隧道围岩工程地质特征
A. 隧道围岩地质特征包括哪些
应该包括岩性、岩石的力学性质(如抗压强度、抗剪强度、抗拉强度)物理性质(孔隙率、比重、)、岩石的组成矿物、裂隙发育程度,含水量等
B. 做隧道毕业设计,已有地形图,所需的围岩条件,工程地质条件等从哪获取啊
指导老师不会给吗?,我是铁道毕业设计的,老师有一些资料会给的
C. 矿体及围岩的工程地质条件
总的来说,矿物资源有三大类
(1)气体矿物资源——天然气;
(2)液体矿物资源——石油、地下水;
(3)固体矿物资源——煤炭、各类金属矿物等。
这里讨论的重点是与固体矿物资源开发有关的矿山地质工程问题,故对气体和液体矿物资源开发的地质工程工作有关的问题暂且不论,但不等于这类矿产开发时没有问题,实际上,目前已经出现了不少问题,如地下水开发引起地面沉降;石油开采中注水驱油进行强化开采中出现大量井损事故等。这些事故如果事先进行适量的工程地质勘察、研究,采取适当措施,大部分是可以避免的。
就固体矿体来说,其矿床地质构造,从工程地质角度来看,可分为三大类
(1)层状矿床:煤、磷等矿床,埋藏于层状沉积岩体内;
(2)层控矿床:铜、铁、镍等,以似层状产状埋藏于变质岩或岩浆岩、火山岩等块状岩体内;
(3)脉状矿床:铅、锌、钨等脉状矿体侵入到各类岩体内。
各类矿床与其成矿条件相伴随的有其自己的工程地质条件规律。地质工程工作者掌握了这些特点后会对所研究的对象具有一定的预见性。举例如下。
1.煤矿
煤矿是典型的层状矿床。主要为陆相、海陆交互相(湖相、沼泽相、冲积相等)。从成煤时代上来说,从石炭纪到第三纪都有;
第一石炭—二叠成煤期主要为滨海及海陆交互相及湖相建造。其建造特点是粘土岩、砂岩、页岩、砾岩互层存在,有的地区还存在有石灰岩。岩相比较稳定,除因构造断裂破坏外,相变不大,其主要的地质工程问题为:
(1)软岩:特别是铝土页岩,不仅软,而且易风化、膨胀,巷道变形极为常见;
(2)地应力:由于地应力比较高,随着采深加大,冲击地压及巷道收敛变形极为显著;
(3)地下水:这些煤矿下部一般直接与奥陶纪石灰岩接触。中国奥陶纪石灰岩中喀斯特比较发育,地下水比较丰富,即俗称奥灰水。煤炭开采中由于底板隔水层薄、断层切割、陷落柱连通等原因,极易引起突水,这些问题在华北地区极为常见。
第二个成煤期为侏罗及白垩纪,主要为内陆盆地相碎屑岩建造。随着构造作用强度不同,有的平缓展布,岩体结构完整;有的褶皱剧烈,层间错动发育,构成板裂结构岩体。水平地应力一般大于垂直地应力,距主要含水层奥陶纪石灰岩较远,突水威胁不大。而白垩纪砂砾岩常构成坚硬难冒顶板,成为采煤过程中的难题。
第三纪煤炭在我国分布也是相当广泛,东北、新疆、内蒙古、云南、贵州及台湾都有分布。它们主要为内陆湖相沉积,岩性为粘土岩、砂岩及砾岩互层产出。在构造作用下,层间错动极发育,多具板裂结构特征。因埋藏较浅,成岩作用很低,极易风化和在地下水作用下极易泥化,强度软化系数很低。
2.菱铁矿
菱铁矿分布极为广泛,从地质时代上来说,除新生代外,从古生代到太古宙都有分布。从建造上看,主要为沉积的和变质的碎屑岩—泥质岩—碳酸岩建造及火山—沉积岩系和陆相碎屑—泥质岩—有机岩建造。从成因来说,大体可分为沉积型、火山—沉积型、沉积—热液改造型、变质沉积型和接触交代—热液型矿床。由此决定了这类矿体大部分呈层状和层控结构特征,矿床与围岩整合产出,局限于含矿围岩中顺层延伸,与围岩同步褶皱和错断,少部分与热液活动有关的呈脉状、束状和透镜体状。这类矿床在沉积—改造和变质过程中,由于后期热液活动和构造作用的影响,形成了一些不规则矿体,交切原生沉积层状矿体和围岩层(片)理发育,甚至某些呈矿巢、矿瘤和不规则矿体。层状及层控矿床构成的矿山在开发过程中遇到的问题与煤炭矿山工程地质问题比较类似;脉状、束状、透镜体状等不规则矿体的矿床尽管具有热液作用特征,但近矿体围岩蚀变很弱或没有蚀变,矿体与围岩呈硬接触。除由采矿形成架空结构使岩体恶化外,原岩体的工程地质条件还是比较好的。
3.与火山岩有关的铁矿
对地质工程来说,我们最关心的是矿体形状与围岩接触和蚀变关系,前者控制着矿山工程特征;后者对矿山工程稳定性影响极大。根据国内外资料统计,这类铁矿体约有80%为层状或似层状与围岩整合产出,少部分为透镜体状,穿插于裂隙中的脉状,围岩有的破碎,有的完整,大部分围岩遭受蚀变,也有的无蚀变现象;围岩蚀变作用主要为矽卡岩、绢云母化、黑云母化、高岭土化,一般强度低,它们构成的接触带为软弱结构面或软弱夹层,岩体易产生失稳现象;另外还有硅化、方柱石化、钠长石化,岩体有强化作用,但范围不大。蚀变带厚度一般不大,约为数米至数十米,它们构成一种特殊的工程地质岩组。
4.围岩蚀变
在金属矿山工程地质研究中,这是一个极为重要的工程地质问题。有色金属及与火山岩有关的黑色金属矿床绝大部分都伴有围岩蚀变作用,实际上,这是岩浆活动的伴生产物。早期形成的岩石在气化—热液作用下,两者之间产生新的化学平衡发生的一系列旧物质为新物质所代替的交代作用。围岩蚀变是多种多样的,是由许多因素决定的,其中主要的因素有:①围岩成分;②气化—热液成分和浓度、酸碱度;③温度;④压力。由于形成条件所决定,常见的围岩蚀变方式和类型有两种:
(1)气化高温热液蚀变:矽卡岩化、云英岩化、白云母化、电气石化、黑云母化、方柱石化、阳起石化、绿帘石化、黝帘石化、钾长石化、钠长石化、霞石化、霓石化、萤石化等。
(2)中低温热液蚀变有:绢云母化、硅化、石髓化、绢英化、黄铁矿化、绿泥石化、碳酸盐化、白云石化、粘土化、赤铁矿化、蛇纹石化、钠黝帘石化、泡沸石化、石膏化等。
上列蚀变产物下划有“
上述有限资料表明,在研究矿山工程地质条件时必须认真研究矿床形成给地质体带来的特殊条件和对地质体改造形成的特殊条件。
D. 简述隧洞设计中应注意哪些工程地质问题
隧道支护结构的设计应根据围岩条件(围岩的强度特性、初始应地力场等)
和设计条件(隧版道断面形状、隧道周边地权形条件、环境条件等)选择合适的设计
方法。
根据隧道支护结构的特点,在预设计中采用以下方法:
(1) 标准支护模式的设计方法(简称标准设计)
;
(2) 类似条件的设计方法(简称类比设计或经验设计)
;
(3) 解析的设计方法(简称解析设计)
。
隧道支护结构设计,在有标准支护模式时以标准设计为主要的设计方法。
在没有标准支护模式时,
则要根据围岩条件、
结构特点等选择类比设计或解析设
计的方法进行设计。
目前,
我国铁路隧道主要是采用标准设计方法进行设计的,
而公路隧道还处
在类比设计的阶段,
但有的设计单位也逐渐向采用标准设计的方向演变。
国外在
绝大多数场合,公路隧道是采用标准设计模式的。
E. 隧道围岩水文地质与工程地质概况划分与超前支护为什么不在同一直线,其中存在过渡段,过渡段归前还是后
举例说明:如Ⅳ级围抄岩向Ⅴ级围岩施工,则过渡段按Ⅴ级支护。如Ⅴ级围岩向Ⅳ级围岩施工,则过渡段也按Ⅴ级支护。一般过渡段施工按过渡段较弱的围岩支护。不在同一直线,因为围岩不可能像图纸上说的由上一级围岩直接变到下一级围岩。
F. 隧道工程地质调查的内容有哪些
1查明隧道通过地段的地形、地貌、地层、岩性、构造。岩质隧道应着重查明岩层层理、片理、节理等软弱结构面的产状及组合形式,断层、褶皱的性质、产状、宽度及破碎程度;土质隧道应着重查明土的成因类型、结构、物质成分、密实程度等。傍山隧道,当外侧洞壁较薄时,应预测偏压带来的各种危害。
2查明隧道是否通过煤层、膨胀性地层及有害矿体等。对含有这些地层的地段,应预测地层膨胀对洞身的影响,并对有害气体或放射性物质的含量作出评价。
3查明不良地质、特殊地质对隧道通过的影响,特别是对洞口位置及边坡、
仰坡的影响,提出工程措施意见。
4查明隧道附近井、泉的分布情况,分析隧道地区的水文地质条件,判明地下水的类型、水质及补给来源,预测地下水的侵蚀性和洞身分段涌水量。在岩溶地区,应分析涌水及填充物是否有突然涌出的危险。
并充分估计隧道开挖引起地表塌陷及地表水漏失的问题,提出相应的工程措施意见。
5对于深埋隧道,应做隧道地温升温预测。对岩层坚硬、致密、性脆、构造应力集中的地段,应考虑发生岩爆的可能性。
6综合分析岩性、构造、地下水等有关地质测绘、勘探、测试成果,分段确定隧道围岩级别。
7在隧道洞口需要接长明洞的地段,应查明明洞基底的工程地质条件。
8查明横洞、平行导航、斜井、竖井等的工程地质条件。
G. 围岩地质特征包括哪些
根据围岩地质特征,将围岩分为五类。
一、I类:稳定围岩
岩石新鲜完整,受地质构造影响轻微、节理裂隙不发育或稍发育,多系闭合且延伸不长,没有或仅有宽度一般小于0.lm的软弱结构面。结构面无不稳定组合,断层走向与洞线正交,地下水活动轻微,岩体呈块状整体结构或块状砌体结构。
二、Ⅱ类:基本稳定围岩
岩石新鲜或微风化,受地质构造影响一般,节理裂隙稍发育或发育,有少数宽度不大于0.5~0.6m的软弱结构面,层间结合差,岩体呈块状砌体或层状砌体结构。结构面组合基本稳定,仅局部有不稳定组合,断层等软弱结构面走向与洞线斜交或正交。洞壁潮湿有渗水或滴水。
三、Ⅲ类:稳定性较差的围岩
岩石微风化或弱风化,受地质构造影响严重,节理裂隙发育,部分张开且充泥,软弱结构面分布较多,宽度小于1.0m,岩体呈碎石状镶嵌结构。结构面组合不利于围岩稳定的较多,断层等主要软弱结构面走向与洞线斜交或近平行。地下水活动显著,沿结构面有渗水、滴水或线状涌水。
四、Ⅳ类:稳定性差的围岩
围岩岩体状态同第Ⅲ类,但软弱结构面分布较多,宽度小于2.0m,节理裂隙局部极发育,岩体呈碎石状镶嵌结构,局部呈碎石状压碎结构。结构面组合不利于围岩稳定,断层等软弱结构面走向与洞线近平行。地下水活动显著,沿结构面有渗水、滴水或线状涌水。
五、Ⅴ类:极不稳定围岩
强风化或全风化岩体,受地质构造影响严重,节理裂隙极发育,断层破碎带宽度大于2m,裂隙中多充泥。岩体呈角砾、泥沙、岩屑状散体结构。结构面呈零乱状不稳定组合,断层等主要软弱结构面走向与洞线近平行;或松散土层、砂层、滑坡堆积层及一些碎、卵石土等;挤压强烈的大断层带,裂隙杂乱,呈土夹石或石夹土状。地下水活动强烈,有较大涌水量,常引起不断塌方。
H. 修建隧道常遇到哪些工程地质问题
隧道工程的重大工程地质问题主要有高地应力岩爆、围岩大变形、岩溶涌突水、有害气体等。
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I. 隧道围岩等级与分类的关系。比如说 V级围岩=V类围岩 还是V级围岩=二类围岩
老规范将隧道围岩分成六类,分别是Ⅵ、Ⅴ、Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ,数字越大的围岩性质越好。新规范将隧道围岩分成六级,分别是Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ,数字越小的围岩性质越好。所以老规范中的海类围岩就是新规范中的Ⅱ级围岩,老规范中的Ⅱ类围岩就是新规范中的Ⅴ级围岩了。
隧道围岩一般共分为6级,一级围岩最好,基本上是整块坚硬的石头;六级围岩最差,基本上是碎散的松软土体。
Ⅰ类:岩石新鲜完整、构造影响轻微、节理裂隙不发育或稍发育, 闭合且延伸不长,无 或很少软弱结构面、断层带宽<0.1米, 与洞向近正交、 岩体呈整体或块状砌体结构。
Ⅱ类:岩石新鲜或微风化,受构海影响一般。节理裂隙稍发育或发育。有少量软弱结构面、层间结合差。断层破碎带宽<0.5米、与洞向斜交或正交、岩体呈块状砌体或层状砌体结构 。
Ⅲ类:岩石微风化或弱风化,受地质构造影响裂隙发育、部分张开充泥。软弱结构面分布较多、断层破碎带<1米,与洞线斜交或平行、岩石呈碎石状镶嵌结构。
Ⅳ类:与III类同。断裂及软弱结构面较多,断层破碎带<2米,与洞平行,岩体呈碎石状镶嵌结构,局部呈碎石状压碎结构 。
Ⅴ类:散体:砂层滑坡堆积及碎、卵、砾质土。
(9)隧道围岩工程地质特征扩展阅读
工程地质学中把重分布应力影响范围内的岩体称为围岩。绝大部分为6r(r为洞室半径 )。[1]
一、地质学名词,相对于某种地壳物质周围的岩石。常见的有岩浆的围岩和矿体的围岩。煤层围岩指的是煤层周围一定范围内,对煤层的稳定有影响的岩(土)体。
二、在岩石地下工程中,由于受开挖影响而发生应力状态改变的周围岩体。
围岩是洞室四周围绕的岩石,这个洞室可以是人工开凿的(例如各种隧道、地下仓库等等),也可以是天然形成的(例如山洞、溶洞等等)。
工程性质
围岩的工程性质,—般包括三个方面:物理性质、水理性质和力学性质。而对围岩稳定性最有影响的则是力学性质,即围岩抵抗变形和破坏的性能。围岩既可以是岩体、也可以是土体。
岩体是在漫长的地质历史中,经过岩石建造、构造形变和次生蜕变而形成的地质体。它被许许多多不同方向、不同规模的断层面、层理面、节理面和裂隙面等各种地质界面切割为大小不等,形状各异的各种块体。
工程地质学中将这些地质界面称之为结构面或不连续面,将这些块体称之为结构体,并将岩体看作是由结构面和结构体组合而成的具有结构特征的地质体。
所以,岩体的力学性质性质主要取决于岩体的结构特征、结构体岩石的特征以及结构面的特性。
环境因素尤其是地下水和地温对岩体的力学性质影响也很大。在众多的因素中,哪个起主导作用需视具体条件而定。
J. 围岩的工程地质和水文地质资料对隧道的设计和施工有哪些方面影响
直接影响隧道的支护等级和超前支护方式