工程地质论文
工程地质论文范文1:隧道工程地质雷达探测与分析
通过实际工程应用，介绍了地质雷达的特点、原理和探测分析方法。在隧道工程超前地质探测预报和隧道结构探测中的应用，证明了地质雷达在实际应用中的实用性、先进性和重要作用。
公路隧道；探地雷达；检测；提前预测；app应用
1，项目概述
小北山二号隧道为长隧道，按左右线分开布置。左洞起止里程为ZK 65438+209m+571 ~ ZK 21+091，长度为1520m。揭阳端入口采用竹插条，入口设计标高为30.353米；惠来端入口采用竹插条，入口设计标高为65438+。右线隧道起止里程为ZK 19+599 ~ ZK 21+081，长度为1482m。揭阳端进口为竹切式，惠来端进口设计高程30.493m，隧道位于丘陵地带，山体地形陡峭，山体植被发育良好，有大小不等的花岗岩巨砾。隧址基底主要为燕山期花岗岩，局部可见辉绿岩脉。覆盖层由粘土和全风化岩石组成，基岩由中-微风化岩石组成。隧道场区地下水类型主要为潜水，含水层主要为第四系松散层孔隙和中风化至微风化岩石风化裂隙。
2.探地雷达的发展与应用。
随着社会的快速发展，岩土工程勘察有了很多便利条件和很多工具。重要的方法有弹性波法及其电磁波法。实际工程中经常使用的电磁波法是地质雷达，隧道地震检波器更适合远距离宏观地质问题探测；而且探地雷达方法可以结合高频电磁波进行非常快速的无损检测，所以如果频带非常高，在隧道结构中也可以检测到。随着时间的推移，公路隧道工程的埋深、规模和数量不断增加，施工过程中遇到了许多复杂的工程地质条件。虽然在设计之前已经做了详细的地质勘察，但是在隧道的实际开挖中还是会出现很多问题。从这些方面可以很好的说明隧道施工时围岩的稳定性和一些隧道掌子面前方的实际情况，及时做出超前预报。当隧道内或建成后发生一些事故时，应结合现行规范的上述要求和隧道本身的结构特点，不仅观察隧道表面，测量净空断面，必要时还应利用地质雷达进行一些深入的探测，如围岩的密实性、完整性和稳定性，钢拱架的分布，有无离析，蜂窝坑和衬砌混凝土的均匀性和一致性，相应的完整性和衬砌的有效厚度等。实际情况证明，地质雷达技术可以在隧道施工中做出非常详细的地质预报。现在，探地雷达的探测技术已经发展到单点探测和连续探测的实时自动成图。而国外国家探地雷达基本都是单脉冲雷达，工作频率在50到2 GHz。最具代表性的国家是美国和加拿大。我国生产的一系列地质雷达，结合地下工程超前预报的特点，采用脉冲调制，探测距离极远，分辨率高。其工作频率约为160至220 MHz，探测距离可达40至60米，能很好地适应超前地质预报和一些工程探测。
3.检测原理和方法
地质超前预报应根据设计图纸和设计任务书，按规定进行。预测应是检查沿隧道纵向30米范围内的一些不安全地质问题，探测前期地层的岩性变化和水文地质特征(软弱地层的分布、断层发育及其影响带、出水情况等。)，分析隧道围岩级别，列出一些施工建议，保证隧道施工安全，减少一些不必要的损失，为动态设计提供依据。本次地质预报采用地质雷达系统，使用100 MHz的空气耦合天线，结合探测前方岩石的特点和现场施工条件，详细探测30米左右的距离。预测工作面位于ZK19+735，利用一些测点和一系列方法对工作面前方进行了详细预测。
4、数据处理及结果。
通过一系列软件对实测数据进行处理和分析，然后结合场地岩性的实际情况选取合适的相对介电常数，进而得出一些结果。在结果解释中，开始时，如果发现非常明显的反相反射波组，应该是岩性变差的表现；如果发现有非常明显的正相强波反射群，应该是岩石岩性改善的表现。结合反射波的实际反射强度，可以区分反射界面前方介质的一系列特征。根据雷达资料处理结果和地质资料分析，得到如下预测结果:(1)隧道掌子面为强风化花岗岩，上方自稳能力差，中部掉块严重，局部湿度明显，推断围岩级别为ⅴ级..(2)隧道掌子面右侧前方4 ~ 10m(ZK 19+739 ~ ZK 19+745)区域反射信号强，同相轴紊乱。推断该区域与隧道掌子面相似，破碎带明显，围岩完整性差，围岩等级为ⅴ级(3)隧道掌子面前方10 ~ 15m(ZK 19+745 ~ ZK 19+750)区域反射信号平稳下降，同相轴稳定，但仍有间断。推断该区岩性略有改善，但仍较破碎且含水，推断围岩级别为ⅳ级。(4)隧道掌子面前方15 ~ 30m(ZK 19+750 ~ ZK 19+765)区域信号较弱。增加增益后发现同相轴更加连续，推测该区岩性有所改善，级别应为四级。根据研究结果，提出建议:(1)ZK 19+735隧道掌子面围岩为强风化花岗岩，自稳能力差，局部湿度明显，中间掉块严重，应严格控制进尺，加强支护，防止塌方。(2)掌子面前方10m区域围岩与掌子面相似，稳定性差，破碎带明显，易坍塌。严格控制进尺，及时做好初期支护并保证强度，防止坠落和坍塌，同时做好排水工作。(3)掌子面前方20m后，岩性有所改善。建议采用上下台阶的方法，严格控制进尺，及时做好初期支护工作并保证强度，防止掉块和坍塌，同时做好排水工作。
5.结束语
在隧道施工或后期运营过程中，探地雷达可以对工程质量进行详细检测，更严格地控制工程质量，更好地检查工程缺陷。如果说天线的频率特性和工作方式有一定的影响，地质雷达对介质参数的探测还有很多争议，那么通过不断的改进和发展，地质雷达在隧道工程探测中一定会发挥非常重要的作用。综上所述，地质雷达在地质超前预报中的应用，可以在隧道施工过程中准确地发现和预报危及工程施工安全的相关地质灾害。地质雷达可以探测到隧道结构中的重要施工缺陷，为有问题的隧道提供一些非常可靠的依据，可以提高工作效率，节省一些资金。
辅仁山隧道工程地质研究
富仁山隧道是由中国水电十四局承建的西成铁路Xi至江油段XCZQ-5标段的典型隧道工程。隧道位于秦岭南麓低山地区，位于商丹断裂带和勉略-巴山弧形断裂带夹夹的南秦岭构造带。其内部组成和结构变形十分复杂，工程地质现象相当特殊，具有一定的研究意义。
辅仁山隧道；工程地质特征；地质结构
1辅仁山隧道工程概述
目前在建的西成客运专线按照国家铁路一级复线建设，设计时速250km/h，主要功能是客运。它起于Xi安，穿越秦岭，经陕西汉中，越过米仓山，进入四川，经四川广元至江油与绵成乐客运专线相接，直达成都。预计该线路通车后，Xi到成都的直线距离将大大缩短。从Xi安到汉中仅需1小时，到成都仅需3小时。该项目由Xi至四川江油段和成绵乐城际铁路两部分组成，全长660公里。项目预计总投资约688亿元。西成客运专线陕西段全长342.9公里，建设工期5年。中国水电十四局负责西成铁路Xi安至江油段(陕西省内)XCZQ-5标段，正线全长31.81Km。本标段主要包括:洛曲隧道进出口路基工程94.7m，隧道工程4座(含6330m部分德力隧道、辅仁山隧道、洛曲隧道、范家嘴隧道)，总长30.47Km，桥梁3座(金水河大桥、酉水河大桥、何金龙大桥)，总长1.2457Km，辅仁山隧道位于秦岭南麓低山地区。隧道范围平均标高为1200m，最高标高为1634.1m。洞身表面起伏较大，自然坡度为30？~40?有许多基岩？v？u型侵蚀沟多由北向南分布，隧道区山高坡陡，基岩裸露，沟壑纵横，地形复杂，植被茂密。隧道里程为dk 159+625.95 ~ dk 172+725.5。入口位于金水河牛角坝，出口位于酉水河宋嘉言，最大埋深929m，最小埋深46 m，隧道均位于直线以上，隧道3？上坡进洞到DK162+900，再走8？下山，出洞。入口位于金水河右岸斜坡上，隧道含斜井，是本标段重点控制隧道。本隧道建筑限界采用《高速铁路设计规范》(TB10621？隧道采用2009年规定的净空尺寸。隧(2008)0201？轨面有效面积为92m2，隧道线间距为4.6m，隧道衬砌内轮廓在曲线上不加宽，施工根据围岩情况采用短进尺、局部开挖、初期支护，及时跟进二次衬砌，确保施工安全。
2沿线气候条件
该地区属亚热带湿润季风气候，特点是温暖湿润，四季分明，降水多集中在夏秋季，暴雨灾害频繁。年平均气温15.2℃，极端最高气温38.4℃，极端最低气温-5.9℃，年平均降水量785.5mm，年平均蒸发量1160.5 mm。
3工程地质特征
3.1地层岩性
隧道穿越地层主要包括第四系全新统(Q4)、志留系下统(S1)、元古界中上统(Pt2-3)和太古界(Ar)构造岩。(1)第四系全新统(Q4)主要包括:膨胀土(Q4d19)、卵石土(Q4d17)、碎石土(Q4d17、p17)、块土(Q4d65438+)。(2)下志留统(S1):片岩夹大理岩(S1Sc+Mb)、大理岩(S1Mb)、片岩(S1Sc)，主要为灰色黄晴灰色变质结构，片状块状构造。(3)中元古代(Pt2-3):麻粒岩夹大理岩(Pt2-3Gr+Mb)，大理岩夹片麻岩(Pt2-3Mb+Mb)。多为灰褐色、浅灰色，风化厚度约1-10 mm. (4)太古界(Ar):片麻岩夹大理岩(Pt2-3Gr+Mb)，灰褐色，浅灰色粒状结晶结构，块状构造，风化厚度2-8 mm..(5)构造岩以碎裂岩为主，多为青灰色、灰褐色，宽约20-65m，工程地质较差。
3.2地质结构
辅仁山隧道位于商丹断裂带和勉略-巴山弧形断裂带所夹的南秦岭构造带，相当于秦岭造山带的蜂腰。隧道主体位于佛坪洞南半部。经过多次地质和构造活动，其内部组成和构造变形十分复杂。目前已发现的主要断层有:f66、f67、f68、f69、f70、f70-1、f71、F71、F71、f71-2，其中f66为有产状的逆断层。-N80？W(65？-N75？)，破碎带宽约10-30m，断裂带物质成分为碎裂岩，局部为断层角砾岩，断裂带内部岩体较为破碎，隧道洞身穿越dk 159+856 ~ dk 159+878.4。F67是伴随N60出现的逆断层？-N80？W(50？-N65？)，断层带宽30~40m，内部成分为断层角砾岩，洞身穿越dk 160+281 ~ dk 160+318。此外，隧道段还有两个背斜和一个向斜。背斜核部洞身中心里程为dk 165+543 ~ dk 169+062。岩体破碎，节理发育。向斜核心不穿洞身，富水性强，岩体破碎，节理发育。由于隧道区质体发育年代久远，构造运动强烈，区域较大。
3.3不良地质和特殊岩土
(1)隧道内的不良地质为分布在洞口左侧的大理岩岩溶。岩溶现象主要发育在隧道洞口左侧金水河右岸的大理岩中，以溶洞形式发育。溶洞直径约1-3m，可见延伸深度大于10m，未完全充填，充填物为角砾岩和杂砂。(2)隧道区特殊岩土为弱-中等膨胀性膨胀土。
4工程设计情况
针对辅仁山隧道地层岩性多样、地质构造复杂、不良地质现象频发等工程地质特点，建设单位在详细的现场勘察和室内研究的基础上，制定了较为科学合理的设计方案:(1)洞口工程采用明挖段斜洞口，出口采用边坡向上的斜洞口设置截水沟，边坡采用锚网喷混凝土支护。(2)隧道内部使用的隧道主体工程？隧(2008)0201？衬砌内轮廓92m2，轨面有效面积92m2，隧道采用复合衬砌，初期支护采用喷射混凝土、锚杆、钢筋网、钢架、二次衬砌等。，保留各衬砌类型的变形，在特殊地形地质地段采用管棚和小导管加强支护措施。
参考资料:
[1]王。隧道工程[M]。北京:人民交通出版社，2013。
兰州铁道学院。隧道工程[M]。北京:人民铁道出版社，1977。
张。工程地质学[M]。北京。地质出版社，1983。
[4]《高速铁路设计规范》(TB10621？[S].2009。
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