深埋长隧洞主要工程地质问题与勘察

介绍深埋长隧洞存在的主要不良工程地质问题和勘察方法,指出人们对不良地质问题的认识,把握和解决能力的综合水平是解决深埋长隧洞问题的关键.     

深埋长隧洞三维地质力学模型试验研究

为了评价深埋长隧洞围岩的稳定性和隧洞间距的合理性,本文采用三维地质力学模型试验技术,研究在高地应力、高外水压力作用下,隧洞围岩整体稳定性以及相邻洞室开挖的相互影响效应,并与三维弹塑性有限元数值计算结果进行对比验证,研究结果表明:地质力学模型试验成果和数值计算结果基本一致,两者得到的位移场、应力场、屈服区范围都基本吻合。在高地应力、高外水压力作用下,工程所在的Ⅲ类围岩隧洞是可以安全成洞的。采用超载法进行试验和计算可知,在Ⅲ类围岩中极限超载安全系数k＞1.3,开挖隧洞对洞周围岩的位移与应力影响区一般小于1倍洞径范围,隧洞的间距是合适的。     

千米深埋隧洞高地应力稳定分析及其工程应用

在深埋隧洞勘察设计和施工过程中,高地应力的存在,是影响洞室稳定的重要因素。作为南水北调西线隧洞的天然试验工程,引大济湟工程的千米埋深引水隧洞也面临高地应力下硬岩岩爆和软岩塑性变形问题。根据引大济湟工程地勘资料,拟定硬岩和软岩的典型物理力学参数。应用ANSYS有限元分析程序对围岩进行稳定性分析,在重力地应力场和全地应力场下,按线弹性法和弹塑性法计算,分析比较得到了不同埋深条件的硬岩和软岩的变形分布特性、最大拉应力分布特性、最大压应力分布特性及可能岩爆区和塑性变形区分布、剪切破坏区分布。分析成果较好地应用于引大济湟工程实践,同时也反应出施工阶段的跟踪复核的重要性。     

南水北调西线一期工程区断层活动性及工程地质评价

南水北调西线一期工程位于青藏高原东部的边缘地带,海拔3 500 m以上,地质条件复杂,断层密集分布,褶皱强烈发育,构造活动频繁.通过ETM卫星影像和野外考察分析了工程引水隧洞线路区断层的空间分布及活动特征.工程区以桑日麻断裂、鲜水河断裂和甘德南断裂等对工程的影响最大,是潜在的发震断裂.深埋长引水隧洞在较高地应力作用下,软弱围岩及宽大断层带物质易产生大变形和长期流变.引水线路区褶皱、断层构造发育,有利于地下水富集、运移.在静、动水压力下,引水隧洞穿过断层及破碎带时易发生涌水、碎屑流和坍塌等地质灾害.     

南水北调西线一期工程坝址处径流量计算与分析

南水北调西线一期工程调水区所涉及的6条河流(泥曲、达曲、色曲、杜柯河、玛柯河、阿柯河)坝址处均无实测的径流资料,开展该地区的水文研究属于无资料水文预报问题(PUBs)。利用年径流量的变差系数Cv值、年际变化绝对比率P和不均匀系数α对坝址下游的朱倭、朱巴、足木足、绰斯甲4站的实测年径流的年际变化进行分析,计算结果为各坝址径流年际变差系数Cv为0.15~0.26,表明调水区的多年径流量变化不大;年际变化绝对比率P为1.88~3.00,其中朱倭站的径流年际变化最大,最大径流量是最小径流量的3倍,绰斯甲站的最大径流量是最小径流量的1.88倍,4站的径流变化都不剧烈;径流不均匀系数α为0.58~0.75,表明该流域径流量的年际变化较为均匀;利用水文比拟法对坝址处的径流进行了计算,并根据R/S分析法对坝址处径流序列的未来趋势进行了初步分析,各坝址处的年径流序列的赫斯特系数均大于0.5,说明各径流序列的未来趋势具有持续性,即未来趋势与历史呈正相关,6个调水坝址中只有扎洛和克柯处的径流未来是减少的,其余坝址处径流都是增加的,这样西线一期工程调水区的河流有利于水资源的可持续开发利用。     

隧洞控制测量中免棱镜全站仪测量方向与结构面夹角的限差分析

准确获取隧洞岩体结构面的几何信息对于隧洞的稳定性评价至关重要。研究区位于长春市净月潭吉林大学岩体力学隧洞实习基地。应用免棱镜全站仪进行岩体隧洞的控制测量,按照测量工作中"先控制后碎部"的基本原则,进行全站仪棱镜模式下的导线测量及在各导线点上极坐标法免棱镜模式的岩体结构面控制点测量;通过对同测站及异测站相同结构面控制点坐标数据的对比分析,探讨免棱镜全站仪测量方向与岩体结构面夹角的限差。研究表明:在隧洞控制测量中,免棱镜全站仪测量方向与结构面间夹角大于30°是准确获取岩体目标控制点坐标的必要条件之一。     

CSAMT在昌黎-黄金海岸地热勘查中的应用

介绍了可控源音频大地电磁场法(CSAMT)的方法原理、野外工作方法、仪器设备及方法的特点,较详细的介绍了CSAMTI法在昌黎-黄金海岸地热勘查中的应用实例与效果,表明该法是一种行之有效的物探方法,在地热资源勘查工作中可发挥较好的作用,应当积极推广应用.     

CSAMT在碎屑岩地区地热勘查中的应用

碎屑岩因质软,导水、储水条件不良,通常作为地热有利保温盖层,而碎屑岩电阻率普遍低,厚度大的情况下形成低阻屏蔽层,勘探下伏有利储层难度极大,寻找碎屑岩中构造裂隙水是最佳的选择。但碎屑岩中的储水构造与围岩电阻率差异小,构造迹象微弱,因此在碎屑岩地区找地热技术含量较高。茅山镇位于句容盆地东缘茅山西侧,沉积了厚度超过1800m的白垩系碎屑岩,水文地质条件较差,本文应用CSAMT大范围普查、小范围精细查证布置方式,采用磁场插值校正的技术手段、收发距选取优先保证信噪比的思路,控制白垩系碎屑岩中储水断裂构造,克服低阻的碎屑岩地区构造异常微弱的难点。钻探验证结果表明,CSAMT可以经济有效地应用于碎屑岩地区地热勘查。     

CSAMT法在内蒙古卫境地区接触交代型铀矿勘查中的应用

介绍了CSAMT法在内蒙古卫境地区接触交代型铀矿勘查中的应用实例。通过对成果资料的综合分析,发现CSAMT测量成果能够较清楚地反映花岗岩、变质岩及其接触带的空间展布特征,能够在接触交代型铀矿勘查中取得较好的应用效果,可以为类似地区进行间接找矿提供参考。     

数字地质调查系统在以工程环境为重点的 区域地质调查中的应用

针对1：25万阿坝县幅区域地质调查修测中涉及的南水北调西线一期工程区的工程与环境地质调查问题．运用数字地质调查系统对该区域进行了数字填图。对数字地质调查系统运用的可行性、有效性及适用性进行了探讨．初步建立了适宜于以工程与环境为侧重点的数字区域地质调查工作的流程与方法。     

膨胀土裂隙的工程特性研究

裂隙是膨胀土的重要特征之一,长期以来,人们常常把分布于膨胀土大气影响深度范围内受干湿循环影响而产生的干缩裂隙与膨胀土地层中特有的原生裂隙混为一谈。在对膨胀土边坡失稳机制的研究中,也忽视了原生裂隙对边坡稳定的重要影响。为研究南水北调中线工程膨胀土地段渠道破坏机制,在河南省南阳市郊建设了一条长为2.05 km试验渠道,通过渠道开挖期间的地质勘察、现场观测和取样试验,以及对现场滑坡体的取样分析,研究了膨胀土裂隙及周边土体的物质成分、密度、含水率和强度特性,结合现场观测资料分析了裂隙与渠道滑坡的关系。研究表明,膨胀土地层中的原生裂隙有两种类型：光滑蜡状裂隙和有一定厚度充填黏土的裂隙。裂隙面上的物质成分与两侧土略有不同,且天然密度低、含水率高,强度远低于相邻土体的强度,一旦地层与边坡倾向一致,将产生沿裂隙面的滑动。     

渠道分水扰动可预知算法设计与仿真

维持控制点水位稳定是保证输水渠道安全有效运行的前提.以控制点水位偏差为主要抑制因子,基于线性二次型(LQR)指标,构建了渠道系统水位偏差、偏差变率和流量控制的全状态空间模型,将加入预测模块的线性二次型算法在渠道系统的全状态空间中进行分析和综合,提出了扰动可预知模型的构造方法.通过脉冲响应测试来加深对算法结构的理解,使用南水北调中线电子渠道平台对算法有效性进行验证,验证结果表明,该算法在渠道运行工况改变后,仍能够维持渠道的稳定运行,算法设计极具潜在的应用价值.     

四川1:25万阿坝县幅区调主要成果与进展

四川1∶25万阿坝县幅区调,在三叠系多重划分对比与沉积盆地演化、新近—第四纪阿坝盆地演化、主要断裂带的断裂结构及其活动性研究等方面取得了重要进展,对南水北调西线一期工程区进行了详细地质调查,编制了一期工程区带状地质图、引水线路评价剖面图,提出了引水线路优选方案,为区域地质调查拓宽服务领域提供了经验,开展了区域地质调查数字填图系统应用试点工作,对系统运用的可行性、有效性及适用性进行了探讨,初步建立适宜于工程与环境地质调查为侧重点的数字区域地质调查工作流程与方法,提高了区域地质研究程度和成果报告的社会实用性。     

评分法在铁路隧道勘察预测隧道最大涌水量的应用

摘要：在隧道建设施工中,涌水灾害是隧道建设中倍受关注的问题之一。涌水量预测关系到隧道方案的工程设计、施工条件、工程造价、养护条件和运营安全。因此,在勘察阶段如何较为准确地预测隧道涌水量的大小,为隧道施工制定合理的防排水措施提供依据,评价其建设施工对地下水环境影响,成为众多工程地质水文地质工作者日益关注的课题之一。     

南水北调西线工程区降水特征分析

利用30个站的1965-2000年日降水资料,分析了南水北调西线工程区的降水气候特征、降水过程特征和降水极值特征.结果表明:该区多年平均降水量为520.5 mm,年降水量等值线呈东北-西南向分布,由西北向东南递增,半干旱区和湿润地区年降水量的分界线在该区沿玉树-清水河-大武-河南-合作-临洮一线分布;降水过程大部分大于5 d,降水集中在3 d左右,过程降水量可分为纬向类和斜向类两种,斜向类占大多数,其中斜向类又可分为西北-东南向、东北-西南向两种,以西北-东南向的发生较多.降水中心由西北向东南方向移动,或中心变动不大,但范围先加大后减小.在所有降水过程中,一日最大雨量出现在壤塘的频率最高,其次为若尔盖和临洮;3 d最大降水量最频繁发生在临洮,其次为壤塘和若尔盖.18次过程降水极值分布与多年的年降水量大值区相对应.1965年、1984年、1992年过程降水偏弱,1981年、1989年、1999年过程降水偏强.     

综合物探方法在福建高速公路隧道勘察中的应用

在高速公路勘察前期,物探勘察能为高速公路线路的设计及其它勘察工作的布置提供基础资料。根据不同的地质条件以及勘察要求选择合适的物探方法,能达到事半功倍的效果。通过具体实例说明几种物探方法在福建省境内高速公路隧道勘察中的应用效果、存在问题及解决方法等。