本科毕业论文-将军山电力隧道工程适宜性研究及地质灾害评价

学号1101111111年级2111级本科毕业论文将军山电力隧道工程适宜性研究及地质灾害评价专业地质工程姓名指导教师评阅人2015年6月中国南京BACHELORSDEGREETHESISOFHOHAIUNIVERSITYTHESUITABILITYSTUDYANDEVALUATIONOFGEOLOGICALHAZARDSOFMUFUHILLPOWERTUNNELENGINEERINGCOLLEGEEARTHSCIENCEANDENGINEERINGSUBJECTGEOLOGICALENGINEERINGNAMEZZZZZDIRECTEDBYYYYYYYYNANJINGCHINA摘要城市工程地质主要研究人类城市工程建设活动与自然地质环境相互作用和相互影响关系，预测城市可能出现的各种工程地质问题并提出防治对策，是服务于城市建设的工程地质学的一个分支。城市化的不断发展必然对城市所赖以存在的各项公共基础设施建设提出更高的要求。就城市电网而言，目前所面临的的主要问题是如何解决电力负荷高速增长和电力通道日趋紧张之间的矛盾，而城市范围内以电缆形式输送电能无疑是一种有效的解决方法。通过各种勘察手段对拟建的电力隧道工程地质条件和其地质灾害进行分析和评价，通过分析其工程地质条件的基础上，结合电力隧道选线原则，确定拟建电力隧道的规划线路，并对其工程适宜性进行综合分析和评价。通过对洞室围岩的分类，建议采用新奥法进行施工以充分利用洞室围岩的自稳能力。结合区域地质测绘资料及区域水文资料，进行实地踏勘，对工程区的地质灾害进行了灾害现状评估、灾害预测性评估，并结合具体条件给出了相应的地质灾害防治措施。最后结合选线、施工及地质灾害评估对将军山电力隧道进行综合评价，得出拟建的将军山电力隧道工程适宜性较好,适宜建该工程。关键词电力隧道；地质工程条件；工程适宜性；地质灾害ABSTRACTURBANENGINEERINGGEOLOGYMAJORURBANCONSTRUCTIONPROJECTSOFHUMANACTIVITIESANDNATURALGEOLOGICALENVIRONMENTINTERACTIONANDMUTUALINFLUENCERELATIONS,THECITYMAYAPPEARTOPREDICTAVARIETYOFENGINEERINGGEOLOGICALPROBLEMSANDPROPOSECOUNTERMEASURES,ITISABRANCHOFSERVICEINTHEURBANCONSTRUCTIONPROJECTGEOLOGYGROWINGURBANIZATIONISBOUNDTOTHEPUBLICINFRASTRUCTUREUPONWHICHTHECITYHASPUTFORWARDHIGHERREQUIREMENTSONURBANPOWERGRID,THEMAINPROBLEMCURRENTLYFACINGISHOWTOSOLVETHECONFLICTELECTRICLOADGROWTHANDTHEGROWINGTENSIONBETWEENTHEPOWERCHANNEL,ANDWITHINTHECITYLIMITSTOTHEPOWERCABLEINTHEFORMOFTRANSPORTISUNDOUBTEDLYANEFFECTIVESOLUTIONTHROUGHVARIOUSMEANSOFINVESTIGATIONSHOGUNATEMOUNTAINPOWERTUNNELENGINEERINGGEOLOGICALCONDITIONSANDGEOLOGICALHAZARDSANALYSISANDEVALUATIONOFTHEPROPOSED,BASEDONTHEANALYSISTHROUGHITSENGINEERINGGEOLOGICALCONDITIONS,COMBINEDWITHTHEPOWERLINESELECTIONTUNNELPRINCIPLE,THEPOWERTODETERMINETHEPROPOSEDTUNNELROUTEPLANNINGANDCOMPREHENSIVEANALYSISANDEVALUATIONOFITSENGINEERINGSUITABILITYBYCLASSIFICATIONOFSURROUNDINGROCK,WEDECIDEDTOUSETHEMININGMETHODFORTHECONSTRUCTIONTOTAKEADVANTAGEOFSELFSTABILITYOFSURROUNDINGROCKREGIONALGEOLOGICMAPPINGDATAANDREGIONALHYDROLOGICALDATA,FIELDRECONNAISSANCE,ENGINEERINGGEOLOGICALDISASTERZONEWEREDISASTERSITUATIONASSESSMENT,DISASTERPREDICTIONASSESSMENT,COMBINEDWITHTHESPECIFICCONDITIONSGIVESTHECORRESPONDINGGEOLOGICALDISASTERPREVENTIONMEASURESFINALLY,LINESELECTION,CONSTRUCTIONANDGEOLOGICALHAZARDASSESSMENTOFTHESHOGUNATEMOUNTAINPOWERTUNNELCOMPREHENSIVEEVALUATIONRESULTSOFTHEPROPOSEDSHOGUNATEMOUNTAINPOWERTUNNELPROJECTSUITABILITYGOODSUITABILITYTOBUILDTHEPROJECTKEYWORDSPOWERTUNNEL，GEOLOGICALENGINEERINGCONDITIONS，ENGINEERINGSUITABILITY，GEOLOGICALHAZARDS目录摘要IABSTRACTII目录III第一章绪论111城市工程地质研究的现状和方法1111国内外对城市工程地质研究的现状1112城市工程地质问题的研究方法212城市工程地质问题研究的重要性及特征3121城市工程地质问题研究的重要性3122城市工程地质研究的特征4第二章将军山电力隧道工程工程地质条件分析及评价221工程概况222工程地质条件分析2221地形地貌2222地层岩性分布及特征3223地质构造条件5224岩溶地下水的补、径、排条件8225不良地质作用823工程地质条件8第三章将军山电力隧道工程规划线路的比选1031电力隧道选线的基本原则1032、规划线路工程地质条件对比分析11321规划线路工程地质条件11322规划线路工程地质条件1233规划线路比选的结果13第四章将军山电力隧道工程施工工法的比选1441电力隧道施工工法简介1442电力隧道施工工法比选的结果15第五章工程环境地质灾害评估的研究1651地质环境分析16511气象、水文16512地质条件概况16513工程地质条件17514水文地质条件1752地质灾害危险性现状评估18521地质灾害类型及特征18522地质灾害危险性现状评估1853地质灾害危险性预测评估2054地质灾害危险性综合评估及防治措施20541地质灾害危险性综合评估20542地质灾害防治措施20第六章结论及建议2261结论2262建议22致谢23参考文献24第一章绪论11城市工程地质研究的现状和方法111国内外对城市工程地质研究的现状城市工程地质主要研究人类城市工程建设活动与自然地质环境相互作用和相互影响关系，预测城市可能出现的各种工程地质问题并提出防治对策，是服务于城市建设的工程地质学的一个分支。城市化的不断发展必然对城市所赖以存在和正常运作的各项公共基础设施建设提出更高的要求。就城市电网而言，目前所面临的主要问题是如何妥善解决电力负荷快速增长而电源点、电力通道资源日趋紧张与人们绿色环保的生存空间和城市环境要求之间的矛盾1，而在城市范围内用电缆形式输送电能无疑是一种有效的解决办法。拟兴建的将军山电力隧道工程是220KV北环线输变缆路工程的一部分，该工程起自南京市下关区唐山路西，经下关电厂、南京西站后，沿宝塔桥西街向东穿过大桥南路，一直顺燕江路（下穿规划中的地铁三号线滨江路站）至渡狮石附近向东穿过将军山接220KV桃晓线开断点30塔全线长约105KM，均拟采用电缆隧道形式，对将军山电力隧道工程地质条件分析及工程适宜性研究就属于城市工程地质范畴。国外城市地质工作起始于上世纪初，加拿大国家皇家协会曾发表过关于地质工作对城市中心的意义和重要性认识论文。上世纪20年代末期，德国率先出版了用于支持城市规划的特殊土壤图系2；二战之后，随着人口的增加和经济复苏，城市工程地质得到较快发展。上世纪6070年代是城市工程地质快速发展的时代。城市地质工作内容扩大到水、土污染调查评价，城市废弃物危害的调查评价，以及地质相关资源的开发和勘察评价。80年代国外城市地质工作以电子自动化带动全新的填图工作为特点，地质工作更加注重地质环境和自然资源的保护。20世纪90年代以来城市环境地质工作转向城市经济和环境的可持续发展研究、重视地质指标体系的研究和重视城市环境地质工作超前服务的研究，讲究多种科学、多种方法的配合，较好的实现了城市环境地质配合城市发展的需求3。国内城市地质工作可以追溯到建国初期，20世纪50年代，以北京外代表的城市的供水水源地质勘察、地下水开采以及监测工作标志着新中国城市地质工作的开始。20世纪6070年代为满足经济发展和城市建设的需要，开展了不同比例尺的区域性和专门性水文地质、工程地质、环境地质调查4。20世纪80年代中国的城市地质工作获得空前发展，以城市为中心的水工环境地质综合调查研究全面展开。1983年地质矿产部、城乡建设环境保护部、北京市联合开展北京地区航空遥感调查。同年，“城市工程地质编图原理及信息的空间传输”列为中国城乡建设环境保护部的科技攻关课题。截止到2001年，我国已经完成100个城市水工环境地质综合调查、77个城市环境地质研究和地下水资源储量调查和计算、15个城市11万15万工程地质调查、30个大城市地质图系、61个城市地下水污染调查和建立180个城市地质环境监测站等。总体上讲，目前许多城市已经进行了大量地质调查工作，地质资料丰富3。20012007年，随着经济的快速发展，由人类工程活动所诱发的次生地质灾害，使城市地质环境成为城市规划、发展的多目标决策中，不得不重视的一大约束条件。关于城市工程地质环境评价与城市土地利用工程控制的研究也逐渐增多，多种数学模型的引入使得工程地质评价更趋科学化。112城市工程地质问题的研究方法以地学学科理论为基础、应用数序、力学的知识与成果，以及工程学科的技术与方法来解决与城市工程规划、设计、施工和运营有关的地质问题。1自然历史分析法自然分析法是一种“将今论古”和“以古论今，论未来”的研究方法。地质体和各种地质现象是在自然地质历史过程中形成的，而且随着所处条件的变化，还在不断的发展演化着。在工程建设的前期阶段查明现有工程地质条件的基础上预测施加人类工程活动以后可能出现的工程地质问题，从而为工程建设的安全稳定提供可靠的依据和合理的建议6。2数学力学分析法数学力学分析法是在自然历史分析法的基础上展开的。对某一城市工程地质问题或现象，根据所确定的边界条件和计算参数，运用理论公式或者经验公式进行定量计算。由于自然地质条件比较复杂，在计算时常需要把条件适当简化，并根据需要将空间问题简化为平面问题。一般是先建立地质模型随后抽象为数学、力学模型，带入各项计算参数进行计算。3模型模拟试验模型模拟试验在工程地质研究中可以帮助我们探索自然地质作用的规律，揭示工程动力地质作用或者工程地质问题产生的力学机制、发展演化的全过程，以便我们做出正确的城市工程地质评价。4工程地质类比法工程地质类比法是根据已建工程经验并结合研究区工程地质条件、地层岩性、岩体结构和动态观测资料开展资料的的综合分析和类比的一种方法。就将军山电力隧道工程而言,常用的RQD分类、RMR分类、Q分类、BQ分类，都是由大量的工程事例总结出的围岩分类标准，这也是工程地质类比法在城市工程地质中的具体应用6。5原位试验和物探1岩体声波测试岩体声波测试主要以弹性波理论，即固体介质受到动荷载的瞬间冲击作用或反复震动作用，在固体介质内产生动态应力，从而引起动态应变，并以波形式由震源向外传播，通过岩性、结构面对声波传播和吸收不同这种特性来了解岩体物理状态和岩体力学性质指标，评价岩体质量的一种测试方法。2动力触探动力触探将一定尺寸、一定形状的探头贯入土中，根据贯入的难易程度来判断土层性质的一种原位试验方法。采用重型圆锥形动力触探，锤重635KG、落距76CM、记录贯入10CM的锤击数7。3高密度电法试验高密度电法是集中了多个深度点剖面和密集的电测深于一体的一种技术方法，在观测中设置了较高密度的观测点。和其他电阻率法相比，高密度电法具有抗干扰能力强、资料获取丰富、采集速度快、数据可实时处理获得电阻率成像的反演结果等特点。4浅层地震法浅层地震勘探是指通过研究人工震源（如锤击、爆炸、电火花及空气枪等）激发所产生的地震波，在地下介质中传播规律来解决地质问题的一种物探方法。12城市工程地质问题研究的重要性及特征121城市工程地质问题研究的重要性随着人类社会的进步和科学技术的快速发展，城市化进程不断加快，城市人口迅速增加，城市用地不断扩大，城市建设由平面开发转向立体开发，城市地质环境所受影响和压力与日俱增。全世界有二分之一以上的人口集中在城市。据有关部门统计，目前我国的城市数量已超过六百个，百万人口以上的特大城市已超过一百个。城市人口的快速增长和密集的工程建设给城市带来一系列环境工程地质问题。如程建设的加载和开挖造成的沉降、位移甚至失稳；一些城市大量抽去地下水造成的地面进一步沉降、岩溶塌陷、地裂缝等；城市大量排出的废弃物和工业废水和生活污水造成的城市的严重污染等。上述的各种问题的解决显得越来越重要，这样使我们越来越认识到只有合理的认识和应用城市工程地质条件，并根据实际情况合理的治理和改造城市工程地质条件才能获得更大的经济效益和避免大自然的惩罚8。那么对城市工程地质的研究，评价工程地质条件、预测分析工程地质条件的变化和工程地质问题、选择最优线路和克服不良地质现象应采取的工程措施、提供工程规划、设计、施工所需的工程地质资料，在工程建设、环境的保护和利用、节约建设成本、提高经济效益等方面有重要的研究意义。将军山电力隧道工程的建设能解决电力负荷高速增长和电力通道资源相对稀缺的矛盾，满足城市绿色环保生存空间与高标准景观的需要。122城市工程地质研究的特征首先，城市工程地质的发展离不开工程地质的发展，它是伴随这工程地质的发展而来。工程地质是在漫长的人类历史发展过程中，由于社会生产的进行和推动而逐步形成和发展起来的。中国的工程地质在解放后发展迅速，经历了从无到有、从所知甚少到内容丰富，独具特色，其发展大致可以分为三个阶段传统工程地质学阶段，由传统工程地质学到现代工程地质学的过渡阶段和现代工程地质学阶段。工程地质发展的同时，随着国家城市规模的不断扩大，城市工程地质也逐步发展起来，并且不断壮大并在城市建设中扮演着举足轻重的作用。其次，在对城市工程地质研究内容包括原生地质作用、次生地质作用和人为地质作用，三者相互制约、影响，并对城市工程地质起着控制和调节作用。然后，在研究城市工程地质时要先了解所研究城市的类型和功能，不同类型或所处不同地理位置的城市存在不同的工程地质问题。如山区城市往往因为地形起伏较大，基岩裸露，在城市建设过程中挖填方量大，物理地质现象较多，重力作用显著，还有可能有泥石流等灾害发生；而平原地区则地形起伏小，常有大片第四级覆盖物，地表水发育；矿区城市的地下水恶化和常形成地下采空区；滨海城市的地面沉降和海水倒灌等。总之，在对城市工程地质的研究时，必须先把握城市的类型和城市的功能，这样才能对工程地质问题的根源有较清楚的认识，才能采取正确的对策。最后，在城市建设是要充分考虑到地震和地下水的问题城市工程地质学研究的目的是从根本上协调和缓解城市经济开发、空间开发与地质环境载体之间的矛盾，使之向良性方向发展，是不断避免和减缓城市经济开发和空间开发对地质环境载体的反作用8。13主要研究内容对于将军山电力隧道工程，以研究其工程适宜性为主要研究目标，同时兼顾其隧道选线级地质灾害评估，并以此为依据对其工程适宜性做出分析和评价。本文主要研究内容包括（1）查明与工程场地有关的地质环境条件，包括地形地貌、地层岩性、地质构造等。查明不良地质作用的类型和分布，分析评价工程地质条件对隧道的影响，并提供相应的处理措施；（2）分析地质条件对工程的影响，结合电缆隧道的选线原则，对将军山工区的两条电缆线路进行分析比较；（3）分析在具体的工程地质条件下，如何选择具体的施工方案；（4）在实地踏勘的基础上，结合现有资料，对将军山地区现有的地质灾害及随着工程的进展有可能产生的新的地质灾害进行分析评估；（5）对工程建设过程中可能存在的问题及相关注意事项提出解决措施和具体建议。第二章将军山电力隧道工程工程地质条件分析及评价21工程概况220KV桃晓线开断码头变电缆线路穿越将军山段工程（图21），该工程位于南京市栖霞区将军山地区，其地理位置在南京市北部，濒临长江，范围东至燕子矶，南至宁燕公路，西至上元门附近老虎山，北以长江为界，全区面积10K左右，属于低山、丘陵地貌景观地区。拟建工程位于燕子矶三台洞渡江采石场之间NW方向，江边码头伊莱克斯公司沿线上。根据设计要求，该段线路建设规模为4回220KV4回110KV6回10KV。该段线路不得架空、必须埋地敷设。根据电缆工艺布置要求，隧道设计采用“D”型断面，总宽为36M、总高为4M。另在将军山隧道左端将设置一长宽高4M3M3M的检修间、在右端将设置一长宽高12M8M4M的电缆终端站。图21将军山电力隧道工程22工程地质条件分析221地形地貌线路位于南京市长江段南岸，区域地貌类型主要为长江冲积平原和丘陵。长江冲积平原主要分布于拟建线路西段，原始地势低平，高程一般68M（吴淞高程）。因位于城区，人工改造明显，主要为堆积了较厚的填土，使原始地面得到了普遍提高。丘陵区位于线路东段，地势较高，将军山山顶高度近200M；地形变化较大。受自然和人为因素影响，形成了一些不稳定或欠稳定的陡坎、陡坡。222地层岩性分布及特征将军山地区发育有自震旦系上部至早中三叠统全套地层，其中震旦系灯影组，寒武系将军山组、炮台山组、观音台组，奥陶系仑山组，红花园组、大湾组、牯牛潭组、大田坝组、汤山组、汤头组、五峰组，志留系高家边组、坟头群等，主要分布在本区西北部及沿江一带。而泥盆系五通组、石炭系金陵组、高骊山组、和州组、老虎洞组、黄龙组、船山组、二叠系栖霞组、孤峰组、龙潭组、大隆组、下中三叠统青龙群等，主要分布在本区中部和南部。此外上白垩统浦口组还零星分布在本区东部燕子矶一带及区内山麓部分，与下伏老地层呈角度不整合的接触关系。由于后期构造运动影响，全区岩层均遭剧烈褶皱断裂的破坏和改造，造成岩层支离破碎，地层残缺不全和纵横交织的现象。（1）寒武系中上统观音台群（23GN）共分三部分下部为灰色粉晶白云岩，角砾状泥质微晶白云岩；中部为浅灰色、浅红色、中薄层粉晶白云岩夹残余生物屑白云岩；上部为灰白色厚层结晶白云岩。（2）奥陶系下统仑山组（O1L）共分三部分上部及下部岩性为灰浅灰色、厚中层残余异化粒白云岩；中部为生物屑灰岩及纹层状微亮晶灰岩，夹少量鲕粒灰岩透镜体，局部含碎石结核，岩石表面溶蚀现象严重，多为溶沟，小溶洞，在研究区分布较广。（3）志留系坟头组上段（S2F2）岩性分三部分，下部为灰黄色细粒岩屑石英砂岩，夹灰、灰黄绿色中厚层粉砂岩、细砂岩及泥质砾岩透镜体；中部为灰黄、灰紫色泥岩、粉砂质泥岩；上部为灰黄、灰绿粉砂质泥岩、泥质粉砂岩。（4）泥盆系上统五通组（D3W）岩性分三部分下部为含砾石英砂岩夹少量页岩，中部为石英砂岩夹少量页岩，上部则以粉砂岩及页岩为主，夹薄层石英砂岩。在研究区主要见到中上部岩层。（5）石炭系下石炭统高骊山组（C1G）岩性主要为杂色碎屑岩。分三部分下部为灰白、深灰、紫红色页岩及薄层砂岩，夹有泥质灰岩透镜体；中部为灰黄色砂岩及杂色页岩互层；上部为杂色粘土岩、粉砂质页岩。（6）石炭系中石炭统黄龙组（C2H）以浅海相微肉红色石灰岩为主，分三部分底部为灰色厚层白云斑块巨粒结晶灰岩；下部以浅灰色块状微晶生物屑灰岩为主，含少量砂屑石灰岩；上部为肉红色微晶生物屑灰岩、生物屑灰岩。（7）二叠系下二叠统栖霞组（P1Q）深灰色、灰黑色，富含沥青质生物屑微晶灰岩，具沥青质，击之有臭味，中厚层状，发育有缝合线构造，风化面上形成沿层面方向延展的眼球状、扁豆状小溶沟，偶见燧石结核，层理不清，在研究区未见该层下硅质岩段及上硅质岩段。（8）三叠系下统下青龙群（T1X）主要岩性分为三部分，下部为黄绿色页岩、泥岩，夹薄层微晶灰岩。中部为薄层微晶灰岩与黄绿色灰岩，黄褐色泥岩互层。上部为灰色，块状微晶灰岩，中厚层、薄层微晶灰岩，夹黄褐色泥岩。（9）三叠系中统上青龙组（T2S）下部为灰色中薄层微晶灰岩、泥质微晶灰岩夹紫红色泥质微晶灰岩及瘤状微晶微晶灰岩数层；中部为灰色中薄层微晶灰岩，蠕虫状构造极为发育；上部为灰黄色中层泥质微晶灰岩夹厚层及薄层微晶灰岩，顶部为纹层状白云质灰岩，在各层中缝合线构造极为发育。（10）白垩系浦口组（K2P常出露于山麓或低矮丘陵地带，主要为紫红、紫灰色砾岩为主夹有紫红色粉砂岩和细砂岩，砾石成分复杂，呈棱角状或次棱角状。（11）此外在研究区沿线地表特别是联珠村分布一些第四系上更新统（Q3）全新统（Q4）地层，为近代沉积物；底部为碎、砾石层，棕红色粘土、亚粘土及黄色砂质粘土组成，结构紧密，粘性较大，厚度不等一般在0050M。223地质构造条件南京区域上属于扬子地块（下扬子构造带）的北东段，大地构造背景复杂。形成了许多褶皱和断裂。如区内的将军山复背斜，核部为震旦纪、寒武纪灰岩，轴向4560，北西翼受沿江断裂切割缺失。断裂主要为北西向张性及近东西向两组断裂。北西向张性断裂斜切或横切褶皱体，断裂面较陡立，一般延伸较远并切割北北东向断裂，主要为南京湖熟断裂，是一条区域性规模较大断裂，构成了宁芜断陷盆地的东北边界。它自西北安微滁州入境，经浦口、南京市区、江宁上坊、湖熟至溧阳。断裂走向北西310330，倾向南西，倾角较陡约70。属更新世活动断裂。近东西向断裂主要有将军山焦山沿江断裂。它全长100KM，从将军山经燕子矶、栖霞山、龙潭延伸至镇江焦山，走向近东西，断面倾向北，断裂南侧为宁镇山脉，北侧为扬州低岗平原区。由于将军山焦山断裂的长期活动，造成了将军山、栖霞山等复式背斜的北半部发生了大幅度断陷，形成了江北的仪征断陷盆地和江南的宁镇山脉块断隆起，同时南盘的第四系沉积厚度明显小于北盘。第四纪早、中期有明显活动，属更新世活动断裂。评估区所在地层区为扬子地层区下扬子地层分区。前第四纪地层发育较齐全，主要有（上元古界）震旦系、（古生界）寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、（中生界）侏罗系、白垩系和新生界第四系等。震旦系、寒武系、奥陶系中分布可溶性碳酸盐岩，主要分布于拟建线路东段，岩溶较发育。第四纪地层以冲积物为主，岩性以粉砂、淤泥质粉质粘土为主，厚度变化较大，在拟建线路西段较发育。（一）褶皱构造将军山的褶皱是宁镇山脉西段北带复式背斜的一部分，称为将军山复式背斜。与东南部的钟山大向斜，汤仑大背斜等位同一等级构造。其内部由若干不同形态的二级褶皱构造构成，自西北向东南依次是（1）沿江永清里背斜，核部有灯影组组成，翼部为将军山组，岩层产状直立，背斜的NW翼下掉缺失。（2）炮台山向斜，核部由炮台山组组成，翼部为将军山组组成。（3）将军山背斜，自将军山向北东延伸至达摩洞、老燕山一带向北东倾伏。核部由灯影组组成，两翼由将军山组，炮台山组和观音组组成。（4）将军山向斜，核部由青龙群组成，两翼依次为二叠石炭系地层组成，该向斜向北东延至燕子矶附近，形成向斜山地貌。（5）黄方村背斜，核部有高家边组和坟头群组成，翼部为五通组和石炭系地层，由于断裂破坏已不完整。（6）三元庵向斜，核部由龙潭组组成，两翼均遭断层掩覆，向斜完整性很差，需追溯才能了解。（7）嘉善寺背斜，核部有高家边组组成，翼部为坟头群和五通组组成，形成背斜谷地貌，出露于嘉善寺至窑上村一带。（8）煤炭山向斜，核部有青龙群组成，两翼依次为二叠石炭系地层，轴向NE。在煤炭山褶皱轴的两端均昂起。上述褶皱走向均在N4565E间，并向NE倾伏，其背斜核部主要有震旦系灯影组或志留系高家边组构成，而向斜的核部主要有寒武系炮台山组或下中三叠统青龙群所构成，全属陡倾角的紧闭的线状形态，横剖面观察大都呈不对称，每个褶皱内部尚为更次一级（三级）褶皱所复杂化。后期剥蚀作用不但形成与构造一致的背斜山（如永清里背斜山），而且更多地形成地貌倒置背斜谷和向斜山。（二）断裂将军山地区的断裂构造特别发育，有平行褶皱构造轴向发育的纵断层，有横切褶皱构造轴向发育的横断层，他们大多数是褶皱的伴生构造，共同构成蜘蛛网状格局，十分复杂。断层从性质上分三类，即1）、逆、逆掩断层，其断层倾角在3040间，主要分布在褶皱构造背斜和向斜的两翼部位，往往造成该地岩层掩覆缺失现象；2）、高倾角正断层，横切褶皱构造，使断层两侧相当地层的露头线突然截断不连续，使背斜或向斜的露头宽度在断层两侧明显不相等，地貌上往往使断层二侧山岭高程发生显著差异；3）、平移性质为主的断层多半是高倾角的，斜切褶皱构造轴向发育，使两侧岩层或山岭错位。现重点介绍如下（1）沿江正断层自燕子矶向西南达上元门老虎山一带，断层发育在震旦寒武系和上白垩统红层中，NE走向。沿断裂带除岩层破碎外，构造地貌表现很好，有断层陡崖，三角面山，断层悬谷，串珠状小池塘分布等，由于地貌保存，显然形成时期比较新。（2）头台洞耐火磷逆掩断层自NW向SE逆掩，将寒武系炮台山组合观音台组直接逆掩在石炭二叠系和中下三叠统青龙群之上。断层带出露奥陶志留泥盆系岩层断块，依据这种情况推测断面应向NW倾斜，由于它发育时期早，地貌上反映不明显。（3）劳山南坡逆断层自燕子矶南京自来水厂至黄方村一带，为一系列迭瓦式逆冲断层。它们既造成某些地层缺失，又造成某些地层重复，主要在劳山南坡志留泥盆石炭二叠系地层内发育，这些迭瓦式断层的走向均为NE，向NW倾斜。（4）铁石山逆断层发育在铁石山南坡，系五通组自NW向SE逆冲，造成岩层直立，倒转和下伏，石炭二叠系岩层缺失，变薄等现象。断层产状为N40E/NW30，地貌上无显著反映。（5）警备区采石场老燕山逆断层断层产状为N40W/SW35，由SW向NE逆冲，采石场上可见构造透镜体，断层擦痕和矿染现象。平面兼有右行平移现象，因此它们是平移逆冲断层性质，断层发育在寒武系地层中。（6）佛灵门联珠村横断层断层产状为N45W/NE70，将劳山向斜错断，原为逆断层，现继承发育为正断层，NE侧下降，造成NE侧青龙群向斜露头宽度大于SW侧，地貌上NE侧高程为1175米，SW侧为1657米，相差较悬殊。（7）达摩洞市政采石场逆平移断层断层产状为NNE/NWW85，断层斜切古生界诸地层，呈左行平移，剖面上为逆断层性质，地貌上为沟谷所在。（8）佛灵门煤炭山横断层断层走向N20W，高倾角，斜切古生界和青龙群岩层，呈左行平移，地貌上有沟谷，泉水出露等。（9）乌龟山逆断层走向近EW，向S倾，中等倾角，系五通组逆冲于石炭二叠系岩层之上，使下伏岩层直立或倒转，断层带破碎，与各种构造角砾岩、断层泥等，地貌上无明显反映，后期遭受NNE向断层横切。综上所述，本区各种断裂以NE向和EW向逆断层发育最早，NW向断层次之，NNE向和NNW向更次之，以二次活动的正断层最晚。这些断层中，逆、逆掩断层常组合成迭瓦排列，而正断层则以阶梯状排列，平移断层则以和褶皱构造轴斜列形式排列。老断层因断裂带经后期胶结愈合，地貌上无特殊反映，唯新断层由于破碎胶结松散，剥蚀夷平不够，故都有一定的地貌景观出现。224岩溶地下水的补、径、排条件区内地下水主要为松散岩类孔隙水、岩溶裂隙水和裂隙水。松散岩类孔隙水主要为浅层水（潜水微承压水），赋存于长江冲积物内。主要分布于线路西段，含水层比较发育，富水性较好。地下水位埋深浅，对拟建工程施工（明挖）可能影响较大。岩溶裂隙水主要分布于将军山一带（线路东段），赋存于古生代一套碳酸盐岩地层中。地表岩溶有一定程度的发育，可见落水洞、溶沟、溶槽等。地下溶洞较发育，但不均匀，主要受岩性和构造控制。一般以溶孔和小溶洞为主，也可见一些大溶洞（如头台洞、二台洞、三台洞、玉荀洞等）。断裂附近裂隙、溶洞发育。由于岩溶发育不均匀，富水性差异较大，总体讲，区内岩溶裂隙水富水性属中等。裂隙水主要赋存于构造裂隙中，其富水性受构造发育程度和岩性、产状、补给条件等控制。区内基岩裂隙水含水岩组在将军山南鹿有零星出露，其余多被第四系覆盖。一般来讲，富水性较差。225不良地质作用根据工程地质测绘及勘探成果，结合附近工程经验，可能对本工程设计、施工造成不利影响的不良地质作用主要包括地下洞穴、小规模断层、破碎带、山体滑坡等。23工程地质条件该工区主要分布为丘陵、低山，山体最大海拔高程1107M，一般海拔高程在800M左右。工程区内山体较陡，同时在工区的东边分布有较大采石场及较大冲沟，沿线地面植被发育，主要为松树、杂草灌木，山体总体较为完整。该工区地势险峻，悬崖峭壁众多，在长期各种地质营力作用下节理裂隙发育，地表水、地下水丰富，因此会产生一系列不良地质现象如崩塌、滑坡、风化裂隙及塌陷，对工程施工及工后影响较大，建议进行工程地质灾害评价及预测方面研究。将军山地区地质构造特别发育，线路沿线主要穿越七条断层，分别为F1（佛灵门联珠村）横断层；F2（劳山南坡，向斜SE翼）走向逆断层；F3（头台洞耐火磷，向斜NW翼）逆掩断层，F4F7为逆断层，此外还有一些层间小断层。其中F1断层带较宽，约为200300M，岩石较破碎，有大量断层角砾岩，岩石矿化硅化现象严重，断层带附近，发育有较多节理、劈理，对工程有一定影响，在施工开挖时应及时跟进处理，做好防护支护措施。F2断层带附近主要岩性为奥陶系灰岩及三叠系上青龙群灰岩层，由于构造应力作用沿断层带附近有大量破碎岩石，施工中应注意岩石坍塌、坠落，及时做好防护处理；特别是当规划线路穿越志留系坟头组及石炭系高骊山组杂色页岩、泥岩等软弱岩层时，应及时采取支护措施。第三章将军山电力隧道工程规划线路的比选31电力隧道选线的基本原则电力隧道主要沿着城市道路布置，线路走向常和高架桥、轨道交通等相交，所经区域地下管线较为密集，选线时要协调好与这些设施的关系。电力隧道其间经过的地形情况十分复杂，工程实施难度极大，为设计出一条最合理经济的线型，必须把握好以下几项原则1结合中心城规划，统一规划，分步实施电力隧道应以中心城分区规划为依据，选线应该以规划中心城道路网为基础，选择合理的隧道走向。电力隧道拟布置在道路内，如有可能尽量布置在沿道路的绿带内，高压走廊内，以避免电力隧道与其他设施的矛盾，方便工作井的选址和建设。2尽可能短的隧道长度，以降低工程造价电力隧道是一项复杂的电气工程，耗资巨大，单位造价高达上亿元/公里。减少电力隧道的长度，对于降低工程造价效果是最显著的。因此，尽可能的减少电力隧道的长度，降低了造价，减少投资。3电力隧道的走向应尽可能顺直受施工技术的限制及电缆刚性结构的影响，电力隧道的弯曲半径不可能达到很小，由此对隧道的线形设计产生了一定的限制（表31）。而城市道路基本均为十字交叉，电力隧道转向多位90度直角，遇到路幅极窄、路口建筑密集，工作井难以落实的情况，处理难度较大。因此，电力隧道的走向应该尽可能顺直，减少转弯，尤其应该避免大转角的转向。4避免与轨道交通线共线平行设置电力隧道和高架桥、轨道交通选线思路一致，均沿着城市主要道路建设，但一般来说，高架桥及轨道交通建设优先于电力隧道，故对其选线造成一定的限制。因此，电力隧道设计时，应尽可能避开这些道路，无法避开的，则避让高架桥桩基及地铁车站。5尽量避免与轨道交通的交叉穿越电力隧道无法避让轨道交通时，若与地铁平行布置，施工难度较大，可采取从其上方穿越的方法通过。但地铁常在道路口设置车站，若电力隧道与地铁在车站附近相交，会增加施工难度和风险。因此，应尽量减少电力隧道与轨道交通线的交叉穿越。32、规划线路工程地质条件对比分析通过工区现场的实地勘察测绘，得到如下图32所示的区域地质图图32将军山电力隧道、规划线路321规划线路工程地质条件（1）规划电缆线路（图32）穿越将军山段工程，其路线总体走向为NW向，沿线主要分布为丘陵、低山。其线路进洞口山体较陡，出洞口山体坡度平缓，在穿越路线上分布有较大采石场及较大冲沟，沿线地面植被发育，主要为松树、杂草灌木，山体总体不太完整。（2）由于规划电缆线路沿线分布有一些废弃采石场，这里地势险峻，悬崖峭壁众多，节理裂隙发育，地表水、地下水丰富，因此会产生一系列不良地质现象如崩塌、滑坡、风化裂隙及塌陷。（3）线路的进洞位置出露的地层岩性为寒武系观音台群厚巨厚层白云岩，岩体坚硬较完整，除局部有沿裂隙发育的小溶洞，溶沟外，工程地质条件良好。线路沿线方向大致和F1断层走向一致，故主要受F1断层的影响，沿线岩石较为碎裂，风化较为严重，沿线的灰岩分布区，由于受构造影响，比较发育。且线路经过坟头组地层，其岩性主要为粉砂质泥岩及泥质粉砂岩，岩性较软弱，施工时应及时支护、加强监测。（4）将军山地区地质构造特别发育，线路沿线主要穿越七条断层，分别为F1（佛灵门联珠村）横断层；F2（劳山南坡，向斜SE翼）走向逆断层；F3（头台洞耐火磷，向斜NW翼）逆掩断层，F4F7为逆断层，此外还有一些层间小断层。其中F1断层与规划电缆线路小角度相交，且F1断层带较宽，约为200300米，岩石较破碎，有大量断层角砾岩，岩石矿化硅化现象严重，断层带附近，发育有较多节理、劈理，对工程有较大影响。322规划线路工程地质条件（1）拟建的220KV桃晓线开断码头变电缆线路（规划线）穿越将军山段工程，其路线总体走向为NW向，沿线主要分布为丘陵、低山，山体最大海拔高程1107米，一般海拔高程在800米左右。其线路进洞口山体较陡，出洞口山体坡度平缓，在穿越路线东边分布有较大采石场及较大冲沟，沿线地面植被发育，主要为松树、杂草灌木，山体总体较为完整。（2）规划电缆线路（图32）沿线分布有一些废弃采石场或距采石场较近，这里地势险峻，悬崖峭壁众多，在长期各种地质营力作用下节理裂隙发育，地表水、地下水丰富，因此会产生一系列不良地质现象如崩塌、滑坡、风化裂隙及塌陷。（3）规划电缆线路的进洞位置出露的地层岩性为寒武系观音台群厚巨厚层白云岩，岩体坚硬较完整，除局部有沿裂隙发育的小溶洞，溶沟外，工程地质条件良好。线路沿线主要分布三叠上、下青龙灰岩。二叠系栖霞灰岩，以及石炭系黄龙灰岩等。特别是下石炭统高骊山组岩性为杂色页岩、泥岩及砂岩，岩性较为软弱，易风化。此外，线路沿线发育溶沟以及沿裂隙产生的溶蚀现象，对工程不会产生大的影响。线路出洞口位置出露的岩石主要为志留系坟头组上下段，以及白垩系浦口砂砾岩，其中坟头组地层岩性主要为粉砂质泥岩及泥质粉砂岩，岩性相对较软弱，施工时应加强监测和防护处理。（4）将军山地区地质构造特别发育，线路沿线主要穿越七条断层，分别为F1（佛灵门联珠村）横断层；F2（劳山南坡，向斜SE翼）走向逆断层；F3（头台洞耐火磷，向斜NW翼）逆掩断层，F4F7为逆断层，此外还有一些层间小断层。其中F1断层带较宽，约为200300米，岩石较破碎，有大量断层角砾岩，岩石矿化硅化现象严重，断层带附近，发育有较多节理、劈理，对工程有一定影响，在施工开挖时应及时跟进处理，做好防护支护措施。F2断层与规划电缆线路走向斜交，在断层带附近主要岩性为奥陶系灰岩及三叠系上青龙群灰岩层，由于构造应力作用沿断层带附近有大量破碎岩石，施工中应注意岩石坍塌、坠落，及时做好防护处理；F4F7断层与拟建规划线大角度相交，特别是穿越志留系坟头组及石炭系高骊山组杂色页岩、泥岩等软弱岩层时，应及时采取支护措施。33规划线路比选的结果规划电缆线路隧道长度较短，但是由于该线路与F1断层小角度相交，故受F1断层影响极大，且该线路穿过大量采空区；相比较规划电缆线路隧道长度较长，但该线路与对该区域影响最大的F1断层较大角度相交，因此受F1断层影响较小，且该线路较少穿过采空区。故综上所述，拟建的220KV桃晓线开断码头变电缆线路应选择规划电缆线路。第四章将军山电力隧道工程施工工法的比选41电力隧道施工工法简介（1）新奥法“新奥法”是一位名为腊布希维兹的奥地利的隧道专家在归纳锚喷支护技术的基础上第一次提出的，简称为NATM。它是采用锚杆和喷射混凝土作为最初期的支护手段，达到坑道的基本稳定，等到隧道开挖成形以后，再逐渐的施做内层衬砌为安全储备，以保证隧道的长期稳定的一种施工方法。新奥法是应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时的进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原则。（2）盾构法盾构法是在地面下暗挖隧道的一种施工方法。当代城市建筑、公用设施和各种交通日益复杂，市区明挖隧道施工，对城市生活的干扰问题日趋严重，特别在市区中心遇到隧道埋深较大，地质工程条件复杂的情况，采用盾构法对地下铁道、上下水道、电力通讯、市政公用设施等各种隧道建设具有明显的优点。在建造穿越水域、沼泽地和山地的隧道中，盾构法也往往因它在特定条件下的经济合理性和技术方面的优势得到采用。盾构法施工的主要内容先在隧道某段的一段建造竖井或基坑，以供盾构安装就位。盾构从竖井或基坑的坑壁预留孔出发，在地层中沿着设计轴线，向另一端竖井或基坑的设计预留孔洞推进。盾构推进中所受到的地层阻力通过盾构千斤顶传至盾构尾部的预制衬砌结构，再传到竖井或基坑后壁上。盾构每推进一环距离，就在盾尾支护下拼装一环衬砌，并及时向紧靠盾尾后面的、衬砌环外的空隙中注入足够的浆体，以防止隧道及地面下沉9。（3）明挖法明挖法是软土地区地下工程施工中最基本、最常用的施工方法。明挖法施工是先将地表土层挖开一定的深度，形成基坑，然后在基坑内施工浇铸结构，完成结构施工后进行土方回填，最终完成地下工程施工。一般而言，在基坑开挖深度小于7M、施工场地比较开阔的情况下，明挖法具有以下几个优点1、工艺简单，施工面宽敞，作业条件较好；2、可安排多劳动力同时施工，便于使用大型、高效的施工机械，以缩短工期；3、造价相对较低，施工质量易于保证10。图41将军山电力隧道规划线路地质剖面42电力隧道施工工法比选的结果（1）由于拟建隧道规划线路部分穿过采石场采空区，线路周围也分布有大量的采空区，采用明挖法对施工人员构成极大地危险，同时，该隧道埋深深度较深，故不可采用明挖法。（2）盾构隧道时，如隧道覆土太浅，地表沉降较难控制，开挖面稳定较为困难，甚至不能施工。本工区为丘陵地区，拟建电缆隧道规划线路部分区段覆盖层只有十米，采用盾构法施工有可能造成地面塌陷，而且，该隧道部分地段地层岩性较硬，不宜采用盾构法施工；该工区为废弃采石场，无人居住，从节约成本的角度考虑也不需采用盾构法。（3）根据工程勘察资料，对电力隧道线路围岩进行分类，该隧道线路主要分布有至类围岩，部分区段围岩达到类围岩指标（451BQ550）,结合该区段的具体工程地质条件，考虑到应用围岩的自稳能力,也是最大限度的缩减工程预算，本工程宜采用新奥法。综上所述，本电力隧道工程宜选用新奥法施工。第五章工程环境地质灾害评估的研究51地质环境分析511气象、水文南京地处北亚热带湿润气侯区，四季分明，但冬夏长，春秋短，且夏季酷热，冬季寒冷。夏季主导风向为东南、东风，冬季主导风向为东北、东风。据多年统计资料，多年平均气温153，一月份平均温度19，极端最低气温1691955年，七月份平均温度282，极端最高气温431934年。年平均降雨量11065MM，雨量多集中在68月份，约占全年降水量的60。其中6月下旬至7月中旬为梅雨季节，阴雨天气多。长江为拟建项目附近区域主要河流，它也是我国第一大河。南京附近江面比较宽阔，一般都在2KM以上，平均水深2030M，最深达40M，水流一般较平缓，平均流速LM/S左右。据长江南京段水文站观测资料，多年平均径流量达9145亿立方米，多年平均水位5M左右吴淞高程，最高水位1022M1954年8月7日，最低水位为154M1956年1月9日。长江水位受潮汐影响明显。最大洪峰流量92600M3/S，一般每年从5月份开始流量增大，78月份达最大值，10月份以后开始减小，至次年12月份出现最低值。512地质条件概况南京区域上属于扬子地块（下扬子构造带）的北东段，大地构造背景复杂。形成了许多褶皱和断裂。如区内的将军山复背斜，核部为震旦纪、寒武纪灰岩，轴向4560，北西翼受沿江断裂切割缺失。断裂主要为北西向张性及近东西向两组断裂。北西向张性断裂斜切或横切褶皱体，断裂面较陡立，一般延伸较远并切割北北东向断裂，主要为南京湖熟断裂，是一条区域性规模较大断裂，构成了宁芜断陷盆地的东北边界。它自西北安微滁州入境，经浦口、南京市区、江宁上坊、湖熟至溧阳。断裂走向北西310330，倾向南西，倾角较陡约70。属更新世活动断裂。近东西向断裂主要有将军山焦山沿江断裂。它全长100KM，从将军山经燕子矶、栖霞山、龙潭延伸至镇江焦山，走向近东西，断面倾向北，断裂南侧为宁镇山脉，北侧为扬州低岗平原区。由于将军山焦山断裂的长期活动，造成了将军山、栖霞山等复式背斜的北半部发生了大幅度断陷，形成了江北的仪征断陷盆地和江南的宁镇山脉块断隆起，同时南盘的第四系沉积厚度明显小于北盘。第四纪早、中期有明显活动，属更新世活动断裂。评估区所在地层区为扬子地层区下扬子地层分区。前第四纪地层发育较齐全，主要有（上元古界）震旦系、（古生界）寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、（中生界）侏罗系、白垩系和新生界第四系等。震旦系、寒武系、奥陶系中分布可溶性碳酸盐岩，主要分布于拟建线路东段，岩溶较发育。第四纪地层以冲积物为主，岩性以粉砂、淤泥质粉质粘土为主，厚度变化较大，在拟建线路西段较发育。513工程地质条件区内西段为长江冲积平原区，属新近沉积，且松散层厚度较大，软弱土层较发育，尤其浅部普遍分布软土层，局部地段厚度大于二、三十米，该土层具有高压缩性、低承载力、高灵敏度等工程特性，土层工程性质较差。东段主要为丘陵和山前地带，地层时代老，尤其基岩，岩石抗压强度较高，地基承载能力较大，土层工程性质较好。514水文地质条件区内地下水主要为松散岩类孔隙水、岩溶裂隙水和裂隙水。松散岩类孔隙水主要为浅层水（潜水微承压水），赋存于长江冲积物内。主要分布于线路西段，含水层比较发育，富水性较好。地下水位埋深浅，对拟建工程施工（明挖）可能影响较大。岩溶裂隙水主要分布于将军山一带（线路东段），赋存于古生代一套碳酸盐岩地层中。地表岩溶有一定程度的发育，可见落水洞、溶沟、溶槽等。地下溶洞较发育，但不均匀，主要受岩性和构造控制。一般以溶孔和小溶洞为主，也可见一些大溶洞（如头台洞、二台洞、三台洞、玉荀洞等）。断裂附近裂隙、溶洞发育。由