合起來,并且在分析以及評價巖土工程的時候,要根據不同的建筑物來進行。詳細勘查可以為基礎設計、處理地基以及物理地質現象的防治提出了堅實的基礎。

二、高層建筑物的主要工程地質問題

本文主要分析了高層建筑物的工程地質問題,由于高層建筑物具有重大的負荷以及分布不均勻,一般情況下要采用深基礎,促使地基變形的深度加大。

(一)建筑物場地的穩定性問題

高層建筑物以及超高層建筑物地基變形會產生較大的影響,這一類建筑物的范圍不僅會影響地表的松軟土,而且也會影響到基巖風化帶。在高層建筑物中,不僅要重視地基土體的穩定性,而且要注重下臥層的穩定性。巖性以及成因類型、土體結構等都影響著下臥層的穩定性。所以,在選擇建筑場地的時候,要以城市地震基本烈度區劃為基礎,在勘探過程中驗證以及查明建筑場地周圍的地質結構,通過分析與比較選擇合適的建筑場地。

(二)基礎類型選擇的工程地質論證

目前,高層建筑的主要形式是指箱基、樁基以及復合基礎。及時,箱形基礎。其中箱形基礎的特點如下:較大的基底面積、整體性較好等特點。如果地基中的土體較為軟弱以及分布不均勻的時候,此時要選擇箱形基礎,這種形式不僅會減少建筑物的不均勻沉降,而且可以合理利用其中的空部分。第二,樁基。樁基包括了鋼管、墩基等幾個部分。樁基具備較高的承載能力,而且可以避免基坑邊緣的穩定性等問題。在上覆較厚軟土層的地基中比較適合使用樁基。所以要按照地基工程的實際施工條件來進行,選擇有效的樁基類型。第三,復合基礎。如果僅僅采用復合基礎這一種形式不能滿足高層建筑對地基強度以及變形的實際要求。如果在施工過程中出現了困難,此時要選擇箱基下樁基的復合基礎類型,采用復合地基處理來降低承載量。現階段,在實際施工過程中要采用深層攪拌樁。然而如果施工條件較為復雜,造價較高的時候,此時要結合建筑物的實際要求來進行,促使建筑物工程的順利開展。

三、加強高層建筑工程地質勘查工作的途徑

(一)詳細了解以及掌握建設單位對巖土勘測的要求

工程師在勘查工作開展之前,要詳細了解以及掌握建設單位對巖土勘測的要求,并且要充分結合工程的用途以及載荷大小,同時還要充分結合施工現場的實際情況編制科學的制度。另外在制定時間計劃的時候要聯系實際情況,注重資料整理、土木試驗等環節,對試驗、鉆探施工等技術提出了合理的要求。

(二)工程地質勘查人員要充分結合施工現場實際條件進行勘查工作

在開工之前,工程地質勘查人員要從實際情況出發做好勘測以及核實工作,并且要核對鉆機所使用鉆桿的尺寸以及長度,確保各部門技術參數滿足實際施工的具體要求。在巖土勘測這一工作中,要按照相關的規章制度來進行,選擇合理的鉆進方式。在測量高程和水位的時候,要選擇黃海高程,如果條件不合適要采用假定高程,等到施工工程結束之后來測量地下水位。同時工程師要核對以及驗收相關資料來確定相關數量,并且做好現場監督工作,提高勘查技術的質量。

(三)做好地質勘查工作,分析數據,做好整理勘查數據工作

在整理以及分析數據之后要查明現場等實際情況,促使施工工程的順利進行。同時還要檢測地基處理的質量,特別是做好記錄工作,認真分析相關數據,便于日后工作的順利進行,提高工程地質勘查的整體質量。

(四)加強回訪工作,查明其中的不良地質問題

為了能夠促使地基的質量與現實施工條件相符合,這就要采取有效的措施來檢測工程的質量,特別是對于那些施工過程中的數據域勘查報告不相符,此時要合理的分析,減少工程過程中的質量問題。

四、結語

現階段,在理論以及實踐上,工程地質勘查學科已經積累了豐富的經驗。然而隨著科學技術的快速發展,此時提升了土質檢查技術以及擴大了定性分析方法的運用情況,同時還提高了工程地質勘查的實際要求。隨著計算機技術的不斷發展,此時高層建筑工程地質勘查工作向著多元化的方向發展。

作者:肖軍單位:景德鎮市地質隊