特殊土的主要工程地质问题
- 格式:docx
- 大小:11.48 KB
- 文档页数:2
特殊地质概述在隧道施工过程中常遇到一些不利于施工的特殊地质地段,如膨胀土围岩、黄土、溶洞、断层、松散地层、流沙、瓦斯、煤与瓦斯突出、岩爆等。
隧道在开挖、支护和衬砌过程中,由于各种因素的影响可能发生土石坍塌、坑道支撑变形、衬砌结构断裂等情况,严重影响施工进度、安全和质量。
隧道穿越含有瓦斯的地层、具有煤与瓦斯突出危险性的煤系地层和具有岩爆危险性的地层时,可能发生瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出和岩爆等事故,更严重地威胁着施工安全。
隧道通过特殊地质地段施工时应注意以下几点:(1)施工前应对设计所提供的工程地质和水文地质资料进行详细分析了解,深入细致地作施工调查,制订相应的施工方案和措施,配备相应的技术管理人员,备足有关机具及材料,认真编制和实施施工组织设计,使工程达到安全、优质、高效的目的。
反之,即便地质并非不良,也会因准备不足、施工方法不当或措施不力导致施工事故,延误施工进度。
(2)特殊地质地段隧道施工,以“先治水(抽排瓦斯、消除煤与瓦斯突出危险性、消除岩爆危险性)、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤检查、稳步前进”为指导原则。
在选择和确定施工方案时,应以安全为前提,综合考虑隧道工程地质及水文地质条件、断面形式、尺寸、埋置深度、施工机械装备、工期和经济的可行性等因素而定。
同时应考虑围岩变化时施工方法的适应性及其变更的可能性,以免造成工程失误和增加投资。
(3)施工前首先要做好隧道施工过程中的超前地质预测预报工作(物探、钻探及超前炮孔探测),探明有突水(瓦斯、煤与瓦斯突出、岩爆)可能的施工地段,应编制防治水(瓦斯、煤与瓦斯突出、岩爆)专项施工方案,实施超前排放水(超前排放瓦斯、超前防突措施消除突出危险、超前卸压措施消除岩爆危险),严防突水(瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出、岩爆)事故发生。
(4)采用新奥法施工。
为了掌握施工中围岩和支护的力学动态及稳定程度,以及确定施工工序,保证施工安全,应实施现场监控量测,充分利用监控量测指导施工。
大连地区红粘土的分布、分类及其工程地质特征红粘土作为一种特殊土已被国内外广大地质和岩土工作者所认识,并且作了大量的研究工作。
本文把大连地区红粘土和工程地质特征进行介绍,以便在工程实践中加以研究和利用。
一、红粘土形成的特定地质环境和成土因素1.成土母岩对红粘土形成的影响,红粘土作为一种土,除了具备其他土的成土因素外,还应具有自己的成土规律。
岩石和岩石中矿物的耐风化能力是成土作用的内在因素,在一般的情况下矿物形成愈接近地表条件时,抵抗风化的能力愈强,总的来说稳定性从大到小的顺序为:氧化物>硅酸盐>碳酸盐和硫化物,因此岩石遭受风化作用的速度和程度,成土作用的类型等往往取决于岩石的类型和矿物成分。
2.气候条件是成土和形成红粘土作用的另一个主要的外在因素(温度、雨量),温度影响化学反应(分解)的速度控制水的效能。
3.地形、地貌和水文条件,成土作用的主要风化是化学风化,化学反应包括:水解、氧化、离子交换、水合、碳酸盐化、络离子形成、简单的化学溶解等。
造岩矿物(硅酸盐)主要通过水解而分解,由此可见除了气候条件而外,水在化学风化过程中起到主导作用,而水文条件和地貌、地形条件紧紧相关。
二、大连地区红粘土的分布和分类如前所述红粘土在我国南方广大地区的形成和分布受到多种因素的影响,近年来由于地区开发和研究的不断深入,在我国北方如大连地区也有所发现,北方地区红粘土和南方红粘土既有共同特征又有区别。
1.大连地区红粘土的形成。
大连位于我国东北地区南部,属温带季风型气候,在东北地区相对温和多雨,有利于岩石的化学风化和红土化的形成,又由于处在沿海丘陵,地形、地貌条件复杂,河流阶地也较为发育,这就初步具有了地形、地貌和水文条件有利于红粘土的形成。
区内成土母岩具备了红粘土的形成条件,本区主要分布震旦系地层:由下而上分别为:石英岩、板岩、互层带和石灰岩,其中石英岩和硅质岩往往构成低山和丘陵为剥蚀区,而泥质灰岩、板岩和广泛分布的辉绿岩墙地区,则地势低平,或形成负地形。
特殊土的工程性质土是地球表面尚未固结成岩的松散堆积物。
是自然历史时期经过各种地质作用形成的地质体。
土位于地壳的表层,主要是第四纪的产物,是人类工程经济活动的主要地质环境。
土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒,在原地残留或经过不同的搬运方式,在各种自然环境中形成的堆积物。
我国幅员广大,地质条件复杂,分布土类繁多,工程性质各异。
不同类别的工程,对土的物理和力学性质的研究重点和深度都各自不同。
土的形成年代和成因对土的工程性质有很大影响,不同成因类型的土,其力学性质会有很大差别,特殊土是指具有一定分布区域或工程意义上具有特殊成分、状态或结构特征的土。
我国的特殊土不仅类型多,而且分布广,各种天然或人为形成的特殊土的分布,都有其一定的规律,表现一定的区域性。
在我国,具有一定分布区域和特殊工程意义的特殊土包括:沿海及内陆地区各种成因的软土:主要分布于西北、华北等干旱、半干旱气候区的黄土;西南亚热带湿热气候区的红粘土;主要分布于南方和中南地区的膨胀土;高纬度、高海拔地区的多年冻土;以及盐渍土、人工填土和污染土等。
一、软土软土一般指压缩性大和强度低的饱和粘性土,多分布在江、河、海洋沿岸、内陆湖、塘、盆地和多雨的山间洼地。
软土一般为外观以灰色为主的细粒土,天然孔隙比大于或等于1.0,且天然含水量大于液限的细粒土,包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。
软土在我国沿海地区分布广泛,内陆平原和山区亦有分布。
我国东海、黄海、渤海、南海等沿海地区,例如滨海相沉积的天津塘沽,浙江温州、宁波等地,以及溺谷相沉积的闽江口平原河滩相沉积的长江中下游、珠江下游、淮河平原、松辽平原等地区。
内陆(山区)软土主要位于湖相沉积的洞庭湖、洪泽湖、太湖、鄱阳湖四周和古云梦泽地区边缘地带,以及昆明的滇池地区,贵州六盘水地区的洪积扇等。
工程性质:1、高含水量和高孔隙性、软土的高含水量和高孔隙性特征是决定其压缩性和抗剪强度的重要因素;2.、渗透性弱、软土渗透系数小、含水量大且呈饱和状态,这不但延缓其土体的固结过程,而且在加荷初期,常易出现较高的孔隙水压力,对地基强度有显著影响;3、压缩性高,。
特殊地质条件下的施工方案设计与施工要点地质条件是施工工程中最重要的因素之一。
不同地质条件下的施工方案设计和施工要点有着很大的差异性。
本文将就特殊地质条件下的施工方案设计与施工要点展开论述。
一、地质勘探与评价在特殊地质条件下进行施工前,首先需要进行地质勘探与评价工作。
地质勘探可以通过钻探、采样、地质雷达等方法获取地质资料,以了解地层结构、地下水位、岩溶洞穴等特殊地质条件。
评价地质条件可以通过地质工程测试、岩土勘探分析等方法,确定施工方案设计与施工要点。
二、安全防护设计特殊地质条件下施工,安全是首要考虑的因素。
根据地质条件和施工要求,合理设计防护措施,避免地质灾害的发生。
常见的安全防护设计包括悬崖防护、岩坡支护、地下水排泄、排水井配置等。
通过合理和科学的防护设计,确保施工过程中的安全和质量。
三、地下水处理地下水是特殊地质条件下施工中常见的问题之一。
在地下水丰富的地区,需要采取适当的地下水处理措施。
例如,可以使用抽水井进行降水处理,减少工地积水对施工的影响。
此外,还可以采用人工降水、引水排水等方法进行地下水控制。
通过合理的地下水处理,保证施工的顺利进行。
四、土层处理特殊地质条件下的土层处理常常是一项复杂的工作。
根据地质条件和施工要求,选择适当的土层处理方法。
常见的土层处理方法包括挖土、填土、加固和软弱地层处理。
对于软弱地层,可以采用加固措施,如加固桩、灌注桩等。
通过有效的土层处理,确保工程的稳定性和安全性。
五、岩石处理在特殊地质条件下,岩石处理是施工中的重要环节。
对于坚硬的岩石层,可以采用爆破、钻孔、拆除等方法进行处理。
对于脆弱的岩石层,需要小心操作,避免对周围环境造成影响。
在岩石处理过程中,要注意控制振动、噪声和粉尘的产生,保护环境和周围建筑物的安全。
六、施工方案调整特殊地质条件下的施工往往伴随着不确定因素的存在。
在实际施工过程中,可能会遇到出乎意料的情况,需要灵活调整施工方案。
在施工方案调整时,需要充分考虑地质条件变化对施工的影响,并与相关专业人员进行充分讨论和协商。
特殊土的工程性质土是地球表面尚未固结成岩的松散堆积物。
是自然历史时期经过各种地质作用形成的地质体。
土位于地壳的表层,主要是第四纪的产物,是人类工程经济活动的主要地质环境。
土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒,在原地残留或经过不同的搬运方式,在各种自然环境中形成的堆积物。
我国幅员广大,地质条件复杂,分布土类繁多,工程性质各异。
不同类别的工程,对土的物理和力学性质的研究重点和深度都各自不同。
土的形成年代和成因对土的工程性质有很大影响,不同成因类型的土,其力学性质会有很大差别,特殊土是指具有一定分布区域或工程意义上具有特殊成分、状态或结构特征的土。
我国的特殊土不仅类型多,而且分布广,各种天然或人为形成的特殊土的分布,都有其一定的规律,表现一定的区域性。
在我国,具有一定分布区域和特殊工程意义的特殊土包括:沿海及内陆地区各种成因的软土:主要分布于西北、华北等干旱、半干旱气候区的黄土;西南亚热带湿热气候区的红粘土;主要分布于南方和中南地区的膨胀土;高纬度、高海拔地区的多年冻土;以及盐渍土、人工填土和污染土等。
一、软土软土一般指压缩性大和强度低的饱和粘性土,多分布在江、河、海洋沿岸、内陆湖、塘、盆地和多雨的山间洼地。
软土一般为外观以灰色为主的细粒土,天然孔隙比大于或等于1.0,且天然含水量大于液限的细粒土,包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。
软土在我国沿海地区分布广泛,内陆平原和山区亦有分布。
我国东海、黄海、渤海、南海等沿海地区,例如滨海相沉积的天津塘沽,浙江温州、宁波等地,以及溺谷相沉积的闽江口平原河滩相沉积的长江中下游、珠江下游、淮河平原、松辽平原等地区。
内陆(山区)软土主要位于湖相沉积的洞庭湖、洪泽湖、太湖、鄱阳湖四周和古云梦泽地区边缘地带,以及昆明的滇池地区,贵州六盘水地区的洪积扇等。
工程性质:1、高含水量和高孔隙性、软土的高含水量和高孔隙性特征是决定其压缩性和抗剪强度的重要因素;2.、渗透性弱、软土渗透系数小、含水量大且呈饱和状态,这不但延缓其土体的固结过程,而且在加荷初期,常易出现较高的孔隙水压力,对地基强度有显著影响;3、压缩性高,。
特殊土的主要工程地质问题
一、特殊土的概念
特殊土是指在地质力学性质、工程性质和行为特征上与一般土不同的土壤。
它们具有特殊的物理、化学或微观结构特征,对工程建设和地质环境有重要的影响。
二、特殊土的分类与特征
2.1 粘性土
粘性土是特殊土中的一种,其主要特征是粘聚性、可塑性和水分敏感性。
在工程中的主要问题包括: 1. 液化现象:当粘性土受到水分扰动或地震荷载时,其颗粒间的摩擦力减小,土体失去抗剪强度,导致液化现象的发生。
2. 沉降和收缩:粘性土受到水分变化或压实作用时,会发生沉降或收缩,给工程建设带来不稳定因素。
3. 难以抽水:由于粘性土的多孔隙结构较小,孔隙水难以排出,给基础工程的施
工和稳定性带来困难。
2.2 膨胀土
膨胀土是指含有膨胀性矿物质(如膨润土)的土壤,其主要特征是吸湿膨胀和干燥收缩。
在工程中的主要问题包括: 1. 土体膨胀:当膨胀土吸湿后,其体积会发生膨胀,给基础工程带来沉降和破坏的风险。
2. 干燥收缩:膨胀土在干燥条件下会发生体积收缩,导致地基不稳定和开裂的问题。
3. 含水性能:膨胀土中的膨润土会吸湿保水,导致土体的含水性能较高,给工程施工和承载力带来不利影响。
2.3 岩溶地区特殊土
岩溶地区特殊土指的是岩溶地貌中的黏土和细粒土壤,其主要特征是高含水量、高敏感性和易发生坍塌。
在工程中的主要问题包括: 1. 土体坍塌:岩溶特殊土中的黏土和细粒土壤易受水分和人为因素的影响,发生液化、坡体滑坡等坍塌现象。
2. 水源问题:岩溶地区特殊土研究表明,特殊土的水源主要来自地下水,其变化对工程建设和地质环境有重要影响。
3. 地质灾害:岩溶地区特殊土易发生地质灾害,如地面塌陷、岩溶洞穴塌陷等,极大地制约了工程建设和土地利用。
三、特殊土的处理与应对
3.1 加固和处理技术
特殊土处理技术常用的有以下几种方式: 1. 地基处理:采用加固土体、排水、抽水等方式,提高特殊土的稳定性和抗震性能。
2. 处理剂改性:使用化学处理剂改善特殊土的工程性质,如增加其稳定性、抗渗性等。
3. 增加土工合成材料:在特殊土中添加土工合成材料,提高土体的强度和稳定性。
3.2 工程设计与施工注意事项
在特殊土地区的工程设计和施工中,需要注意以下问题: 1. 充分调查与试验:对特殊土进行充分的地质调查与工程试验,了解土体的特性和工程性能。
2. 合理设计与选择材料:根据特殊土的特点,设计合理的工程方案和选择适宜的建材,提高工程的安全性和可靠性。
3. 施工监控与管理:对工程施工过程中的特殊土处理进行严密的监控和管理,及时调整施工方案,确保工程的顺利进行。
3.3 监测与预警系统建设
特殊土地区需要建立完善的监测与预警系统,对土体的变形、位移、水位等进行实时监测和预警,及时采取措施防范工程灾害的发生。
四、结论
特殊土的主要工程地质问题包括粘性土的液化现象、沉降和收缩;膨胀土的膨胀和干燥收缩;岩溶地区特殊土的坍塌、水源和地质灾害。
针对这些问题,可以采用加固和处理技术,并在工程设计和施工中注意合理选择材料和监控系统的建设,以确保工程的安全和可靠。
特殊土的处理和应对需要综合考虑地质特点、工程性能和环境要求,才能实现工程的长期稳定和可持续发展。