工程地质在隧道与地下工程的关系

工程地质和隧道与地下工程的关系

工程地质学：工程地质学是一门介于地质学和土木工程学之间的应用地质学科，它是运用地质学的原理、方法，结合数理力学及土木工程学知识，分析、解决与人类工程和生活活动有关的地质问题。

也就是说，工程地质学这门学科，它的基础是地质学，我们首先应该学习的东西就是各种地形地貌、岩石产状、地质形态、构造运动等等一系列地质知识，当然这些不是单纯为了学习了解地质，而是为我们接下来所需做基础铺垫。我们隧道与地下工程专业，从大学科分类属于建筑类。所谓根深蒂固，也就是说一棵大树它要稳稳的屹立不倒必须有深厚的根基。而建筑工程，它的根基便是深深贴近着大地，只有将这根基做好做牢我们的建筑使用也才会有保障。这就是告诉我们，首先我们在做建筑工程之前，必须选一个适宜的地质环境，然而事实证明我们做工程过程中不可能不或多或少遇上一些不适宜在之上做建筑的地质，这就要求我们，必须用一种方法乃至要考虑数种方法来解决这些地质问题多带来的工程不便甚至危害。工程地质学，在一方面教授我们地质学常识，另一方面与工程相结合，运用地质学的原理、方法，结合数理力学及土木工程学知识，分析、解决与人类工程和生活活动有关的地质问题。公路工程是线型的建筑物，隧道是其中的关节部分，穿越不同的地质、地貌单元要求我们必须对地质环境有很深的探索和理解，使得工程建设减少地质制约，同时也不破坏环境。

隧道及地下工程是从事研究和建造各种隧道及地下工程的规划、勘测、设计、施工和养护的一门应用科学和工程技术，是土木工程的一个分支。隧道及地下工程也指在岩体或土层中修建的通道和各种类型的地下建筑物，包括交通运输方面的铁路、道路、运河隧道，以及地下铁道和水底隧道等；工业和民用方面的市政、防空、采矿、储存和生产等用途的地下工程；军用方面的各种国防坑道；水利发电工程方面的地下发电厂房以及其他各种水工隧洞等。一切工程与大地接触，地质问题直接的影响我们工程的施行，在不同的地质条件下，选用不同的施工技术，或者说因地制宜，都学要我们对地质知识深入了解，对地质勘测深一步应用。例如，中国在云、贵、川及闽、浙一带可以有选择地利用天然溶洞；在西北黄土高原可利用喷锚支护和加强通风照明来修建窑洞民居。当然，在一些特殊地质，或者说不利地质，我们也必须使用恰当的施工方式是工程达到最优，例如，在软土地层中，采用适合地层条件的盾构、顶管、沉管和连续墙施工方案；在硬岩中采用新型掘进机或高效水钻台车，以及光面爆破和预裂爆破等先进技术。在一些长隧道中采用水平钻井已取得成功。以喷锚支护为基础的新奥法施工，可大力推广。

隧道与地下工程施工一般分为两大步：勘测设计和施工。勘测设计：隧道位置的选择一般应服从路线走向。由于隧道工程数量、造价、工期控制等因素，隧道位置在选线方案中是经济技术比较的重要组成部分。对不良地质地段的隧道，特别是长大复杂隧道线及全线或局部线路方案的成立与否，必须精心勘测设计。通过对隧道位置所处的地形、地质、水文等要素的测绘、勘测、测试及综合评定，设计正洞和明洞的长度和结构，决定施工方法，设计辅助坑道、排水系统和附属工程。可以知道这个过程实际上就是，其一是人文需要，也就是我们的需求建设需要；其二则是工程施工需要，找到合适地质环境施工减少造价和施工困难，这主要依靠我们工程地质的知识。第二个过程，施工过程，更是直接在地里面作业，很多应急情况都学要我们技术人员运用各方面只是解决问题，其中工程地质起到了重要作用。由此看来，整个隧道和地下工程的施工，不论是前期准备还是中期施工乃至后期完善都需要用工程地质知识，

贯通其中使得工程取得最优效果。由此可见，在隧道施工的过程里，隧道施工地质工作内容包括：超前地质预报；施工围岩分级及稳定性评价；灾害评估及防治工程措施建议；竣工图及报告等4项内容。超前地质预报是隧道施工地质工作最主要的工作内容：资料收集、地质素描、洞内外水文调查、监测测试、超前地质预测、综合超前预报和成灾警报等六项任务。下面我们从一个隧道施工设计实例中看看其中涉及的众多地质知识。

高边坡改隧道设计中的地质问题及处理建议

赣粤高速公路泰赣段C4标段高边坡位于遂川县巾石乡境内，杨公山隧道的南洞口附近，路线桩号：K203+557~K203+779.原设计为5级高边坡，一、二级坡高各为10米，设计坡率为1：0.25，不设防；第三、四级坡高各20米，设计坡率1：0.5，预应力锚索锚固支护，第五级坡高26米，设计坡率1：0.75，设计支护为锚喷。目前第四、五级边坡开挖、防护均已到位，第三级开挖、防护已部分到位，第一、二级边坡部分开挖。开挖过程中，发现山体地质情况比较复杂，边坡较陡，存在安全隐患，从安全角度考虑，组织对该高边坡的稳定性进行重新分析论证，确定采用单幅隧道方案通过。

1、工程地质条件及评价

1.1 地形地貌

建设场地位于杨公山隧道南洞口附近，与杨公山隧道相隔一条山涧，山体天然植被发育，山势陡峻，山顶标高达430米，山麓标高为250米，山体自然边坡是西南侧陡，西北侧缓，与岩层倾向一致，顺向坡缓，反向坡陡，最陡达59°。路线自山体的西侧山腰近山麓处左深切山体。边坡侧山体平均自然边坡坡度为33°，最陡为45°，最缓为25°。

1.2 地层岩性

建设场地地处巾石至新村花岗岩岩体的东北缘，系属巾石至碧洲复式向斜的南段西北翼。区内地层为寒武系上统水石群变质岩系（ε3）和第四系全新统残坡积层（Q4el+dl）。寒武系地层为一套区域浅变质岩系，地层总体产状为55°∠22°，地层受多期地质构造运动的作用及岩浆侵入影响，地层在区域变质的同时，受岩浆的烘烤交代接触变质作用，区域地层处于混合岩化带，主要表现为局部出现少量团块状、透镜状及不规则状伟晶质和细晶质脉体，开挖后出现的“孤石状”岩体，可能是混合岩化成因，隧道区内该套地层根据岩性组合可分为二大层。⑴板岩层：以黄绿色斑点板岩、粉砂质斑点板岩为主，夹厚层状灰黑色变余长石石英砂岩，风化强烈，岩体呈碎裂结构，夹交代石英质脉体，呈“孤石”状。⑵变质砂岩层：青灰色～灰黑色，厚～巨厚层状变余长石石英砂岩，变余凝灰质砂岩为主，夹厚—中厚层状粉砂质斑点状板岩、变余砂岩。受多期构造运动的影响，岩石节理裂隙发育，自下而上，岩体呈层状块体结构变为层状碎裂结构。

1.3 地质构造

区内受东西向华夏和北东向新华夏系构造的影响，构造较发育，热液活动也十分频繁。区内构造以断裂构造为主，褶曲不明显，具体见构造体系及各构造体系所表现的应力方向。主要