工程地質論文範文1:隧道工程地質雷達探測與分析
通過實際工程應用，介紹了地質雷達的特點、原理和探測分析方法。在隧道工程超前地質探測預報和隧道結構探測中的應用，證明了地質雷達在實際應用中的實用性、先進性和重要作用。
公路隧道；探地雷達；檢測；提前預測；app應用
1，項目概述
小北山二號隧道為長隧道，按左右線分開布置。左洞起止裏程為ZK 65438+209m+571 ~ ZK 21+091，長度為1520m。揭陽端入口采用竹插條，入口設計標高為30.353米；惠來端入口采用竹插條，入口設計標高為65438+。右線隧道起止裏程為ZK 19+599 ~ ZK 21+081，長度為1482m。揭陽端進口為竹切式，惠來端進口設計高程30.493m，隧道位於丘陵地帶，山體地形陡峭，山體植被發育良好，有大小不等的花崗巖巨礫。隧址基底主要為燕山期花崗巖，局部可見輝綠巖脈。覆蓋層由粘土和全風化巖石組成，基巖由中-微風化巖石組成。隧道場區地下水類型主要為潛水，含水層主要為第四系松散層孔隙和中風化至微風化巖石風化裂隙。
2.探地雷達的發展與應用。
隨著社會的快速發展，巖土工程勘察有了很多便利條件和很多工具。重要的方法有彈性波法及其電磁波法。實際工程中經常使用的電磁波法是地質雷達，隧道地震檢波器更適合遠距離宏觀地質問題探測；而且探地雷達方法可以結合高頻電磁波進行非常快速的無損檢測，所以如果頻帶非常高，在隧道結構中也可以檢測到。隨著時間的推移，公路隧道工程的埋深、規模和數量不斷增加，施工過程中遇到了許多復雜的工程地質條件。雖然在設計之前已經做了詳細的地質勘察，但是在隧道的實際開挖中還是會出現很多問題。從這些方面可以很好的說明隧道施工時圍巖的穩定性和壹些隧道掌子面前方的實際情況，及時做出超前預報。當隧道內或建成後發生壹些事故時，應結合現行規範的上述要求和隧道本身的結構特點，不僅觀察隧道表面，測量凈空斷面，必要時還應利用地質雷達進行壹些深入的探測，如圍巖的密實性、完整性和穩定性，鋼拱架的分布，有無離析，蜂窩坑和襯砌混凝土的均勻性和壹致性，相應的完整性和襯砌的有效厚度等。實際情況證明，地質雷達技術可以在隧道施工中做出非常詳細的地質預報。現在，探地雷達的探測技術已經發展到單點探測和連續探測的實時自動成圖。而國外國家探地雷達基本都是單脈沖雷達，工作頻率在50到2 GHz。最具代表性的國家是美國和加拿大。我國生產的壹系列地質雷達，結合地下工程超前預報的特點，采用脈沖調制，探測距離極遠，分辨率高。其工作頻率約為160至220 MHz，探測距離可達40至60米，能很好地適應超前地質預報和壹些工程探測。
3.檢測原理和方法
地質超前預報應根據設計圖紙和設計任務書，按規定進行。預測應是檢查沿隧道縱向30米範圍內的壹些不安全地質問題，探測前期地層的巖性變化和水文地質特征(軟弱地層的分布、斷層發育及其影響帶、出水情況等。)，分析隧道圍巖級別，列出壹些施工建議，保證隧道施工安全，減少壹些不必要的損失，為動態設計提供依據。本次地質預報采用地質雷達系統，使用100 MHz的空氣耦合天線，結合探測前方巖石的特點和現場施工條件，詳細探測30米左右的距離。預測工作面位於ZK19+735，利用壹些測點和壹系列方法對工作面前方進行了詳細預測。
4、數據處理及結果。
通過壹系列軟件對實測數據進行處理和分析，然後結合場地巖性的實際情況選取合適的相對介電常數，進而得出壹些結果。在結果解釋中，開始時，如果發現非常明顯的反相反射波組，應該是巖性變差的表現；如果發現有非常明顯的正相強波反射群，應該是巖石巖性改善的表現。結合反射波的實際反射強度，可以區分反射界面前方介質的壹系列特征。根據雷達資料處理結果和地質資料分析，得到如下預測結果:(1)隧道掌子面為強風化花崗巖，上方自穩能力差，中部掉塊嚴重，局部濕度明顯，推斷圍巖級別為ⅴ級..(2)隧道掌子面右側前方4 ~ 10m(ZK 19+739 ~ ZK 19+745)區域反射信號強，同相軸紊亂。推斷該區域與隧道掌子面相似，破碎帶明顯，圍巖完整性差，圍巖等級為ⅴ級(3)隧道掌子面前方10 ~ 15m(ZK 19+745 ~ ZK 19+750)區域反射信號平穩下降，同相軸穩定，但仍有間斷。推斷該區巖性略有改善，但仍較破碎且含水，推斷圍巖級別為ⅳ級。(4)隧道掌子面前方15 ~ 30m(ZK 19+750 ~ ZK 19+765)區域信號較弱。增加增益後發現同相軸更加連續，推測該區巖性有所改善，級別應為四級。根據研究結果，提出建議:(1)ZK 19+735隧道掌子面圍巖為強風化花崗巖，自穩能力差，局部濕度明顯，中間掉塊嚴重，應嚴格控制進尺，加強支護，防止塌方。(2)掌子面前方10m區域圍巖與掌子面相似，穩定性差，破碎帶明顯，易坍塌。嚴格控制進尺，及時做好初期支護並保證強度，防止墜落和坍塌，同時做好排水工作。(3)掌子面前方20m後，巖性有所改善。建議采用上下臺階的方法，嚴格控制進尺，及時做好初期支護工作並保證強度，防止掉塊和坍塌，同時做好排水工作。
5.結束語
在隧道施工或後期運營過程中，探地雷達可以對工程質量進行詳細檢測，更嚴格地控制工程質量，更好地檢查工程缺陷。如果說天線的頻率特性和工作方式有壹定的影響，地質雷達對介質參數的探測還有很多爭議，那麽通過不斷的改進和發展，地質雷達在隧道工程探測中壹定會發揮非常重要的作用。綜上所述，地質雷達在地質超前預報中的應用，可以在隧道施工過程中準確地發現和預報危及工程施工安全的相關地質災害。地質雷達可以探測到隧道結構中的重要施工缺陷，為有問題的隧道提供壹些非常可靠的依據，可以提高工作效率，節省壹些資金。
輔仁山隧道工程地質研究
富仁山隧道是由中國水電十四局承建的西成鐵路Xi至江油段XCZQ-5標段的典型隧道工程。隧道位於秦嶺南麓低山地區，位於商丹斷裂帶和勉略-巴山弧形斷裂帶夾夾的南秦嶺構造帶。其內部組成和結構變形十分復雜，工程地質現象相當特殊，具有壹定的研究意義。
輔仁山隧道；工程地質特征；地質結構
1輔仁山隧道工程概述
目前在建的西成客運專線按照國家鐵路壹級復線建設，設計時速250km/h，主要功能是客運。它起於Xi安，穿越秦嶺，經陜西漢中，越過米倉山，進入四川，經四川廣元至江油與綿成樂客運專線相接，直達成都。預計該線路通車後，Xi到成都的直線距離將大大縮短。從Xi安到漢中僅需1小時，到成都僅需3小時。該項目由Xi至四川江油段和成綿樂城際鐵路兩部分組成，全長660公裏。項目預計總投資約688億元。西成客運專線陜西段全長342.9公裏，建設工期5年。中國水電十四局負責西成鐵路Xi安至江油段(陜西省內)XCZQ-5標段，正線全長31.81Km。本標段主要包括:洛曲隧道進出口路基工程94.7m，隧道工程4座(含6330m部分德力隧道、輔仁山隧道、洛曲隧道、範家嘴隧道)，總長30.47Km，橋梁3座(金水河大橋、酉水河大橋、何金龍大橋)，總長1.2457Km，輔仁山隧道位於秦嶺南麓低山地區。隧道範圍平均標高為1200m，最高標高為1634.1m。洞身表面起伏較大，自然坡度為30？~40?有許多基巖？v？u型侵蝕溝多由北向南分布，隧道區山高坡陡，基巖裸露，溝壑縱橫，地形復雜，植被茂密。隧道裏程為dk 159+625.95 ~ dk 172+725.5。入口位於金水河牛角壩，出口位於酉水河宋嘉言，最大埋深929m，最小埋深46 m，隧道均位於直線以上，隧道3？上坡進洞到DK162+900，再走8？下山，出洞。入口位於金水河右岸斜坡上，隧道含斜井，是本標段重點控制隧道。本隧道建築限界采用《高速鐵路設計規範》(TB10621？隧道采用2009年規定的凈空尺寸。隧(2008)0201？軌面有效面積為92m2，隧道線間距為4.6m，隧道襯砌內輪廓在曲線上不加寬，施工根據圍巖情況采用短進尺、局部開挖、初期支護，及時跟進二次襯砌，確保施工安全。
2沿線氣候條件
該地區屬亞熱帶濕潤季風氣候，特點是溫暖濕潤，四季分明，降水多集中在夏秋季，暴雨災害頻繁。年平均氣溫15.2℃，極端最高氣溫38.4℃，極端最低氣溫-5.9℃，年平均降水量785.5mm，年平均蒸發量1160.5 mm。
3工程地質特征
3.1地層巖性
隧道穿越地層主要包括第四系全新統(Q4)、誌留系下統(S1)、元古界中上統(Pt2-3)和太古界(Ar)構造巖。(1)第四系全新統(Q4)主要包括:膨脹土(Q4d19)、卵石土(Q4d17)、碎石土(Q4d17、p17)、塊土(Q4d65438+)。(2)下誌留統(S1):片巖夾大理巖(S1Sc+Mb)、大理巖(S1Mb)、片巖(S1Sc)，主要為灰色黃晴灰色變質結構，片狀塊狀構造。(3)中元古代(Pt2-3):麻粒巖夾大理巖(Pt2-3Gr+Mb)，大理巖夾片麻巖(Pt2-3Mb+Mb)。多為灰褐色、淺灰色，風化厚度約1-10 mm. (4)太古界(Ar):片麻巖夾大理巖(Pt2-3Gr+Mb)，灰褐色，淺灰色粒狀結晶結構，塊狀構造，風化厚度2-8 mm..(5)構造巖以碎裂巖為主，多為青灰色、灰褐色，寬約20-65m，工程地質較差。
3.2地質結構
輔仁山隧道位於商丹斷裂帶和勉略-巴山弧形斷裂帶所夾的南秦嶺構造帶，相當於秦嶺造山帶的蜂腰。隧道主體位於佛坪洞南半部。經過多次地質和構造活動，其內部組成和構造變形十分復雜。目前已發現的主要斷層有:f66、f67、f68、f69、f70、f70-1、f71、F71、F71、f71-2，其中f66為有產狀的逆斷層。-N80？W(65？-N75？)，破碎帶寬約10-30m，斷裂帶物質成分為碎裂巖，局部為斷層角礫巖，斷裂帶內部巖體較為破碎，隧道洞身穿越dk 159+856 ~ dk 159+878.4。F67是伴隨N60出現的逆斷層？-N80？W(50？-N65？)，斷層帶寬30~40m，內部成分為斷層角礫巖，洞身穿越dk 160+281 ~ dk 160+318。此外，隧道段還有兩個背斜和壹個向斜。背斜核部洞身中心裏程為dk 165+543 ~ dk 169+062。巖體破碎，節理發育。向斜核心不穿洞身，富水性強，巖體破碎，節理發育。由於隧道區質體發育年代久遠，構造運動強烈，區域較大。
3.3不良地質和特殊巖土
(1)隧道內的不良地質為分布在洞口左側的大理巖巖溶。巖溶現象主要發育在隧道洞口左側金水河右岸的大理巖中，以溶洞形式發育。溶洞直徑約1-3m，可見延伸深度大於10m，未完全充填，充填物為角礫巖和雜砂。(2)隧道區特殊巖土為弱-中等膨脹性膨脹土。
4工程設計情況
針對輔仁山隧道地層巖性多樣、地質構造復雜、不良地質現象頻發等工程地質特點，建設單位在詳細的現場勘察和室內研究的基礎上，制定了較為科學合理的設計方案:(1)洞口工程采用明挖段斜洞口，出口采用邊坡向上的斜洞口設置截水溝，邊坡采用錨網噴混凝土支護。(2)隧道內部使用的隧道主體工程？隧(2008)0201？襯砌內輪廓92m2，軌面有效面積92m2，隧道采用復合襯砌，初期支護采用噴射混凝土、錨桿、鋼筋網、鋼架、二次襯砌等。，保留各襯砌類型的變形，在特殊地形地質地段采用管棚和小導管加強支護措施。
參考資料:
[1]王。隧道工程[M]。北京:人民交通出版社，2013。
蘭州鐵道學院。隧道工程[M]。北京:人民鐵道出版社，1977。
張。工程地質學[M]。北京。地質出版社，1983。
[4]《高速鐵路設計規範》(TB10621？[S].2009。
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