任务认识工程地质问题课件

任务2认识工程地质问题任务引入铁路与公路都属于线路工程，线路往往要穿越地形、地质条件复杂的不同地区或构造单元。成昆铁路元谋境内成雅铁路雅康高速兴康特大桥工程地质问题？教学目标1.掌握道路工程中主要工程地质问题；2.掌握桥梁建设中主要工程地质问题；3.掌握隧道建设中主要工程地质问题。

知识目标1.遵守法律，爱岗敬业，具有社会责任感和参与意识；2.具有质量意识、绿色环保意识与安全意识；3.具有集体与团队合作精神，能进行沟通和协作。

素质目标1.能编制道路、桥梁、隧道工程地质问题调查方案；2.能开展道路、桥梁、隧道工程地质问题调查。

能力目标目录道路工程中主要工程地质问题1桥梁建设中主要工程地质问题2隧道建设中主要工程地质问题3一、道路工程中主要工程地质问题一、道路工程中主要工程地质问题1路基边坡稳定性问题2路基基底稳定性问题3道路冻害问题4建设材料问题影响边坡稳定性的主要因素岩层产状、岩石性质、岩体结构、水的作用、地形地貌及人为因素一、道路工程中主要工程地质问题（一）路基边坡稳定性问题破坏形式：滑坡崩塌错落路基边坡：天然边坡半挖半填路基边坡路堑边坡路基边坡稳定性问题安康至岚皋高速路堑边坡天然边坡安康至岚皋高速七级高边坡国道213线茂县段半挖半填路基发生塌方铁路路堑边坡成昆铁路甘洛县滑坡宝成铁路崩塌川藏交界原滑坡体开裂、错落一、道路工程中主要工程地质问题1.岩层产状当岩层倾角较大时，在背斜山的两坡，单斜山、单斜谷的顺坡开挖路基时，都存在发生顺层崩塌、滑坡等潜在地质灾害的危险，不宜选线修路。岩层产状对道路选线的影响一、道路工程中主要工程地质问题2.岩石性质和岩体结构由坚硬致密的岩石构成的边坡稳定性较好，由泥岩、页岩和风化强烈、裂隙发育、破碎硬岩构成的边坡稳定性较差。层理层面、软弱夹层、不整合面、片理面、裂隙面、断层面、断层破碎带等岩体结构面都会影响边坡稳定性。峰子坨灰岩边坡国道G348义兴大桥泥岩边坡页岩边坡青海共和县龙羊峡砂砾石层土林边坡边坡裂隙发育、基岩破碎板劈理边坡断层破碎带一、道路工程中主要工程地质问题3.土质边坡稳定性土质边坡稳定性取决于亲水性黏土矿物含量。影响因素：土层结构和成因类型水文地质条件自然条件施工方法土质边坡一、道路工程中主要工程地质问题4.岩质边坡稳定性岩质边坡稳定性取决于岩体中的结构面，且同时具备临空面、滑动面和切割面。影响因素：岩石性质地质构造岩体结构类型水文地质条件施工条件甘孜九龙滑坡滑动面318国道基岩临空面、切割面临空面切割面影响路基基底稳定性的主要因素基底土的力学性质、基底面的倾斜程度、软弱结构面、水文地质条件一、道路工程中主要工程地质问题（二）路基基底稳定性问题处理措施：放缓边坡反压护道换填、预压等地基处理破坏形式：整体滑移挤出变形路堤塌陷路基基底稳定性问题路基基底下分布有软弱的泥质夹层且岩层倾向与坡向一致时，若在其下方开挖取土或在上方填土加重高填路堤通过河漫滩或阶地时，若基底下分布有饱水厚层淤泥，在高填路堤的压力下基底下岩溶洞穴的塌陷

路堤整体滑移

基底产生挤出变形引起路堤严重变形一、道路工程中主要工程地质问题路基基底下若为软土、湿陷性黄土、冻土、膨胀土、岩溶空洞和采空区等

路基出现沉陷变形或不均匀膨胀变形2019.4.25广西桂林灵川大境乡2021.9.10陕西安康G211国道填方路基变形垮塌危地马拉路面岩溶塌陷路基不均匀冻胀与路基翻浆影响道路冻害的主要因素气温、路基土的性质、水文地质条件、地形特征和植被情况一、道路工程中主要工程地质问题（三）道路冻害问题防治措施：铺设毛细隔断层设排水沟提高路基标高修筑隔热层破坏形式：路面冻胀路基翻浆道路冻害问题川藏铁路沿线分布有大面积的季节性冻土，以理塘地区和新都桥地区粗颗粒冻土为典型代表，其中理塘地区以砂砾为主，新都桥地区大部分为角砾土，部分为圆砾土。冻土对川蔵铁路的影响主要有：1.冻融作用降低土体抗剪强度，造成冻土边坡发生剥落破坏、滑塌、冲刷和热融滑塌破坏；2.冻土冻结导致土壤电阻率急剧增加，导致铁路供电系统接地电阻、接触电压与跨步电压值显著升高，严重威胁人员和设备安全。3.受冻土区寒冷气候的影响，隧道洞口段易出现冻害，主要表现为隧道洞门墙体开裂、衬砌开裂挂冰及截排水沟结冰堵塞等，对隧道洞口段的安全性和耐久性影响较大。面对川蔵铁路冻土问题如何解决呢？青藏铁路处理冻土问题的成功经验为川蔵铁路的建设提供了参考依据。1热棒：天然制冷机2抛石路基：廉价土空调3遮阳板：隔热外衣4通风管路基5以桥代路，最后绝招一、道路工程中主要工程地质问题（四）建筑材料问题建筑材料直接影响工程的设计方案和布局以及质量和造价路基工程需要的天然建筑材料种类多，数量大，而且要求各种材料产地沿线两侧零散分布建筑材料问题二、桥梁建设中主要工程地质问题二、桥梁建设中主要工程地质问题桥梁是公路、铁路工程建筑的重要组成部分。路线跨越河流、河谷或道路，通过地质灾害频繁发生地区、冻土地区都需要架设桥梁。桥梁工程中的主要工程地质问题包括：桥墩台地基稳定性问题与桥墩台冲刷问题。拉萨河特大桥北桑曲河特大桥二、桥梁建设中主要工程地质问题（一）桥墩台地基稳定性问题主要取决于墩台地基中岩土体承载力的大小，对选择桥梁的基础和确定桥梁的结构形式起决定作用。（二）桥墩台冲刷问题桥墩和桥台的修建使原有的河流过水断面面积减小，从而局部增大了河水流速并改变了流态，会对桥基产生强烈冲刷，有时可把河床中的松散沉积物局部或全部冲走，使桥墩台基础直接受到流水冲刷，威胁桥墩台的安全。涪江大桥遭遇50年一遇洪水三、隧道建设中主要工程地质问题三、隧道建设中主要工程地质问题隧道是道路工程中与地质条件关系最密切的工程建筑物。隧道的优点是线路短、截弯取直、减少开挖和填方工程量、抗震性能好等。隧道工程位于地下，四周被各种围岩包围，处于各种不同的地质构造部位，可能遇到各种地质问题。主要包括：围岩稳定性、地下水、地温和有害气体等问题。在进行道路规划设计时，隧道位置的确定是先决问题之一。隧道位置的选择，除取决于工程目的要求外，还需要考虑地形、地层岩性、地质构造、地下水等地质条件。川藏铁路拉林段米林隧道全线贯通川藏铁路拉林段米林隧道出口川藏铁路拉林段巴玉隧道贯通三、隧道建设中主要工程地质问题（一）地形条件隧道进、出口地段最好是基岩出露比较完整或坡积层较薄，地形边坡应下陡上缓，洞口岩层最好倾向山里，在地形陡的高边坡开挖洞口时，应不削坡或少削坡即进洞（早进洞），以保证边坡的稳定性。洞口要避开滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害易发地段，还要避开山麓残积、坡积、洪积物等第四纪松散沉积物。隧道进出口不宜选在排水困难的低洼处，也不应选在傍河山嘴及谷口等易受流水冲刷的地段。（二）岩性条件均质厚层坚硬完整的硬质岩（岩石饱和抗压强度>30MPa），围岩的稳定性较好，能适应各种断面形状的地下洞室；软质岩（岩石饱和抗压强度<30MPa），围岩不稳定。洞室位置应尽量选在坚硬完整的岩浆岩、厚层坚硬的沉积岩及变质岩中，而应避开软弱岩石（如凝灰岩、粘土岩、页岩、胶结不好的砂砾岩、千枚岩及片岩等）和软、硬互层或含软弱夹层的岩体。三、隧道建设中主要工程地质问题（三）地质构造条件地质构造是控制岩体完整性、稳定性的重要因素，裂隙和断层也是地下水渗透的直接通道，隧道选址时尽量避开地质构造复杂的地区。1.岩层产状对隧道选址的影响当隧道轴线与岩层走向平行时，在水平或近水平的岩层中修建隧道，地质条件较好，但应将隧道位置选在厚层状均质岩层中。在倾斜岩层中修建隧道，一般是不利的，因为开挖隧道切断倾斜岩层后，容易造成隧道两侧边墙所受的侧压力不一致，导致局部变形；在直立或近直立岩层中修建隧道，也是不利的，特别是将隧道位置选在其厚度与隧道跨度相等或小于隧道跨度的直立软弱岩层中时，更是十分不利的；一定不能把隧道位置选在软硬岩层的分界线上，因为隧道顶部的地层岩性不同，容易产生不均匀变形，或在地下水作用下向下滑动，破坏隧道。三、隧道建设中主要工程地质问题（三）地质构造条件2.褶皱对隧道选址的影响横穿向斜和背斜褶皱修建隧道时，隧道轴线上承受着不同的压力。在向斜的轴部由于存在较强的挤压力，岩层受挤压破碎呈下坠态势，开挖隧道时容易坍落。在向斜轴部由于裂隙中存在承压地下水，开挖时有涌水的威胁。在背斜轴部由于岩层上拱，能很好地将上覆岩层的荷重传递到附近两侧岩体中去，而使背斜轴部拱曲最大部位的压力变小，开挖隧道时岩块坍落以及涌水的可能性较小。三、隧道建设中主要工程地质问题（三）地质构造条件3.断裂对隧道选址的影响断层、断裂破碎带对隧道工程极为不利，隧道选址应远离断层，决不能沿断层面走向修建隧道。在断裂破碎带地段修建隧道，应特别慎重，尤其在破碎带较宽、且断层角砾、泥砂、碎石等尚未固结成岩的地段，一般不允许平行破碎带修建隧道。如果隧道选址必须穿越断层或断裂破碎带，则应将隧道轴线方向布置在与断层或断裂破碎带走向垂直的方向