地质水文期末论文.doc

摘要：路桥工程中，地质问题是建设初期应该重点考虑的问题。地球表面是由岩石构成的，单思由于岩石的风化和侵蚀等作用，可以使他们的抗压、抗剪、抗拉强度等力学性质发生改变，以致可能发生崩塌、滑坡、泥石流和岩溶等地质灾害，对人们正常的生产生活造成危害。地质灾害不仅会造成巨大的经济损失，而且会造成不必要的人员伤亡。因此，应分析产生这些地质灾害的原因，从根本上预防此类路桥工程地质灾害的发生，保证工程的质量，进度和安全。2.工程地质学概述工程地质学是研究人类工程建筑等活动有关的地质问题的学科。作为地质学的一个分支，工程地质学的研究目的在于查明建设地区或建筑场地的工程地质条件，分析、预测和评价可能存在和发生的工程地质问题及其对建筑物和地质环境的影响和危害，提出防治不良地质现象的措施，为保证工程建设的合理规划以及建筑物的正确设计，顺利施工和正常使用，提供可靠的地质科学依据。2.1工程地质条件工程地质条件指与工程建设有关的地质因素的综合或是工程建筑物所在地质环境的各项因素。包括地形地貌、地层岩性、水文地质条件、不良地质条件、地质构造、岩土体的工程性质和天然建筑材料等。2.2工程地质条件的因素2.2.1地形地貌地形是指地表高低起伏状况、山坡陡缓程度与沟谷宽窄及形态特征等;地貌则说明地形形成的原因、过程和时代。平原区、丘陵区和山岳地区的地形起伏、土层厚薄和基岩出露情况、地下水埋藏特征和地表地质作用现象都具有不同的特征，这些因素都直接影响到建筑场地和路线的选择。2.2.2地层岩性地层岩性是最基本的工程地质因素，包括它们的成因、时代、岩性、产状、成岩作用特点、变质程度、风化特征、软弱夹层和接触带以及物理力学性质等。2.2.3水文地质条件水文地质条件是现代地表地质作用的反映，与建筑区地形、气候、岩性、构造、地下水和地表水作用密切相关，主要包括滑坡、崩塌、岩溶、泥石流、风沙移动、河流冲刷与沉积等，对评价建筑物的稳定性和预测工程地质条件的变化意义重大。2.2.4不良地质条件不良地质条件是现代地表地质作用的反映，与建筑区地形、气候、岩性、构造、地下水和地表水作用密切相关，主要包括滑坡、崩塌、岩溶、泥石流、风沙移动、河流冲刷与沉积等，对评价建筑物的稳定性和预测工程地质条件的变化意义重大。2.2.5地质构造地质构造是工程地质工作研究的基本对象，包括褶皱、断层、节理构造的分布和特征、地质构造，特别是形成时代新、规模大的优势断裂，对地震等灾害具有控制作用，因而对建筑物的安全稳定、沉降变形等具有重要意义。2.3工程地质学的研究任容可概括为4个方面：研究建设地区和建筑场地中岩体、土体的空间分布规律和工程地质性质，控制这些性质的岩石和土的成分和结构，以及在自然条件和工程作用下这些性质的变化趋向；制定岩石和土的工程地质分类。分析和预测建设地区和建筑场地范围内在自然条件下和工程建筑活动中发生和可能发生的各种地质作用和工程地质问题，例如：地震、滑坡、泥石流，以及诱发地震、地基沉陷、人工边坡和地下洞室围岩的变形和破坏、开采地下水引起的大面积地面沉降、地下采矿引起的地表塌陷，及其发生的条件、过程、规模和机制，评价它们对工程建设和地质环境造成的危害程度。研究防治不良地质作用的有效措施。研究工程地质条件的区域分布特征和规律，预测其在自然条件下和工程建设活动中的变化和可能发生的地质作用，评价其对工程建设的适宜性。2.4工程地质学的研究任务工程地质学的主要任务是研究人类工程活动与地质环境（工程地质条件）之间的相互作用，以便正确评价、合理利用、有效改造和完善保护地质环境主要包括一下几个方面：阐明建筑地区的工程地质条件，并指出对建筑有利和不利的因素。论证建筑物所在的工程地质问题，进行定性和定量的评价，并做出确切的知道选择地质条件优良的建筑场地，并根据场地工程地质条件对建筑物配置提出建议。研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响，预测其发展趋势，提出利用和保护地质环境的对策和建议。根据所选定地点的工程地质条件和存在的工程地质问题，提出有关建筑物类型、规模、结构和施工方法的合理建议，并提出为保证建筑物正常施工和使用所用该注意的地质要求。在拟定改善或防治不良地质作用的措施时提供地质依据。3.工程地质问题常见的工程地质问题包括地基稳定性问题、斜坡稳定性问题、洞室围岩稳定性问题、区域稳定性问题。4.工程地质与路桥工程在公路工程中，由于对桥址特征了解不足，在桥梁施工、运营时，遇到不少问题。如有的桥墩、台设在滑坡上，坑基开挖时引起滑坡复活，而使以建成的墩、台错位，有的墩、台建设在溶洞穴上，致使墩、台倾斜无法使用。查明建筑物厂址周围的工程地质条件，确保建筑物的安全、正常使用，这对于桥梁也不例外，而桥位选择、桥梁基坑稳定性和正确选定桥某承载力，是确定桥梁安全的三个重要方面。桥位应该选择在边坡稳定、地基条件良好、无不良地质现象的地段；应尽可能避开大断裂带，尤其不可在未胶接的断层破碎带和具有活动可能的断裂带上造桥。隧道工程所赋存的地质环境内涵很广，包括地层特征、地下水状况、开挖隧道钱就存在于地层中的原始地应力状态、地温梯度等。因此，隧道围岩的稳定性是反映地质环境的综合指标。4.1崩塌、滑坡、泥石流、岩溶崩塌：山区公路厂家爱你的一种病害现象。来势凶猛，常可摧毁路基和桥梁，堵塞隧道洞口，击毁行车，对公路交通造成直接危害。有时因崩塌堆积物堵塞河道，引起壅水或产生局部冲刷，到时路基摧毁。由于各种岩石的形成和工程性质不同，有可能发生压碎、拉断、剪断等地质灾害。人类不合理的工程活动，如公路路堑开挖过深、边坡过抖，也常引起边坡发生崩塌。由于开挖路基，改变的斜坡外形，使斜坡变抖，软弱构造面暴露。被切割的岩体失去支撑，结果引起崩塌。此外，如坡顶砌方荷载过大或不妥当的爆破工程，也常促使斜坡发生崩塌现象。因此，在设计和施工中，避免使用不合理的高、抖边坡，避免大挖大砌，以维持坡体的稳定性。在在岩体松散或构造破碎地段，不宜使用大爆破施工，以免由于工程技术上的错误而引起崩塌。应采取遮挡、拦截、支档、护墙、护坡、排水等措施加以防治。滑坡：滑坡是一种常见的地质灾害，常常会掩埋村庄、摧毁厂矿、破坏铁路和公路交通、堵塞江河、损坏农田和森林等。滑坡通常发生在雨季或春季冰雪融化时。滑动的地方主要是山谷坡地、海洋、湖泊、水库、渠道和河流的岸坡级露天采矿场所。通常采用排水、截水工程、卸荷载工程、坡面防护工程、支挡工程。泥石流：亦是山区的主要地质灾害，泥石流多分布在断裂或褶皱发育、新构造运动强烈，地震频率高、烈度强、岩体风化破碎、植被不良、水土流失严重的山区。在干旱多年的暴雨季节或高山冰川与积雪强烈消融使其最易发生。只要防治措施有封山育林，以保护汇水区和可能形成泥石流的地带；调节地表径流，沿坡修建导流堤；设置截挡建筑物，如堤、坝等也可设置排洪道。岩溶：岩溶与工程建设的关系密切。在岩溶地区修建隧道，一旦揭穿高压岩溶管道水时，就会造成大量突水，有事挟有泥沙喷射，给施工带来严重困难，甚至淹没坑道，造成机毁人亡的事故。在地下洞施工中遇到巨大岩溶时，洞中高填方或桥垮施工困难，造假昂贵，有事不得不另辟新道，因为延误工期。因此，在岩溶地区修建公路，应该深刻了解岩溶的发育程度和岩溶形态的空间分布规律，以便充分利用某些可以利用的岩溶形态，避免或防治岩溶病害对路线布局和路基稳定造成的不良影响。5.道路工程地质问题路基是公路的总要组成部分，它主要承受车辆的动力荷载及其上部建筑的重力。坚固、稳定的路基是公路安全运行的保障。路基基底土的变形性质和变形量的大小主要决定于基底土的力学性质、基底面的倾斜程度、软弱结构面或软弱夹层的性质和产状等。另外，较差的水纹地质条件也是促使基底不稳定的因素，往往是基底发生巨大的塑形变形而造成路基的破坏。如路基地下分布有软弱的泥质夹层且当泥质夹层的倾向与坡向一致时，若在其下方开挖取土或在上方填土加重都会引起路堤整个滑移；当高填路堤通过河漫滩或阶地时，若基底下分布有饱水厚层淤泥，在高填路堤的压力下，往往会使基底产生挤出变形；由于基底下岩溶洞穴的塌陷也会引起路堤严重变形。由此水文地质条件在路桥工程中的重要性。道路的冻害问题，影响道路冻胀的主要因素是负气候的高低、冻结期的长短、路基土层性质和含水情况、土体的成因类型及其产状结构、水文地质条件及地形特征和纸杯情况等。防治道路冻害的措施可以从一下几点：高路基标高粉粘粒含量较高的冻胀性土换为粗的砂砾石抗冻胀土设毛细割断层，以断绝补给水源用纵横盲沟和竖井，排除地表水，降低地下水位，减少路基土的含水量。隔热层，防治冻结向路基深处发展。6.隧道工程地质问题隧道位置的选择，出取决于工程目的的要求外，还需要考虑区域稳定、山体稳定以及地形、岩性、地质构造、地下水、地应力等因素的影响。隧道进出口地段最好基岩出露比较完整或坡积层较薄，地形边坡应下陡上缓并尽量垂直于地形等高线（交角不宜小于30）；洞口岩层最好倾向山里以保证洞口边坡的安全；在地形的高边坡开挖洞口时，应不削坡或少削坡即进洞，必要时可做人工洞口先行进洞，以保证边坡的稳定性。道的位置尽可能选择在地质构造简单，节理裂隙不发育，岩性较好，岩石完整坚硬的地方。隧道通过褶曲构造时，隧道位置选择在这区构造一翼或背斜褶皱中轴处不宜将隧道置于向斜轴部处。 越岭隧道的首先可以从地形角度选择可能穿越的垭口，拟定该垭口处越岭标高及两侧相应的展线方案。隧道洞口位置应根据地形、工程地质及水文地质情况，着重考虑隧道仰坡、边坡的稳定，保证施工及运营的安全，并结合洞口有关工程及施工条件综合研究选定。洞口段所在位置为坡积层地质、地形缓和、埋深较浅，应采用有效措施，做好防排水工作，不应采取刷坡清方，以免破坏山体稳定，导致塌方、滑坡。7.桥梁工程地质问题桥梁是公路工程建筑的重要组成部分。路线跨越河流、沟谷或道路，需要架设桥梁，桥梁也是路线通过地质灾害频繁发生地区的主要工程。因此在公路工程地质勘察中，需要查明桥址周围的工程地质条件和存在的工程地质问题，以确保建筑物的安全和正常使用。桥址应选择在河床较窄、河道顺直、河槽变迁不大、水流平稳、两岸的士较高而稳定、施工方便的地段、避免选在具有迁移性的河床、活动性大河湾、大砂洲或大支流汇合处。选择覆盖层薄且河床基底为坚硬完整的岩体的地段。若覆盖层太厚，应选在无河漫滩相和牛轭湖相淤泥或泥炭的地算，避免选在尖灭层发育地区和非均质土层地区。选择在区域稳定性条件较好、地质构造简单、断裂不发育的地段，桥线方向应与主要构造线垂直或大交角通过。桥墩和桥台尽量不置于断层破碎和褶皱轴线上，特别在高地震基本强度区，必须远离活动断裂带和主断裂带。尽可能避开滑坡、岩溶、可液化土层等发育的地段。在山区峡谷客流选择桥址时，尽量采用能单孔跨越的地段。在较宽的深切河谷，应选择在两岸较低的地方通过，并要求两岸岩质坚硬完整，地形稍宽一些，同时适当降低桥台高度，以降低造价并减少施工的困难。桥位应尽可能选在河道顺直、水流集中、河床稳定的地段，以确保桥梁在使用期间不因河流改道而失去作用或收到河流的强烈冲刷而破坏。桥位要必考顺河及平行桥梁轴线方向上的大的断层破碎带和活动断裂带。桥位要选在岸坡稳定、基底岩石坚硬完整且无严重不良地质现象的地段。在有冲刷作用处，基础应埋置在桥墩附近最大冲刷线以下；当基础建于抗冲刷较差的岩石上时，应适当加大埋深。后记通过本学期对工程地质与桥涵水文的学习我们了解了工程地质学是将地质学的远离应用于解决工程地质问题的一门学科。工程地质学主要是通过调查、勘察和研究建筑物场地的岩土工程地质性质、地质构造、地貌、地下水、物理地质现象和天然建筑材料等工程地质条件，预测和论证有关工程地质问题发生的可能性并采取必要的防治措施，以确保建筑物的安全、稳定和正常运行。从这本书中对这门学科有了进一步的认识，了解了岩石的组成和成因类型（包括岩石产状、矿物组成、结构、