為確定隧道位置、施工方法和支護(hù)、襯砌類(lèi)型等技術(shù)方案,對(duì)隧道地處范圍內(nèi)的地形、地質(zhì)狀況,以及對(duì)地下水的分布和水量等水文情況要進(jìn)行勘測(cè)。
在隧道勘測(cè)和開(kāi)挖過(guò)程中,須了解圍巖的類(lèi)別。圍巖是隧道開(kāi)挖后對(duì)隧道穩(wěn)定性有影響的周邊巖體。圍巖分類(lèi)是依次表明周?chē)鷰r石的綜合強(qiáng)度。中國(guó)在1975年制定的鐵路隧道工程技術(shù)規(guī)范中將圍巖分為 6類(lèi)。關(guān)于巖石分類(lèi)70年代以前常用泰沙基及普氏等巖石分類(lèi)方法。70年代以后在國(guó)際上應(yīng)用較廣并為國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)推薦的為巴頓等各種分級(jí)系統(tǒng)。此外,還有日本以彈性波速為主的分類(lèi)法。圍巖的類(lèi)別的確定,為隧道工程設(shè)計(jì)合理和施工順利提供了依據(jù)。
①根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害對(duì)隧道施工安全的危害程度,分為以下四級(jí):
A級(jí):存在重大地質(zhì)災(zāi)害隱患的地段,如大型暗河系統(tǒng),可溶巖與非可溶巖接觸帶,軟弱、破碎、富水、導(dǎo)水性良好的地層和大型斷層破碎帶,特殊地質(zhì)地段,重大物探異常地段,可能產(chǎn)生大型、特大型突水突泥地段,誘發(fā)重大環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的地段,高地應(yīng)力、瓦斯、天然氣、放射性問(wèn)題嚴(yán)重的地段以及人為坑洞等。
B級(jí):中、小型突水突泥地段,較大物探異常地段,斷裂帶等。
C級(jí):水文地質(zhì)條件較好的碳酸鹽巖及碎屑巖地段、小型斷層破碎帶,發(fā)生突水突泥的可能性較小。
D級(jí):非可溶巖地段,發(fā)生突水突泥的可能性極小。
②不同地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)地段的預(yù)報(bào)方式為:
A級(jí)預(yù)報(bào):采用地質(zhì)分析法、地震波反射法或聲波反射法、地質(zhì)雷達(dá)、紅外探測(cè)、超前水平鉆探等手段進(jìn)行綜合預(yù)報(bào)。首先以地質(zhì)分析法進(jìn)行長(zhǎng)距離預(yù)報(bào),然后采用中長(zhǎng)距離地震波反射法或聲波反射法和一種或幾種短距離物探方法相結(jié)合進(jìn)行預(yù)報(bào),同時(shí)進(jìn)行多孔超前鉆探探查。
B級(jí)預(yù)報(bào):采用地質(zhì)分析法、地震波反射法或聲波反射法,輔以紅外探測(cè)、地質(zhì)雷達(dá),進(jìn)行必要的超前水平鉆孔。當(dāng)發(fā)現(xiàn)局部地段工程地質(zhì)條件復(fù)雜時(shí),按A級(jí)要求實(shí)施。
C級(jí)預(yù)報(bào):以地質(zhì)分析法為主。對(duì)重要的地質(zhì)(層)界面、斷層或物探異常地段可采用地震波反射法或聲波反射法進(jìn)行探測(cè),必要時(shí)采用紅外探測(cè)和超前水平鉆孔。
在海底下的巖層中開(kāi)鑿一條隧道穿過(guò)去的。
火車(chē)從地面上經(jīng)過(guò)引道開(kāi)入海底隧道,再?gòu)膶?duì)面的海岸引道開(kāi)到地面上來(lái)。從縱剖面圖上來(lái)看為“ ”形,中間水平部分即不海底隧道,兩側(cè)斜坡為海岸引道,上面水平部分為露出地面的部分。
有時(shí)海底隧道根據(jù)地形、地質(zhì)等具體情況,也不一定完全為水平。隧道的橫斷面在開(kāi)鑿時(shí)為圓形或馬蹄形,隧道的底部還可以鋪設(shè)輸油管道和電纜等。
有的復(fù)線(xiàn)隧道開(kāi)鑿成兩個(gè)單線(xiàn)的海底隧道。 在一片汪洋大海的底下開(kāi)鑿一條隧道,確實(shí)是一個(gè)復(fù)雜而又艱巨的工程,無(wú)論是勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工,都會(huì)遇到一系列的復(fù)雜問(wèn)題,如地質(zhì)、地形、巖層裂縫、漏水等等。
因此,修建海底隧道需要采用現(xiàn)代化的施工和技術(shù)設(shè)備。 1818年至1843年,英國(guó)在倫敦泰晤士河下,修建了一條水底隧道,長(zhǎng)458米。
原為人行及通馬車(chē)之用,建成后改為通行鐵路之用。施工時(shí)河水曾兩次淹沒(méi)了隧道而被迫停工,這是世界上最早的水底隧道。
1942年,日本在下關(guān)和門(mén)司之間修筑了一條長(zhǎng)6.3公里的海底隧道。這是較早的一條海底鐵路隧道。
美國(guó)舊金山灣的海底隧道,水底部分長(zhǎng)5790米,用57個(gè)管段,每段長(zhǎng)82~107米,寬14.7米,高7.3米,排水量11000立方米,最大水深37.5米,是已知的管段沉埋最長(zhǎng)的海底隧道。 在海底修建隧道,最容易發(fā)生的問(wèn)題是裂縫和漏水,因此要求有防水、止水的有效措施。
如用水泥沙漿噴射,壓漿止水,強(qiáng)力抽排或化學(xué)凝固等方法。日本的一種化學(xué)藥劑可在30秒內(nèi)堵住水壓每平方厘米10至20公斤、每分鐘達(dá)3立方米的流量的裂縫水。
工程地質(zhì)勘察是為查明影響工程建筑物的地質(zhì)因素而進(jìn)行的地質(zhì)調(diào)查研究工作。
所需勘察的地質(zhì)因素包括地質(zhì)結(jié)構(gòu)或地質(zhì)構(gòu)造:地貌、水文地質(zhì)條件、土和巖石的物理力學(xué)性質(zhì),自然(物理)地質(zhì)現(xiàn)象和天然建筑材料等。這些通常稱(chēng)為工程地質(zhì)條件。
查明工程地質(zhì)條件后,需根據(jù)設(shè)計(jì)建筑物的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特點(diǎn),預(yù)測(cè)工程建筑物與地質(zhì)環(huán)境相互作用(即工程地質(zhì)作用)的方式、特點(diǎn)和規(guī)模,并作出正確的評(píng)價(jià),為確定保證建筑物穩(wěn)定與正常使用的防護(hù)措施提供依據(jù)。 一般包括兩大部分:文字和圖表。
文字部分有工程概況,勘察目的、任務(wù),勘察方法及完成工作量,依據(jù)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),工程地質(zhì)、水文條件,巖土特征及參數(shù),場(chǎng)地地震效應(yīng)等,最后對(duì)地基作出一個(gè)綜合的評(píng)價(jià),提承載力等。圖表部分包括平面圖,剖面圖,鉆孔柱狀圖,土工試驗(yàn)成果表,物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表,分層土工試驗(yàn)報(bào)告表等。
隧道工程和2113巖土工程的區(qū)別:前者主要指地下或水下或者在山體中的工程;后者是以求解巖體與土體工程問(wèn)題,包括地基與基礎(chǔ)、邊坡和地下工程等問(wèn)題,范圍要比隧道工程大。
隧道工程隧道是修建在地下或水下或者在山體中,鋪設(shè)鐵路或修筑公路供機(jī)動(dòng)車(chē)輛通行的建筑物。根據(jù)其所在位5261置可分為山嶺隧道、水下隧道和城市隧道三大類(lèi)。
為縮短距離和避免大坡道而從山嶺或丘陵下穿越的稱(chēng)為4102山嶺隧道;為穿越河流或海峽而從河下或海底通過(guò)的稱(chēng)為水下隧道;為適應(yīng)鐵路通過(guò)大城市的需要而在城市地下穿越的稱(chēng)為城市隧道。這三類(lèi)隧道中修建最多的是山1653嶺隧道。
道路隧道的建設(shè)過(guò)程主要為隧道規(guī)劃、勘測(cè)、設(shè)計(jì)、貫通控制測(cè)量和施工等工作。巖土工程巖土工程是歐美國(guó)家于20世紀(jì)60年代在土木工程實(shí)踐中建立起來(lái)的一種新的技術(shù)體制。
巖土工程是以求解巖體與土體工程問(wèn)題,包括地基與基礎(chǔ)、邊坡和地下工程等問(wèn)題,作為自己回的研究對(duì)象。巖土工程專(zhuān)業(yè)是土木工程的分支,是運(yùn)用工程地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)、巖石力學(xué)解決各類(lèi)工程中關(guān)答于巖石、土的工程技術(shù)問(wèn)題的科學(xué)。
按照工程建設(shè)階段劃分,工作內(nèi)容可以分為:巖土工程勘察、巖土工程設(shè)計(jì)、巖土工程治理、巖土工程監(jiān)測(cè)、巖土工程檢測(cè)。
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